CNCの実験5:2008.01.22〜2009.12.31 2005.10.29(土)〜 V形カッター加工機。P_CAD作成。
2009.12.31(木) 線の連結チェックを追加しました。 先端同士が重なっている線を検索し、点線で表示します。 2009.12.29(火) P_CADのモニター全画面表示で、長い線の移動速度を改善しました。 直径が約20mmの円を描くようにマウスカーソルを移動し、線の先端がカーソルに追従 している時の10回転の所用時間を測定。 改善前:約0.9秒/回転 改善後:約0.5秒/回転 2009.12.26(土) P_CADで扱うファイルパスのレジストリ登録と読出しを追加しました。 Appの終了時にレジストリに登録し、次回の起動時に復旧します。 2009.12.23(水) P_CADの切削出力と、H10F材のVカッターで切削中。 実用上の支障はありませんが、拡大するとバリがあります。 紙やすり#240程度のざらつき感。 切削幅=約0.2mm。 左:Vカッターのスクイ面を#400砥石で成形したままで切削。 右:同スクイ面を#1200砥石で研磨した後に切削。 P_CADのドリル出力で7seg6桁基板の穴あけ完了。 切削長合計=1794mm。Vカッターの先端に磨耗した様子はありません。 2009.12.18(金) 切削とドリルの出力を追加。データ形式はHPGLです。 P_CAD.exeの出力をHPGL2NC.exeでG-CODEに変換し、 CNC.exeでペン書きテストをしました。 丸い凹みはドリル位置です。 2009.12.16(水) エンドミル・ドリル用超鋼磨き棒。 Φ3mm。バンドソー(ダイヤモンド刃)で長さ約32mmにカット。 材種:H10F。 素材:WC(タングステンカーバイト)89.5%。Co(コバルト)10%。 ほかTiC,(TaNb)Cなど0.5%。 硬度(HRA)=92.1。 抗折力(N/mm^2)=3750。 基板切削テストはP_CADの出力を利用する予定。 2009.12.15(火) P_CADの図面の拡大と縮小の操作を変更しました。 マウスホイールをクリックするとマウスカーソル位置を中心に拡大し、 同時に[SHIFT]釦を押すと、マウスカーソル位置を中心に縮小します。 [+]と[−]釦は、原点を固定して拡大・縮小するように変更しました。 2009.12.13(日) 作図したDRO基板プロジェクトをファイルに保存、読出しました。 信号線=橙色、 切削ルート=青色。 Editレイヤー選択とDisplayレイヤー選択のグループボックスを追加。 2009.12.09(水) 作図と表示それぞれのレイヤー選択を追加しました。 作図レイヤー選択 表示レイヤー選択 TP=TOP、BT=BOTTOM。 2009.12.06(日) リファレンスNo(Ref)と部品定数(Val)の入力と配置変更を追加。 1) ライブラリーを読み出し、パターンエディターに配置する時にRefとValを入力。 2) マウスの左釦でライブラリーをクリックするとライブラーの移動が可能。 3) [SHIFT]キーを押しながらライブラリーをクリックするとRefの移動が可能。 4) [Ctrl]キーを押しながらライブラリーをクリックするとValの移動が可能。 5) [Alt]キーを押しながらライブラリーをクリックするとRefとValの変更が可能。 6) Ref又はValを移動中にマウス右釦のクリック毎にRef又はValを90度右回転。 2009.12.04(金) 1石アンプ基板を試し描き。 2009.12.01(火) ライブラリーの回転を追加しました。 パターンエディターモードでライブラリーを読み込み、 マウス右釦のクリック毎に90度回転します。 2009.11.29(日) ライブラリーの作成と保存。 抵抗(1/6W)、リードピッチ=5.08mm。 2009.11.26(木) 基板名 切削長 ---------------+----------- MP4410 1990mm SLA7078 2434mm DRO_MAIN4 2538mm STEP_GEN_MEGA8 1349mm 7SEG6_KOGATA 1781mm 2009.10.26(月) 7SEG6_KOGATA 1801mm 2009.10.31(日) DRO_MAIN5 1508mm 2009.11.24(火) ---------------+----------- 切削長合計 13401mm トータルで13,401mm切削した後のカッターの先端です。 耐磨耗性の向上を目標に試作したカッターで記録更新中、 バリは無く、溝の側面もきれいでまだ使えます。 参考:旧仕様のカッター先端。7,000mm切削後です。 2009.11.21(土) ライブラリーの作成メニューを追加しました。 2009.11.15(日) グラフの中央を基点にした図面の拡大と縮小を追加しました。 2009.11.14(土) [Home]釦で原点を復帰し、図面全体が表示可能なグリッド単位で表示します。 2009.11.11(水) 図面全体の移動を追加しました。 図形以外のグラフ上でマウス左釦を押しながらドラッグします。 2009.11.10(火) グリッド単位の設定を追加しました。 2009.11.05(木) [Undo]の処理を追加しました。 10回分の図形操作を戻す事が出来ます。 2009.11.03(火) toolStripButtonを追加しました。 [Line][Move][Delete]が機能するようになり、「Undo」は釦だけです。 2009.11.01(日) P_CAD Projectのスタート。 マウス操作で描けるようになったので記念の画像。 「途中放棄」の予感がします。 2009.10.25(日) STEP_GEN_MEGA8基板を切削しました。 Route2(or Top)に作図したWierを切削。切削幅=約0.2mm カッターの先端 基板名 切削長 ---------------+----------- MP4410 1990mm SLA7078 2434mm DRO MAIN4 2538mm STEP_GEN_MEGA8 1349mm ---------------+----------- 切削長合計 8311mm 切削条件 切込量 送り速度 回転数 [mm] [mm/min] [RPM] -------+----------+--------- 0.07 F100 4,600 2009.10.23(金) STEP_GEN_NEGA8基板のパターンを作図しました。 ステッピングモータ駆動信号の実験基板です。 Bottom Route2(or TOP) Bottomのパターンとパターンの間にWierを引きます。Wierの幅は0でもOK。 cnc.ulpとoutlines.ulp出力から生成したG-CODEの比較 Layer ulp G-CODE 切削長 移動長 切削時間 -------+--------------+--------+--------+--------+-------------- Route2 cnc.ulp 647行 1352mm 451mm 17分 Bottom outlines.ulp 1499行 2124mm 211mm 23分 cnc.ulpの出力は、同じルートを2回切削する事が無いため切削長が短くなり、 カッターの磨耗の軽減と、切削時間の短縮に効果があります。 さらに、切削中に隣のパターンの縁を削ってパターン幅を狭くしてしまう事がありま せん。 2009.10.21(水) EAGLE CAD用のcnc.ulpを作成しました。 HPGL形式で3種類のファイルを出力します。 1) 基板名.lin:パターンの中心を通る線分。 2) _ALL.drill:全ドリル位置。 3) _0.7mm.drill:指定した直径以上のドリル位置。 出力したデータはHPGL2NC.exeでツールパスを最短化しG-CODEに変換します。 2009.10.18(日) 小径ドリルアダプター。シャンク径=Φ3mm。 左 Φ0.6mm:1/6W抵抗器、コンデンサー、ICソケット、7segLEDなど。 右 Φ0.9mm:コネクター、LEDランプなど。 試し切り。 ラインナップ。 Φ0.6mmからΦ1.0mm。0.1mmステップ。 2009.05.31(日) 切削シミュレーション 切削半径 :0.05mm(60度カッター底辺部分) カッターの回転数:4600[rpm] 送り速度 :230[mm/min] カッターが1/2回転した時に、カッターの最小半径(底辺切削径)の1/2までワークが 移動する場合を想定。 移動距離=底辺切削半径の1/2=L[mm] カッターの回転数=N[rpm] カッターが半回転に要する時間 T=1/(N*2)[min] 送り速度=F=L/T=L*N*2[mm/min] カッター 底辺切削半径 移動距離 回転数 ---------+---------------+----------+----------- 60度 0.05mm 0.025mm 4600rpm 30度 0.07mm 0.035mm 4600rpm 60度カッター: F=0.025*4600*2=230[mm/min] 30度カッター: F=0.035*4600*2=322[mm/min] 2009.05.30(土) V字カッターの製作(U)を作成しました。 2009.05.21(木) 30度カッターで切削テストをしました。 切込み 溝幅 バリ ---+---------+---------+-------+-------------- 左 0.15mm 0.29mm 無し 30度カッター 中 0.07mm 0.25mm 無し 30度カッター 右 0.07mm 0.33mm 無し 60度カッター □の1辺は5mm。スピンドル回転数=4600rpm、切削速度=F100。 2009.05.20(水) 30度カッターを製作しました。 左:#400ダイヤモンド電着砥石で成形。 右:#1200ダイヤモンドボンド砥石で研磨。逃げ代、底辺カット、逃げ角を成形。 部材:超鋼ロータリーバー。シャンクΦ3mm。 2009.05.19(火) 30度カッターの検討図。 V字の右辺が切刃です。 逃げ代=切刃から20度毎に5μm。最大50μm。 底辺カット=30度。0.127mm。底辺カット背面逃げ角=30度。 切削径 切込み量 -------+---------- 0.2mm 0.15mm 0.3mm 0.337mm パターン間隔=0.24mm。外形切削代=0.12mm。パターン幅=0.3mm。 の切削に使えればと思います。 2009.05.13(水) 6桁7segLED基板を切削しました。切削長=4979mm。 左:切削前のカッター先端。 右:切削後のカッター先端。 切削条件: 切込量 送り速度 回転数 平面 新カッター [mm] [mm/min] [RPM] 補正 -----------------+-------+----------+--------+------ 超鋼,#1200仕上げ 0.06 F100 4,600 ON 2009.05.12(火) カッターの逃げ代の研削方法を検討しました。 検討図: 1:旧カッター。300°から180°の区間を50μで研削。 2:新カッター。342°から180°の区間を18°毎に5μづつ逃げ代を増加。 3:2に逃げ角を研削。(溝の底の切削用) Aは逃げ代研削前の円錐先端から0.1mm、Bは0.15mmで、a,bはそれぞれの断面。 テスト切削: 切込み量:70μ。スピンドル回転数:4600rpm。送り:F100。□の1辺=5mm。 左:1に逃げ角(3と同様)を設けたカッターで切削。 右:3で切削。 新カッターテスト結果: 切削幅:約0.3mm。壁の立上りが急角度。 溝の底:均一で毛羽立ち無し。 バリ :無し。 耐久性:今後のパターン切削で確認。(刃が厚いので耐摩耗性向上?) 2008.12.09(火) 渦巻きNCコードの生成 Appに、開始直径とオフセット角°の入力を追加しました。 2008.12.08(月)のGUI画像とダウンロードプログラムを変更しました。 2008.12.08(月) インボリュート曲線による渦巻きNCコードの生成アプリケーションです。 NCVCで描画した切削ルートです。 プログラムのダウンロード LZH形式で凍結してあります。解凍してご利用下さい。 プログラムの実行には、Microsoft .NET Frameworkが必要です。 インストールされていない場合は Microsoft .NET Framework Version3.5 再領布パッケージを http://www.microsoft.com/japan/msdn/netframework/downloads/ からダウンロードしてください。 2008.09.23(火) outlines_3.ulpが出力するドリルデータファイルにドリル径リストを追加しました。 出力例 (DRILL DIAMETER LIST) (Pad CN1 0.8) (Pad CN2 0.8) (Pad IC1 0.8) (Pad IC2 0.8) (Pad IC3 0.8) (Via 0.3) (Hole 2.0) 基板切削フロー ┌──────┐ │回路図作成 │ └──┬───┘ ┌──┴─────┐ │パターン図作成 │ └──┬─────┘ ┌──┴─────┐ │outlines_3.ulp │ └──┬─┬───┘ │ └───────────┐ ┌──┴───────┐┌────┴────┐ │パターン用HPGLデータ││ドリル用HPGLデータ│ │ (file.out) ││ (file.drill) │ └──┬───────┘└──┬───┬──┘ │ ┌─────────┘┌──┴───────────┐ │ │ │Element取出し(テキスト編集) │ │ │ └──┬───────────┘ │ │ ┌───────────┘ ┌──┴─┴─┴──┐ │HPGL2NC.exe │ │ツールパスの最適化│ │NCコード生成 │ └──┬──────┘ ┌──┴───────────┐ │NCコード出力ファイル │ │1. パターン切削 │ │2. Padドリル │ │3. Viaドリル │ │4. Holeドリル │ │5. Pad,Via,Holeの一括ドリル │ │6. 基板外形切削 │ └──┬───────────┘ ┌──┴────────────┐ │CNC.exe │ │バックラッシュ補正 │ │基板平面度補正 │ │NCコードからステップパルス生成│ └──┬────────────┘ ┌──┴──────────┐ │CNCフライス盤 │ │V形超鋼カッター │ │ドリルシャンク拡張スリーブ│ │両面位置合わせガイド │ │基板吸着テーブル │ └─────────────┘ 2008.09.19(金) outlines_3.ulpのドリルデータ出力をHPGL仕様に変更。 出力例 (PAD DRILL) SP1; (Element= CN1) PU; PA4.445000,11.430000; PD; PU; PA4.445000,13.970000; PD; HPGL2NCで描いたViaツールパス。 HPGL2NCにドリルツールパスの最適化処理を追加。 最適化後のViaツールパス。 2008.09.17(水) EAGLE CAD用のoutlines_3.ulpを作成しました。 原版のoutlines.ulpはパターン外形データファイルのみを出力。 改造したoutlines_3.ulpはドリルデータファイルも同時に出力します。 参考: ULPの改造に際しEAGLE5.20のHELPを参照しました。 4.16に比べて解説が充実してい ます。 EAGLE5.20終了時にエラーダイアログが表示された場合は、CNCの実験(P板CAD編)を 参考にしてください。 結果: 1) パターンのPad中央とドリルの一致を確認。 (HPGL2NC.exeを使用) 2) Padドリルはツール移動の無駄が少なく実用的。 3) Viaドリルはツール移動が右往左往している為パスの最適化が必要。 4) ドリルデータの一部。(AVRパラレルライター用のSUB1基板から生成) (File Name=D:/EAGLE/projects/AVR_PARA_SUB1/AVR_PARA_SUB1.drill) (2008.08.17 15:08:59) (SIZE X=90.000000 Y=45.000000) (PAD DRILL) (Element= CN1) G00 X85.555000 Y11.430000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 G00 X85.555000 Y13.970000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 中略 (VIA DRILL) G00 X65.087500 Y23.495000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 G00 X65.087500 Y19.685000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 中略 (HOLE DRILL) G00 X1.000000 Y1.000000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 G00 X1.000000 Y44.000000 G01 Z-1.4 F50 G00 Z0.5 以下略 2008.09.02(火) 両面基板切削の位置合わせ用ガイドを製作しました。 基板の基準穴に円錐状のガイドを合わせます。 左は、始めにコレットに装着したガイドで位置合わせし、マグネットベースに取り付 けたガイドに交換します。マグネットベースはワークテーブルに固定してあります。 右は、対角の基準穴位置にスピンドルを移動し、基板の基準穴をガイドに合わせたと ころです。 右の金属線は、ゼムクリップで作った平面度測定用の電極です。 VIA HOLE Φ0.7mmの拡大です。VIAの壁の三日月状の薄い影は、裏と表から開けたド リルによる段差です。 実用上問題の無い位置ずれで仕上がりました。 切削したのはARVパラレルライター用のサブ基板です。 2008.04.30(水) Vカッターの耐久テストをしました。 ピッチは0.5mm、40mm/本を175本、切削の全長は7,000mmです。 切削長は、DRO用MAIN基板(45mm×85mm)の2枚分に相当します。 切削条件: 切込量 送り速度 回転数 平面 カッター [mm] [mm/min] [RPM] 補正 -----------------+-------+----------+--------+------ 超鋼,#1200仕上げ 0.06 F100 4,600 ON 切削開始時の溝。 175本目(約7,000mm)の溝。 切削開始前のカッター先端。 7,000mm切削後のカッター先端。 2008.04.27(日) ダイヤモンド電着ディスク(#400)で荒削りをしました。 1) 先端の60度円錐加工。 2) 軸に平行な平面加工。 所要時間はおよそ8分です。 集塵箱の中。白い斑点はティッシュペーパーの元の色です。 採り切れない分が箱の外に薄い煙となって出てきます。 花粉99.9%カットのマスクを使用しました。 2008.04.26(土) ダイヤモンド電着ディスク(#400)用のスリーブを製作しました。 スリーブをモータ軸に取り付け、カッター平面部で紙やすり(#400)を押し付けながら モーターを回してスリーブの端面を研削したところ、ディスクの裏面の面振れが12μ に収まりました。 #400のディスクは、Vカッターの形成(荒削り)に使用します。 2008.04.22(火) ダイヤモンドディスクに保護カバーを取り付けました。 真鍮棒を近づけてカバーが外れないようにします。 同じ真鍮棒に回転ツマミを取り付け、保管時の回転ツマミの紛失を防ぎます。 研磨面の内周側の色ムラは、フライス盤でカッターを研磨した時に付いたものです。 製作した研磨機では、研磨面に粉塵がムラ無く付着します。 2008.04.19(土) Vカッター回転ツマミを製作しました。 材質:ツマミ=真鍮。 留めネジ=ステンレス六角穴付ボルト。 0°、90°、210°(120°)の目盛り線は、Vカッターで彫刻。 滑り止めはΦ1mmのボールエンドミルで切削。 表面仕上げに研磨用不織布を使用しました。 2008.04.17(木) Vカッターで切削した目盛板を取り付けました。 材料はプリント基板です。 最小目盛り25μ。 目分量で12.5μづつの逃げ代研磨に利用します。 2008.04.16(水) 集塵箱を作りました。 材料はティッシュペーパーの空き箱です。 線香の煙はディスクに向かって流れ、箱の中へ吸い込まれて行きます。 2008.04.15(火) 研磨したVカッターでテストパターンを切削しました。 四角の一辺は5mm。画像は一部分です。 切削条件: 切込量 平面 送り速度 回転数 切削回数 [mm] 補正 [mm/min] [RPM] 溝幅 ------------+--------+------+----------+--------+------------ 1回目 0.07 OFF F100 4,600 0.35mm 2回目 0.06 OFF F200 4,600 0.35mm 3回目 0.05 OFF F100 4,600 0.3mm 切刃の位置はスピンドルの振れの頂点に合わせ、 コレット端から刃先迄の距離は約15mmです。 画像は3回目の切削です。 3回目め終了後の切刃の状態は、90倍率で微少の磨耗を観測しました。 2008.04.14(月) カッターホルダーの傾きを変更して逃げ角を研磨します。 逃げ角研磨前。 先端の逃げ角1。 先端の逃げ角2。 2008.04.13(日) 電源スイッチボックスと電源コード収納の様子です。 ダイヤモンドホィールの面振れは6μm。 ハンドルの最小目盛り分の移動量は0.048mm。 テスト研磨後のカッターの先端です。 研磨面の様子。カメラのラベルが写りこんでいます。 超鋼ロータリバーをカッターに加工しました。 2008.04.07(月) 仮組をしました。 一軸スライドステージは右勝手に変更できます。 2008.04.05(土) カッターホルダーを刃先角60度用で固定しました。 傾きは、0度,15度,30度を選べます。 2008.04.04(金) カッターホルダー取付板を固定しました。 Y方向のスライド量は0mm,5mm,10mmです。 青色の部材は、カッターホルダーに加工します。 2008.03.21(金) カッター研磨機の部品図。 材質 用途 ------+----------------------------------------------- A5052 基盤。モータ取付板。 SS400 カッターホルダー。カッターホルダー取付板。 真鍮 カッター回転ツマミ。 2008.03.12(水) カッター研磨機の配置検討図。 2008.03.10(月) 一軸スライドステージの上に載せるカッター取り付け台です。 L型のシャンク軸受板を15度、30度に傾ける事で、 30度と60度V字型の刃先角を形成します。 2008.03.09(日) 一軸スライドステージ。4条ネジ。ピッチ8mm。移動量約30mm。 送りねじをφ6mmに交換、ピッチは1mm。 ハンドルと最小目盛り0.05mmのダイヤル(0セット可)を取り付けました。 2008.03.04(火) 鍋CAD Ver5とVer6のDXFデータに対応するように、DXF2NC Appを変更しました。 以下は直線データのコード比較です。 ()で追記した始点・終点コードの次の行が、各軸の始点と終点の値です。 Ver5 Ver6 --------------------+-------------------- ENTITIES ENTITIES 0 0 LINE LINE 8 8 NT4WORP001 0 6 6 CONTINUOUS CONTINUOUS 10 (X始点) 62 79.000000000000 8 20 (Y始点) 10 (X始点) 102.000000000000 129.260000000000 11 (X終点) 20 (Y始点) 107.000000000000 108.230000000000 21 (Y終点) 11 (X終点) 102.000000000000 229.260000000000 0 (図形の終了) 21 (Y終点) 108.230000000000 0 (図形の終了) 対策内容: 1) 図形の終了コードの検出を"0"から" 0"に変更。0の前にブランクが2個。 2) "LINE"や"CIRCLE"などの図形コードを検出後、始点または終点コードまで行を スキップする。 2008.02.24(日) HPGL2NC Appにグラフィック画像の移動と、拡大縮小機能を追加しました。 DRO基板の大きさ(85×45)とパターン量でも、細部の確認がやりやすくなりました。 1) 設定条件で描画 2) マウス左ボタンで画像を移動(ドラッグ)します。 3) マウスホイールの向こう回転で拡大します。 ホイールの手前回転で縮小します。 ×8 4) マウス右ボタンで設定条件による描画をします。 2008.02.09(土) スピンドルの芯振れを測定しました。 スピンドル内径:30μ。 φ3mmシャンク :50-70μ。振れが膨らむ位置は再現性あり。 V形カッターの切刃と振れが膨らむ位置を合わせて切削テストをしました。 カッターは、振れが少なくなる方向へ与圧し固定。 テスト結果: 切刃仕上 切刃突出 溝幅 バリ ヒゲ 1) #400 15mm 0.4mm 良 無し 2) #1200 15mm 0.35mm 良 4隅の△形の角 3) #1200 5mm 0.3mm 無し 無し 3)の画像。四角の一辺は5mm。 切削条件: 切込量 平面 送り速度 回転数 カッター [mm] 補正 [mm/min] [RPM] 切削油 -----------------+--------+------+----------+--------+------------ V形60゚1枚刃超鋼 0.07 OFF F100 4,600 無し 逃げ代0.05mm 2008.01.24(木) 切削した基板の一部を拡大しました。 仕上粒度 切込 速度 逃代 溝幅 ------------+------+------+------+------- 左 4) #1200 0.07 F100 0.05 0.25 右 5) #1200 0.05 F100 0.05 0.2 2008.01.23(水) ダイヤモンドホィールの面振れ振幅です。 取付位置 振幅(μm) ---------+----------------- 0° 36 (最小値22)) 30° 45 60° 55 90° 70 120° 58 150° 88 180° 112 210° 107 240° 70 270° 85 300° 60 330 52 2008.01.22(火) V形60°カッターを粒度 #1200のダイヤモンドホィールで鏡面研磨し、 基板の切削テストを行いました。 左が1)。 仕上粒度 切込 速度 逃代 バリ 削残し 溝幅 刃こぼれ 備考 1) #400 0.07 F200 0.05 △ ○ 0.2 △ ダイヤ/電着 2) #1200 0.07 F200 0.05 ○ ○ 0.2 △ ダイヤ/ボンド 3) #1200 0.07 F200 0 × × - ○ 〃 4) #1200 0.07 F100 0.05 ○ ○ 0.25 ○ 〃 5) #1200 0.05 F100 0.05 ○ ○ 0.2 ○ 〃 スピンドル回転数 4600rpm。 1),2),3)はカッターの先端処理なし。 4),5)はカッター先端に逃げ角を設けました。 4)をテストした後のカッター先端。 手作業で逃げ角を付けたため、少しR気味です。
CNCの実験へ
サイトのTopへ
法律条項 この資料により生じたいかなる障害や損害に対し、著者は全てを免責されるものとします。 この資料は、著作権法の下で保護され、入手先、著者、日付、法律条項を含んだ場合にのみ複製が可能です。
inserted by FC2 system