CO2レーザー その15（Z軸可動化Ⅱ：モデル設計）

CO2レーザーカッターのZ軸可動化の続きです。

マーティーのは、この時に「みら太な日々」師匠からいただきました。
この40Wの2013か2014モデルではなかろうかと思われます。
品番は、JK-K3020です。

AliExpress.com Product - 40w co2 3020 laser engraving machine,3020 laser cutting machine,engrave size 30*20cm support CorelDRAW output

前回のに載せ忘れた(-_-;) 設置場所は、こんな感じ
窓がちょうどいい位置に鎮座できそうです。
向こうは、実家がありますが、5m以上離れています。
左に冷却水入れ金魚用の水槽を置いてます。

ステージの最下部から第3ミラーマウントまで100mmちょっと
この板の下にも空間があります。

その上にハニカムパネル（約20mm厚）を置いても80数mmあります。
このモデルは、Ｚ軸が固定なので、
ハニカムメタルシートの下に木材を置いて高さ調整しいます。

部材の厚みによって
レンズから部材の距離を最適（最強）に調整したいのと
もっと分厚いものを数回に分けてカットする時に高さを変えたいのです。

普通のマシンは、3Dプリンタの様にベッドというかステージが上下する構造です。
レンズ部分を動くようにできないかな～と思い立って検討しています。
失敗に終わるかもしれません。
前々回は、まだできるかどうかわからないのにレンズマウントを作り、
前回は、レンズ鏡筒を動かすためのパーツ選定でした。
今回は、Fusion360でモデル設計です。

今回、［アセンブリ］の［モーション］を初めてやってみました。
ここと、こっちで、感触を掴んで、後は、手探りです(-_-;)

まずは、初めてのFusion360モーション機能で
鏡筒部分だけ動かしてみたものです。
可動範囲、約50mm。やっぱ動くものは、なかなか面白いです。

それにしても、こんなに複雑なのは、初めてです。
組立方法とプリント方向を考えながらやらないといけないので
集中力が続きません(-_-;)

マーティーの頭は、2Dなので3Dを頭の中に描くのは、かなり重労働です。
紙にも描いてみたりと、毎日ちょっとずつ進めています。
PCの方も「i3-2350M 2.3GHz、8GB」では非力すぎて
最後の方は、線を一本引く毎に数秒間待たされることも(T_T)

いきなりですが、ここ2週間程かかったモデルです。
左からレーザーが入る第３ミラーの入口。

第3ミラーは、描いてません。

一応、できたように見えますが
組立方法というか、順番やら組立が破綻しないかの確認です。

これは、上側のブッシュ固定具
内径3mmのオイルレスブッシュを入れます。
M2ボルトとナットで固定できるようにしています。
ボルトとナットもまだ描いてません。

下側のブッシュ固定具にも
ブッシュを入れてM2ボルトとナットで固定します。

第3ミラーとマウントの上に上側BUSH固定具を

被せて

フレキシブル・カプラーで代用したレンズマウント
前々回、先にΦ８をΦ１６ 深さ2mmに広げたやつです。

下側は、Φ5の穴だったのを、この前Φ8に広げています。
が、更にM12のタップを建てることになりました。
また、CNCで切削することになりますが、
プリントパーツがうまく動いてからにします(-_-;)

レンズをマウントの組立ますが、
ZnSeのレンズは毒なので、最後まで取り付けません。

レンズと固定用のＯリングをつけると、こんな風になる予定。

フレキシブルカプラーに元からあるM3ネジ穴とイモネジを利用して
レンズマウントと軽く固定するだけ

冒頭の動画の鏡筒は、収縮する構造にしたので３段式です。
一番下の移動ベースに大きい鏡筒から嵌め込んでいきます。

嵌め込み合わったとこです。

断面です。
この様に鏡筒の引っ掛かりを付けているので
大きい鏡筒から嵌め込んでいくのです。

その下側は、レンズマウントのM12のネジ穴を付けているので

断面です。

そのネジ穴にレーザーがでるノズルをネジ込みます。

ねじ込んだ所。

このノズルで一番下になる移動架とレンズマウントを固定されます。

その上からエア用のノズルを被せます。

エアノズル（赤部）は、パイプの入口を適切な位置に決めてから
レーザーノズル（黄部）と接着することにします。

断面です。
今回は、エアホース断面積よりもエアノズル断面積を小さくしたので
より強いエアを吹き出すことができる予定です。
この時作ったエアノズル1号機の反省です。

その上から下側BUSH固定具（ブッシュ付）を乗せます。

これで下側ユニット全体の完成です。
ボルトとナットは、後ほど描きます。

下側ユニットを第３ミラーのアルミマウントに
下側から入れ込みます。

その上から上側BUSH固定具（ブッシュ付）を乗せます。
執筆中に見返すと最初に乗せてました～(-_-;)

ボルトを描いてませんが
上から３本のボルトで固定します。

Φ３のスライドロッド（約90mm）を差し込み

一番下の移動架（緑部）にM2ボルトで固定します。

ロッドの上から最上部の移動架を差し込み
M2ボルトで固定します。

ステッピングモーター・マウント（黄部）を横から差し込み
M3ボルトで固定します。

最後にステッピングモーターを入れ込んで
マウントとボルトで固定します。

上側の移動架には、
ステッピングモーターのリードスクリューの溝に当たる歯をつけています。

リードスクリューの溝に平ピンが当たるようにしていて

平ピンの後ろからバネを入れイモネジで押さえる構造です。
上手くいくかどうかはわかりません(-_-;)

完成形です。
一応、組立は破綻していないようです^^;
プリントやりにくそうなのが、いくつかありますが
まあ、何とかなるでしょう！

動くがどうか、若干、不安な所もありますが
なかなかの力作なので
スクリーンショットを色々

断面も

上と90°回転した断面

ノズル最短の時

上部の移動架が下がると、鏡筒が伸びていき～

これが、ノズル最長！
余裕を見て約50mm伸びるますが、
実際には、30～40mmで使う予定です。

一番下まで下ろした時に
第3ミラーの入口が、上側可動架で塞がれないように開ています。
が、ここは、ブリッジにして穴の上で繋いだ方が良さそう。

では、全体の動きをFusion360のモーションで
可動しない部分は、［剛性グループ］に設定して固定します。
実物もこんなにスムーズに動くだろうか？

ちょっと眺めていると、リミットSWがいるな～
下方向は、限界まで下げることはないでしょうが
上側は、ギリギリまで上げて使うことは多いので

ごそごそと宝箱を探すと
この小さなスイッチがよさそう
基板ごとカットして使う予定です。

リミットSWと基板のモデル描いて～
上側のリミットSW付きました！

上側、後ろから
一応、多少上下調整できるようにしています。
ボルトとナットも描きました。

下側のリミットSWも付けました！
上側可動架で第3ミラーの入口が、塞がれないようにブリッジにして
穴の上で繋ぎました。

下側の裏から
上側移動架は、非表示しています。

第3ミラー入口側から

やっとプリントにいけそうなモデルが出来上がったので
調子に乗ってスクリーンショットしまくりです。
まあ、Fusion360でこんな複雑なモデルが描けるようになったのは、
マーティーの中では進歩で嬉しいわけです^^;

鏡筒を縮めた状態

鏡筒を伸ばした状態

上方から

次は、これをプリントして組み立てですね～