Baumkuchen’s Workshop

バイオリンと電子工作、DIY、ジョギングなど。

作りかけの自作CNCを完成させます#11-スピンドルメカ(続き)

もう、すっかり忘れかけていますが、CNCに戻ります。(いろいろ、やりかけのものがあって)

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ドリルチャック部

ドリルチャックの軸の長さが、長すぎるので10mmほどカットしました。軸は、とっても硬くて、ミニルータ用のダイヤモンドカッターで切断しました。

スピンドルメカとして仮組したところ。この状態でも摩擦で軸がモータで回転できたので回して見ましたが、微妙にずれてます。ギリギリ行けるかどうかというところ。

しっかり固定してみて、ダメなら諦めます(amazonで買ったドリルチャック付きモータに替えます)

プロッター作動の確認

スピンドルメカが、まだまだなので、FreeCADを使ったプロッタ機能の確認を進めました。

DraftワークベンチのFreeCADのPathワークベンチを使って、テキストからShapeを作って、これをPathワークベンチのEngrave機能を使って、G-codeを生成しました。

何回かの試行の後、何とか出来ました。CNCのコントロールは(G-codeの送り出しは)、Candleを使いました。文字の高さが約10mmで、まあまあの出来です。

今後について

スピンドル部を何とか仕上げれば、一応、CNCの形にはなるところまできたので、あと一息、頑張ります。


続きです。

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【DIY 短期間で作成】桐集成材で作る作業机の棚

次は、棚を作って行きます。

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構想

棚は特段の工夫も無く、下の棚を少し高めの位置にするのと、上段は机の幅いっぱいを使い、部品用の箱を沢山置ける様にするくらいです。あと、工具などが掛けられる様にパンチングボードを背面に貼る位でしょうか。

製作イメージです。

材料

  • 桐集成材 1800x300 T13 2枚
  • 桐集成材 900x300 T13(現状の棚の再利用)
  • パイン集成材 720x300 T24(作業机の余り)
  • 有孔ボード 900x450 T4 穴ピッチ25mm
  • 角材 30x15x1800
  • 角材 40x15x1800

カット

真ん中の仕切をパイン集成材を使い強度を確保します。角材を横に通す様に少しカットする位で、殆ど加工らしい加工はしません。

真ん中の板に右側は、試しに塗ったオイルステインが残ってしまったので、後で、全部塗ることにしました。

組み立て

特に木ネジが目立たないような工夫もせず、シンプルに組み立てていきます。問題は、寸法が大きい事。部材に、全部下穴を開けて置いて、一気に、組み立てです。まず、部材を全部、部屋に入れました。でかいです。

上の棚板の補強

上の棚は、横バーを最初に組んでおきます。

真ん中の壁

真ん中の壁から、組み立てていきます。写真は後から見たところで、分かりずらいかもしれませんが、一番下奥のバーを接着してます。有孔ボードを使って、直角を出しや、寸法確認なども適宜実施。

左の壁と下の棚板

左壁と下段の棚板を組んでいいきます。まず、左壁と棚板を仮止めし、ネジで止めてます。

それを真ん中の壁と組んで、一応これで自立しました。ただ、接合部はネジで軽く止まっているだけなので、取り扱いは慎重に。

上の棚板

次は、一番長い上の棚板を仮止めします。これで、大分形になってきました。

右の壁板

その後、右の壁を組んで、ようやく全体の形になりました。

本組

ここからは、本組みです。水平が取れる様に、廊下のフローリングの上で作業をしてます。板を1枚ずつ外し、接合部にボンドを塗り、また組み立てるという形で、全ての接合面を固定して行きました。

最後は、補強の三角コーナーを接着して、本体枠は完成です。

最後に、有孔ボードをネジ止めして本体は完成です。

設置

設置のために、再び部屋に入れました。材料の時と違って形になっている分、大きさが際立ちます。

照明取付

なんとか横に倒して、LEDを照明を棚板の下側に取り付けました。

棚の完成

棚の横幅は、作業机とピッタリに出来ました。

照明を付けると、カッコいいです(自画自賛)。写真で見ると下の棚板が低いように見えますが、作業机から450mmあるので、圧迫感はありません。

材料一覧

おわりに

作業机の棚は、なんか面白い工夫をしようと考えましたが、結局はシンプルなものに決定、正味2日で製作できました。真ん中の壁の塗装も、浮くかなと思いましが、意外といい感じに出来て満足です。

これで、一連の作業机の更新シリーズ?は、終わりです。これなの記事が、みなさんの何かの参考になったら幸いです。最後まで、おつきあり頂きありがとうございました。

 


その後です。(2022.9.10更新)

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【DIY スライドレールを使って】作業机の引出しを作る(後編)

引き出し製作の後半です。

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引出し本体の板の加工

向板の加工

向板も側板に切った溝に入れる形とします。特にこのようにする必要もありまり無い訳ですが、ちょっと挑戦です。

構造は今ある机の引き出しを参考にしました。向板には、底板用の溝も切るので、向こう板を組んでから底板を入れないと行けないですが、全部組んでしますと底板が入らないので、組み立て順番は要考慮です。

溝切り

底板を嵌める溝を前板、側板、向板の全てに掘ります。余り端に近いと木が割れるという事で5mmを取ってます。溝は、シナベニアの厚さと同じ4mm、深さは板厚の1/3の4mmとしました。4枚、一気に掘ります。

また、向板を嵌める溝も同様に掘ります。こちらの深さは板厚の半分の6mmとしました。特に意味は有りませんが参考にした引出しに倣ってみました。

仮に組んでみた感じです。トリマー加工がなぜか鉛直になってない感じで、向板と側板(写真の上側)が少し隙間が出てしまいました。しょせんは隠れて見えない所ですが、あとで、ノミで仕上げをしておきました。

引き出し本体組立

最初に仮組みをして、全体の寸法などを確認します。組んでみると、微妙に寸法がずれていたりして、特に引き出しの左右の寸法が前側と後側で2mmもずれてました。このままでは、机にスライドレールで組んだとき問題となるので、トリマ、紙やすりなでで微修正をします。結局、この修正作業が結構手間なんですよね。技術が上がれば、一発で仕上げられるようになるんでしょうが。

底板用の溝が4枚の板にあるので、組み立て方は、次の様にしました。

前板、側板1枚、向板でコの字をつくる。接合部にはバンドを塗っておきます。

底板を嵌める。底板には、接着剤は塗りません。板が伸び縮みするための逃げです。

最後に残った側板を組んで固定します。

長尺のクランプが無いので、手持ちのクランプで頑張ります。

  • 向板と側板R

最初は向板と右側の側板を接合します。それぞれの角度と底板に対する角度が直角になるように注意をして、クランプで仮止めします。また、底板をはめる溝がずれないよに、余ったシナベニアを使って仮組してます。

ボンドが乾いたところで、底板をはめてみました。底板と溝の摩擦があるので、引き出しをコの字型に組んだ後、底板をはめるのは、ちょっと無理でした。

  • 前板追加

次に、前板を接合していきます。接合する前に、化粧用の前板を止めるための下穴を開けておきます。底板や側板に近いところは、組み立てたあとドライバが入る様にギリギリの位置にしてます。前板は横が長いので端に2か所ずつ、中央に2か所止めました。

前板を接合したところ。写真の上が側板で右側が前板になります。それぞれの板の鉛直度も確認します。

  • 側板L

最後に左側の側板を接合します。引き出しの自重も使い接着面が付くようにしてます。写真には写っていませんが、上側(右の側板)には、おもりも置いてます。

引出しの形に接合できました。下側が前板です。化粧前板を接合する下穴が見えます。

化粧前板接合

前板には予め、ねじ止めの下穴を6箇所開けてありますので、一旦、両面テープで仮止めをし、前板裏側からネジ止めして穴位置を写しこみます。

ネジを外し、前板前面にボンドを塗って、再度ネジ穴を合わせネジを固定して完成です。ボンドが乾くまで、クランプで押さえ前板と化粧前板の間に隙間ができないように注意します。

スライドレール取付

スライドレールの引き出し側を先に取り付けてしまいます。スライドレールの位置を上面から49mmのところにします。これは、あとで加工するレールサポートのレール取付位置のより1mm少なくして、机下面とこすれないようにするためです。(写真ではレールサポート側のレールも着いた状態)

レールサポートの加工

取り付け穴

机本体には、長手のスクリューで固定するため、レールサポートの板方向に穴かなり深い穴を開ける必要があります。

事前にレールサポートを切り出した切れ端で確認します。ドリルの長さが足りなくなるので、板の両側から穴を開けますが、鉛直が出ないとなかなか穴が一つにつながりません(残念がら先に作成しドリルスタンドでは、板厚とドリル長さを足すと高さが足りず使えません)。穴の片方は、スクリュー頭が入る径Φ18と少し大きな穴になるので多少ずれても大丈夫のはずです。

何とか加工ができることが分かりました。Φ18の穴の深さは約55mmです。

取付穴位の位置を決めます。スライドレールを止めるネジと取付穴が重ならない位置とすることが重要です(写真のラインの位置)。

穴を開けました。長さ100mmの部材に加工するのは結構難しいですね。

だいぶずれてしまいました。また、切り口も汚いです(これは、オイルステイン塗ってごまかしますが)

レール取り付け

レールはほぼ真ん中にしました。基準は机に付く面とし、50mmのところです。

前後位置は、引出しを締めたときに、レールサポートの前面が引き出しの化粧前板の裏にピッタリつく位の位置にします。ちょっとでも前になると、隙間ができてしまうので、現物合わせで位置決めしました。

レールサポートも含め、引き出し全景です。

作業机への取り付け

鬼目ナット取り付け

引出しは、机の下に付くので、レールサポート固定用の鬼目ナットも当然机の下に付けなければいけません。下からの穴開けは無理なので、机の上、下のものを一旦全部退避させてひっくり返します。

今回の引き出し取付用の鬼目ナットは4個で良いですが、何回も机をひっくり返すのは大変なので、オプションとして机周囲に何個かの穴を開けておきます。想定されるのは、今後作る予定のラックを固定することや、電源タップなどの固定です。机の左右にそれぞれ2個、机の後ろに5個付けておきました。

なお、引き出しを取り付けるレールサポートの取付穴の位置は、現物合わせを基本として位置決めをしました。

鬼目ナットは、Φ9の下穴を開け、6mの六角レンチでねじ込みますが、思ったほど難しなかったです。そんなに硬くも無くちょうどいい感じでした。ただ、鉛直はしっかりとらないといけないので、少しねじ込んだところで、80mm位のボルトをねじ込んでみて、傾いていないかを確認し、その後ねじ込むときに修正しながらねじ込みました。

引出し取り付け

机をヒック返したまま仮付けしてみます。スライドの動きが固くないかなど確認しながら、固定のネジを締めます。一応、スムーズには動きます。

ところが、机をもとに戻すため、一旦、引き出しを外してみたところ、引き出し側のレールとレールサポート側のレールで2mm程度のずれがでてしまってます。

これでも、若干無理をすれば入りますし、入ったあとは特に動きが重いといったことはないのですが。鬼目ナットの位置が若干ずれていて、引き出しを引き出すくらいレールを伸ばすとずれが目立つようです。

また、左側のレールもネジを締め込んだ状態だとわずかに外側に傾いています。これも、レール同志の隙間が出る要因です。

このままでも問題無いかとも思いましたが、レールサポートの取付穴を少し拡大し、多少は微修正をできる様にして、再組立をしました。

あとは、机をもとに戻し、引き出しをはめて完成です。

完成

完成しました。天板と同じ材料、塗装にしてあるので一体感があるでしょうか。

引出しを引き出したところ。幅もさることなが、奥行き、深さも申し分無いものができました。ただ、調子に乗ってあまり重いものを入れない方が良いかなとは思います。

スライドレール部はこんな感じ。スライドレールの動きも問題ありません。

材料一覧

最後に、使用した材料、工具一覧を載せておきます。

おわりに

今回で、引き出し製作編としては終わりです。最後まで御覧いただき、ありがとうございました。若干、工作精度的な面での反省(特に5枚組接ぎ)はあるものの、自分としては、かなり立派な引き出しになったと、自画自賛しております。

今後は、上物(棚)、机下の整理棚などを作って行こうと思います。

【DIY スライドレールを使って】作業机の引出しを作る(前編)

以前製作した作業机に、引き出しを作って行きます。

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構想

今回の構想としては以下の通り。この中でも、最後の木組がハードル高めですが、失敗しても引き出しは出来るので頑張ります。

  • 横幅を一杯使う800
  • 深さも足に当たらない最大100
  • 引出し量は400程度(スライドレール使用)
  • レールを止める幅木は鬼目ナットで机に固定
  • 木組みに挑戦(5枚組み接ぎ)

引出しの作り方や木組みについての参考動画


www.youtube.com

材料・工具

材料一覧。

  • 桐集成材 T13 300x900 (前板、向板、側板x2)
  • パイン集成材 T24 200×900(机製作の余板)(化粧前板、レールサポートx2)
  • シナ合板 T4 450x900(底板)  
  • スライドレール450
  • 鬼目ナットM6x15 4個
  • スクリューM6x60 4個
  • その他、木ねじ、オイルステイン等

工具は、今回買ったもの。

  • ルータービット ストレート4mm(底板用の溝切)
  • ドリルφ9(鬼目ナットの下穴用)

 

化粧板の加工

材料カット

パイン集成材を丸ノコで大体の寸法で切ったところ。板厚24mmとなると電動丸ノコもかなり苦しそう。幸いキックバックも起こらず無事切断出来ました。分厚い板を長さ800mm以上も切り進めなくては行けないので結構ドキドキでした。

「手がかり」の加工

引出し本体の前板より、その前に貼る化粧用前板の高さを5mmほど高くしたので、手がかりは、無くても良んですが、Φ6のストレートビットを使い手がかりを作って見ました。本当は、サジ面ビットがあると形がきれいに成るんでですけどね。

オイルステイン

寸法を揃えて、この段がでオイルステインを塗ってしまします。机を作った時もオイルステインが乾くのを待つのに結構時間が掛かりましたから。

引出し本体の板の加工

材料カット

墨入れ

と言うらしいです。金属加工の時は、ケガキですど。

あとの加工の精度に影響するので出来るだけ正確に引くのと、板の裏表を通して線を引く必要がありますが、線のちょっとのずれがあるとなかなか線が一致しないです。また、前板と側板を合わせてみると、引いた線が、これまた僅かにずれていたりと、意外と大変な作業でした。

まだ、ほんの僅かずれています。あとは加工で何とか。

木組み加工

今回は、5枚組接ぎ。まずは、墨入れに従い木口側からノコギリを入れて行きます。線の内側を切り過ぎない様に慎重に進めます。ノコギリも普通に板を切るのと違って、机に置いた板を横からしゃがんで切る感じ。ノコギリは、アサリなしの精密加工用を使うべきなんでしょうが、持ってないので普通のノコギリで頑張りました。

次は、ノミで切り落す部分を削っていきます。これも切り過ぎない様に少しずつ。

ところg、ノミで削ったところが酷いことになってしまいました。これも、ホームセンターで買った安いノミのため、全然切れなくて、桐は柔らかい材質のため、引きちぎったようになってしまいました。

そのあと、砥石で少しノミを研いで、若干ましになりましたが、ひどいもんです。もちろん、それだけが原因ではないですが、なんとかできた初めての5枚組接ぎです。隙間だらけですが、一応は嵌りました。なので、ボンドでごまかします。

前板に側板2枚を組んでみたところ。イメージが形になってくるのが良いですね。でも、結構デカい引き出しです。

今後の作業

今回は、ここまで。この後、向板の加工、底板用の溝切、引き出し組立、机本体への取付という段取りです。

今回の教訓:難易度の高い作業は、ちゃんとした(よく切れる)工具を使おう!!

よろしかったら、最後までお付き合いください。


後編はこちら。

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ボール盤(ドリルスタント)の改良(#4)-完成しました

簡易ドリルスタンドを改善の続きです。

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改善項目(再掲)

  1. ドリルを、下まで下げられる様にする(済み)
  2. ドリル中心をスタンドから離す(済み)
  3. ドリル軸の鉛直度を改善する
  4. 固定用レールをつける(済み)
  5. レーザーマーカーのラインをハッキリとさせる

全体の寸法イメージです。

ストッパーの修正

ストッパーのネジを締めるとスライド部と当たって、スライド部の動きが渋くなってしまいました。

あたる所を削って、応急処置。

ハンドル

ハンドルを付けて、全体の形にしました。

鉛直だし&ガタつき防止

まず、ドリルサポートの穴の周囲にエポキシパテを薄く塗ってドリルを差し込んでパテが固まるまで鉛直を保持。

パテが固まったところ。ベニヤ板からはみ出たところは、カッターの刃でそぎ落としました。

次いで、ドリル押さえも同じようにエポキシパテで充填。こちらは、スライド部側に押し付ける形になるので、手前だけに充填。

レーザーマーカの改善

以前のものが、レンズにあたる部分をアクリルの丸棒で作ったので、ラインがドット状になってましたが、Φ5のガラス棒を加工して作りました。また、レーザーマーカーを支えるブラケットも3Dプリンタで製作しました。

レーザーマーカーからのラインが直角になるように微修正し、エポキシ接着剤でガラス棒を接着します。

ドリルスタンドにレーザマーカを付けたところ。レーザのラインの微修正をするので、まだ、ブラケットはネジ止めしていません。

完成

レーザーマーカの微調整をして、完成しました。見た目は、ワーク保持用のレールが付いたことが大きいですが、それ以外はあまり差が無い感じです。

早速、穴あけの試しをしてみました。真ん中の穴は、レーザマーカに合わせて開けたつもりですが、レーザのラインが明かる過ぎて鉛筆で引いた線が良く見えなくて、若干(0.5mmほど)ずれてます。右端にも一回トライしたところ、良い感じで穴が開きました。

一応これで完成です。当初の目的であった項目は全部クリアできました。

ただ、作り直した改めて分かったことは、スライド部の剛性とスライドレールの幅が狭いせいか、ドリルに横から力を掛けると、中心が最大1mmもずれてしまいます。これは、この形態では如何ともし難いものなので、このバージョンのドリルスタンドとしては、これで完了です。しばらくは、これで使って行きます。

今回の記事は、これで終わりです。最後まで御覧いただきありがとうございました。何かの参考になれば幸いです。

 

ボール盤(ドリルスタント)の改良(#3)

簡易ドリルスタンドを改善の続きです。

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改善項目(再掲)

  1. ドリルを、下まで下げられる様にする
  2. ドリル中心をスタンドから離す
  3. ドリル軸の鉛直度を改善する
  4. 固定用レールをつける(済み)
  5. レーザーマーカーのラインをハッキリとさせる

全体の寸法イメージです。

ドリルサポート部の組み立て

ドリルサポートをスライド部のベースに固定します。

裏からネジ止め。

直角を取るためと、強度のため、側面のサポート板を接着。

再度、直角を確認。

スライド部として、形になりました。ドリルの背が当たるサポートも追加。全体的に、かなり頑丈になりました。

上側(写真では右)のドリル押さえを付けて、こんな感じになる予定。

全体仮組

ドリル押さえに蝶番を付け、全体をスライド部に仮付けしてみたところ。この位置で、ドリルが一番下まで下げられます。スライド部からドリル中心までも約8cmで、旧タイプの2倍です。ただ、スライド部の剛性による変形が若干心配です。

また、電動ドリルの自重をバランスさせるため、スプリングをスライド部の内側に仕込んであります(写真は、横棒を少し手で持ち上げた所)。ストローク的には10cm程度なので、あまり長いドリルは使えないです。

あとは、最終組み立てに向け、ドリルサポートとドリル押さえを電動ドリルがガタつかないようにトリムします。トリムがだけで難しいようならエポキシパテを充填する予定。

つづく

今回はここまで。一番大事な鉛直精度を出せる様、調整しながらの組立を残すのみです。

 

 

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ボール盤(ドリルスタント)の改良(#2)

簡易ドリルスタンドを改善の続きです。

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改善項目(再掲)

  1. ドリルを、下まで下げられる様にする
  2. ドリル中心をスタンドから離す
  3. ドリル軸の鉛直度を改善する
  4. 固定用レールをつける(済み)
  5. レーザーマーカーのラインをハッキリとさせる

全体の寸法イメージです。

ドリル軸の鉛直度の改善

スライド部を止める穴をあらかじめ空けて置きます(皿もみしていないところ)。同じ穴を使うと傾いてしまいそうなので。のんかいは、後ろ側のパネルもネジ止めし全体的に固定する事にしました。

スライド部の垂直のため、スペーサ(木片)を張り付けます。この後、紙やすりで少しずつ削りガタつかない様調整しました。こう言った細かい事の積み重ねで精度が上がるんですよね。分かっているけど前回はサボってました。

スライド部が鉛直になるように、ベース部分に接着。今度は、ピッタリ鉛直。

接着剤が乾いた後、ベース部の裏からスクリューで固定して終わりです。

ドリルサポートの穴開け

結局、ドリルのテーパー部は治具を作ることなく段階的に直径を小さくしていって後はヤスリで仕上げることにしました。

ただ、やってみると円形カット治具で0.5mm単位での直径の変更は、ちょっと無理でした。半径で0.25mmは合わせるのが難しいのと、センター穴のガタ、力の入れ具合で直径を変えたはずなのに殆ど変わらないとか。

最後、ルータの溝が深くなって、やりずらくなったので裏側からカットしてくり抜くことができました。

ところが、開いた穴を見ると表と裏が結構ずれてます。同じ穴を中心に開けたはずなのに不思議。

原因は、センターの穴のズレでした。結構傾いています。ドリルスタンドを解体していて、電動ドリルを手で持ってあけたので、傾いてしまったようです。醜い。

紙やすりで何とか空いた穴を整えて、電動ドリルがハマる様にはできました。ズレたのが裏面からの5mm程度たったのが幸いしました。流石にピッタリくる感じではないですが、エポキシパテでも使ってピッタリはまるようにしようかと考えてます。

ドリルストッパー&スケール

ストッパーにスケールを付けておきます。ストッパーは、ドリルスタンドを組み立てた後からは、外せなくなるので今やっておかないとダメです。

こんな感じに出来ました。

つづく

今日は、ここで終わりです。次はスライド部にドリルサポートを取り付けて行きます。

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