2018年7月21日土曜日

小型工作機CNC2418 その58(カプラー交換の威力)

これが届きました!
YY氏に教えていただいた「カプラー」です。
ここの[5x8]ってのでUS$ 0.98 x 5個ポチっておりました。
Φ5 - Φ8、直径19mm、長さ25mmです。
ここには「Shaft Coupler」「Flexible Coupling」とあります。
「ドライブシャフトコネクタ」「シャフトカップリング」とか
色んな名称があるようです。

最初にWebで見た時、バネみたいだからねじり方向に誤差が出るのでは?
と思ったけど、径が大きいので捻れることなく、回転方向の力が伝達され
軸のたわみ方向には柔軟だということを現物見て初めて納得!
通常は、両側から強く掴むとこの様に隙間がなくなります。
が、5個中1個、隙間が縮まらないのがありました。
カッターを入れてみると、何と2本も切削屑がでてきました!
これは、2本目の切削屑を取り出している所。
穴径も1個だけ5.2mmってのがありました。まあ使えるレベルですが。
残りは、5.02とか4.98mmとかで、Φ8の方も同等で問題なしでした。
それでは、Z軸から交換にかかります。
うぉ~!カプラーの外径:19mm、軸が通る穴径20mm ギリギリです。
右がオリジナルのカプラー Non Flexlible Couplerというところでしょう。
送りネジに8mmの方を嵌め込んでイモネジを締めると
イモネジがわずかに飛び出して、穴に引っかかり入りません。
元のカプラーから短いイモネジを拝借して、
こんな感じで取り付きます。
Z軸はステッピングモータを下から留めるボルト、とても締め難いのです。
先端球形で斜めでも回せる長~い六角レンチがないと作業が大変です。
やっと取り付けて、コネクタを接続しようと思ったら
ステッピングモータが逆だ~~っ! はあ~(-_-;)
下からのボルト締めにすっかり気を取られていました。
ステッピングモータを取り付け直して、Z軸、取り付け完了です。
ちょっと下アングルから 。
長さはオリジナルと同じです。
早速、電源入れて上下させてみて、擦れ音が無いので一安心。ギリギリ大丈夫です。
実は、交換前にこのようにして動画を撮っておりました。
マイクロスコープでステージ上の0.1mm目盛りのスケールを撮影しながら
Z軸を上から下へ連続降下しています。
マイクロスコープは、X軸ブロックの方なので移動しません。
カプラー交換前のマイクロスコープの動画。
画面の左下角部分で目盛り線が、円を描くようにウネっているのが分ります。
太い方の線幅位ありそうで、0.03~0.05mmあるかもしれない感じです。
マイクロスコープは、動いているスピンドルブロックではなく外側についていて、
スピンドルブロックは、両側にレールシャフトがあるし、どうしてウネルのだろうか?
ひょっとしてXZモジュールの剛性の問題なのだろうか?
元のカプラーは、Non Flexibleで、構造上イモネジで固定すると、
送りネジとステッピングモータ軸の中心がズレるので
その中心のズレ分、モジュールが回転によりタワミを繰り返しているのだろうか?
同じ方法で撮影した交換後の動画です。
左下角の目盛りがほとんど動いていないのがわかります。
妙な振動みたいなのはありますが、ゆっくり動かすと無くなるので
ステッピングモータの振動をマイクロスコープが拾っているのだと思われます。
ということで、かなりな効果があることがわかりました!
十分な効果が認めれれたので、XY軸のも交換していきます。
XY軸のも何とかBefore~Afterの違いを記録したいな~
どうやって確認しようか?
ダイヤルゲージでできるかもと、下に滑りの良さそうなアクリル板を敷いて
この時作った右側のマイクロスコープ取付具にボルトで固定します。
どうやらできそうです。
横から
で、動画は、交換前後を一緒に見比べた方がいいので後ほど!
カプラー交換の記録から
X軸のステッピングモータにできるだけ深くカプラーを取り付けます。
ZX軸モジュールをできるだけ右側(ステッピングモータ側)に寄せてから
ステッピングモータを軽く留め、Φ8送りネジとカプラーをイモネジで固定して
ステッピングモータとシャーシーのボルトを本締めします。
では、X軸のカプラー交換前の動画です。
針がうねりながら振れているのが分ります。
1メモリ 0.01mmなので0.01~0.02mmという所でしょうか。
固定式Non Flexibleのカプラーなので、これはもう明らかに
送りネジとステッピングモータの中心のズレがそのままウネリになっています。
X軸のカプラー交換後の動画です。
うぉ~!いいですね~交換前とは全然違います。
微妙にあるような、ないようなですが
送りネジ1回転毎のウネリは無くなくなっている感じです!
1メモリ0.01mm内の1/5程度(0.002mm)あるかな程度。
明らかに改善しています!
Y軸も交換しました。
では、Y軸のカプラー交換前も動画で
こちらは、X軸やZ軸ほどウネリはないようです。
0.01mm目盛りの1/5もないようですが、回転に同期したウネリが確かにあります。
Y軸のカプラー交換後の動画。
針の振れが非常に安定しています。
(変なビビリ音は羽つきナットの音です)
これは、恐るべし威力です!
YYさん教えていただきありがとうございますm(_ _)m
早く変えればよかったのですが、今頃知ったマーティーなのであります^^;

緊急追伸:
その後、YY氏から情報提供がありました!
伸縮方向に弱いことがわかったということで、マーティーも確認しました。
動画で!
これは、まずいですね~かなり軽い力で2mm程も伸び縮みします。
0.0X mmのウネリどころの話では済みません。
ということで、急遽、元のカプラーに戻します。
最初に指で縮めているのだから、マーティーさん気づいて欲しいものです(´-﹏-`;)
恒久対策として
リジットタイプのちゃんとしたカプラーを探すことにします。
こんなのです。まだどこから購入するか決めていません。

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