2015. 4.18 走行距離 68,200km ML4 ボールねじに換装
ボールねじの見積もりを秘密基地さんに頼んだのが、メールなどの履歴を見ると4/16、いつものパターンで超忙しいとかいっていて、なかなか返事が来ません。
仕方がないので、先にDROを装着しました。 しかし、5月6日になっても返事が無い、、、。まいったね〜




構  成
1、Z軸 モーターマウント
   Z軸は、既存のプレートを使う。
  ボールベアリングをテーブルの送りに使う場合、黒田精工のサイトを見ると、片軸受けです。 自分も、片軸受けでモーターマウントを考えました。

Z軸の図は、 →PDFへリンク
2、Y軸
  Y軸は、後ろ側に固定軸を新たに設置
Y軸の図は、 →PDFへリンク

3、X軸
  X軸は、右側に有る固定軸を利用。
X軸の図は、 →PDFへリンク


4、ボールねじ到着
5、ボールねじの防塵対策について
6、ボールねじナットブラケット到着
7、ボールねじに換装
8、給油ライン
9、機械共振
10、昇降ハンドル・クイル用ハンドル改造
11作業を終えて



1、Z軸 モーターマウント
Z軸のモーターマウントの内、プレートは、既存のZ軸の上端にあった軸受けプレートに穴開けとねじ切をして使うことにし、支柱は、アルミ6角棒から作った。


写真左:支柱は、同じ長さがベスト。その為に加工をどうするかが、突っ切りで目安を設けて、仕上げは、左方刃バイトで、長さを合わせました。

写真右:4本の内、最少:111.6mm、最大111.75mm



下側のプレート
下側は、既存軸受けのプレートが大きい面積なので、わざわざプレートを作らなくても、モーター、カップリングが収まりました。 
 既存のプレートに穴を開けて、モーターを固定します。


写真左:手締めのできるドリルチャックを使ってみました。 こりゃ〜いいわ(笑

写真右:仮組です。 この時はいつも、ひやひやです、今回は、上手くいきそ〜



    2、Y軸 モーターマウント
Y軸は、モーターマウントプレートから作ります。 しかも、固定軸をフライス盤の後ろ側にするので、フライス盤本体側には、固定軸用のプレートも作ります。
一番めんどい(;´・ω・)


写真左:モーターマウント用プレートは、ALのt=10mm、非力なXJで穴開けなので、ドリルで穴開けをして、仕上げは、ボーリングバーです。

写真中:製作したモーターマウント用支柱で仮組をした。 良い感じです。

写真右:六角棒が1本ない状態ですが、とりあえず、フライス盤側に付けるベース(t=mm)が出来たので、仮組です。
    中央の黒い奴は、NSK製の軸受けです。 今回、ハンドルを残したかったので、必然的にフライス盤の後ろ側を固定軸にすることになるので、新たに軸受けを付けた。


3、X軸 モーターマウント
X軸用も、収まりを見ると、既存の軸受けを使えるので、製作するプレートは、モーターを直接固定するプレート1個です。 
既製品の軸受けは、右側、左側のハンドルを残すことにしました。

写真のプレートは、両肩が、2段で落としていますが、本来は、1段の予定でしが、左右の角度を間違えて、やむなく、2段の両肩にしてごまかした(苦笑




X軸が出来たので、仮付けしました。 


5、ボールねじ到着

6月3日、いや〜、やっと来ました。冒頭に述べたとおり、4/6日に図面を提示したので、約2月かかりました。
でも、お値段は、秘密基地の署長さんの配慮で4福沢です。 ボールねじとしては、激安と思います。ただ、与圧がないタイプです。 ピッチは5mmと聞いています。

しかし、ボールブラケットがない、、、とほほ〜。

仕方がないので、気になっていた取り付けを確認しました。 なんと、既存の台形ねじのブラケットにピタリと収まりました。
ただ、取り付け用のねじ穴が合わないので、ねじ穴だけはあけ直しです。


5、ボールねじの防塵対策について
ボールねじの防塵対策についてですが、先達の記事を見るとやっています。ただ、自分のボールねじを見ると、黒田精工 の説明にある防塵対策用の樹脂に該当するような気もします。
しかし、取説もないので、一応、防塵対策用に、フェルトでチリが入らないようにした。

取り付けにあたっては、うまい具合に、既存台形ねじのブラケットには、ねじ穴が開いていましたので、これを使って、AL板で塞ぐようにした。
Z軸は、コラム内に収まるので、チリは入りずらいだろうと踏んで、1か所のみです。

Z軸の図は、 →PDFへリンク



写真左:防塵対策用のフェルトです。ホムセンに四角形の状態で売っています。 円形カッターで丸にしました。

写真中:円形にカットしたフェルトをボールねじにセットします。

写真右:ブラケットの裏側に付けた防塵対策用ALの蓋です。




写真左と中:X軸にもフェルトを打ち抜いたものをAL板でボールねじブラケットにねじ止めしました。

写真右:Y軸も同様です。



6、ボールねじナットブラケット到着

写真の配置は、編集の関係で前後しています。
H27/6/23 秘密基地の所長さんから、ブラケットの製作に着手すると連絡が入った。
お店の店員さんお話によると、とにかく忙しいらしく、不在なことが多い様子、しかし〜遅い タイムイズマネーだよ(苦笑
連絡が入ってからも、署長さんから、発送の連絡が来ませんでした。 何度か当方よりメールを打つと、H27/6/26 やっと発送の連絡が来た(^^♪





7、ボールねじに換装
Z軸

写真左:3軸で4福沢です。それなりなんでしょうが、素人なので、ま〜良し。

写真中:白色に見えるのは、防塵用の樹脂だと思います。

写真右:ボールねじナットを外すには、塩ビ管を買ってきて、旋盤で外径φ23mm弱に削って、突き合せつつ、ナットを回してゆき、ナットを外すと塩ビ管にボールが移ります。



Z軸ボールねじブラケット

ボールねじのブラケットは、既存台形ねじのブラケットのねじを開け直し、上下反転して使います。
左端は、既存の台形ねじブラケットの加工前です。 写真で見える面は、既存では、上面側として、取り付けられていた。
左から2番目のようにねじ穴を開け直した。

左から3番目の写真は、イメージで、ボールねじのブラケットは赤色で示しています。荷重は、緑のように掛かるので、ボールねじのつばはブラケットの下側に付けたかったが、 ブラケットの脱着の関係でイメージのようにつばをブラケットの上側に付けた。

従って、装着順番は、ブラケットをコラムに付ける
ブラケットの穴にボールねじを通す。
ブラケットとボールねじにのつばをねじ止めする。
右端は、仮付けで様子を見たところ、ボールねじのつばにある穴の位置が、対称になっていません。結構いい加減な造りです。 結果としては、ぎりで収まりました。


組 立
先ず、ブラケットをコラムに固定します。
次に、防塵対策済みのボールねじをブラケットの穴に通し、下側にある固定軸受けにはめ込む。
そして、芯合わせ

写真左:Z軸の芯を合わせるには、赤丸を緩ませておいて、Z軸を下から上に移動させ、上端に行ったら赤丸のボルト3本を締めこむ。

写真中:次に、最後の追い込みは、ブラケットとコラムの間にマイナスドライバーを差し込んで、左右のぶれを微調整しましたが、コラムのトップにあるベアリングフランジ兼蓋 のマウントボルトが3本しか締まりません。
後から思いましたが、Z軸下端のベアリングフランジを外して組みなおしたことが原因かもしれません。

写真右:ML4ともなると、組み立ても大変。エンジンクレーンで一旦、テーブルの上に載せます。 少しずつ、コラムから突き出ている円形のでっぱりに合わせ、エンジンクレーンでほんのちょっと釣りながら、少しずつ押し込みます。
    2015/6/13 やっとヘッドをコラムに付けられた。 余談ですが、作業中は、ずっと、ガレージから追い出された愛車は、露天に止めていました(笑





X軸ボールねじ
ばらし

写真左:X軸は、構造上、台形ねじは、右側にぬきます。

写真左から2番目〜右端:台形ねじのナットです。 ナットには摺割が入っていて、ボルトで台形ねじの遊びを調節する仕掛けです。





写真左:台形ねじの高さの確認
    鉄板を渡して、鉄板を基準高さにし、台形ねじの山までを計測しました。 台形ねじは方があるので、重力に引かれて、計測値が最少→11.2 最大→11.7mm。
   (11.2+11.7)÷2=15.7  鉄板から、台形ねじの中心まで、15.7mmということになる。

写真中:ボールねじを組み込んで寸法の確認をしました。 組み立てるときは冷や冷やでしたが、なんとか収まった感じです



組み立て
ボールねじの場合、ナットを外す時、中のボールが出てしまうことがあるので、ナットは組んだままにした。


写真左:ボールねじの給油も、PISCO社のニップルを使いました。

写真右:テーブルをエンジンクレーンで釣り込んで、少し台座にはめ込んでから、ボールねじを取り付けた。





Y軸ボールねじ
Y軸ボールねじを組むには、ボールナットをシャフトから外さなければなりません。
その方法をネット検索すると、パイプにボールを移し替えるというものであった。
ボールねじの谷径はφ18mmでしたので、適合するAlパイプを探したが、ありません。そこで、外形φ20mmのALパイプを削ってφ17.2mmにした。

写真左:肉厚1mmのパイプを0.6mmほど削りました。

写真中:長さ70mmほど

写真右:少しづつナットを緩めていくと、、、、あれ〜!、ナットのふちにある白い樹脂が、内側のボールに押し出されてしまう、、、。
    数個のボールが給油孔から出てしまい、慌てて拾った。 白い樹脂を外して、ボールをねじに添って奥まで流し込んで、白い樹脂をねじ込みました。
ところが、ところが ↓

これで安心し、組み立てたら、なんとバックラッシュが2,5mm!! ボールを落とした周辺を見ると、、、なんと1個転がっている(;´・ω・)



中を見ると、ボールがばらけて、[こま(赤丸)]より外側に出ていた!

こまと呼ばれる部分の内側(ボールの軌道)にボールを収めました。パイプをガイドに少しづつボールを収めた。 そして、組みなおして、ハンドルを操作すると、バックラッシュがなくなった感じでした。




Y軸の固定軸にも、防塵用のカバーを付けます。

真ん中にうっすらと黒っぽく見えるのは、NSK製のサポートユニットでWBK-15-11。ベアリングはアンギュラー玉軸受でダブルです。


ばらし

写真左:Y軸は、まず、X軸の受け台を手前に一杯にスライドさせる。 真ん中に見えるM82本を外す。

写真中:X軸受け台を台形ねじに連動させるブラケットです。

写真右:台形ねじを手前に移動させ、台形ねじナットを外し、台形ねじを写真の右側に抜きます。



組み立て

写真左:ボールねじを写真右側から左側に突っ込み、ボールねじナットブラケットを差し込んでおきます。

写真中:外しておいた、ボールねじナットをシャフトにねじ込みます。狭いので、慎重にです。

写真右:Y軸の後ろ側(支持側) 前側のブラケットは、ピンがあって位置が固定されているので、X軸台座を一番奥に移動したところで、後ろ側のブラケットを固定し、 X軸の台座を締めこんで固定しました。


8、給油ライン
Z軸の給油ライン
ボールねじには、給油しなければなりません。
Z軸は、ボールねじナットが上下動するので、コラム内の配管をピアノ線を使って、螺旋上に配管した。
写真左:Z軸の上側です。ピアノ線にウレタンチューブをタイラップで固定します。

写真中: ピアノ線をコラムの下側に螺旋状に配管します。

写真右:ヘッドを最下端に下げて、絡まないか様子を見ました。OKみたい。



写真左:Y軸の給油ライン、ニップルはPISCO社

写真右:X軸です。



オイルジャンクション  オイルラインをX Y Z軸をこのジャンクションで統合し、1か所の給油で各X Y Z軸へ給油します。

写真左:ジャンクションはALの角棒を削って、ピスコ社製ニップルとグリスニップルをねじ込んで組み立てた。

写真中:ジャンクションの裏側。コラム内の配管を繋ぎます。

写真右:ジャンクションは、点検口の蓋に固定しました。



  9、機械共振
カップリングもいろいろあります。 実は、最初アルミで出来たカップリングを使いました。すると、 「キーン」という凄い音が出た! 三菱さんに聞くと共振を起こしているということでした。
パラーメーターPA09でサーボ系全体の応答性を緩慢にする方法とパラメーターPb01とPb13により機械共振点を下げるとのことでした。
結局 ↓
PA09を弄らず
Y軸:Pb01:0002 &Pb13:500Hz、Pb14:0010に設定(トライ&エラー)
X軸:Pb01:0002 &Pb13:470Hz、Pb14:0010に設定(トライ&エラー)
カップリングを鍋谷の樹脂カップリングXGT。




10、昇降ハンドル・クイル用ハンドル改造
ML4の昇降ハンドルとクイル用ハンドルが、ある位置に来るとぶつかります(笑
クイル用ハンドルは4cmほど詰めまして、塗装をしておいた。
昇降ハンドルは、フライスで加工しました。 こいつがなかなか固定ガムずくて、思うようには加工ができませんでした。
やっつけになってしまいました。 ま〜、操作性は改善出来たので、良しです。




11、作業を終えて
改造するには、長時間テーブルを支持、また、移動、こういった必要性があります。
自分の場合、エンジンクレーンやキリンジャッキがあったので、無事に作業を終えることが出来た。 何でもそうですが、専用の工具があると
安全かつ迅速に作業が進められると、再認識させられました。

しかし、冒頭の日付を見ると4月下旬から書き始めているので、2月半ほど掛かっています。(;´・ω・) 後ちょっとです。

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