あけましておめでとうございます。
今回はシリンダーの予定でしたが、より正確なフィンカットをするために旋盤のCNC化をしました。


This time I intended to make cylinders.
To cut better cylinder fin, I converted my bench lathe SAKAI ML-360 into cnc machine.

まずシリンダーを一個手作業で作りました。 フィン自体にテーパーがついています。 それも上下違った傾きを持っています。 それにを削りだすために完成バイトから姿バイトを作りました。 これで大丈夫と思いましたが切込みが5mmもあるため非常に切削抵抗が大きくなりますし、フィンのテーパーに押されてバイトが微妙に逃げます。 これでも問題はないくらいには仕上がるのですがよく見ると多少フィンの形が不揃いです。 そこで長年の懸案だった旋盤をCNC化することにしました。 First I made one cylinder without cnc. This cylinder has taper fin and to cut it I made cutter for it. But the cut range is very wide and the cutter was pushed away. So the cut fin is slightly irregular in size. I decided to convert the lathe into cnc machine.

Kowさんに相談しました。 CNC化自体が目的ではないので出来るだけ簡単なのがよいでしょうと言うことで オリジナルマインドのTRA１５０を購入しました。 ソフトもあるし、USB接続で使えるし、ステッピングドライバーも3軸分内装されています。 きれいなケースに入ったオールインワンです。 CAMソフトはEding CNC（USBCNC)を使う様になっています。 Eding CNCと基板をヨーロッパから購入すれば少し安価になりますが、ドライバー基板を別途どこからか購入しなければなりません。それらをどこからか調達し、組み上げてケースに収めてとなるとまたどつぼにはまってしまう可能性もあります。 いろいろ検討していたら女房が｢またそんなことして遠回りして時間と労力とそしてお金を無駄遣いすることになるのは決まっている。出来ているのがあるのならそれにしなさい。」とのたまいました。 と言うことでKowさんの意見と両方を取り入れオールインワンのTRA150に決まりました。 自分へのクリスマスプレゼントと言うお題目で購入しました。 I bought all in one cnc box worked on Eding CNC (USBCNC) It include CAM and stepping motor driver circuit and power supply. The only one thing that I had to do is to connect the cable and push on the power switch.

まず、旋盤にベースプレートを固定しなければいけません。 矢印で示す2箇所のネジ穴を開ける必要がありました。 To set on the lath, I had to cut the thread on the lathe.

クリアファイルを同部へあてがいおおよそのネジ位置を決めました。 これを元に正確な図面を起こします。 これさえ描けてしまえば後は実作業をするのみ。 To decide the position for screw, I used clear file around may desk. Then I wrote the drawing according to this clear file.

。適当な端材に正確に穴あけし、これをガイドに2箇所の穴あけをします。 フライスに載せられるならこんな面倒なことしないですむのですが、とても載せられません。 電気ドリルで正確な位置に穴を開けるとなるとこんな方法しかないので、労を惜しまず軟鋼板で治具を作りました。 To get the accurate position, I used the jig

正確な位置に穴が開けば後はタップを立てるだけです。 Once I got the accurate position, the only thing that I do is cut the thread.

ベースプレートを8mm2017アルミ板から切り出します。 フライスはCNC化されていないので全て手作業です。 穴の位置決めはDRO頼りなのできっちり正確にあいています。 Making the base plates.

次はステッピングモータを固定する際に使う、ゴムブッシュを作ります。 ブッシュは４tのゴムシートで外径１０mm内径４mm。 このための道具（ダイ）です。 ゴムシートにははじめに４mmのパンチとダイで穴を開けてしまいます。 The diet o make the rubber bush.

ついで１０mmのパンチで切り抜きます。 上の写真でわかるように４mmのパンチがセンターに来るように位置は正確にあわせてあります。 と言っても１０mmの穴を開けてから動かさないだけす。 Using punch and die.

ぐいっと押し込みます。 Push with a jerk

今回は２軸分８個あればいいのですが、フライスもCNC化するかもしれないのでもう３軸分を考えてたくさん作りました。 道具が出来ているので作るのは簡単です。 Rubber bush

フレキシブルカップリングも作りました。 これは以前にフォームカッタ用に作ったのと基本的に同じです。 材料が太いものしかなかったので多少太くなっています。 後は比較的的簡単に出来ました。 エンジンの部品から見るとだいぶ単純です。 今まで踏み切れなかったのですが、はじめたらあっという間にここまでは出来ました。 All the part for conversion.

X軸を組み付けました。 Set on the lathe, X axis

Ｙ軸も組み付けました。 どちらの軸もカップリングを指で回せるのでたぶん大丈夫でしょう。 Y axis. I can turn the shaft with my finger on the cuppling, it will be OK.

刃物の変わりに爪楊枝を取り付けてシミュレーションです。 Simulation with toothpick.

CNCソフトを実際に使うのは初めてです。 はじめはこの設定で動かしてしまいました。 中央に小さく表示されているのが切削パスです。 機械原点とかワーク原点とか、なんだかよくわからない！ スタートを押したとたんにモーターがすごい勢いで回り、X軸は右へ移動して動けなくなり脱調、グググと断末魔の悲鳴を上げています。、Y軸は刃物台が向こう側へ外れて落ちました。 緊急停止も間に合いませんでした。 今なら少しわかるのですが要するにG0　X0Y0で最高速でワーク原点にまっしくぐらだったわけです。 Kowさんオリジナルマインドさんにひたすらメールをしまくりました。 多い日は日に5回くらい。 懇切丁寧に素人でもわかりやすい言葉で教えてもらいました。 こんな感じで説明してもらいもらいました。 ------------ プログラム開始直後に暴走する場合、その推察される原因としては・・・ １）スタートする前の座標がめちゃめちゃな場所（X=1320、Y=-498など）を指しており、G00X0Y0が実行されたためそこに刃物を全速力で移動させようとした →これが原因であれば、スタート前に座標のリセット（マニュアルの「1.3 Zero Menu」の「原点設定 ワーク座標の数値を0に設定します。（全軸一括）」を行えばOKです。 This was the first experience for me to use actual CNC machine. I did not understand about work orgin and machine origin precisely. When I pushed the start button, both of the stepping motor ran with full speed and compound slide dropped from tha lathe,

こんなのもやってしまいました。 切削のシミュレーションが終わったら爪楊枝がフィンをぴんぴんぴんとはじきながら折れてすっ飛びました。 切削の開始点と終了点の設定もなんだかよくわからない。 Another case. When the simulation cut was done, the toothpick flicked the fins and broken and jump away.

数々の困難を乗り越えてやっと切削にこぎつけました。 切削と無関係なパスは全速で動かすこともできるようになりました。 Gコードの書き直しもできるようになりました。 繰り返し切削も。 繰り返し切削はちょっとスマートさにかけるNCコードですが、まあフィンには繰り返し切削はありませんのでこれで大丈夫でしょう。 Overcome many difficulties, I tuned like this.

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