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自作XYテーブルの完成構成と設計資料(図面・BOM)【XYテーブル自作 第11回】

RaspberryPi

XYテーブル製作シリーズ 第11回・完結編

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はじめに:シリーズのまとめと「機械構造」の話

これまでのシリーズで、PythonとRaspberry Piを使ってXYテーブルを制御するソフトウェアを作ってきました。実装した機能は、ステッピングモーター制御・mm単位の移動・加減速制御・XY同時制御・原点復帰・リミットスイッチ・GUI操作・片道移動・往復サイクルです。

今回は完結編として、XYテーブルの全体構成実際に作るときのポイント、そして設計資料(図面・BOM)を紹介します。

この記事で分かること

  • 完成した自作XYテーブルの全体構成(Raspberry Pi → A4988 → ステッピングモーター → ベルト駆動)
  • 電子回路より悩ましい「機械構造」(ガイドレール・プーリー・アイドラー・板金フレーム)の話
  • 機械部分をゼロから設計せずに作れる設計資料(3D組立図・結線図・板金図面DXF/STEP・BOM)
  • GitHubで配布する完成版Pythonコード

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完成したXYテーブル

完成した自作XYテーブルの外観。板金フレームにステッピングモーターとリニアガイド、ベルト駆動
完成した自作XYテーブル

構成は次の通りです。

Raspberry Pi
  ↓
A4988 ステッピングドライバー ×2
  ↓
ステッピングモーター ×2(NEMA17)
  ↓
ベルト駆動XYテーブル(板金フレーム+リニアガイド)

操作はPythonで作成したGUIから行い、X軸移動・Y軸移動・XY同時動作・往復サイクル・片道移動・原点復帰ができます。


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電子回路より悩ましい「機械構造」

電子回路はモーター・ドライバー・電源があれば動きます。しかし実際にXYテーブルを作ると、もう一つ大きな問題があります。それが機械構造です。

  • ガイドレール / プーリー / アイドラー / タイミングベルト / 板金フレーム
  • どのサイズを使うのか、どの位置に配置するのか
  • ガイドレールは何mm? プーリーの位置は? モーターの固定方法は?

ここで悩む人が多いため、このシリーズで使用したXYテーブルの設計資料をまとめました。

設計資料の内容

XYテーブルの3D組立図(XY-table-ASSY_組図.pdf)
① 3D組立図
Raspberry Pi・A4988・ステッピングモーターの結線図
② 結線図
XYテーブルのフレーム部分の板金図面(DXF・PDF・STEP)
③ 板金図面
ガイドレール・プーリー・ベルト・ボルトなどの構成表(BOM)
④ 構成表(BOM)

この資料があれば、ガイドレールのサイズ・プーリーの配置・モーターの固定方法・フレーム構造が分かり、機械部分をゼロから設計しなくても作れるようになります。電子回路はこのブログ記事、機械設計は設計資料、という形です。


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設計資料と完成版Pythonコード

設計資料は note で公開しています。XYテーブルを実際に作ってみたい方は参考にしてください。

📐 設計資料(note) 【DXF / STEP付き】250×250 板金XYテーブル図面セット タイミングベルト駆動 / 3D組立図 / BOM / 結線図付き。 💻 完成版Pythonコード(GitHub) xy_table_final_20260314.py これまでのコードを整理した完成版。

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シリーズまとめ

内容
第0回Raspberry Pi OSインストール
第1回GPIOの基本(Lチカ)
第2回ステッピングモーター制御(A4988)
第3回mm単位の移動
第4回XYテーブル化(2軸)
第5回加減速制御
第6回2軸同時制御(threading)
第7回原点復帰(Homing)
第8回GUI操作(Tkinter)
第9回位置管理・ソフトリミット
第10回単軸・片道・安全終了
第11回完成構成・設計資料(この記事)

ソフトウェアはこのシリーズを順番に進めれば再現できます。実際の装置は機械構造も重要なので、設計資料も参考にしてください。自動検査装置・簡易CNC・位置決め装置などの応用にも使えます。

関連記事

🗺️ 全体像 自作XYテーブルの全手順ロードマップ|Raspberry Pi+ステッピングモーターで2軸制御 第0回〜第11回の全工程をまとめたロードマップ。 🔧 CNCシリーズ ゼロから自作するCNCの全手順ロードマップ|Arduino・GRBL・CNCjsでレーザー刻印機を作る 同じXYテーブルをArduino+GRBLでCNC化した派生シリーズ。

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よくある質問(FAQ)

Q機械部品(板金・ガイドレール)は個人でも入手できますか?

Aできます。板金部品はミスミの meviy などのオンライン板金サービスでSTEP/DXFデータをアップロードすれば1点から発注できます。ガイドレール・プーリー・ベルトはミスミ・Amazon・モノタロウ等で一般流通品が買えます。BOMに型番と参考購入先をまとめています。

Q設計資料のSTEP/DXFはどのソフトで開けますか?

ASTEPは Fusion 360・FreeCAD・SolidWorks など主要3DCADで開けます。DXFは AutoCAD のほか、無料の LibreCAD や板金加工業者の入稿システムでそのまま使えます。PDF図面は寸法確認・印刷用です。

Q完成版コードはそのまま自分の機体で動きますか?

AGPIOピン配置・step/mm(プーリー歯数・マイクロステップ)・ソフトリミットの範囲は機体ごとに違うため、コード冒頭の定数を自分の構成に合わせて書き換えます。配線と定数さえ合えば、GUIからの操作はそのまま動きます。

QこのXYテーブルはCNC(切削・レーザー)に使えますか?

Aそのままでは位置決めステージ用です。CNC化するにはArduino+GRBLに載せ替えてGコードで制御する構成が一般的で、当ブログの「自作CNCシリーズ」で解説しています。剛性・スピンドル/レーザーの追加も必要です。


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XYテーブル製作シリーズ(全12回)

補足記事

第1.5回・補足 A4988の電流制限(Vref)調整方法|焼損を防ぐ計算式とテスターでの設定手順 モーターを回す前に必ずやる A4988 の電流調整。 🔀 番外編 L6470が動かない原因|A4988との違いとSPI通信・デイジーチェーンの罠 高機能ドライバ L6470 を A4988 と同じ感覚で使ってハマった話。 🗺️ 全体像 自作XYテーブルの全手順ロードマップ|Raspberry Pi+ステッピングモーターで2軸制御 第0回〜第11回の全工程をまとめたロードマップ。

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