No.13 CNCによるブームの製作

 

	3D図を作成します。
	3D図より、トラス部分の平面図を起し、DXFファイルに変換します。
	加工用のNCプログラムデータを出力するソフトは、Cut2Dを使用しました。 Cut2DにDXFファイルを読み込み、加工用データを作成します。
	NCプログラムのシュミレーションで形状を確認できます。 確認後、CNCフライスを動かすためのGコードを出力します。
	パソコンでCNCフライスを動かすためのソフトウェアはMach3を使用しました。 体験版はGコードの行数に制限があるため、ライセンスを購入する必要があります。 パソコンとCNCフライス間はパラレルポート（プリンターポート）で接続する必要があります。最近のパソコンにはプリンターポートがないため、プリンタポート増設PCIボードを増設する必要があります。 また64bit パソコンには対応しておらず、ビデオカードはチップセット一体型でないものとなっています。 より詳しい内容は「オリジナルマインド」のホームページが参考になります。
	冶具のベースとなるのは10ｍｍ厚のベークライトです。 CNCフライスのテーブルに両面テープで貼付け固定します。
	両面テープはこちらを使用しました。 取り外しが楽です。
	Mach３でGコードを読み込み、加工を行います。
	ブーム　マストの形状ごとに数種類の冶具を作成します。
	パイプ固定金具を取付けるためのネジを切ります。
	所定の長さより若干長めにカットしたパイプを溝にはめて、アルミフラットバーで作成した固定金具で動かないよう固定します。
	先端が球状になったカッターでパイプの接合面を切削します。
	Φ5とΦ3のパイプの接合面です。冶具から外し、バリを取ります。

3Dプリンター

久々の書き込みです。
仕事が忙しいやら製作の気力低下などでなかなか製作が進まず、完成は絶望的となっていましたが、新たな希望の光が見えました。
それが今話題の３Dプリンターです！！
最近、高性能で個人でも購入可能な素晴らしい機械が出始めました。
それがL-devoです。この機械でサンプルを製作してもらいました。それがこの写真です。完ぺきではありませんが
きれいにヤスリで仕上げるとほぼ満足できる仕上がりになりそうです。
材質はABSです。そこそこ強度もあるため使えそうです。
まだ機械はまだ購入していませんが、３Dプリンタさえあれば　面倒なトラスブームも大量生産可能！！完成も夢ではなくなってきました。
本当は全て真鍮で作りたかったのですが気力がわきません。　トラスブームのめんどくささと言ったら半端じゃないですからね～。ほんといい時代になりましたよ。
この模型を作り始め時期は20年ほど前ですから。個人で何でも気楽にできるなんて夢にも思いませんでした。

世界のクレーン比較

  Liebherr LR13000
Max Capacity 3,000t
Max　load moment 65,000tm
リープヘルの最新鋭機　クローラクレーンでは最大級の吊上げ能力を誇ります。
二股に枝分かれしたパワーブームが特徴的です。　
カウンタウエイトは鉄筋コンクリートです。

  

Demag CC8800-1twin　
Max　Capacity　3,200t
Max　load moment 43,900tm
デマーグ　CC8800-1（1600t吊り）を二台分合体させたクレーンです。　ブームも２台分並行に設置されています。
走行フレームはCC8800と部品共通化しているためか、３分割となり、補助走行モーター？が追加されているようです。
 
　　 
  


Manitowac 31000
Max Capacity 2,535t (2300mton)
Max load moment 32,000mton-m
後部のアームに取付けられたカウンタウエイトをアームの伸縮によって前後させ、バランスをとる特殊な機構が特徴です。


     
  
 

Demag CC12600
Max　Capacity　1,600t
Max　load moment 39,000tm 
シングルのブームではDemag最大です。アップグレードしたCC12800（2,000t吊り）もネット上で名前は見かけますが
実在しているのか不明です。


  

Demag　CC9800(CC8800 CC8800-1)
Max　Capacity　1,600t
Max　load moment 27,000tm
CC8800（1250t吊り　日本ではMIC所有）として登場し、アップグレードによりCC8800-1（1600t吊り）となりました。
その後、ブームの幅を3,500mmから4,000mmに拡張し、能力UPしたCC9800（1,600t吊り）が登場しました。
 




Lampson LTL-2600
Max　Capacity　2,360t
Max　load moment ????tm 
最大吊上げ能力は不明です。しかし、英語の記事の翻訳によると639tを半径87m で持ち上げた。
と、あるので、55,600tm以上と思われます。
非常に簡単な構造な割に能力の高さには驚かされます。
後部クローラーに天高く積み上げられた巨大なコンクリートブロックが、安定性に不安を感じます。

 

   

Lampson LTL-3000
Max　Capacity　3,000US Tons
Max　load moment ????tm
Lampsonの最新機種です。日本に納入予定なようですが、詳細はわかりません。

 

 

Sarens SGC-120
Max　Capacity　3,200t
Max　load moment 120,000tm
自走はできないリングクレーンではさらに大型のものもあります。
このクレーンは模型化されています。


Mammoet PTC200DS
Max　Capacity　3,500t
Max　load moment 200,000tm
さらに巨大なリングクレーン。どこまで巨大化するのでしょう
 
ALE SK350
Max　Capacity　5,000t
Max　load moment 354,000tm
Mammoetが最大かと思いき更に上をいくクレーンが・・・
これはドラム式のウインチではなく、ワイヤの束を掴んでジャッキで引き上げる装置で吊り上げています。
 
Saipem 7000
Max　Capacity　7,000tｘ2
Max　load moment ???tm
海上に目を向けると桁外れのクレーンがあります。
これはデカすぎて地上のクレーンとは比較になりませんね。

more...

LR13000製作します！

LR13000の模型を1/50で製作予定です。いつもながら のんびりペースですので製作期間は10年という事で（笑）
しかし、リープヘルのクレーンの構造はコベルコに比べシンプルなので、製作自体は楽です。3DCADで設計し、大きな部材の切出しはレーザー加工業者に依頼し、切出しの手間を省きます。

基本的な設計はCAD図面がないのでLR13000のカタログの図と写真だけが頼りです。LR13000カタログPDFファイルの絵をjpegで保存し、CADの平面に貼付け、作図していきます。 
    


 
 
 

No12 キャブ

	キャブは0.4ｍｍ真鍮板のエッチングです。ＣＡＤでフィルムデータを作り、業者に依頼しました。 プラットホームは0.2ｍｍの真鍮板のため、シャープな出来栄えです。 扉は開閉可能になっています。 キャブ内部はまだデータがないため作ることができず、保留です。
	キャブチルド装置のリンクは部品が非常に細かく、苦労した部分です。
	1.5ｘ1.5mmのアングル材などでフレームを組んでいます。 プラットホームのフレームは0.2ｍｍの真鍮板をエッチングで製作しました。 菱形のメッシュ（エキスパンドメタル）もスケール通りの寸法で抜いています。

 

 

組立て図３D

 
 
 

more...

No11 アクスルとカーボディー

 

more...

3D CAD導入

設計の効率化のために３DCADを導入しました。購入したのはコンセプトテクノロジー社のSHARK LT　です。

http://www.concepts-tech.jp/　

このCADは一般の量販店ではほとんど売られていないマイナー？なCADですが、実に素晴らしいCADソフトです。CADといえば　autoCAD や　Jw_cad　が有名ですが、とにかく難しい・・・・ところが　このSHARKシリーズは直感的なインターフェースで初心者でも簡単に３Dを作成できます。そして３Dモデルから超簡単に２D図面を作成！本当に図面を描くのが楽しくなるCADです。おすすめです！

No10 ウインチドラム

	ウインチドラムです。ドラム内部にはマクソンコアレスモーターを内臓しています。
	マクソンのコアレスモータRE10（0.75Ｗ）プラネタリギヤヘッド（減速比64：1）です。
	ウインチのフレームを加工しているところです。口径の大きな穴はステップドリルで徐々に広げていきます。
	ウインチの部材。
	各部材が平行になるよう、位置決めが大変です。各部の寸法精度が重要です。 1/43スケールでも小さい部品は数ミリ程度なので半田付けは大変です。余計な所に熱が伝わらないように、部材の大きさに応じてコテのワット数を使い分けます。コテ先と接合面は綺麗に磨いて手早く行います。
	ドラムの片側はベアリングで支持します。
	モーターに配線を半田付け
	配線部分はシリコンで固定し、ドラムの内部に挿入します。
	フレームとドラムを組んで取り合えず完成。 φ10のモーターでは若干パワー不足でしたが、外観重視のためいたしかたありません。

ボビーショーに出品してきました。

 2016年ボビーショーの写真になります。マストが付きました。




 




  

more...

No9 上部本体後部

	上部本体後部にはカウンタウエイト、第3ウンチ、第４，５ウンチが搭載されます。
フレーム
	ピンジョイントする部分が多いため、各ピン穴のピッチは治具を作って正確に位置決めをしなければなりません。
	第４，５ウインチの架台など複雑な構成になっています。
	第３ウインチドラム、第４，５ウインチドラムです。
	ウインチドラムの爪を加工しているところです。割り出し機に部材を取付け、台形のミーリングで爪を切削します。
ウインチ　ギヤボックス
	第３ウインチを駆動させるためのギヤボックスを製作します。 使用する歯車は協育歯車のモジュール0.3で歯数24と48です。極力歯車を目立たないようにするため、歯幅は１ｍｍまで追加工しています。
	ドラムにボールベアリングを挿入します。
	歯数48の歯車を取り付けます。
	ドラムの駆動はウォーム歯車のギヤボックスを介してモーターで駆動させます。ギヤボックスは鉄道模型用のエンドウ製MPギヤシステムを使用しています。MPギヤシステムには歯数24の歯車を取付けます。
	ギヤボックスのフレームに取付ける中間歯車とピンとC型留め輪です。ギヤボックスを製作する場合歯車の中心間距離はできるかぎり正確に加工しなければなりません。基準寸法より狭いとスムーズに回転しないので公差は+0.025　-0　で穴あけしました。
	通常穴をあけるときはポンチを打ってからキリで穴あけしますが、どうしても穴位置が狂います。正確な歯車のピン穴を加工するため、次のような方法で加工しました。 予め下穴をあけた加工品を旋盤のバイスに平　　行に挟み、旋盤の目盛りを見ながら穴位置を定め、エンドミルで穴あけします。これにより精度の高い穴加工ができます。
	ギヤボックスのフレームにアングル材を半田付けします。このアングルで本体に固定されます。
	歯車をC型留め輪で取付けます。
	先程のドラムとMPギヤを組み合わせてギヤボックス完成！
	本体に固定します。
	裏側
ガントリー
	ブーム起伏用のシーブブロックの取付土台となる部品です。
	本体後部フレームに取付けたところです。
	後部から見たところです。
	ステップなど細々とした部品を半田付けしてサーフェーサーで塗装したところです。 この複雑でメカニカルな造形がSL-13000の特徴とも言えます。
カウンタウエイト
	カウンタウエイトは鉄のレーザー加工です。

No8 スプレッダー

	下部スプレッダーはブームを起伏させるためのシーブブロックです。シーブ数は3枚４組　４枚２組　計２０枚です。
下部スプレッダー
	フレームは主にこのような部品から構成されます。
	シーブは軽量化のため、一部はプラスチックで製作しました。ベアリングは内径２ｍｍ外径５ｍｍ幅１．５ｍｍです。全部で41個も使用します。これだけでかなりの出費です・・ シーブのベアリングが入る５ｍｍの穴はマイナス公差で加工しなければならないため、４．９ｍｍのキリで下穴を開け４．９９ｍｍのストレートリーマを通します。通常の５ｍｍのキリで開けてしまうとベアリングがゆるゆるになってしまいます。
	シーブを保持するフレームは軸を通し、スペーサー（黒い円筒形の物）を挟んで組み立てします。スペーサーはシーブの外径より０．５ｍｍ程おおきい径で製作します。理由はロープ外れ止めのガイドとシーブのクリアランスをとる為です。スペーサーは半田が付かない材質で作ります。（アルミが良いのですが、この時たまたまアルミ丸棒がなかった為、プラ丸棒を使いました。）
	左の写真はロープ外れ止めガイドを製作しているところです。０．５ｍｍ厚の真鍮帯材をシーブより０．５ｍｍほど大きいRで曲げます。
	下側から見た状態です。Rに曲げた外れ止めガイドをスペーサーに沿わして半田付けします。小さい部品なので３５ｗ程度の小さいコテで、初めは点付けで仮組し、歪などを調整したら本付けします。
	半田付けの後、スペーサーを取り外します。
	リブ等を半田付けしてほぼ完成です。 シーブが一箇所飛び出していますが、おそらく加重計か何かがあるためだと思います。
上部スプレッダー
	箱型マストの上側に接続される上部スプレッダーです。シーブ数は3枚７組　計２１枚です。
	下部スプレッダーと同様にシーブ外径より０．５ｍｍほど大きい径で作ったスペーサーを作り、ロープ外れ止めガイドを半田付けします。スペーサーは半田が付かないようにアルミで製作しました。
	上の写真を裏から見たところです。
	ピンとサスペンションリンク、シーブを組込みます。
	サーフェーサーを吹いて塗装した上部スプレッダー

No7 サスペンションリンク

	サスペンションリンクは数が多いため、エッチングによる方法で製作しました。ユニバーサルジョイント部の板厚は1ｍｍ必要なので0.5mm厚のエッチング板を2枚重ねて１ｍｍにしています。
	0.5mmのエッチング板で作成したジョイント部と、0.5ｘ4ｍｍの真鍮帯材を半田付けしたサスペンションリンクです。
	こちらがエッチングで製作した部品です。薄板で大量生産するにはエッチングが最適です。
	これがッチングキットです。板厚0.5mmと0.3ｍｍがあります。東急ハンズで販売しています。

No3 機械と工具

	旋盤 サカイマシンツールのML-210とミーリングアタッチメントです。これ一台でボール盤の役割もするため、ボール盤は購入していません。 ミーリングアタッチメントの角度を変えられるためブームのラチス部分の加工に便利です。 ミーリングアタッチメントのモーターに付いている黒いモノは角度計です。
	バンドソー プロクソンの帯鋸盤です。2mm以上の厚板や、丸棒を切断するのに便利です。特になくてもよい機械ですが、やはり太い丸棒を手切りするのは疲れます。
	サーキュラソー プロクソンの丸鋸盤です。0.5~2.0mm程度の真鍮板の切断に便利です。鋸歯は超硬を使います。切断面が非常にシャープで垂直に仕上がるため、旋盤に次いで必需品です。 なお、0.3mm以下の薄板になると切断が難しくなるので、プラスチック用カッター（オルファのPカッター）で切断しています。真鍮板なら柔らかいので、板厚の半分くらいまで筋目を入れてポキッと折ればきれいに切断できます。
	定盤とVブロック 正確な加工には平らな台が必要です。罫書きや、組み立ての水平出しするときはこの台の上で行います。これは鋳鉄製なので油を塗布してメンテナンスしないとすぐ錆び錆びになってしまいます。
	ハイトゲージ、ノギス、マイクロメーター ハイトゲージはノギスを垂直に立てたような罫書き工具です。定盤の上で部材をVブロックにあてがい、罫書きします。 ノギスは測定の定番品です。通常は150mmで十分ですが、今回製作する模型は大きいので300mmスケールも必要です。 マイクロメーターは部材の直径を測定する工具です。1/100の精度で測定できます。
	ダイヤルゲージ、テストインジケーター 精度の高いものを作るには加工する部材と工作機械の位置関係が重要です。 ダイヤルゲージはマグネットブロックにアームが付いており、その先にゲージが付いています。旋盤のベットにマグネットブロックを吸着させて、加工する部材にスピンドルを押し当て、旋盤の往復台を左右に移動させて平行度や傾きを測定します。 テストインジケータはミーリングアタッチメントの主軸に付けて計測します。
	半田こて 板金用のこてです。板厚と半田付けする範囲に応じて各種ワット数のこてを使い分けます。60W　100W、150W、200Wなど
undefined	CNCフライス盤 パソコンからの数値制御で自動切削をする機械です。使用しているのはSable-2015 です。台湾製です。フレームがしっかりしているので真鍮切削でも安心です。 標準では、スピンドル回転数がベルトの掛け替えで行うため不便なのでProject Dressより販売しているSable-2015用スピンドル回転制御機を付けています。

No6 クローラー

		クローラーフレームは特に部品点数も多く一番苦労する部分です。フレームにはモーターを組み込み電動で走行させる予定です。外観を崩さず、狭い空間に駆動装置を組込むのが難しいところです。
フレーム部
		フレームは同じ形状を左右８枚も作成しなければならず、面倒だったので、業者に鉄板のレーザー加工を依頼しました。写真のシルバーの部分は鉄です。
		フレームは前後で形状が異なります。
		リブ、など細かい部品を半田付けしていきます。
		キャリアローラーなどを組み付けます。
アジャスターASSY
		シューにテンションをかけるためのアジャスターの部品です。精度を高めるため　一部レーザー加工で製作しました。全部レーザーで作ってしまえば楽ですが、製作費がバカになりません。
		組立て用治具でキッチリ組まないと後で面倒なことになります
		一台レーザー加工機が欲しくなります。
		シューにテンションをかけるためのスプリングを円筒部分に入れます。
ドライビングタンブラー
		面倒なのがこれ。ﾄﾞﾗｲﾋﾞﾝｸﾞﾀﾝﾌﾞﾗｰです（名称が正しいかわかりませんが・・）シューを回転させる部品です。 これはロストワックスのロウのブロックから削りだしました。まず、CADで下図のような図面を描き、シールに印刷します。外形寸法で切り出したロウに図を印刷したシールを貼り付け、カッターで図面ライン上からロウに罫書き線を入れます。その罫書き線に沿ってチマチマ削っていきます。
		完成した上記の原型からシリコン型をとり、低融点合金を流し込んで完成です。
シュー
		クローラーシューは原型を真鍮で製作し、ホワイトメタルを外注しました。シュー内部は空洞になっているためツーピースにしてあります。 原型は真鍮角棒からフライスで削り出した労作です。ジョイントピン部分はシューを連結したとき、スムースに回転するように極めて正確に作らなければなりません。またピン間寸法も上記ドライビングタンブラとのかみ合いが難しい部分です。
		完成したホワイトメタルにはピン穴が開いていないので後加工になります。
モーター部
		走行モーターの部品です。モーターの外周には沢山のリブとボルトがあります。そのリブとボルトの部分は別パーツで製作しました。
		上記部品を組み、Φ１の真鍮パイプを埋め込み六角穴付ボルトを表り現しています。
		複雑な形状なので複数の部品を組み合わせます。
		上記の原型を基にシリコンで型をとり、レジンで複製しました。
		シューを巻いて仮組みしたところです。

   

 

 

No4 上部ブーム

  
ブームのシーブブロックです。シーブは全てミニチュアベアリングを装着し、滑らかに回転します。
フレームは１ｍｍの真鍮板を4枚重ねて半田付けし、4ｍｍの板にしてフライスと手ヤスリで切り出した労作です。

No5 下部ブーム

  
 

	メインブームはΦ7とΦ4の真鍮パイプで構成されます。
	ブームのジョイント部品です。この部品は特に数が多いため、真鍮で原型を製作し、ロストワックスで量産しました。ロストワックスで製作する場合、縮みがあるため、原型を製作するとき　縮みを考慮して若干大きめに製作します。ピン穴径は３ｍｍです。
	完成したジョイント部品は、縮みによりピン穴も３ｍｍより若干小さくなっているので、写真のように３ｍｍのハンドリーマを通して穴を仕上げます。 このハンドリーマは穴径の仕上げに使用される工具です。公差のある穴加工ができます
	ブームを製作する場合一番重要なのがピン間寸法です。精度を保つために、左写真のような組立て冶具を製作しました。 冶具の精度によって全てが決まってしまうため、寸分の狂いも許されません。
	この冶具を２組製作し、冶具とブームジョイント部品をピン径の真鍮丸棒で貫通させます。
	４隅のΦ7ブームパイプを組み、真鍮帯材で丸棒をたすき掛けにして位置決めします。 ジョイントピン位置が決まったらトラス部分をハンダ付けしていきます。
	メインブームはφ7とφ4の真鍮丸パイプを加工して組んでいます。  複雑なトラス部分は実際に現物をメジャーで測定し、パイプの直径まで正確にスケールダウンしました。
	作図中のマスト下部です。
	上部ブームと800tフックをロープ掛けした状態です。シーブ数は５枚６セットで脅威の５６本掛けです。上部ブームには吊下げシーブのアタッチメントが追加されます。

 

No2 全体図

   
ＤｒａｆｔＢｏａｒｄ　というＣＡＤで設計しています。

No1 トップページ

     
   
　　このクローラクレーンを始めて見たのは、93年の7月に内宮運輸さんで行われたコベルコＳＬ-13000のお披露目の時でした。今まで見たことも無い巨大な機械に圧倒されました。人の背丈を越える大きさのクローラーに巨大な８００ｔ吊りフック！複雑なトラス構造のブーム！このメカニカルな造形美に感動しました。今となっては少し古いクレーンですが、国産では最大（８００ｔ吊）のクレーンです。

このクレーンを作り初めてはや１４年・・・未だに完成の目処はたっていません。完成はいつになることやら・・・
すべて金属製で、ウンチ、旋回、走行などモーター内臓でリモコン駆動可能とし、計画では１０ｋｇ吊上げ可能としています。

このブログでは　これまでの経過と製作過程を紹介していきます。自己流ですが金属工作のノウハウなども紹介していきますのでご参考になれば幸いです♪

 

more...