3Dプリンタを試作したときのパーツで、砥石を前後に動かす仕組みを作りました。

材料

• ステッピングモーター
• アルミフレーム
• 12VのACアダプタ
• Arduino Nano互換機
• CNCシールド：手持ちの型番HW-702を使用
• モータードライバ：A4988
• 台になる板
• その他、固定・組み立てのための金物やビスなど

組み立て

全体の構造は写真をご覧いただければと思います。


ステッピングモーターが1つなので、CNCシールドはX軸用のみにA4988のボードを装着しました。

CNCシールドのNanoとA4988の間のパターンを確認して、使用するピン番号を決定します。

プログラム

ステッピングモーターで砥石台を往復させる
const int DIR  = 2;//ピンアサイン　x軸用を使用
const int STEP = 5;
const int EN = 8;

int dir_state = LOW;//方向切り替え用変数
int delayMsec = 1000;//パルス間隔　μ秒
int n_of_steps = 300;//ステップ数

void setup() {
  pinMode(DIR, OUTPUT);
  pinMode(STEP, OUTPUT);
  pinMode(EN, OUTPUT);
  digitalWrite(DIR, LOW);
  digitalWrite(STEP, LOW);
  digitalWrite(EN, LOW);
}

void loop() {
  
  digitalWrite(DIR, dir_state);

  for (int i=0; i<n_of_steps; i++) {
    digitalWrite(STEP, HIGH);
    delayMicroseconds(delayMsec);
    digitalWrite(STEP, LOW);
    delayMicroseconds(delayMsec);
  }

  delay(5);

  if (dir_state == LOW){//方向転換
    dir_state = HIGH;
  } else{
    dir_state = LOW;
  }
}

最初は速度可変・往復距離可変にする構想でしたが、パワーが出ておらず、実験して最適と思われる値で固定しました。

動作させてみました

動作している様子です。これ以上高速にすると脱調します。

刃物を研ぐとき、どうしても手元がぶれてしまうのですが、砥石を前後に動かすことによって、研ぎが安定したように思います。特に左手を使う際にメリットを感じます。
市販品にも、回転砥石や電動砥石、グラインダーなどがありますが、この装置の利点は天然砥石も含めた好きな砥石、小さな砥石(コッパ)が簡単に利用できることです。
本格的に使うには、防水への配慮や、パワー、スピードが欲しいところですが、今後の改良点としましょう。