ＸＹステージ ＶＥＧＡ
２００２．０４．０１〜
改 ２００４．０１．２０
アルミＥ型アングルとスチールボールを使用したＸＹステージです。Ｅ型アングルをレールとし、間にスチールボール入れるで
とてもスムースに動きます。弱点は、脱線しやすいことですが対策を立てれば、（たぶん）大丈夫でしょう。
まだ借り組みの状態で未完成です。カッコ悪いですが、公開します。
モータードライブにしなくても、目盛りを付けた円盤を送りネジに付ければ、手動のＸＹステージにもなると思います。
極座標のグラフ用紙が目盛りになります。
（下の説明は、あたりまえの説明が少し（だいぶ？）「くどく」なってしまいました。お許しを。）
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パルスモーターは、多摩川精機「TS3166N913」４．３Ω、０．９度／ＳＴＥＰ、軸径５ｍｍ、 バイポーラ。定格の電圧は不明です。１−２相励磁で、１パルス 0.000625ｍｍ進みま す。１６パルスで０．０１ｍｍ。 結線は、中心の４本を使用します。（他は、センス用なので使用しません） 対角線の貫通穴２個は、モーターを固定する為に使用できます。 サイズは ３９ｍｍ×３９ｍｍ×１７ｍｍ （シャフト除く） 購入先はデジット（大阪） http://www.kyohritsu.com/DIGIT/ モーター自体は安価（\250）です。 モーターは、０．９ＤＥＧ／ＳＴＥＰでなくても、測定ソフトで自由に設定できます。（下記） 又送りねじも、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６が選択できます。ただ、Ｍ５、Ｍ６を使用する場合は、 ネジがたわまないので、ねじの振れを高精度に押さえこむ必要があります。 共立エレショップでもデジットの商品を購入できるようです。 |
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モーターの固定金具（鉄製４０ｍｍ×６０ｍｍ）です。 直角が出ていないので取りつ け時に調整が必要です。 大型肉厚のアルミのアングルが良いと思います。 モーター軸が貫通する穴を空け、固定する為に２箇所にＭ３のタップを立てます。 |
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モーター軸と送りネジのジョイントの部分です。 アルミ合金のインラインカラー（商品名？）は、内径５ｍｍ−５ｍｍでハンズで購入。 ネジ側は、Ｍ３の高ナット（真鍮）をハンドドリルのチャックにくわえて削りました。 テーパー状にならぬように、径を計りながら削ります。 最後の調整は、５−６ｍｍのシャフト（ドリル等）に細かい耐水サンドペーパーを巻い て削ると、削られる部分がわかり、目的の部分を削ることができます。 Ｍ３の送りネジ（ずん切りネジ（真鍮））とは、ナットで固定します。 モーターに付けて指で軸を回し、振れを見ます。加工した高ナットがテーパー状に なっていると黒いネジの締め具合で振れの量が変わります。多少径が小さくなっても テ―パ状を改善した方が振れは少なくなります。 高ナットのＭ３ナットの接する面を削ることにより、ネジの振れを微調整できます。 固定する位置を全てマーキングし、同じ位置に合わせないとネジの振れが再現しません。 振れが少ない方をＹ軸（ナイフの前後）の方に使用した方が測定精度上有利です。 |
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アルミＥ型アングル（（１０ｍｍｘ３ｍｍ） と スチールボール（６ｍｍ）を使用します。 （ハンズで購入） スチールボールは５ｍｍの方が脱線し難いかもしれませんが試していません。 ８ｍｍは、すぐに脱線してしまいます。（左の写真は８ｍｍ） 摩擦抵抗がないので、非力な（これとは別の）モーターでもスムースに動きます。 （５ｋｇまで試しました。）今回使用したモーターは、結構力があります。 |
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説明の為に 一番下の板の表を １階床 真中の板の裏を １階天井 表を ２階床 一番上の板の裏を ２階天井 表を ２階屋上 と呼ぶことにします。 写真の左のモーターをＹ軸（ナイフの前後）、右のモーターをＸ軸として使用 |
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横から見て、反の無い板を使います。反っているとスチールボールが４点で止らず、 ３点支持になりスチールボールが１個遊んでしまします。 （脱線の原因になる。） その場合は、紙やすりで板を削って（アルミアングルの取りつけ部のみで可）、平 にします。上手く出来ると、スチールボールを４個以上に増やしても、安定します。 厚いアルミ板ならベストでしょう。 |
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ちょっと見にくいですが、２階の床と２階天井の間にスチールボールが見えます。 |
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１階床は、Ｅ型アングルを２本使用します。 スチールボールは、Ｅ方型アングルの外側（のレーン）に乗せます。 アングル内側（のレーン）に細い木材（３ｍｍ×５ｍｍ）を接着しておくと、ボールが 内側に外れ難くなります。 Ｅ型アングルの外側に細い木材を貼り付けると、ボールが外側に外れ難くなります。 モーター（Ｙ軸）は、ミラー側に向けました。（写真の右方向がミラーの方向） こうすると、測定時にナイフを進める場合に、送りネジがたわみ難くなると思いました。 少し送りネジが長いので、間に支点（軸受け）がある方がいいかもしれません。 |
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真中の板を裏返した写真（１階天井）です。 １階天井は、Ｅ型アングルとアルミ板（厚さ２ｍｍ）です。 上の写真の送りネジを固定した状態です。 モーター（Ｘ軸）の取りつけ金具も付きます。 |
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上の写真の拡大です。 Ｙ軸の送りネジを受けるナットは高ナット（真鍮）をアルミアングルに接着します。 エポキシ等の接着剤がいいと思います。私のは、まだ仮止めです。 アルミアングルは、Ｍ３タップを立て、２階の床から３ｍｍビスで固定します。 レールにスチールボールを乗せて、仮に板を合わせて見ましょう。 （送りネジは外しておく。） 横から息を（少し強く）吹くだけで、ステージがスライドすると思います。 後が残り（ねばりつく）ました。これに気がつかず、ナットと合わせた為にナット にもこれが付着してしまいました。（スムースに回らない） 溶剤でふいても粘りがとれない場合は、この部分を使用しないようにしましょう。 |
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２階床は、１階床と同様にＥ型アングルを２本使用します。 右のモーターは、Ｘ軸のです。 |
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一番上の板を裏返した写真（２階天井）です。 ２階天井は、Ｅ型アングルとアルミ板（２ｍｍ）です。 上の写真の送りネジを固定した状態です。 |
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上の写真の右側の拡大です。 Ｙ軸と同様に作ります。 ２階屋上から、３ｍｍの皿ねじで固定します。 |
| 組み立ては、１階から行います。スチールボールは各階で４個使用します。 精度良く出来れば、４個以上にしても良いと思います。 床側のＥ型アングルの外側（のレーン）は、スチールボールが反対側まで転 がらないようにストッパーがあった方が組み立てやすく、脱線事故の防止になります。 ステージがスームースに動くのを確認してから送りねじを（ジョイント部で）固定した方 が良いでしょう。ただし、ジョイントの部分を接続する度に、振れ具合が異なる場合は、 振れを最小になるように調整した後、左上の写真の部品を固定した方が良いでしょう。 モーターから送りネジの振れが無くても、モーターの軸の方向がずれいても振れが 発生します。 スチールボールの位置はステージを動かしても、レールの端にぶつからない位置で、 なるべく端に置くようにした方が安定します。 横から力がかかると、脱線してしまうので対策した方が安全です。上の板から、 下の板を抱え込む様な部品を付けられる構造にしてますが、まだ付けていません。 測定の度に、ＸＹステージを持ち運ぶ場合は、脱線対策は必要でしょう。 いつも同じ場所に置いておくなら、必要ないかもしれません。大きく脱線すると、 送りねじが曲がってします。又上に重い物が載っていた方が、脱線し難いです。 |