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作業日誌 自作したモノ

溶接ポジショナー 狭い作業小屋用にミニバージョンを自作

荷物用エレベーター作製時「パイプの外周を途切れることなく溶接できたらいいなあ」という欲望が芽生えてきました。

溶接用の回転台は「溶接ポジショナー」と言うそうです。

「ゆっくり任意の速度で回転できる台」があったらいろいろ便利なはずと「溶接ポジショナー」で検索したところ「そこそこ高価」「結構デカい」ものしかありません。

これは「狭い作業小屋用にミニポジショナーを作れって」ことですね! 
その日のうちに部品をポチっておきました。

まずは部品を調達して初めの一歩を踏み出しておきます。 こうしないといつまでも後回しになっちゃいますので。

購入した主なパーツ

円いモノを固定するスクロールチャック

旋盤用スクロールチャック
Φ125mmの旋盤用スクロールチャック

価格調査はしてないのですがサイズの割に安価な気がしまして即買い物かごに・・・、9126円でした。(後日見たら品切れとなっておりました。)

これが引き金となりまして次々にパーツをポチリます。

ステッピングモーター Nema17・・・・・・・・・・・・・ 1659円
ステッピングモータードライバー  ・・・・・・・・・・・・1899円
ステッピングモーターコントローラー ・・・・・・・・・・・1799円
アルミプーリー XLタイプ 5.08㎜ピッチ 44歯・・・1686円
アルミプーリー XLタイプ 5.08㎜ピッチ 15歯・・・ 640円
タイミングベルト   140XL       70歯・・・ 604円

追記

コメントを受けまして、現在Amazonで調達できるかみたところ・・・値段がだいぶ上がっているようです。(2023.06.29現在)
類似品を列挙しておきます。

ステッピングモーター Nema17&ドライバー セット・・・3299円
ステッピングモーターコントローラー・・・・1875円
アルミプーリー XLタイプ5.08㎜ピッチ  44・・・2320円
アルミプーリー XLタイプ5.08㎜ピッチ  12歯・・・590円
タイミングベルト 140XL          70歯・・・654円

Amazonで欲しいパーツがないときは伝動機ドットコムを利用することがあります。
専門的でお勉強になる販売サイトです。

ステッピングモーターで回す訳

DCモーターではなく、ステッピングモーターを選択したのは「極低速から高速まで変わらない駆動トルク」が欲しかったからです。

DCモーター+PWMコントローラーで低速回転させると電流を絞ることになるのでトルクが細くなります。
回転中に負荷の変化があると回転速度が変動してしまいます。

対してステッピングモーターは極低速でも駆動トルクがあまり変わらず負荷が変化しても回転速度は変動しません。

一定速度回転し続けるところに上質な機械という印象を受けます。 というわけでちょっと値が張りますがステッピングモーター仕様としました。

ステッピングモーターの使い方

DCモーターのようにプラスとマイナスをつないで「はい、回転!」とはいきません。

ステッピングモーターは「コントローラー」+「ドライバー」+「モーター」の3点セットで初めて動かせます。

ステッピングモーターの3点セットでございます。

ステッピングモーターを動かすのに必要なドライバーとコントローラー

結線についてはAmazonの購入ページなどをご参照ください。

ドライバーとコントローラーは共通電源で24Vスイッチング電源からDC24vを供給しています。
上記ドライバーの入力範囲は9v~42v、コントローラーは15vから160v。

コントローラーはドライバーへ回転速度・回転方向・オンオフの信号を送るだけなので大電流は要りません。

ドライバーはステッピングモーターへ4線で駆動電流を送ります。 駆動する電流を扱う回路なのでステッピングモーターに合わせた入力電流が必要です。
Nema17の場合、定格電流は1.7A。

ドライバーからステッピングモーターへの駆動電流はドライバー側面にあるディップスイッチで0.5A、1.0A、1.5A、2.0A・・・3.5Aと8段階に設定できます。

溶接ポジショナーのしくみ(案)

部品を集め頭の中で描いた妄想を図にするとこうなります。

材料は余っていたアルミ&鉄で何とかします。

成り行きで作っていきます

まず、軸受け、軸、アルミプーリー、タイミングベルト、ステッピングモーターといった駆動パーツを仮組出来るようにします。

そこから現物合わせて周りのフレーム(鉄やアルミ)のサイズを決めて作っていきます。

垂直~水平まで傾ける機構も必要ですが、こちらも未定。 この機構も現物合わせで作っていきます。

部品購入後1カ月経過。 ようやく作製がはじまります!

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