半導体レーザー加工機の製作について

    ＜基本構造＞
    基本構造は20ｘ20のアルミフレームを使い４隅を連結します
    加工エリアはアルミフレームの長さ次第で自由に設定が可能です

    ＜各軸の駆動方法＞
    駆動方法は、組んだアルミフレームにガイドローラーを滑らせてタイミングベルトで摺動しますが
    モーターを固定させるか、タイミングベルトを固定するかを検討した結果
    モーターを移動させる場合は配線の取り回しが煩わしいので、モーターを固定する構造を選択しました
         　

    ＜部品の作成＞
    市販品以外に作成が必要な部品は下記の数点になります
    モーターブラケット　・・・　X軸用１枚、Y軸用2枚（1枚 + ベアリングブラケット）
    スライドローラーブラケット　・・・　Y軸用2枚
    アイドルローラーブラケット　・・・　X軸用１枚、Y軸用2枚
    レーザー上下調整ブラケット　・・・　１枚
    レーザー取付板　・・・　１枚
    フレーム全体を浮かせるための足材　・・・　４個

    CAD図面のダウンロードはこちらから　→　AIONファイル　　DXFファイル

    ※ダウンロードした図面はご自由にお使いください
    　（そのまま製作して頂いても、条件に合わせて寸法や形状を変更して頂いても構いません）

    組立の詳細と参考画像はこちらから

    ＜アルミフレームの断面形状について＞
    アルミフレームは構造体の役割と同時に各軸のスライド機構の役割を兼用しています
    ミスミやモノタロウなど国内で簡単に入手できるアルミフレームは溝のエッジに極小のRが付いている程度で
    そのままではローラーの接地面としては多少の不安が残ります。
    （趣味で使用する程度であれば、必要に応じて調整することで十分に使用可能です）
    最適なアルミフレームとして「V-Slot」と言う海外で開発された形状がりますが、国内での販売は一般的には無く
    金額的にも海外からの送料を含めると非常に高額になってしまいます。
    同じく国内では一般に流通していないものの、金額も形状もV-Slotの中間に位置するアルミフレームがあります
    （NCTOOLの販売ページでは、この形状で長さ５００mmを用意しています）
    スライド部分のY軸２本、X軸１本（合計３本）は、この形状のを利用し
    スライドに関係ない部分は、国内の市販品を採用することでコストを押さえる事が可能かと思います

    ＜Y軸の構造＞
    Y軸の駆動は左右２本のタイミングベルトを同期して回しますが、１個のモーターでシャフト連結するか
    ２個のモーターを使用（制御基盤で同期が可能）する方法があり    使用するパーツの違いは以下になります

    モーター１個の場合 ・・・ 軸受け用のブラケット、カップリング、シャフト、ベアリングが必要
    モーター２個の場合 ・・・ モーター用のブラケット、ステッピングモーター、コネクター類の配線部品が必要

    モーター２個の場合は構造が簡単ですが、電源を入れた時点でステッピングモーターがロックされますが
    その時点でX軸とY軸の直角度が狂う場合があります。
    モーター１個でシャフト連結する場合は、最初の調整のみで常に直角が維持されますので
    製作が面倒でなければ    この方法をお勧めします。

    因みに、片持ち形状の市販品（海外製）もありますが、アルミフレームの構造ではガタ付は止められません

    ＜足の構造＞
    アルミフレーム全体を浮かせるために４カ所の足材が必要です
    板材を横から止める、旋盤で加工した丸棒を下から固定する、アルミフレームをブラケットで止める等で取付けます
    浮かせる高さは、加工する材料に応じて設定して下さい

    ＜購入部品の情報＞
    構造用部品は、ミスミ、モノタロ―、Amazonなどで販売されています
    電子部品は、秋月電子、RPEパーツ、Amazonなどで購入可能です
    主な部品の型番も記載しておきますので参考にして下さい
    （Amazonで購入する場合は、怪しい日本語説明の商品には十分に気を付けて下さい）

    部品名 個数 補足 参考購入先
    20ｘ20アルミフレーム ５本

    長さは作成する加工エリアによる
    ※形状の違いは上記注意事項をご覧ください

    ミスミ型番　HFS5-2020-400
    モノタロウ　TSF2020-□□□
    ブラケット 4個

    アルミフレームの固定用
    （数量は、足の取付に使う場合は別途必要）

    ミスミ型番　HBLFSNF5
    モノタロウ　SFJ-018
    アルミフレーム用ナット 22個

    アルミフレームと各ブラケットの固定用
    （数量は、足の取り付に使う場合は別途必要）

    ミスミ型番　HNTT5-5
    モノタロウ　TSFB013

    ４２角
    ステッピングモーター

    2〜3個

    		 Y軸のドライブをシャフト連結する場合は２個
    両端にモーターを付ける場合は３個

    ミスミ型番　PK244DA
    秋月電子型番    　42SHD4002-24B

    タイミングプーリ

    3個

    		 20歯タイミングプーリ

    ミスミ型番
    GPA20GT2060-A-H5

    タイビングベルト

    		 2本 ベルト長さは製作する大きさによる

    ミスミ型番
    GBN□□□2GT-60
    アイドルローラー 3個 タイミングベルトのテンション用ローラー メーカー品では不明

    カップリング

    		 1個 Y軸のタイミングプーリーを連結する部品

    ミスミ　CPF16-5-5
    モノタロウ　MSF-16-5-5
    φ5シャフト 必要長 SKロット、磨き丸棒等
    入手できない場合はホームセンターにある寸切りボルトでも可    		  
    内径5ｍｍベアリング １個 上記φ5シャフトの軸受け
    スペーサーも必要だが、座金２〜3枚でＯＫ    		 625ZZなど
    内径5ｍｍベアリング 24個
    ６個

    スライドローラーを自作する場合
    アイドルローラーを自作する場合

    		 MR105ZZ
    625ZZなど
    Ｍ５ｘ10 20本 フレーム、ブラケット等の固定用

    ボルト、ナット類は
    製作条件で変わります

    本数やサイズの違い
    記載漏れ等はご了承ください

    Ｍ５ｘ25
    Ｍ５ｘ30

    		 ４本
    ２本    		 Y軸スライドローラー取付用 

    Ｍ５ｘ22
    Ｍ５ｘ25（６角ボルト）

    		 各2本

    X軸スライドローラー取付用
    Ｍ５ｘ20 ４本 足取付用（条件によって異なります）
    Ｍ５ナイロンナット 6個

    X軸、Y軸スライドローラー取付用
    Ｍ５座金 50個 各ボルトに使用
    M3ｘ8ビス
    Ｍ３ｘ１０ホーロー    		 ４本
    ２本    		 スライドローラーの調整用
    φ5.2-φ8ｘ7カラー 12個 ローラーとブラケット間に使用
    （カラーの長さは6ｍｍ以上あればＯＫ）

    ミスミ型番　CB-507E
    モノタロウ　ECO-BS中空丸型スペーサーM5ｘ7

    コネクター４口

    		 3個 ステッピングモーター用

    秋月　2226A-04/2226TG
    コネクター２口 数個 ホームWS、レーザーコントロール、リセット信号等の必要分

    秋月　2226A-02/2226TG

    12VACアダプター

    		 １個 2〜3AのACアダプター

    秋月　AD-A120P300
              GF48-US1240

    電源ソケット

    		 1個

    ACアダプターからの配線用（DCジャック）

    秋月　MJ-14
    電源スイッチ 1個 12V電源をモータードライバーとレーザードライバーに供給する途中に必ず接続してください

    秋月 LAS2-16H-E DC12V　DS-850K-S-ONなど
    配線用コード 必要長 ステッピングモーター、レーザー電源用
    レーザーコントロール用
    AWG22〜24相当品 

    秋月　AWG24-□等
    配線用シールド線 必要長

    ホームSW、リセットSW用
    ノイズ対策コード

    秋月　KP4-07F-a
    ミスミ　SS300SB-24-□
    ホーム、リミットスイッチ 必要数 原点復帰やリミット用のマイクロスイッチ

    秋月　SS-10GL13
    ミスミ  モノタロウ
    SS-5GL□など

    原点復帰やリミット用のフォトセンサー
    （電源が必要＝基板から5Vか12Vを配線）

    ミスミ　FPMK45など
    モノタロウ　PM-T45など

    リレー

    		 （１個） M03信号でON/OFF動作させるためのリレー
    （電磁式リレーを直接接続しないで下さい）    		 秋月　DFR0017
    モノタロウ　AQZ202

    ジョイスティック

    		 （１個）

    ジョイスティックを接続する事で
    手動送りと手動レーザー照射を利用できます

    秋月　101-50-136

     

［ 戻る ］