★★★ 主軸回転数表示器の制作 ★★★
| 作成日 : 2013年 9月 15日 |
ここでいう主軸とは、卓上ミニ工作機械の主軸を指します。
主軸の回転数は分からないよりは分かった方がいいです。
最近の卓上ミニ工作機械には主軸回転計が最初から付いているものが増えています。
私の卓上ミニフライス盤ML3は、私が購入した時期の物まで付いていませんでした。
( 今、秘密基地さんで売られているML3には主軸回転計が付いています。 )
うちの ML3にも主軸回転計を付けたいな。 と思ったのが始まりでした。
<下は家に届いて間もない頃のML3の画像>
主軸回転計を付けるには、まず主軸の回転をどこかで取り出す必要があります。
主軸上部の引きネジの根元の部分から引き出すことにしました。
<下はML3モーターカバーを外した画像>
回転数を非接触で取り出すには、磁気式か光電式の2通りが考えられます。
今回は、光電式で軸側面に白黒パターンのストライプシールを巻き付け
それを反射型の光センサ(フォトリフレクタ)で読み取る事にしました。
<フォトリフレクタ LBR-12HLD> <白黒パターンシール>

(左)フォトリフレクタは、秋月電子にて販売しているLBR-127HLDを用いました。
(右)は、OHPシートにレーザープリンタを用いて印刷したパターンシールです。 裏側に両面テープを貼り付けています。
今回は1枚だけなので、マイコンボード、表示器ボードはユニバーサルボードに手配線で作りました。
それと、センサを保持するために小さい基板も作りました。
マイコンは、PIC18F2320( 28Pin )を用いました。
<マイコン基板の画像、白い紙のような物を貼り付けているのがPICマイコン>
今回、取り付け場所が動力モーターのすぐ横なので、PICマイコンに電磁波吸収シートを貼りました。<画像で見える白い紙のような物>
回路図、PICマイコンのプログラム等のダウンロードは、このページ最後にあります。
<7セグメントLED表示基板>
今回は、回転数を RMS値表示するのに 4桁必要だったので、ちょうど4桁一体となった高輝度白色7セグメントLEDが
秋月電子にありました。 7セグメント間の渡りの配線が不要な分作るのは楽でした。
<センサ基板>
回転数の検出だけなら1個でOKです。
2相の位相差を見て回転方向を判定しようとしたので2個付けました。
<取り付けた状態>
ネコの額のような狭いところに無理矢理付けました。
マイコン基板の後ろに黒いアミのような物が少し写ってますが
これも電磁波対策の意味でカーボンクロスを貼り付けています。
但しカーボンクロスは繊維がほぐれやすいので
A4用紙用ラミネータでサンドイッチしたものを基板の大きさに切り切断箇所を
セロテープで被い貼り付けています。
<ML3 モーターカバーをかぶせて表示させた画像>

板金加工がちょっと厄介ですが、ML3モーターカバーにφ18mmのホールソーで
穴を開け、次にハンドニブラでパチンパチンと穴を長方形にして最後はヤスリで
仕上げました。 いまいち切断面がデコボコしてます。
ホールソー使うときはカバーの裏側に当て木を当ててクランプで動かないようにしてから
開けた方がいいです。
2×4材等でコの字型の治具を作った方がやりやすいです。
たまたま、以前 似たような用途で作った物があったので再利用しました。
表示は明るく大変見やすいです。
( 7777は、0000、1111~9999の自己診断表示です。 )
回転数表示は問題無く動作します。
赤のLEDで反転方向表示を付けていたのですが、これは1周に 1回誤表示します。
ストライプシールの継ぎ目の部分が影響していると思われます。
ストライプは、1周 12発のパルスを出すようにしています。
よって、RMS表示にするには、1秒間サンプリングして5倍したらいいことになります。
回転数表示が成功したので、今回は成功とします。
ML3に限った事ではないのでしょうけど、主軸が回っている時は結構煩いです。
ギヤ鳴りの音とDCモーターのブラシの擦れる音で早く回っているような錯覚がありました。
主軸回転数表示器をつけたおかげで音のわりにはさほど早く回ってないんだな。
と実感しました。
今回、音の煩さを多少緩和するためにモーターカバー内側に遮音シートなる物を
貼り付けました。 多少は音が柔らしくなったかな。? と思います。
<モーターカバー内部に貼った黒いゴムシート状の物が遮音シートです>
後ろ側に開いている丸い穴は、ACアダプタのコネクタを通すためのものです。
ダウンロードコーナー
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★ 今回の主軸回転数表示器についての回路図や ソフトに関しては全面公開します。
但し、あくまで個人での利用、または学校教育機関での利用に限定します。
★ 商用利用は、堅くお断りします。!!
★★★ 回路図等、詳細な資料は、こちらのPDFファイルを参照して下さい。 ★★★
★★★ PICマイコンに 書き込むプログラム(Hexファイル) は、こちらからお願いします。 ★★★
( ソフト的には、A相にだけパルス信号を入れれば、回転数を表示します。
無理に2相入れる必要はありません。 )
★★★ MPLABのプロジェクトファイル(LZHファイルに圧縮)を
参照される方は、こちらからお願いします。 ★★★
( ソースは、申し訳ありませんが 前回のDROのソースを流用した関係上アセンブラで記述しています。 )
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最後に読者の皆様が、この表示器を作ることによって生じるさまざまな問題、損害に関して
私は一式責任を持ちませんので、自己責任で行って下さい。
では皆様の 楽しい電子工作、機械改造の成功をお祈りして失礼します。
長々と見て頂きありがとうございました。
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