Z軸の改造で最大の障害は、その操作の重さだった。
スピンドルケースという鉄の塊を上昇させるだけでなく、
重力に負けずに静止している必要もある。

そこで、ストローク全域に渡って反発力の変わらない特性を持った、
ガススプリングを取付けて、重量分を相殺してやることにした。

幸い手元に、他の機械の改造で余っていたガススプリングが、２本出番を待っていた。
これは友人の車屋さんにて、廃棄するワゴンＲのリヤゲートから外したもので、
いわゆるゴミだけど、この部品は無傷のものが多く、汚れを落とせば新品と大差ない。

現物はストロークが半分、一本では反発力も全然足りなかったので、
２本の合体金具を作って抱き合わせてみた。
本体に取り付ける金具もﾁｮｲﾁｮｲと作ってﾎﾟﾝと装着。
結果、ストロークよし、スプリングの反発力は機械の重量を少し上回ってしまって、
上昇の方が少し軽くなったけれど、特に不都合も感じなく、なかなか良い感触。



既存のハンドルは、背面内部にある台形ねじを、
最下部でギャーとクロスシャフトを介して前面で操作する構造になっている。

動作の精度や機械的摩擦を考慮すると、
当然、余計なギャーやシャフトを介さずに、Z軸をモーターで直接駆動したい。
ガススプリングで操作が軽くなったとは言え、
X軸やY軸に比べたらZ軸の駆動には、かなり大きなトルクが必要と感じている。

モーター１個がお釈迦になった分の調達に際し、
モーターの大きさを再検討する為にも、X軸と同じ進め方で探ることにした。



例によってハンドルを間に合わせの仮プーリーに置き換えてみる。
X軸で使ったものと同じで減速比は1：5.2
モーターで駆動する為のフレーム作りは、
比較的に開放的な取付部の形状のお蔭で、３軸中でもっとも容易だった。
クロスメンバーは、これまで強度過剰ぎみだったので、
Ｍ6の長いボルトとパイプの簡単な構造を試みる。

X軸のモーターを移設して動かしてみると、
流石にZ軸の重さを諸に感じ、脱調することなく動作させるには、
手動操作の半分以下の速度に設定するのが精一杯。
このモーターでは、実用には苦しいことが明らかだった。

実はモーター購入時、あまりの安さから一緒に仕入れてあったモーターがある。
同じく特価品（１個 ￥480）の57ｍｍ角では最小のモーターを、
ダメを承知で実験してみようと取付けてみたところ、全長が半分の大きさながら、
一応使えるところを見せてはくれた。
しかし、当然ながら小さい分さらに速度が出せず流石に厳し過ぎる。

これで、見えてきた。
この駆動レイアウトの場合、手動操作とほぼ同じ動作速度を得るには、
Ｘ軸とＹ軸に使ったモータートルクの、少なくても２倍ぐらいは必要らしい。



焼損したものと同じ大きさのモーターは人気があるので既に完売。
滅多に特価品も出ないのだが、販売サイトを監視し続けていると、
同等品ではないが、これまでの２種の中間的大きさの特価品が、
リードコネクター付　１個　￥980 で売り出された。



半信半疑、勉強がてら仕入れてみたら、これがなかなかいける。
少し速度が落ちるものの、我慢してしばらくは使えそうなレベルだった。
試しにＸやＹにも使ってみると、空走速度に贅沢を言わなければ、
充分ではなくとも特に問題なく使えそう。

この57ｍｍ角のものは、メーカーを問わなければ最大で長さが100mmのものまであるし、
それでもトルクが足りなければ、ワンランク上の60や86シリーズがある。
ここは大事なところでなので、ケチらず新品のモーターでも検討したい。
ボールねじ化に伴うモーター位置変更の可能性なども考慮すると、
ここは慌てず低トルクでジックリと試行錯誤すべしと考えた。
動作速度の遅さは当面我慢すればいいのだ。



何はともあれ、まがいなりにも３軸が動くようになったのである。

早速、簡単な線図のDXFファイルを作って読み込ませ、
ボールペンのスプリングの取付け位置を変えて、
コレットチャックに咥えさせて、初お絵かき始め（＾＾）Ｖ
インク芯にサスペンション機能がついた形になったので、
スムースに紙面を流れ、にわかプロッターといったところ。

Z軸のバックラッシュは、負荷側が重く遊びにくいことで、
ソフトの補正機能の効果もさることながら、
この時点では全くと言っていいほど気にならない。

こうして３軸が共演する姿は、なんとも不思議で新鮮だ。
不思議ついでに、なぜか気持ち悪さは感じなくなっている。
慣れってやつらしいｗ

で、ここまでくれば、もっとやってみたくなって、
余りもののアクリル板で初削り決行！



ビットは、ドレメルのリューターで使っていた3mmのストレート。
エンドミルと違ってヤスリ目なので切削面の仕上がりは悪い。

イラストレーターのフォントから、アウトラインをDXFファイルで取り出し、
ホストのパソコンに移して、CNC USB コントローラー（ソフト）に読み込ませる。
自動的にGコードが生成されるので、その点は楽なソフトだ。
成り行きもあったけれど、試用版で弄ってみたメジャーなソフトMachよりも、
個人的には断然とっつきやすかった。



初彫りは、使ったビットが不適当だったので汚い仕上がり（＾＾！
おまけに、ガムテープでの簡単な固定が甘く、
切削抵抗に負けてワークが動いたので、直線部に歪みが出てしまった。。



と、いうところでZ軸は、この形を暫定として、
ボールねじ化は、しばらく先送り。
このままで、どこまで使えるCNCフライス盤ができるのか、
やってみることにした。



モーターは、差し当たり最後に試した中間的な長さのものと、
Y軸の長いモーターとの入れ替えを、何度か試みながら使う。
減速比は他の軸と同じ1：3
Y軸と同じ手法で、ハンドルをプーリーの置換える部品を作った。



シャフトは延長していないので、ハンドルは既存品を重ねられない。
興味本位な遊び心も加わって、シンプルな片持ハンドルを製作。

ノブの遊びが振動を拾ってｶﾗｶﾗとうるさいので、
3軸とも隙間を適当なオーリングで軽く押さえておいた。



ダイヤルは、回しやすくするた為にOリングをはハメ込んだ。
我ながら、ほんとにソコ使うのか？という気持ちになってきたけどｗ



某日、いつになるかわかないボールねじ化に、ピッタリの特価品が出た。
なかなか出ない希望のサイズと値段だったので、迷わず押さえる。



椿本製　20mm×600ｍｍ　転造　Ｃ7　取外しの中古品で、
黒染めらしく見てくれはよくないが、状態から見て殆ど動いていなかったらしい。

梱包して、大事に仕舞っておくことになる。



Z軸を暫定型としながらも、作業のできる形になったので、
モーターの交換以外に分解することも無くなるはず。
最低限のCNC化が成されたことになるけれど、
運転手がまだ不慣れすぎる（＾＾！

リミットスイッチの取り付け、モーターユニットのカバー、
コンロトールボックスの製作と配線の整理、等々やるべき工程は多い。
ここから先は、小物を実際に削りながら知るべき事を、
じっくり体感してながら進めることとなり、更に試行錯誤がつづく。