CNC ルータのスピンドルを自作することにしたわけですが、部品をチョイスしていくとトータルで8,245円となりました。うまく作れるかどうかはわかりませんが、チャレンジです。
ぽちった、内訳です。
まず、メインのモーターはトルクがありそうな長さと、ネオジウム磁石と4極ロータ採用（2極より４極のほうがトルクが出そうで、スロット数は明記してないけどたぶん、１２スロット）の以下のものにしました。6極のだと５０００円弱からしかないようで、少し予算が超えそうなので、4極の最安値のにしておきました。検索ワードは、「4 Pole Brushless Motors」とか「4P Brushless Motors」です。
60A までいけるそうで日本のアマゾンでも少し値段はあがりますがあるようです。決定した理由の１つに、このモーターはRCカー用なので筐体が回らないようで、モーターをむき出しにしても安全かなと。筐体に覆われている分、連続稼動時の冷却はファンを外から当てる必要があるかもです。ほんとかどうかは、不明ですが60A を突っ込めるスペックと９００Wというスペックです。最大電圧は１６V。（予定は１２V）
アルミヒートシンクの筐体がかっこいいので、CNCルータの１つのワンポイントデザインになりえるのではないかというビジュアル面の思惑もあります。
RC用のモーターはもっと上のグレードがありますので、これでトルクが足りなければグレードアップも容易です。まずは、このモーターから検証してみます。高いモーターになると、センサーがついてたり、８極とか、50V120A とか水冷式とか、すごい仕様のもあります。
懸案としては、長時間動作させることは考えられていないモーターなので、CNC ルータ用途として耐えられるかどうかです。違う型番の同じ筐体モデルには、High RPM ABEC5 oversized bearings のベアリングが使われていると書いてありましたので、そこそこ良いモーターなんじゃないでしょうか。大きさは、長さ50mm で36mm のようです。
CYW-3650 3300KV/4P Brushless Motor
￥ 1,692
あとは、ベルトで分離して駆動するタイプを採用することにしたので、10cm のコレットチャックをチョイス。シャフト径は10mm で、後にベアリングを上下にかませて、筐体に固定する感じを予定。振れ精度はどのくらいあるんでしょうかね。気になるところです。
C10 ER11A 100L Deep Hole Working Straight Shank Collet Chuck
￥ 798
それから、コレットで1-7mm までの0.5mm 刻みで13個セットのもの。以下のサイズが入っているものです。
ER11 collet(1mm/1.5mm/2mm/2.5mm/3mm/3.5mm/4mm/4.5mm/5mm/5.5mm/6mm/6.5mm/7mm)
コレットって精密品で、高いもののようですが、こんなに安くて精度はどうなんでしょうね。まぁこれが影響する精密な筐体は作れないので、問題ないレベルなんじゃないかと思いますが。
￥ 1,910
プーリー。まずはコレットチャックのシャフトに付けるボアが10mm のもの 。
GT2 Timing Drive Pulley 36Teeth(36 Teeth) Bore 10MM
￥ 220
こっちは、モーターに付けるプーリー。3mm でモーターシャフトは、少し太いのですこし削る必要があるかもです。
Drive Belt Pulleys GT2 16 Teeth Timing Pulley Alumium Bore 3mm
￥ 241
GT2 のベルト 110mm と 200mm のを用意。110mmだけでいいかと思いましたが、安かったので。
￥ 70 x２
スピードコントローラー、ESCというやつです。中はどういう基板とチップが入っているんでしょうかね。ヒートシンクにファン付き。何気にモーターより高いです。
120A Sensored Brushless ESC Speed Controller
￥ 2,134
端子。なくてもいいけど、モータ側に端子がついているので綺麗に配線しようかなと。
20pcs/lot 3.5mm Gold Bullet plug
￥ 217
あとバッテリーの電源へつなぐ端子。まぁ、違うので代用すればいいんだけど、オスが最初から付いているので。メスを。
HXT 4MM to T Plug
￥ 272
あとは、サーボテスター。
Multi Servo Tester
￥ 161
来年はこれを作るのにそこそこ時間がかかりそうです。モーターから熱も出るだろうし、ベアリングがシャフトにちゃんと通るかどうか。シャフトを見てからベアリングは日本製のを発注予定。
電源は、ジャンクのPCサーバ用の240W くらいのがあるのでそれを使う予定。
これを参考に作ります。ベルト駆動型を選んだのは、直列タイプよりも振れが少なくできそうで、かつ、横Gに対して強く作れるというのが理由です。あとは、高さを抑えられるのでCNC全体がコンパクトに出来るかなと。筐体は、３Dプリンターでとりあえず作ってあとからアルミで削りだしという作戦です。
この作者が考えたV-SlotタイプのCNCは以下のようなスタイル。これだと、Y軸方向に弱いので、このまま採用するわけではありませんが、１つの参考イメージとして。
スピンドルをベルトタイプにすることでZ軸の全長が短くなっていい感じじゃないかと思います。テーブルやその他の駆動スタイルはちょっとイメージが違いますが、参考にして、対角スロットのフレームを作ろうと思います。
まずは、XYZのフレームをどのように駆動させるかを考えますか。年末年始は YouTube みたり、昼寝したりと、まったりと作業予定。
あまりにいい天気で、気持ちよかったのでゴロ寝しながら、1小説だけ読書タイム。軽いので、片手で持てるのがいいです。