2017年9月9日土曜日

小型工作機CNC2418 その33(XY精度の較正)

今まで、出来上がりの検寸をしたことなかったのに気づきました。
ざっくり測った時には、ほぼ合っていたので
調整されているものと思い込んでおりました。
で、TQFPアダプタソケット前編の完成成品を測ると
外径50mmのはずなのに50.5mmもあるのです。

TQFPアダプタソケットの蓋
Fusion360で50mmの正方形としているのが、
できあがりは、一辺が、50.4mm。
もう一辺は、50.5mm。
Fusion360上では、蓋のボスの寸法を
X、Yとも台座よりクリアランス 0.1mm小さくしています。
90度回転してもハマるはずなのですが
完成品は、縦と横で0.1mm差があるので
90度回転すると台座にハマりませんでした。
X、Yで移動量/ステップが微妙に違っている可能性大です。

先月、モノタロウさんから
\1000クーポンが届いていたので
これゲットしていました。
モノタロウブランドのマイクロメーターです。
使用した2.0mmエンドミル を測定すると
1.94mmでした。
CAM設定 2.0mmに対して両サイドに効くので
0.06 x 2 = 0.12mm 大きくなるはずです。
しかし、50mmで0.5mmも狂っているので
これは主原因ではないと考えられます。
で、TQFPアダプタソケット中編のプリント基板では、
1.0mmのエンドミルでも
外径が0.5mm大きくなっていました。
上のTQFPアダプタソケット製作は、GRBL v1.1fでした。
次は、GRBL v0.9jでの製作物です。
GRBL v0.9j と v1.1fの違いではないはずですが、一応。
ちなみに先のは、エアコン有りの8月、次は、エアコン無しの5月です。
MDFでUSBマイクロスコープ取付治具の製作です。
Fusion360で116.00mm。
「選択2の座標X]-[選択1の座標X]が垂線距離。
実測では、116.7mmかな。
100mmノギスしかないもので。
v0.9jでも同程度狂っています。
こちら側は、
Fusion360で67.0mmが
実物は、67.6mm。
このノギス、安物で”級”はありません。
よいノギスが欲しくなってきました~
そのUSBマイクロスコープを使って
ジョグで移動量を計測してみます。
Python+OpenCVで作ったターゲットスコープソフトの出番です。
ステージにスケールを置きます。
これは、日本製の1級です!
Candle v1.1.7を起動して
スケールの10mm位置から110mm位置まで
10mmずつジョグで移動するとだんだんズレていきますね~
100mm移動すると0.5mm行き過ぎて到着しました。
やはり”step数 vs 移動量”が微妙にズレています。
GRBLの設定 $100、$101、$102を調整する必要があります。

正確にズレ量を測定します。
Start位置。
マーティーのPC(15inch)では、このWindowは、
160mm x 120mmの大きさです。
結構、微妙な調整は可能です。
このスコープで0.01mmの動きがギリギリわかるくらいです。
G0 X-100
100mm移動命令後
ジョグで少しずつ110の目盛りまで戻して
Candleの座標を読みます。
0.50mmオーバーです。
元の位置に戻します。
バックラッシュは0.01mmより小さく
目視ではゼロに近いです。
数回行いましたが再現性は良いようです。
測定値の差分そのままから較正して良さそうです。

現在、X軸の設定は、
$100=800.000 (x, step/mm)
100mmで0.5mm分少なくする必要があるので
 100÷100.5x800=796.020
$100=796.02
に設定します。
台形ネジのピッチを逆算すると:2.010mm
2mmとの誤差:+0.50%
こんな精度を較正しているのかと思いうと
これでいいのか心配になってきます。
較正後の移動距離を測ります。
Start地点。
G0 X-100
100mm移動すると
いいですね~これだと問題ないでしょう!
この方法で良さそうです。
続いてY軸も調整していきます。
Start地点。
ジョグで少しずつ110の目盛りまで戻して
Candleの座標を読みます。
0.68mmオーバーです。
こちらも
数回やって再現良く0.68mmオーバーになりました。

現在、Y軸の設定は、
$101=800.000 (y, step/mm)
100mmで0.68mm分少なくする必要があるので
 100÷100.68x800=794.597
$101=794.597
に設定します。
台形ネジのピッチを逆算すると:2.013mm
2mmとの誤差:+0.68%
少数第3位まで入力できるようなので、ひとまずこれで。
較正後の移動距離を測ります。
Y軸、Start位置。
G0 Y-100
100mm移動すると
グッドです!
Z軸はどうしよう?
移動量は最大で40mm程なので
0.2~0.3mmの狂いでしょうが
測定が面倒なので
XとYの間とって
$102=495
にすることにしようかな~~
と、思いましたが
測定方法が閃いてしまったので
ノギスをこの様にセットして
Start位置
ジョグでZ軸をじわじわ下げて
手頃な 69.0mmに合わせます。
G0 Z-30
で30mm下げます。
う~ん、
38.75mmってとこか!
69-38.75=30.25mm
それっぽい数値がでたし
面倒なので測定は1回です(^^ゞ
現在、Z軸の設定は、(2018.6.8修正)
$102=800.000 (z, step/mm)
30mmで0.25mm分少なくする必要があるので
 30÷30.25x800=793.388
$102=793.388
に設定します。
台形ネジのピッチを逆算すると:2.017mm
2mmとの誤差:+0.83%
較正後
もう一度、元の位置に上げて
G0 Z-30で降ろします。
39.0mmと読んでいいでしょう!
少なくとも較正前よりはいいです。
これでマーティーのCNC2418の初めての較正終わりです。

所でCNC2418の台形ネジは、
現物の溝をなぞると隣の溝ではなく1つ飛んだ溝に行きます。
溝が2本あるのです。
これは、2条ネジというのだそうです。(この前知りました)
ここの絵が分かり易いでしょう。
溝のピッチは、2mmですが、
1回転の移動距離=”リード”は、
リード=ピッチ x 条数
2mm x 2条 = 4mm になります。
確かに、ざくっと測ると1回転で4mmです。

モーター単体は、1.8°/stepですから
200step/1回転となります。
CNC2418のA4988は、1/16モードのマイクロステップ動作です。
 200step ÷ 1/16 ÷ 4mm = 800step/mm
となっていたわけですね。

最小角度 1.8 ÷ 16=0.1125°/step
1step:0.00125mmになります。
ギアも使わずにこんな精度で回っているとは!

今回のは、台形ネジの精度の問題でしょうが
100mmで0.5mmは、0.5%の世界ですから
今までこんな精度のものは、机上でできなかったわけで
較正までできるし、すごい時代になった事を痛感します。
X軸とY軸でも微妙にピッチが違うので
夫々別の機械で作られたものだろうか?
台形ネジの場所や温度によっても変わるのだろうか?
あまり考えると頭痛くなるのでこの辺にしておきます。
これだけの較正でも当面は問題ないでしょう。

それにしても、ここんとこ製作してないなあ~
秋は行楽日和だしなあ~

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