スピンドル回転数の測定

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CNC3040にはDCモータのスピンドルがついている。
制御盤のボリュームを用いると速度調整ができるが、Mach3等の制御ソフトウェアから調整はできない。
また、速度調整はできるものの、実際にどのくらいのスピードでスピンドルが回っているかは不明である。
そこで、CNC3040のスピンドル回転数を測定してみることとした。

★測定方法

筆者のCNC3040は、スピンドルモータの上に手回し用ノブ (または空冷用ファン? しかしファンとして機能しているようにも見えない)
がついているので、それを用いる。

ノブに白いテープを貼り、反射型の赤外線センサをとなりに置けばスピンドルの回転数に応じたパルス信号が得られるはずである。
あとは、このパルス信号の周波数を測定すれば、回転数を知ることができる。

今回の測定では、秋月電子で売っていた GP2A200LCS という反射型の赤外線センサを用いた。
このセンサをマグネットアームの先端につけ、出力信号の周波数をオシロスコープで測定した。

以上をセットすると以下のようになる。

なお、この方法だとヘッドが停止しているとき、すなわち、無負荷時の測定しかできない。
DCモータは負荷がかかるほど回転数が下がるから、本測定は無負荷時における最大回転数の確認にしかならず、
実際の加工時にどのくらいの回転数なのかは不明である。

★測定結果

ともあれ、得られた波形が以下である。

パルスの波形の周波数は約 93[Hz] である。rpmになおすと、93 * 60 = 5580[rpm]である。
CNC3040の仕様では最大9500[rpm]と書いてあったはずだが、無負荷ですら仕様の2/3も出ていない
加工時はスピンドルに負荷がかかるから、回転数はさらに下がると考えられる。

ステッピングモータの誤動作の件といい、スピンドルまわりが適当だなあ・・・


なお、2013年1月現在、最新の(?)CNC3040Zはモータが新しいものにかわっており、
静音かつ11000[rpm]になったようである(本当か?)。
このモータは何か問題だったのかも。

★まとめ

標準モータの回転数は無負荷時でも仕様の回転数に届かない・・・
 (個体差はあるかもしれない)
 モータドライバがAC110V仕様のようだ。その分だけ電圧が足りないのかもしれない。
・加工時にどのくらいの速度になるか、別途調査したい。
・回転数の低い理由が、モータとモータドライバどちらにあるのか要検証である。
・場合によってはモータかドライバの改修または交換が必要か・・・

コメント(2)

最近11000rpmというスペックのスピンドル搭載のフライス盤を買いましたが、無負荷時の測定値で9100~9200rpm程度でした。

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本ページの管理人

Likipon

埼玉在住の一応エンジニア。最近はシステムエンジニア気味で回路が本業でなくなってしまった。

うなりくんのファン。

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