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MC-1 のハードウェア

_ドラフト（ラウンド 14）：本文は執筆中で、節が増えることがあります。_

この章では、設計どおりの MC-1 を扱います。章内の数値は設計値です。組み立てた機械は、それぞれ立ち上げ時に測定し、そのツインを測定した値に合わせます（機械プロファイルを参照）。

機械

MC-1 は、アルミニウム、真鍮、エンジニアリングプラスチックを加工する、卓上の 3軸フライス盤です。ガントリーは固定で、テーブルが Y 方向、ガントリーのキャリッジが X 方向、主軸が Z 方向に動きます。


移動範囲 X / Y / Z	200 / 150 / 80 mm
テーブル	300 × 220 × 35 mm、25 mm ピッチのグリッド上に M6 のタップ穴
寸法（幅 × 奥行き × 高さ）	約 508 × 490 × 564 mm（モーター、ケーブルチェーン、レベリングフットを含み、制御盤は含まない）
質量	約 57 kg（制御盤を除く）
フレーム	6061-T6 アルミニウム板、ボルト締め
リニアガイド	HIWIN HGR15 レール（6本）、HGW15CC フランジブロック（12個）
ボールねじ	SFU1204（12 mm、リード 4 mm）、C7、BK10 / BF10 サポート
モーター	NEMA 23 クローズドループ式ステッピングモーター、1.2–1.3 N·m（3台）、ジョーカップリング付き
主軸	800 W、水冷、Ø65 × 195 mm、ER11 コレット
制御盤	機械とは別のボックスで、機械の右側に置く

軸とドライバ

各軸は、クローズドループ式のステッピングモーターが、ジョーカップリングを介してボールねじを直接駆動します。ドライバの異常は、1本の線で報告されます。3つのドライバのアラーム出力が、コントローラのモーター異常入力に直列に配線されているため、異常を起こしたドライバ、または電源を失ったドライバがあると、機械はアラームを出して停止します。

設計上の最大移動速度は、X と Y が 3000 mm/min、Z が 1500 mm/min です。

リミットスイッチと原点復帰

移動範囲の端は、M8 の誘導形近接スイッチ 5個で示します。X と Y は、それぞれ両端に 1個ずつ（それぞれ専用の入力）、Z は Z スライドにある 1個で Z の両端を示します。スイッチはノーマルクローズです。断線やプラグの緩みは、作動したスイッチとして読み取られます。そのためコントローラは、端のストッパーへ向かって動くのではなく、アラームを出して原点復帰を拒否します。

原点復帰は、Z を最初に、そのあと X と Y を、それぞれ正の端（X+、Y+、Z+）へ向かって行います。電源を入れたあとは、機械の原点復帰が必要です。

Z 軸と重力

Z スライドは主軸を載せています（約 6.35 kg）。ドライバに電源が入っている間は、ドライバが Z を保持します。電源が入っていないとき（非常停止、ドライバの異常、停電のあと）は、主軸を載せた Z が下がることがあります。

⚠ 警告

非常停止またはドライバの異常のあとは、作業を続ける前に、もう一度機械の原点復帰を行ってください。ドライバの電源が切れている間は、主軸の下に手を入れないでください。

立ち上げには、ドライバの電源を切った状態での試験が含まれます。Z が下がる場合は、ブレーキ付きの Z モーターか、カウンターウェイトを機械に取り付けます。

主軸

主軸は、水冷の 800 W モーター主軸で、Ø65 × 195 mm、ER11 コレット付き、2極、最高 24 000 min⁻¹ です。Huanyang HY01D523B のインバータ（VFD、単相 220 V 入力）が駆動します。コントローラは、絶縁モジュールを介した RS-485 で、回転数を設定し、状態を読み取ります。水ポンプで主軸を冷却します。

インバータの異常リレーも、モーター異常の線に配線されています。インバータがトリップすると、コントローラは、止まった工具をワークに送り続ける代わりに、アラームを出してプログラムを停止します。
非常停止では、インバータはドライバと同時に電源を失い、主軸は惰性で止まります（ブレーキはかかりません）。

コントローラと配線

コントローラは、T41U5XBB キャリアボード上の Teensy 4.1 で、入力はフォトカプラで絶縁されています。Grbl 1.1 のシリアルプロトコルと互換性のある Twinwright 独自カーネルを実行し、USB でコンピューターに接続します。

入力	接続されているもの
リミット	X−、X+、Y−、Y+、Z の 5入力
プローブ	ツールセッターとタッチプローブ
非常停止	非常停止ボタンの 2つ目の接点
モーター異常	3つのドライバのアラーム出力と、主軸インバータの異常リレーを、直列に接続
サイクルスタート、フィードホールド	制御盤のボタン SB2 と SB3

電源

商用電源は、ブレーカーを通ります。24 V の電源は常時オンで、コントローラ、センサ、制御回路に給電します。そのため、コントローラはコンピューターに接続されたままで、非常停止を報告します。コンタクタ（KM1）が、ドライバ、主軸インバータ、ポンプの 48 V 電源を入り切りします。

制御盤のボタン

制御盤の扉にある Ø22 のボタン 4個です（正面から見た配置）。

	左	右
上段	SB1 電源オン（緑）	SB0 非常停止（赤）
下段	SB2 サイクルスタート（緑）	SB3 フィードホールド（黄）

SB1 電源オン は KM1 を閉じ、KM1 はその後、自己保持します。非常停止や停電のあと、機械は自動では起動しません。非常停止を解除して、もう一度 SB1 を押してください。
SB3 フィードホールド は、お使いの送信ソフトのフィードホールド（!）と同じ動作をします。軸は制御されながら停止し、主軸は回り続けます。このボタンは非常停止の真下にあるため、非常停止を押し損ねた手が当たるのは、サイクルスタートではなくフィードホールドです。
SB2 サイクルスタート は、送信ソフトのサイクルスタート（~）と同じように、動作を続行します。

注意

フィードホールドは安全機能ではありません。安全のために機械を止めるときは、非常停止を使ってください。

ツールセッターとタッチプローブ

ツールセッターは、テーブルの左奥にあり、グリッドの穴に M6 ねじ 2本で固定されます。作業領域の角を、おおよそ X 0–57、Y 130–150 mm の範囲で占めます。ツールセッターとタッチプローブは、コントローラのプローブ入力を共有します。

Z が最上部にあるとき、コレットからの突き出しが 15.5 mm の工具の先端は、テーブルから 80 mm の高さにあり、主軸のノーズは 130 mm の高さです。突き出しがそれより長い工具は、先端が余分な長さの分だけ低くなります。ER コレットに保持したタッチプローブは、通常、ナットからスタイラス先端までの長さが 60–90 mm です。Z が最上部にあるとき、そのようなプローブが通過できるのは低い段取りだけで、70 mm のプローブならテーブルの約 20 mm 上までです。

Studio はこれを確認します。ワークを段取りしたとき、工具を交換したとき、工具テーブルを編集したときに、段取りの最も高い点を、Z が最上部にあるときの各工具の先端と比較します。そして、どの工具がどれだけ足りずに干渉するかを示します。

ワークの固定

テーブルの 25 mm ピッチの M6 穴には、クランプ、サブプレート、バイスを取り付けられます。ツインが扱えるのは、10 mm のアルミニウム製サブプレートに載せた 75 mm のセンタリングバイス、パラレル、ストラップクランプ、両面テープ、V ブロックです。

バイスをサブプレートに載せると、ジョーの上端はテーブルからおよそ 66 mm の高さになるため、バイスで保持した部品は、テーブルからおよそ 71 mm 以上の高さに達します。
プローブで測定したい部品には、低い段取りを使ってください。サブプレートにストラップクランプで固定するか（素材の上面がテーブルから 15–30 mm）、低いバイスを使います。75 mm のバイスで保持した部品の上には、タッチプローブが収まりません。
10 mm のサブプレートを外すと、工具には 10 mm 余裕ができます。タッチプローブには、それでも足りません。

安全

非常停止（SB0）：コンタクタのコイル回路を開き、これによってドライバ、主軸インバータ、ポンプの電源が切れます。また、2つ目の接点でコントローラに伝えます。軸と主軸は電源を失い、主軸は惰性で止まります。Z が下がることがあります（Z 軸と重力を参照）。非常停止を解除しても、何も再起動しません。SB1 を押し、ドライバが起動するのを待ち、コントローラをリセットして、原点復帰を行ってください。
異常：ドライバの異常、主軸インバータのトリップ、リミットスイッチの断線があると、機械はアラームを出して停止します。
フィードホールド は、加工のための制御された停止であり、安全のための停止ではありません。
MC-1 には囲いがありません。主軸が回っている間と、軸が動く可能性のある間は、近づかないでください。保護メガネを着用し、切りくずから守るため、X と Z のねじに蛇腹カバーまたはブラシカバーを取り付けてください。
機械の安全機能に AI を使うものはありません。Studio の AIアシスタントは安全機能ではありません。

立ち上げ時に測定する項目

上記の設計値は、組み立てた機械ごとに確認し、そのツインを測定した値に合わせます。

各リミットスイッチの作動点（誘導形近接スイッチは、側面から横切ると、図面より約 2 mm 遅れて作動することがあります）。続いて、原点復帰のプルオフ距離とソフトリミット
ドライバのアラーム出力：1つを外すか、48 V を切ると、アラームになること
ドライバの電源を切った状態での Z の試験
インバータのパラメータ、インバータ本体のパネルでの無負荷の立ち上げ運転、そのあと RS-485 での制御
制御盤：上記のとおりの非常停止と SB1、すべてのリミットスイッチとツールセッターを 1つずつ外したとき（どれもアラームになること）、そして盤面のボタン

ツインが測定値をどう取り込むかは、機械プロファイルを参照してください。