CO2レーザー その16（Z軸可動化Ⅲ：プリント&組立）

前回、やっとFusion360でのモデル設計が終わりました。
そうすんなりはいかんでしょうから
何回も設計変更することになるとは思っています。
すでにFusion360の履歴は、ごちゃごちゃです(-_-;)

ボルト・ナットを除いた分解図。

このアングルでボルト・ナットだけにすると

これです！
M2 x 6：1６本、M2 NUT：1６個
M3 x 27：４本、M3 NUT：２個
M3 x 10：１本
M3イモネジ：３本

プリントするために分解して並べます。
パーツは、１２点です。

では、内側ノズルからプリントしていきます。
3DHERO ABS 赤、230℃ 100℃、0.2mm積みで！
Zゼロが低かったみたいで、BRIMが薄くて剥がれる寸前ですが
薄いのに浮いてなさそうです

M12のネジの山が少し汚いけど、積層0.2mmではこんなもんかな？
まあいいんじゃないでしょうか！
下半分のノズルのテーパーは、まだサポートで寸胴です。

次！外側ノズルを斜めプリント。
たまにコツコツ音がするので、235℃に上げました。
うまいこといってそうです^^;

右：内側ノズル、左：外側ノズル
まだBrim・Supportついたままです。

次は、第１鏡筒を斜めプリント！
Geeetech PLA White、200℃ 60℃、0.2mm積み
．．．ありゃ～
途中でY軸がズレています
やっぱしTravel Speed：120mm/minは速すぎたかあ～(T_T)

この時のベッドの改造でＹ軸のリニアブッシュマウントを頑丈にして
Travel Speed：120mm/minにしていました。
Cura V.3.5.1です。

ちょっと弱気になって、いっきに
Travel 80に変更(-_-;)

フィラメントが残り少ないので、小さいのから先に
Mortor Mountと下側LimitSW MOUNTから...（写真撮り忘れ）

フィラメントを新しいのにして
第1鏡筒、斜めプリントを再開
Geeetech PLA White、200℃ 60℃、0.2mm積み
温度はとても安定しています。
早くPID調整すればよかった。
というか組み立てた時の最初にやっとく必要があるようです。
ホットエンド

これは、電池BOXを作った時、PLAで203℃設定で、こんなでした(T_T)
これ普通だと思っていたのです(-_-;)

ヒートベッドは、PID調整は、
Firm書き換えないといけなくて、面倒になって(-_-;)
やっていませんが、
まあ安定しています。

が、ズレました～
BRIMごと底から剥がれたのです(T_T)

ん～ん、FR4ベッドは、防犯フィルムより少し弱いのかな～
この時は、焦って勘違いしてしまい
洗面所でミニ缶の「ケープ スーパーハード」を見つけてしまって
これを少し振って続けてしまいました(-_-;)

後で気づくに
YM氏から発信されていた、重要な使用上注意を見落としていました(T_T)
FR4（ガラエポ）ベッドでは、ガラスの時より10℃程上げる必要があるのでした。
随分後で気づく始末であります(-_-;)

これは、無事できました！

ヤスリで整形して
最初に作った、フレキシブルカプラーのレンズマウントを入れます。

ギチギチピッタリで、イモネジで固定の必要はないです。

第２鏡筒は、うまくいきました。

周辺のサポートが面白い模様です。
上のツバ部分があるので薄いサポートをつけたのですが、
サポートタイプでさほど変化せず、こうなるみたいです。

第３鏡筒もできました！

ヤスリでバリ取りして
第２鏡筒に被せますが入りません(T_T)
クリアランスが小さかったのです。
キチキチ入る時のクリアランス（直径で0.3mm）でした(-_-;)
滑らせるクリアランスは、たぶん倍の0.6mm（直径）必要かと思われます。
ツバ部をヤスリで削って滑るようになりました。

３つの鏡筒を合体して伸ばした所。
左：第１鏡筒、右：第３鏡筒

縮めた所。

実は、折角ABSで出した、外ノズルがズレていました(T_T)
今頃になって気づいたのです。

ここでABSに切り替えるのは面倒なので
外側ノズルもPLAで
初めての0.1mm積層（Geeetech PLA、200℃）でやってみました。
すごくきれいです（ちとボケ写真ですが）
横の6mmの穴のオーバーハングもキレイです。

温度変動が大きくなっています。
0.1mm積みにしたので何か条件が変わるのだろうか？

BRIMを外した内側ノズルと外側ノズルを並べます。

内側ノズルを外側ノズルに嵌め込みます。
これは、きっちり嵌りました。
横の穴にエアホースをつけて、内側ノズルと外側ノズルの間から
エアが出る仕組みです。

下側BUSH固定具をやってますが、
しまった～
サポートがEverythingになっていた。
ネジ穴とか全てにサポートがついています。
ちゃんととれるかな～

ちなみに、サポートパターン：Concentric

Support Roof：OFF（サポートの屋根なし）にしています。
まだ、沢山試していませんが、これが外しやすい感じです。

下側BUSH固定ができました！

合体した鏡筒が入るはずですが、全然入りません(T_T)
どうもスケッチを間違えてクリアランスゼロになっているようです。

丸棒ヤスリで小1時間少しずつひたすら削って穴を広げて
やっと入るようになりました

鏡筒下側から。
レンズマウントは外しています。

削ってる間に、どんどんプリントしていきます。
側にいないとフィラメントの縺れで突っ張って、ノズルが上に動いて
積みに隙間ができてしまうので監視しとかないといけないのです。
上側BUSH固定具。

ベッドが十分冷めない内に取り外して次に進みたいので
貰い物の油絵用のナイフを使っています。
先端は、0.15mm厚なので造形物の下に入れ込み易いです。

下側移動架。
スライドロッドが入る下側のやつ。

上側移動架。
スライドロッドが入る上側のやつ。
右下の２本フォークみたいな所は、小さすぎ今一です(T_T)

これは、一番小さなパーツ
Fusion360で拡大して描いて、気づいたら、やたらと小さすぎたのです。
できないとはわかっているのですが...
試しに、0.1mm積みでやってはみましたが、この有様(-_-;)
ほとんどゴミ状態、構造を見直さないといけません(T_T)
Φ19のフレキシブルカプラと並べてますが、左の四角いのが3mm角。
0.3mmノズルで出すものではありませんね～

全てのプリントが終わったので、組んでいきます。
上側BUSH固定具に
ブッシュを嵌め込みます
このブッシュ用の穴もクリアランス不足でかなり固いです。
最適なクリアランスというのは、難しいです。

穴の中を小さな丸棒ヤスリで少し削ったら、ほどよい固さで入りました。
M2ボルトで締め付けて固定できるようにしていますが、不要な固さです。
固い、硬い、堅い...どれが正しいのかな？

下側BUSH固定具にもブッシュを入れます。

これも穴をちょっと削って入れます。
こっちもキチキチです。

Φ3のスライドロッドを入れてみます。
ん～ん、3本入れると、かなり滑りが重いです(-_-;)
各軸にブッシュが２個ずつの合計６個入っていますが
ブッシュの滑りが予想外に重いのです。
あの小型のステッピングモーターのトルクでは、まず無理っぽい(T_T)

とても滑りが重いので
ブッシュをこっち側だけにして各軸1個にしてみます。
少し軽くなりましたが、まだそこそこの力がいります。

ひとまず、全部組み立ててみます。
Mortor MountやLimit SW Mountも付けて
ステッピングモーターも取り付けました。

一番上の移動架にロッドを差し込んでいると
青丸部の２つは、入るのですが、赤丸部が0.5mm程ズレています。
Fusion360のモデルとスケッチを見直すと、ピッタリ合っています。
ロッドの所のスケッチは、ズレないように、コピーして使ってるのです。
形状が悪くてPLAが冷えて縮む時に歪んだと考えられます。

ノズルは、こんな感じにつきます。
レンズマウントにM12ネジを切ってないので
まだノズルが固定できません。

折角、全部組んだので
ちょっと写真撮影！

これでスムーズに動いてくれれば最高なんだが...

なかなかかっこいいんだが...

一頻り眺めて自己満足に浸ります(-_-;)

動きが、予想以上に重く、ほぼ最悪の事態であります(-_-;)
ステッピングモーターを変えるしかありません。
設計し直しだな～(T_T)
このステッピングモーターにしないとダメかな～
候補２：MISTUMI M25SP-3Nf  Datasheetはこれ
・Φ25
・227mA/phase
・トルク：21mN・m、通常の300mN・mから見ると1/14
・7.5°/step
・DC24V仕様、Working DC 21.6~26.4V
サイズ的には、何とか取り付けできそうな感じだけど...
この先に2to3mmのカプラー付けて
M3で0.5mmピッチのネジロッドにすれば、軽く回りそう、だと思う。

かなり大幅な設計変更なので、
候補２のモーター片手に、眺めていると
もしかして！
ブッシュを全部なくしたらどうなるかな？
．．．
お～っ！意外といいです。
動画で！
持ち上げている時は、自重で下がっているので、いけるかも^^;
一筋の光が見えてきました！

可動部の重さは、４７g！
レンズを入れると、５０gってとこかな！
自重で下がっているということは、摩擦は、自重より軽いはずだから？
１００g持ち上げるトルクがあればいけるんじゃないか？

CNC2418の予備のWoodpeckerで動かしてみることにします。
取り敢えず配線です(-_-;)

元の設計では、リードスクリューのネジ溝にアルミ片を引っ掛けるのですが
たまたま、プリントのBRIMのカット残りが
ネジ溝にうまいこと引っ掛かっているのです。
リードスクリューを手で回すと意外と軽く動きます。

Woodpeckerの設定、変えればよかったのですが、先を急ぎ
200step、リード4mm、1/16 Microstepで800step/mmのまま(-_-;)

まずは、1/16 Microstep（MS1～MS3：H）に設定して
1mm移動命令を送信！
20step、3mmのステッピングモーターなので
3mm÷20step÷16 = 0.009375mm/step！
（200step÷20step）x（3mm÷4mm）= 7.5mm
になります。

お～～っ！ なんとか動いているぞ＼(^o^)／
F75で7.5mm UP（Candle上では、F10／1mm命令）
あまりに遅いので
F150で30mm UP！（Candle上でF20／4mm命令）
お～っ！持ち上がっています！
何度もやっていると
時々、脱調している感じもします。
モーターが小さいので脱調しても音がわからないのです。
感動の動作を動画で！
最初のパーツ選定でのトルク計算は、意外と合ってたということかな？

DOWNも動画で！
非常に高い音でチキチキチキチキと音がしています。
向こうのスライドロッドが浮いているのは、穴位置が合ってないのです。
プリント品が冷える時に歪んだみたいです。

電圧：6.2V、電流：0.203A／2phase（0.1A／phase）です。
モーターの発熱は、手で感じない程度です。

ちょっとトルクが心許ないので
1/16 ⇒ 1/4 Microstep（MS1：L、MS2：H、MS3：L）にします。
20step、3mmのステッピングモーターなので
3mm÷20step÷4 = 0.0375mm/step
CNC2418の設定で使ってるので、1mm移動命令は、
（200step÷20step）x（3mm÷4mm）x 16/4 = 30mm
になります。
興奮して$102の設定とか忘れています(-_-;)

ちょっと往復のGcodeで動かしてみます。
CNC2418の設定でF10／±1mmの移動ですが
実際には、F300／30mmの往復運動になります。
＊＊＊
G21
G91
F10
G1 Z1
G1 Z-1
G1 Z1
G1 Z-1
G1 Z1
G1 Z-1
G1 Z1
G1 Z-1
G1 Z1
G1 Z-1
M30
＊＊＊

いいですね～
これだけ動けば、使い物になりそうです！
1/4 Microstepでも0.0375mm/stepなので
まあCO2レーザーでは、十分だと思います。
1mm狂ってもさほど影響ないと思います。
というか、バックラッシュが、±0.3mm近くありそうなのです(T_T)
溝の引っ掛けを工夫して±0.1mmってとこでしょう。

F600（Candle上でF20命令）では、
お～っ！動いてくれます！
いいですね～
動画は撮っていませんが
F900（Candle上でF30）でも動きました！

途中でA4988が壊れたみたいで(-_-;)
F600からA4988を交換して電流が少し増えました。
0.277A／2phase・・・0.14A／phase
ステッピングモーターは、ほんのり温かい程度です。
Ｚ軸は、連続で動かさないので大丈夫でしょう。

よっしゃー
これは、いい具合になってきました！
ワクワクワクワク＼(^o^)／

細かい不具合修正を進めていくことにします＼(^o^)／