スピンドルモーターも自作する方向で調査

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CNC ルーターの主要パーツ、スピンドルモーターですが、既製品を買うよりRC 用のブラシレスモーターを使って作ったほうが楽しそうなので、その方向で調査しています。値段は変わらないかもしれないけど、選択肢が増えるのと、もしかすると精度が出せる可能性もあるので組み付ける方向で考えたいと思います。

 

既成のスピンドルキットはもうピンきりでたくさんあります。たとえば、200W-500W くらいのコレットと電源とクランプがついたキットはおおよそ、7000円くらいからあるようです。送料入れると、1万前後というところでしょうか。たとえば、以下のようなもの。

300w-dc-spindle-motor--52-mm-clamp-send-four-screws-power-governor-13-PCS-ER11

200W のモーターとコレットがついたものは、安くて3000円くらいです。2KW を超えるものは2万以上でちょっと候補から外れます。

 

それに対して、モーターからスピンドルの回転体、コレット、コントローラーなど検討すると、方向性としてはラジコンのブラシレスモーターを使うのもありです。実際、世界中のヒトが作っています。

 

で、気になる値段はラジコンのブラシレスモーター自体は、500円~4000円のを考えています。チェックしているのは以下のようなものです。

14-8V-KV4000-Outrunner-Brushless-Motor-For-Trex-450-RC-Model-Helicopter-mh762

HTB1CuaHJVXXXXbyXVXXq6xXFXXX6

UT8PleJXmRdXXagOFbXP

以下は、シャフト系が8mm。他のは、3.175mm のようです。RC用の規格かな。カップリングが必要そう。HTB1nA7ONFXXXXcYapXXq6xXFXXXR 以下のシャフトは、4mm

HTB1goNmKFXXXXcHXpXXq6xXFXXXS

HTB1BgOGLpXXXXXbXFXXq6xXFXXXO

HTB192NiKXXXXXazXFXXq6xXFXXXo 

モーターは山ほど出てきます。シャフト系は、3.175mm というが多いので、これはRC用の規格なのかなと。カップリングか何か必要ですね。中には、4mm や 8mm シャフトのモーターもあるようです。

最後のは全長が少し短くて、1000から2700KV まで選べます。おそらく、低回転型高トルクー高回転型低トルク、という感じなのだろうと想像。こういうのでも要は足すのかもしれません。

3300KV とかいう KV という単位がよくわかりませんが(おそらく、ボルトあたりの回転数?)、とにかくいろいろ種類があるので楽しいです。当然ラジコン用なので、ESC にサーボテスターを付ければスピードコントロールも出来て回転数も調整できそうです。

 

CNCのスピンドルにするのは、キーワード「rc motor cnc spindle」でググると世界中の方が作っています。旋盤使ってシャフトやコレットや筐体をオリジナル化しているようです。旋盤は持ってないので、工夫できる範囲でスピンドル化する事を考えないといけませんね。

 

回転数とか気になったので、アルミの切削条件のPDFとか見てみると、100-200mm/min の送り速度で、回転数は5000回転もあれば足りるようなのでモーターは高回転よりトルクが出せるもので良さそうです。実際は、送り速度50mm以下くらいにして薄く削れればいいので、あまりモーターの性能はどうでもいいかもしれません。

 

とりあえず必要なものは、以下で予算5000円くらいが目安です。

・モーター ぴんきり。予算、1500円くらい。トルク重視で、1000KV 以下を目安に選べばいいのかな

・ESC 容量によって値段いろいろ。80Aくらいでしょうか?900円ー2200円

  候補HTB1sfpmIFXXXXcYXVXXq6xXFXXXa

HTB1WdVeLXXXXXX.XXXXq6xXFXXX0

・サーボテスター 300円くらいHTB19u_XLpXXXXXGXpXXq6xXFXXXM

・Collet Chuck ER11A 5mm 1000円

以下と組み合わせるなら5mmのシャフトは用意しないとですね。

・Coupling 3.175mm to 5mm 800円

8mmシャフトへのカップリングは見つからなかったけど、どっかにあるはず。

HTB1iqN0MXXXXXbwXpXXq6xXFXXXG

・ER11A 100L Straight Shank Collet Chuck Holder 800円

コレットの延長で、シャフトにベアリングを付けて固定すれば負荷に耐えれるかも。系が10mmなので、ベアリングを付けてそこを3Dプリンターで作ったアダプターに付けて固定するイメージ。モーター全体は防音で囲うのもいいかな。熱対策は必要でしょうが。HTB1iFlELFXXXXaCXVXXq6xXFXXXC ・日本製のベアリング 数個 500円くらい?

 

ラジコンのモータは筐体が回るので、そのあたりは注意ですね。

この方のブログ

http://www.raynerd.co.uk/brushless-dc-motor-cnc-high-speed-spindle/

 

ベルト駆動にしてトルクを出しているのもあるようです。

IMG_0698

 

もう少し、アイデアを練ろうと思います。

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