CNCルーターCNC1419のXY軸駆動用ステッピングモータのトルクアップ検討。



CNC1419のXY軸は負荷が大きいとすぐ脱調する。

CNC1419でアルミの切削をする時に彫り込み量が深い場合はXY軸の移動のための負荷が大きくなり
XY軸駆動用ステッピングモーターの脱調が発生しやすい。
スピンドルモーターもトルクが小さく彫り込み量が大きい場合は速度が低下してしまうので
こちらは12000RPM 500Wのスピンドルモーターに交換して対応した。

ステッピングモータのトルクアップ方法・・・電流値アップ

ステッピングモータのトルクアップをするために簡単な方法は入力電流値を大きくすること。
当然、それはやっていて底角1Aのステッピングモーターに1.2Aの電流が流れるように設定を変更している。
でも、そのためにモーターが熱を持ちやすくなっている。
モーターのコイル温度が上昇すると表面の絶縁樹脂コートが溶けてショートしてしまう。

ステッピングモーターのトルクアップ方法・・・サイズを大きくする

物理的に搭載が可能な場合はステッピングモータのサイズアップが一番効果的だ。
普通はハイブリッドタイプのステピングモータを搭載していて丸形じゃなくて角形の外形形状になっている。
一辺の長さが35mm/42mm/56mmが一般的に使用されている大きさで市場性は42mmが一番良い。

そのため、通常は42mmの42角HB(ハイブリッド)ステピングモータが使われている。
これを56角に変更できればトルクを大きくする事ができる。

ステピングモータのトルクアップ方法・・・長さを長くする

ステッピングモータのサイズを大きく出来ない場合は長さを長くする方法でもトルを大きく出来る。
長く出来て2ローター方式だとトルクアップ効果が大きいんだけどあまり見かけない。
なので通常は長くなってコイルの巻き線が増えることでトルクアップができる。
電流値も上げられるのでトルクアップ効果は大きい。

ステッピングモータのトルクアップ方法・・・チューニング品

市場性があまりないけどステッピングモーターメーカーにチューニングしてもらう手もある。
使用する磁石を強力にしたりステーターとローターの隙間を追い込んだりしてトルクアップをする。
でも、この方法は個人じゃ無理。

ステッピングモーターの長さを長くしよう。

CNC1419は42角のステッピングモータを投資している。
Z軸は42角HB長さ48mmなんだけどXY軸は42角HB長さ40mmとなぜかトルクが小さなものを使っている。
そこで、XY軸駆動のステッピングモータも42角HB長さ48mmのものに交換する事にした。

いつものようにBanggoodでさがしてHANPOSE 17HS8401-S 48mmというステッピングモータを注文した。
ちなみに17HSって42角HBで一般的に使われている型番なのでNMBでも同じような感じの型番だ。

個人的にはお値段高めだなぁって思うけど
企業大量購入する時の価格と比較してもダメだもんね。

やっぱ、中国製の品質はダメダメだった。

HANPOSE 17HS8401-S 48mmが届いた。
XY軸用で2個注文したんだけど、届いて軸を回すとコギングトルクがデカい・・・・いや回らない。
ペンチで強引に回すと回るが異常なトルク。

うーん、やっぱ中国製品の品質はダメダメだ。
迷わず蓋を開けて確認しステーターとロータのギャップは正常なんだけどスラスト方向のガタ取り用の
ウェーブワッシャーがベアリングの内輪に乗っていた。
これじゃモーター軸が回らないよね。

組立不良なのでウェーブワッシャーの位置を調整して再組立。
実際にCNC1419に接続して動作確認して正常動作した。

とりあえず、個々までで終了。
後日モーターの交換をしようと思う。