2019年4月2日火曜日

中華CNCで切削-FreeCad その2

前回チャレンジしたbCNCでdxfファイルからG-Codeを生成する方法で
ちゃんとエンドミル形状など設定して実際に切削してみたいと思う。

エンドミル

手持ちのもの

iModeraの時に入手したものや中華CNCに付属していたものがある。
No 名称 入手 スペック URL
1 切削用ストレートカッター iModera付属品 刃先径 1.6mm シャンク径 2.34mm
2 ハッチング3.0mm ENHT-030 PCB Milling シャンク径 3.175 mm、全長 36mm http://www.pcbmilling.biz/?pid=38343208
3 エンドミル45°ZrN PCB Milling ZrNコーティング シャンク径 3.175 mm、全長 36mm スピンドル回転数が低いマシン(13,000rpm以下)にはむいていません。 http://www.pcbmilling.biz/?pid=48601804
4 エンドミル90°+0.8mmドリル PCB Milling 折ってしまったので無い
5 ルーター 1.0mm PCB Milling シャンク径3.175 mm、全長 38.1mm 外形加工用 (リング付き) http://www.pcbmilling.biz/?pid=35600995
6 Vカッター NJ3.3001 AliExpress シャンク径3.175 mm 30°TIP0.1mm 全長33mm タングステン 超硬 https://www.aliexpress.com/item/10Pcs-3-175mm-Tungsten-Bit-V-Shape-Carbide-PCB-Engraving-Bits-CNC-Router-Tool-Choose-size/32757380196.html
とりあえず、10本持っている[6]のVカッターを使用する想定で設定してみる。

エンドミルの設定

[CAM] → [EndMill]を選択する。



設定パラメータ多すぎOrz
試行錯誤でこのように設定してみた。
  • Type
    • Centercutting : センターカット[3]
    • Combination :
    • Down-cutting :
    • Engraving : 彫刻? [6]
    • Non Centercutting :
    • Spiral :
    • Straight :
    • Up-Cutting : [2]
  • Shape
    • Ball End :
    • Radiused :
    • Square End :スクエアエンド[2]
    • V-cutting : Vカット[3][6]
    • Disc :
  • Material
    • Carbide-tipped : 超硬ビット [2][3][6]
    • Cobalt : コバルト
    • High Speed Steel (HSS) : ハイス鋼
    • Powdered Metal (PM) Cobalt : 粉末金属コバルト
    • Solid Carbide : 超硬ソリッド
    • Titane : チタン
  • Coating
    • None
    • AlCrTiN
    • AlTiCrN
    • PCD : ダイヤモンド焼結体
    • TiAlCrN
    • TiAlN : 窒化チタンアルミ
    • TiCN : 炭窒化チタン
    • TiN : 窒化チタン
      うーんZrN(窒化ジルコニア)が無い・・・。 コーティング無しで良いか(汗
  • Diameter : 直径 3.175 mm
  • Mount Axis : マウント軸??
  • Flutes : フルート? 刃の数
    • 1枚刃[6]
    • 2枚刃[2][3]
  • Length
    • 33mm [6]
    • 36mm [2][3]
  • Angle
    • 30°[6]
    • 45°[3]
    • 180°[2] でいいのかな?
  • Stepover
    • とりあえず40%で
https://forums.autodesk.com/t5/fusion-360-computer-aided/2d-pocket-pre-drill-location-question/td-p/6656338?profile.language=ja
http://www.mmc-hitachitool.co.jp/technical/tech-info/pdf/c22.pdf
https://makezine.jp/blog/2014/04/cnc-routing-basics-toolpaths-and-feeds-n-speeds.html

いざ切削!

エンドミル以外の設定を行う

材料の設定

次は[CAM] → [Material]を選択



MDFという名称で作成
  • Feed : 送り速度 600 mm/min
  • Plunge Feed : 進入速度 500 mm/min
  • Depth Increment : 切り込み深さ 0.5mm
ちょっと速いような印象を受けたので、もしかしたら、速度を落とすか深さを浅くしても良いかもしれない。

エンドミルと材料の組み合わせを設定

[CAM] → [ストック]にて



エンドミルと材料そして切削の深さを設定保存する。
この場合は1.5mm、[Material]のDepth Incrementが0.5mmなので、3回に分けて彫り込むことになる。

データ読み出し

前回作った「春」データを読み込み、[プロファイル]と[カット]を行う



いざ!実行

エンドミル折れたり、モーター暴走したりしないで!とお願いしつつ
実行する。



3分くらい切削だったけど、手に汗握る感じ。
iModelaだとケースに入っていたし、小さくてなんとなく安心感があったけど
こっちは裸だし、大きいし、中国だしで、本当に怖かった。ビビリだね。
いつか折れたり、固定が緩んで材料が吹き飛んだり、レーザー・・・と考えると
早めにケースに入れたくなってきた。
削りカスを取り除くと



こんな感じで、「春」が訪れました。
厚さ2.5mmのMDFに1.5mmで彫ったはず。まだカスが埋まっているので堀が浅く見えるけど、いちおう1.5mm付近のようだ。
MDFの場合はこれくらいの設定で良いのかもしれない。
次は、他の方法でGcode作ってみるか、オートレベルやるか、他のエンドミルで試すか、それとも本題のPCB切削に進むか…悩む。

2019年3月29日金曜日

中華CNCで切削-FreeCad

FreeCADのデータで切削したいと思いつつ、やり方がわからず思案中。
調べた感じだと
  1. bCNCでdxfファイルからG-Codeを生成する
  2. bCNCのSliceMesh機能でSTLファイルを読み込む
  3. FreeCADのPath Workbenchという機能を使えばG-Codeが生成出来そう
    https://www.freecadweb.org/wiki/Path_Workbench

bCNCでdxfファイルからG-Codeを生成する

公式?の手順を参考にやってみる
https://github.com/vlachoudis/bCNC/wiki/Tutorials:-Simple-Clamps

サンプルデータ作成

もう春なのでFreeCADで「春」を書いてみる
ワークベンチで[Draft]選択して、S(テキストからシェイプ)を選択する
フォントは「源泉丸ゴシック」を使わせてもらった。
https://github.com/ButTaiwan/gensen-font


作成したシェイプを選択状態にして、エクスポートを行う
形式はdxf

bCNCで開く

先ほど作成したdxfをbCNCで開く



おーいい感じ。

CAMの設定

先述の手順とは画面レイアウトが異なっているっぽいOrz

エンドミルの設定

[CAM] → [EndMill]を選択する。



まだ本当に削るつもりはないので、手順通りに(適当に)入れてみる。
本当にやるときはどうすれば良いんだろうか・・・。

材料の設定

次は[CAM] → [Material]を選択



とりあえずMDFにした。

設定保存

エンドミルと材料そして切り込み深さ?を設定保存する。



深さ1.5mmなのかな。
このあたりは、実際のエンドミルと材料から設定値を決める必要がありそうだ。

加工方法の設定

「Creating the profiles」
クマ?ネズミ?マークの「プロファイル」を選択。



エンドミルの選択とDerectionの設定を行い[Profile]をクリック
続いて、ハサミマークの「カット」を選択。




対象のパスを選択して、[Cut]をクリック



なんか2重に表示された。 これで準備出来たのかな。

G-Code確認とシミュレーション

生成されたG-Codeは[Editor]で確認出来そう。




選択範囲を変えることで、どのパスかが確認できるみたい。
あとは、実際に削りだす前にシミュレーションしたい!
すぐに思いついたのがエンドミル付けずにやってみる方法。
[Control]にある[scan]はスピンドルを回転させずに切削範囲の周囲を一周してくれるみたい。

2019年3月26日火曜日

中華CNCを入手

iModeraが壊れてしまって、とても悲しくて、、、気がついたらポチっていた。
結構いろいろな人がつかっているっぽい中華CNCシリーズのCNC2418を・・。
https://ja.aliexpress.com/item/cnc-2418-2500mw-laser-cnc-engraving-machine-Pcb-Milling-Machine-Wood-Carving-machine-diy-mini-cnc/32796872554.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.3bd94c4dx87ifZ
レーザーもつけたので刻印とか切断も出来そう♪


到着まで

7日の深夜に注文して、発送連絡が13日、受け取ったのが18日なので、トータル11日。
サイトには9-17日って書いてあったので割と早め。
3Dプリンタの時よりも小さめの黄色い箱で届いた。
なぜか、宛名が記載されていなくて、郵便局から問い合わせが来た。
住所と電話番号だけでもなんとかなるもんだね(汗

開封

写真撮るの忘れたOrz。
不足無いかチェックして、[Confirm Goods Received]を行う。
いろいろ思うところはあったけど、概ね満足。

良かった点

  • スピンドルモーターにER11が装着してあった。圧入しないとイケナイと覚悟していたので良かった。
  • モータードライバ用のヒートシンクが同梱されていた。
  • 国内外問わず、意外と情報が多い。 困ったらCNC2418とかで検索。
  • 部品のバリや歪みはちょっとしか無かった。
  • 部品に不足は無かった。多めに入っていることも無かった。


バリとワッシャーが欠けている

びっくりした点

  • マニュアルよりも実物。組み立ては頭で考えるな、手で感じろ的な。
  • マニュアルとかソフト、サンプルデータは8cmのCDだった。
  • フレームやテーブルに切断時のものと思われる粉がびっしりついていた。キタナイ。
  • ACアダプタを振るとカラカラ音がした。スイッチのレバー樹脂が折れていた。電子部品じゃなくてよかった。
  • ACアダプタ基板のハンダとリード線が・・・。


追いハンダ?と長過ぎるリード線を切断した。
怖いなー。怖いなー。

電源が怖くなって3Dプリンタの方も見てみた

3Dプリンタの方は、これ↓と同じもの。
https://www.amazon.co.jp/HICTOP-直流安定化-スイッチング-コンピュータ-3Dプリンター/dp/B01LL2IGMO/ref=pd_ybh_a_20?_encoding=UTF8&psc=1&refRID=06RWWXTCBVB20ZCYN4GQ

あれ、レビューひどいことになってるOrz。
怖いなー。怖いなー。


長過ぎるリード線を切断した。
写真撮り忘れたけど、1次側の電解コンがのパッケージが裂けていた。
あと、ラインフィルタ(コモンモードコイル?)がリード線でしか固定されてなかった。
結構大きくて重たいから、プリント時の振動できっといつか壊れる気がする。
気が向いた時に固定しよう。
なんか、いろいろあるけど、概ね満足。

ソフト

linux環境なので、bCNCを使ってみた。
サンプルファイルの「iPhone」を削ってみた。
なにも考えず、原点の調整して開始してみた。



もしかしたらiModelaよりも動作音は小さい(音が低い?)かもしれない



水平じゃないね。面だしか、ハイトマップで補正しないと使えなさそう。
これからだね。

参考

https://japanese.engadget.com/2017/08/04/cnc/
https://japanese.engadget.com/2017/09/29/cnc/
http://suz-avr.sblo.jp/article/180010696.html
https://martyworkshopdiary.blogspot.com/2017/03/cnc2418.html