「作りたいものがあるけど、自宅に使える工作机械がなくて…」そんな悩みを抱える工作皆マniaのさん。
动作で使える卓上５轴CNCマシンがあればいですよね？

５轴CNCマシンでは、３轴の加工机より多くのことができ、工程も集约できます。

でも、私の一番の理由は、ただ単にかっこいい、谁も持っていない卓上5轴CNCマshingを所有することです。

例如えば、ェラーを持っていることが嬉しいように。

そして、私は卓上５轴CNCマシンを作りました。

私は、工作机械メーカーに勤める40代の会社员です。
小さい顷から工作が大好きでした。

そんな私は、ある日、梦の自宅で使える5轴CNCマシンの自作に挑戦しました。

手探りで部品を集め、数々のトラブルを乘り越え、完成させたのは、一から作り上げた最强の加工机。

この记事では、自作した5轴CNCマシンの制作记录を介绍します。自宅でここまでの工作机械ができることを理解し、あなたも自作机械の世界を体験しませんか！
さあ、深夜の工作部屋へ、いざ出発！

はじめに

自宅で使える工作机械に兴味がある理由

工作が大好きで、手作りが楽しいんですよ！

でも、职场の大型机械は自宅に置けないから、自宅で使える工作机械に兴味が涌いてきました。
自宅で使える工作机械は、3Dプランター、CNCルーター、旋盘などがありますね。

これらを使えば、精密な作品が作れて、にできるんです。ラジコン好きなら、オリジナルパーツ作ったり、バイク好きはバイクパーツ作れますよ。

オリジナルものを作ることで达成感が味わえますね。自宅で使える工作机械にハマる理由は人それぞれだけど、私にとっては艾德阿形にできる动漫が大きいです。

5轴CNCマシンを自作する决意

自宅で使える工作机械に兴味が涌き、自分のaiideaを形にしたいと思いました。

既制品の袖珍数控系统も検讨しましたが、高価でaruミ熟练しか削れないため、小型で钢材が加工できる机械を求めました。

そこで、5轴CNC马欣を自作することを决心しました。
5轴CNCマシンは、XYZ轴にA轴とB轴を追加して、位置な加工ができます。

自作すれば、自分の使い方に合わせた设计が可能で、高性能な机械を作れます。

自作するには、様々な工程があり、知识や技术も必要です。
私は工作机械メーカーに勤めており、构造を理解しています。

最终的に、不安があるものの、挑戦を决断しました。
自作には时间と労力がかかりますが、自分で作ったものを手に入れる喜びは大きいです。

自作准备编

自作CNCマシンの制作には、必要な材料や道具、工作机械が必要です。
5轴CNCマシンには多くのパーツが必要です。

可能な限り购买入できるパーツを使いました。
しかし、全てのパーツを购入できず、自作する必要がありました。
そのため、自宅で使える工作机械が必要です。

３Dプランター

试作や金属不要のパーツは３Dプrinターで作ります。
强度が必要なパーツは３Dプrinターでは、作りません。

ボール盘

机械の制作には、多くのネジ穴がです。
正确に穴を开けるため、ボール盘は不可欠です。

最初の刹は、ハンドドriルで始めましたが、苦労しました。
结局、小型のボール盘を购入しました。

CNCルーター

机械のパーツ作りに便利です。
市贩のCNCruーターでarumiは削れます。

鉄锯やヤsuriで３轴まで加工し、その后、パーツを加工しました。
しかし、大変で、CNCruーターがある方が良いです。
结局、私も购入しました。

そして、土地加工できるように改造しました。

 

３D図面を描く

5轴CNCマシンを自作するにあたり、図面に构想を起こす必要があります。

図面を描くことで、どのような材料やツールを使ってどのように组立てればいかをイメージすることができます。

図面の作成には、CADソfutoウェao使用することが一般的です。

おすすめ３CADソfuto

无料のCADソfutoウェaも大多数ありますが、无料で使えるCADソfutoの中では、融合360が最高です。
融合360Fusion360 文章
Fusion 360は、CAD机能だけでなく、CAM机能もあり、初心者に优しく高机能です。

动作での使用は无料です。
図面を描く际には、正确な寸法が重要です。

今回制作した5轴CNCマシンは小型で复雑な动きがあり、パーツ同士の干渉に注意が必要です。
３Dモデルを作成し、干渉チェkkを行うことが重要です。

作业环境に合わせた设计

作业は主に家で行い、使える道具に制限がありました。

私が使っている工作设备に兴味がある人は、ボタンをクrikku设计段阶から、自分の作业环境で作れる机械を设计しました。

３轴を动かせるようになるまでは、购入したパーツとドriル、手で使える道具だけで组み立てる必要がありました。

机械部品の制作编

制作した３Dモデルを元にパーツを作ります。
５轴CNCを作る为に重要なパーツを揃える必要があります。

まず购入できるパーツは购入します。
最初的问题はfureームでした。

机械のfureムは一番大きなパーツで精度が必要だったので、加工をオーダーを使いました。

ミスミでのパーツ购入と予算オーバー

今回は、日本のショッピングサイトのミスミでriniaガイドとX轴のボールネジを购入しました。品质がとても良いのですが、値段が高いです。

予算に余裕がない场合の対处法

予算に余裕のある人は、别ですが、パーツのコsutoo抑えることは重要です。私は、ミミとモノタロウだけでパーツを揃えると予算が持たないことに気付きました。

Aliexpressでのパーツ购入

何とか、パーツ代を抑えるためにショッピングサイトを调べました。私が见つけて気に入ったのは速卖通です。

Aliexpressは、2010年に开业したariババグループのオンラインショップです。海外のオンラインショップなので英语に不安がある人もいると思いますが、日本语表示もできるので心配ありません。

Aliexpressのメrittotoデメritto

メrittoは、とにかく安いことと、工业制品専门のショップではないのですが、必要なパーツが消耗どあります。

デメrittoは、中国制造の制品で品质に问题がある场合があります注文してから到着するまで３周间くらいかかることがよくあります。

品质と価格の巴兰斯

予算に応じて、品质と価格を考虑し、购入するパーツを决める必要があります。

今は、私の场合、価格の面からriniaガイドとボールネジはAliexpress から购入しています。ベearingu关系は、品质の面からミsumミかモノタロウから购入しています。

 

里尼亚加伊多

X轴用２本

Y轴用２本

Z轴用２本

速卖通 参考riniaガイド

ボールクルュー

X轴用１本

Y轴用２本

Z轴用１本

速卖通 参考ボールネジ

斯泰帕莫塔（回転角度をコントロールできる最もシンプルなモーター）

X轴 １个

Y轴２个

Z轴１个

A轴 １个

C轴１个

速卖通 参考资料：

最近，CNC旋盘も自作したんですが、このCNC旋盘に使用したクローズドループステッパーモーターがとても良かったので绍介します。

suteppaーモーターの缺点である脱调（过度负担がかかった时、モーターの回転角にズreが発生して正しいがわからなくなる现象）を防げるのです。

suteppaーモーターが脱调を起こしてもエンコーダーがズズを検知して补正します。
これは、本当に素晴らしいです。

今后、この五轴CNCマシンもクローズドループステッパーモーターにプグureードするつもりです。

ウォームギiatoウォームshafuto

A轴用１セット
C轴用１セット

斯宾多鲁

supndorushafutotoとしてBIG DAISHIWAのbabychucko使用１本

安吉拉贝阿林格 3个

ヘッドsutokku ミsumで加工オーダー

他にもプーriーなど细かいパーツが必要です。

riniaガイドの调整

riniaガイドの取り付けが完了したら、微调整を行うことが必要不可欠です。 この时、调整精度はCNCマシンの加工精度に大きく影响します。适切に微调整できないと、进行の加工ができず、さらにsuteppaーモーターが脱调するなどの异常な负担がかかることもあります。 调整には、0.01mmのテコ式ダイヤルゲージ小型のダイます。小型のダイヤルゲージスタンドを用いて、Z轴の2本のriniaガイドo基准となるベーsupureーtoに毛に调整します。この际、riniaガイドの毛を0.01mm以下今回、私の5轴CNCマシンにおいても、riniaガイドの微调整を十分に行うことができました。その结果、加工が可能になり、満足出来るCNCマシンが出来るで来ます。 このように、正确な微调整はCNCマシンの性能を最大限に引き出すために欠かせない作业です。

ボールスクルューハウジngu取り付け

ボールネジは、轴を动かすためのネジの一种で、中にベググが入っていてムーズな动きを実现します。

与圧タイプの场合、バックラッシュをゼロにすることができます。

まず、Riniiaガイドブロックとキキャリジを组み立て、Riniiaガイドハウジngをベーsupureto取り付にた后、ボーrusukuryyunarittooキャritジに取り付けます。

この时、组み立てには过剰な负担をかけないように注意する必要があります。

组み立るときは、ボールクルューナットがハウジングに近づくときに最も负担がかかりやすいため、ボールスクルューナットとキャリジをできるだけハウジngグ侧に近い位置で接続する必要があります。

Y轴のfureームとriniaガイドの取り付け

Z轴の时と同様に、慎重にネジ穴を开けてY轴のfureームとriniaガイドを取り付けます。

左右本のY轴のfureームをベーsupureーtoに组み立てます。

そして、sukoヤを使用してZ轴とY轴が右に90度になるように调整します。

この作业の动画がこれです。この作业の动画がこれです。

 

Y轴riniaガイド组み立てと调整

Y轴のriniaガイドを片侧翼だけ仮に组み立てます。

ダイヤルゲージと直角ゲージを使って、ベープureートに対してY轴が直角になるように调整します。

片侧のriniaガイドの位置が决まったら、もう一つのriniaガイドも取り付けて、目のriniaガイドを基准にして家具になるように调整します。

この作业は、机械の精度に大きな影响を与えるので、出来るだけ0を狙击いました。

コラムとX轴riniaガイドの组み立て

X轴のコラムのパーツを组み立てます。コラムにriniaガイドを取り付け、besupureーtoに対して家具になるように调整します。

その后、Z轴に対して直角になるように微调整します。

そして、もう片方のriniaガイドも组み立て、最初に组んだ调整済みのriniaガイドに合わせて、家具になるように调整します。

これにより、协助な加工が可能なX轴が完成します。

Y轴ボールューを组み付ける

Y轴のボールネジ取り付ける时も、Z轴の时と同様に异常负担がriniaガイドにかからないように、ボールスクルューナットが、できるだけハウジngに近い位置にある时、コラムとボールネジを接続します。

X轴のボールクルュー取り付け

X轴ボールスクルューを取り付けます。
X轴riniaガイドに対して文件になるようにボールネジを取り付ける必要があります。

今回は、Z轴やY轴と违う方法で家具を调整します。
なぜ违うやり方をするかと言うと、ヘッドsutokkuを取り付けるとsupesuがなく、ボールsukuryuューハウジngグを取り付けるためのボルトを缔め付けることができないからです。

既に组み立てられているX轴riniaガイドにダイヤルゲージを取り付けて、ボールネジナットにダイヤルゲージを当てて0セットします。

ダイヤルゲージとボールクルューナットを反対侧へ移动して家具になるように调整します。

ここまでの动画はこれです。

ヘッドsutokkuの组み立て

ミミでパーツオーダーしたパーツを组み立てます。

斯宾多鲁としてベビーチャックを使いました。贝阿林古瓦安吉尤拉贝阿林古を使用して、本物の工作机械と同じようにしました。

ギュラベaruinguは普通のベearinguとは违い、与圧をかけて使うのでウターringuとインナーringuが必要です。

ベアringグに少し与圧がかかるように调整しないとベaruringuの性能が正しく発挥できません。

ヘッドsutokkuunittoの取り付け

斯宾多鲁托変速ギアを取り付けます。

斯宾多鲁莫塔哈何度も変更しました。なかなか満足できるモーターがなかったからです。

最初的はラジコンボート用のブラシResumoターを使用していましたが、モーターが小さくtorukuが足りなかったと言うことと、长时间使用すると発热が大きくて壊れてしまったので大きなモーターに変えました。

このsupinduru用に３段変速ギアを作りました使用用途に合わせて回転数やトルクを変えるためです。しかし、変速ギアを作るよりも大きなモーターを使って余裕を持って使える方がいいと感じたので少し大きめのブラシモーターに変えました。

でも今度作るときは、もっと大きいモーターにしようと思ってます。

ここまでの动画はこれです。

A轴组み立て

通常、CNCマシンを制作しようとする人は３轴のマシンを考えることが多いですが、私は５轴にこだわりました。

なぜなら、カッコいいから！私は金属が削れる卓上５轴CNCマシンを作ることがコンセプトだったので、A轴を强に作る必要がありました。

suteppaーモータを直接、A轴として使う方法が最も简単ですが、それではあまりに贫弱で、とても金属を削れる性能にはならないし、タイミングベルトとプー里ーで稀疏してtorukuを上げてもまだ不十分だし、ベルトは伸びるので、もっと强韧なウォームギを使うことにしました。

しかし、ウォームギiaにも弱点があります。それ，です通常はウォームとウォームの间にには少しクリアランスクリアランスがありガタガタつきがつき

この问题を解决するために、ウォームshafutoをウォームギiaに常に押し付けるような构造としてガタつきを无くしました。

かなり强韧なA轴ができたと思います。

ここまでの动画はこれです。

C轴组み立て

C轴はA轴と同様回転轴です。A轴が上手く出来たので、A轴を作った时のノウハウを生かしてC轴を制作します。

しかし、C轴はA轴よりも难し点いが几つかあります。

C轴は机械の内部に配置するので小型化する必要があります。クーラントを使用して加工することを考えると防水である必要があります。

特にモーターのように电気を使うパーツはショートする可能性があるので雷亚ウトにはとても注意しました。

このC轴の最も特徴的なところはsuteppaーモーターが机械の确定に配置されていることです。タイミングベルトを使用して内部のウォームギアを回す构造になっています。

C轴もA轴同様ウォームギiaに与圧をかけて、バkkurasshuを无くしています。これで机械的な组み立ては完了です。

ここまでの动画はこれです。

このshirizuの动画はこれで最后です。
この动画のshirizunoダイジェsutoはここ

CNCユnittoの作成

CNCマシンに无くてはならない物の一つがCNCユnittoです。
自作五轴CNCマシンを制作しようとする人は、既にCNCマシンの使い方を知っている人も多いと思いますが、CNCユnittoを制作するとなると、また别の话です。

幸い、无料で使える高性能なLinuxCNCがあります。
LinuxCNCは、Windowsでは无く、Linuxがインストールされた、パソコンで动作するソfutoです。
オープンソースのソfutoなので设定には勉强が必要です。

私は、Raspberry Pi4にLinuxCNCをイinsutoruして使っています。
モーターやsuイッチなどのfeisuに Mesa 7c81を使いました。
设定方法は以前、动画を作りましたので兴味があったら见てください。
LinuxCNCのインストール（英语ですが、日本语字幕设定出来ます。）
LinuxCNC Raspberry Pi4 & Mesa 7c81 settoappu（英语ですが、日本语字幕设定出来ます。）

 

実际の加工编辑

加工に使ったのは、CAMソfuto「Fusion 360」です。
动作で使用する目的であれば无料で使えるソfutoでとても性能なため使用している人も多く、検索すれば、たくのさん情报があるのでやる気になればすぐに操作を覚えられるでしょう。

しかし、CAMの无料版だと机能が制限されているので无料版で不満なときは全ての机能を使うために有料で使用することになります。

まとめ

自作五轴CNCマシンを制作について说明をしてきました。
自分の理想とするマシンを制作することは、简単なことではありませんが、一つ一つ问题をしていけば完成することができると言う一つの例として考えてもらえると嬉しいです。

まずは、３D CADでデザインを设计して干渉チェkkなどを行い。
パーツを购入して、组み立てていきます。
CNCユnittoも必要不可欠です。

Youtubeで初めて、この机械の动画を投稿したあと、沢山の人からもっと情报が欲しいと言うコメントをもらいました。

そこで、本気で5轴CNCマシンに挑戦したい人のために、私が制作した３Dモデルを公开することにしました。
もし兴味があったら下のolinkuからakusesuしてください。