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Create Date :2014/12/22,  Modified Date : 2014/12/25,  Revision : 2.

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필자는 DIY를 하면서 몇가지 도구를 만들어 사용하고 있습니다. 그중 하나였던것이 1축 이송제어를 기본으로 설계한 프로젝트명 TD-1 자동드릴 머입니다.  자작 PCB드릴링등을 수행해보며 테스트 해본결과 필자가 DIY를 수행하는데 있어 만족스러운 기능을 하는것 같았습니다. 아직은 부족한 부분이 많지만 취미용으로 사용할경우 유용하게 사용할수 있지 않을까라는 생각이 들었습니다. 필자는 문서를 통해 기구 제작 및 컨트롤부 제작방법 등을 하나씩 정리하면서 공유해 보도록 하겠습니다.



1.모델링으로 보는 TD-1 리니어 이송모듈

1-1. 기본 부품 모델링

필자는 TD-1을 계획할 당시 취미용으로 사용하기에 접근하기 쉬운 가격과, 사용자 제어를 통한 어느정도 자동화된 조작 가능성에 촛점을 두었었습니다. 그래서 떠오른 것이 CNC나 XY 직교좌표 로봇등에사용되는 리니어 이송모듈을 적용해 보기로 하였습니다. 튼튼하고 기능좋은 상용품을 구매하여 사용하고 싶었지만 주머니 사정이 넉넉치 않은 필자로서는 비싼가격이 상당히 부담 스러웠습니다.

개인 취미용으로 사용할것이기 때문에 강성, 정밀도는 튼튼하고 기능좋은 상용품보다는  만족스럽지 못하더라도 필자가 접근할수 있는 가격에 기본기능을 수행하도록 하기위해 직접 제작을 하기로 하였습니다.또, 필자가 직접 가공을 해야하므로 복잡한 가공은 불가능 했기때문에 판재와 봉재를 기본으로 재단, 홀, 접합가공으로 제작 하기로 하였습니다.

우선 오폰소스 3D 캐드인 FreeCAD를 사용하여 부품의 기본 모델링을 수행하였습니다. 프레임은 판재를, 레일은 봉재를 사용하였습니다. 이송및 윤활 요소로는 스크류와 베어링등을 설정하였습니다.(이미지에는 모델링 되지 않았지만 스크류부의 이송너트와, 이송레일의  리니어 베어링이 포함 되어야 합니다.)


좌측상단 부터 전후면판, 이송레일용 연마봉, 좌우측면판, 이송스크류, 베어링, 모터 마운트 브라켓, 축커플링, 이송모터를 대략적으로 모델링하였습니다.


이송시 직선운동으로 움직이는 부분인 이송블럭과 이송판으로 구성된 모듈 부품을 모델링 하였습니다.



1-2. 모델링을 통한 조립순서 시뮬레이션 

(1) 상단그림 : 홀가공이된 전후면 판을 배치합니다. (2) 하단그림 : 가공된 홀에 레일로 사용될 연마봉을 장착합니다.


(3)​ 상단그림 : 전후면판사이에 베어링과 이송 스크류를 설치합니다. (4) 하단그림 : 이송모터가 장착되어야 하므로 모터 브라켓을 설치합니다.


​(5) 상단그림 : 스크류와 모터축을 연결할수 있도록 축커플링을 설치합니다. (6) 하단그림 : 커플링에 모터를 설치합니다. (아... 그림에는 커플링 없네요, 상단그림과 같이 커플링이 있다고 가정합니다. 사진찍을때 실수가 있었네요 많은 이해부탁드립니다.)


​(7)  상단그림 : 전면판을 잠시 제거한후 이송블럭 부품을 장착합니다. (8) 하단그림 : 이송블럭 장착을 위해 잠시 빼놓았던 전면판을 다시 끼워넣습니다.


(9) ​상단그림 : 좌우 측면판을 설치합니다. (10) 하단그림 : 모델링을 통해조립이 완료된 리니어 이송모듈 입니다.


위의 조립시뮬레이션에서는 우선 모델링을 통해 조립 과정을 간략하게 알아보기 위한것이므로 필자는 스크류 이송너트와 레일의 리니어 베어링은 표현하지 않았습니다.(실제로는 조립완료 모델링에서 빼먹은걸 알았네요. 귀차니즘신님께서 실제로 만들때 끼워넣으면 된다는 계시를 주시어 따르기로 하였습니다. ^^;)


1-3. 제작 예시

필자는 리니어 이송모듈 제작 당시 수가공을 통해 제작을 하였습니다. 톱 재단, 드릴 홀 가공, 에폭시 접합 가공을 통하여 제작을 할수 있었습니다.

로뎅의 혼이 어린 필자의 수공예 TD-1 리니어 이송모듈 입니다. (결속시 접합을 한다면서 이송판에 왜저리 구멍을 많이 뚫었는지 참~ 미스테리합니다.)


필자의 TD-1 자동드릴 머신의 기본이 되는 리니어 이송모듈을 FreeCAD 모델링을 통하여 알아보았습니다. 다음에는 리니어 이송모듈에 대한 실제 재료및 부품, 필자가 설정한 치수, 여기서는 표현되지 않았던 이송너트 및 리니어베어링 등에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 끝가지 읽어주신 독자여러분께 감사드리며 앞으로 진행될 TD-1 공개프로젝트에 대한 많은 관심 부탁드립니다.

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- 2014.12.22 달의날에 프미케 -


* TD-1 공개프로젝트 포스트는 프미케의 낙서장 블로그와 네이버 오로카 카페에서 동시 발행됩니다.

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Posted by 프미케

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