必殺マイナーホビー
始めましてNAKAYANです。主に二足歩行ロボット競技会の事を書いてます。
スポンサーサイト
上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。
【--/--/-- --:--】 | スポンサー広告 |
CNCブラシレスモーター化改造

最近は自作なんたらの開発やレグホーンの改造、調整、整備などでやる事てんこ盛り
なのですが、以前からCNCの切削能力に不満を感じていたので、スピンドルモーター
を強化し、切削スピードを上げようと改造してみました。

元々搭載されている12Vブラシモーター(回転数4700rpm 連続トルク14.7mNm)を
MAXON製24Vブラシレスモーター(回転数9350rpm 連続トルク61.3mNm)に置き換
えるという改造になります。回転数を見るだけでも倍ぐらいの切削スピードUPが見込め
ますね。

仕組みとしては、以前ブログで紹介しましたロータリーエンコーダー式安全装置を外し、
スピンドルモーターに供給されている12V電圧の有無を検知して別ユニットとなって
いる24Vブラシレスモータードライブユニットを動作させるという感じです。
安全装置はエンコーダー式から温度センサー式に変更。

そしてこれが24Vブラシレスモータードライブユニット↓
CNCBL化①

中身はこんな感じ、殆んど電源です。↓
ちなみに電源ユニットはCOSEL製24V、10Aのもの。取り寄せで買いました。
CNCBL化②

ブラシレスモータードライブ回路です。↓
ブラシレスモーターがホールセンサ内臓型なので、ホールセンサー対応式になって
おります。
部品配置をあまり考えずにハンダ付けしていったので、
最後には空中配線的な作品になってしまいました。
CNCBL化③

こちらは前回の改造でNCの制御ユニットに搭載していたロータリーエンコーダー式
安全装置基板です。1から新しい回路を造るのがめんどうだったので、この基板に
OPアンプを追加し、温度センサーのアナログ電圧を0~5Vの範囲で得られるように
しました。これをマイコンのA/Dで変換します。↓
CNCBL化④

CNCにブラシレスモーターを搭載した様子。↓
申し訳程度の温度センサー内蔵型自作ヒートシンクを付けました。
CNCBL化⑤

切削テストです・・・↓
とりあえず以前の2.5倍切削スピードを上げても問題なく切削できました!!
厳密にはスピードを上げたのではなくZ軸の一度に掘り進む量を0.2mmから0.5mmに
変更しました。これでも少し余裕があるぐらいですが、とりあえずこの設定で使っていこう
と思います。
CNCBL化⑥

モーターの温度です。↓
初め上昇していきますが、だいたいこのぐらいの温度で一定となりました。
使用温度範囲が、-20℃~100℃なので余裕ですね。
モーターは余裕ですが、ブラシレスモータードライブ回路に使用しているFETドライブIC
に15V電圧を供給しているレギュレータがけっこう熱くなります。(FET自体は以外と
余裕です)またケースの蓋を閉めると電源ユニットもちょっと熱くなりますので、
この後また時間があれば、ケースにファンをつけて冷却するよう改造を加えようと
考えております。
CNCBL化⑦

まあ、予想以上に切削能力があがりましたし、10数時間の長時間切削テストもクリア
しましたので、この改造は大成功したといえますね!。
これでごっついアルミ板も安心して削っていけますね!。

スポンサーサイト
【2009/05/03 15:56】 | CNC | トラックバック(0) | コメント(1) |
NC改造計画「自作セーフティーブレーカー」

私はレグホーンの製作プロジェクトが立った時、即効NCを買ったのですが、
それには「安全装置」的な装置が一切搭載されておらず、万が一エンドミルが材料
なんかに引っ掛かってスピンドルモーターがロック状態になったりすると焼けてショート
してドライブ回路が死んで制御基板のマイコンが異常をきたすまで電流が遮断
されないというちょっと危ないものでした!。
CNC

万が一とか言ってますが実はすでに1回やっちゃってます!!。
これはNCの制御基板のドライブICが発熱してプラスチックのケースが
溶けちゃったもの!。

旧コントロールボックスケース

そしてこれが焼けて死んだドライブIC!危うく火事になるとこでしたよ!!。
旧NC制御基板

こんなことがあったので、それからというものNCを動かす時(特に金属を削る時)は
休みの日にツキっきりで見張っていました!。
しかしNCは俗称「小人さん」と呼ばれるモノなのにこれでは手伝ってあげないとうまく
ハタオリできない鶴の恩返しみたいなものです!。
そこでスピンドルモーターがロックすると電源を遮断する安全装置を考えました!。
動作原理はいたって簡単、スピンドルモーターにロータリーエンコーダーを押し付けて
おいて、回転が止まったらマイコン制御でリレーで電源を遮断するというものです。
電流の値を検知する方法もありますが、アナログ回路は苦手なもので・・・。
下の写真は光学式ロータリーエンコーダです。
1万円もしましたが、モノ作りに取り込まれた人はお金のことをあまり考えなくなります!・・・。
 光学式ロータリーエンコーダー

下の写真は自作の安全装置回路。PICマイコン使用で、エンコーダーの回転が止まると
約0.5秒後にリレーを作動させ、NCの電源を遮断します。

安全装置基板

新コントロールボックス赤いボタンが主電源SW、白が安全装置のON、OFFをするSW
です。
コントロールボックス

コントロールボックス中身。緑の基板がNCの制御基板、
茶色の基板が自作安全装置基板です。
コントロールボックス中身

そしてこれが安全装置のメカ部。
安全装置メカ部

スピンドルモーターのプーリーにゴムベルトを巻いたプーリーを軽くバネで押し付け、
モーターの回転を検出します。
安全装置機構②

アームの関節部分にはスラストベアリングを挟み、スムーズかつガタの無い構造に
仕上げました。
安全装置機構①

NCに搭載したところ。
安全装置装着
とりあえず実際には材料を削らず試運転してみましたが、誤動作は起きませんでした!
これで平日でも火事の心配をせず金属部品を削れるかも!!。
後はこの装置の耐久力の問題かな?

できればさらにブラシレスモーター化したい・・・。

【2007/11/13 22:09】 | CNC | トラックバック(0) | コメント(10) |
プロフィール

NAKAYAN

Author:NAKAYAN

FC2人気ブログランキングに登録しています。このブログ良かったという方は上のアイコンをポチッと!

不動産・住宅サイトSUUMO(スーモ)

最近の記事

最近のコメント

最近のトラックバック

月別アーカイブ

カテゴリー

FC2カウンター

ブロとも申請フォーム

この人とブロともになる

ブログ内検索

RSSフィード

リンク

このブログをリンクに追加する

上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。