はじめに
これまでのシリーズでは、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。
実装した機能は次の通りです。
・ステッピングモーター制御
・mm単位の移動
・加減速制御
・X/Y同時制御
・原点復帰（Homing）
・リミットスイッチ
・GUI操作
・片道移動
・往復サイクル
最終的には、GUIからXYテーブルを操作できるアプリケーションが完成しました。
今回はシリーズのまとめとして
・XYテーブルの全体構成
・実際に作るときのポイント
・設計資料（図面・BOM）の紹介
を紹介します。
完成したXYテーブル
このシリーズで作成したXYテーブルは次のような構成です。
Raspberry Pi
↓
A4988ステッピングドライバー
↓
ステッピングモーター
↓
ベルト駆動XYテーブル
操作はPythonで作成したGUIから行います。
・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
などの操作が可能です。
機構部品（機械構造）について
電子回路の部分は比較的シンプルで、
モーター
ドライバー
電源
があれば動作させることができます。
しかし実際にXYテーブルを作ろうとすると、
もう一つ大きな問題があります。
それが
機械構造
です。
例えば次のような部品です。
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
これらは
どのサイズを使うのか
どの位置に配置するのか
を決めないと組み立てることができません。
実際にXYテーブルを作ろうとすると
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？
といったところで悩むことが多いと思います。
このXYテーブルの設計資料
そこで今回、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。
内容は次の通りです。
① 3D組立図
XY-table-ASSY_組図.pdf
XYテーブル全体の構造を確認できます。
部品の配置や構造を立体的に確認できます。
② 結線図
XY-table結線図
Raspberry Pi
A4988ドライバー
ステッピングモーター
などの接続をまとめた図です。
③ 板金図面
XYテーブルのフレーム部分の図面です。 DXFデータ PDF図面 STEP（3D） を用意しています。 板金加工やレーザー加工で使用できます。
④ 構成表（BOM）
例えば ガイドレール プーリー アイドラー ベルト ボルト などをまとめています。 部品選定の参考になります。
設計資料について
この資料があると、例えば次のようなことが分かります。
- 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
つまり
「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。
電子回路の部分はこのブログ記事で再現できるので
電子回路 → 記事
機械設計 → 設計資料
という形になります。
設計資料はこちら
今回紹介した設計資料は
Noteでまとめて公開しています。
XYテーブルを実際に作ってみたい方は
こちらも参考にしてみてください。
【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
XYテーブル Pythonコード完成版
完成コードはこちら
Githubのリンクです「xy_table_final_20260314.py」
シリーズまとめ
このシリーズでは、PythonとRaspberry Piを使って
XYテーブルを制御する仕組みを作ってきました。
第1回 Raspberry Pi GPIOの基本
第2回 ステッピングモーター制御
第3回 mm単位の移動
第4回 XYテーブル化
第5回 加減速制御
第6回 2軸同時制御
第7回 原点復帰
第8回 GUI操作
第9回 位置管理
第10回 GUI完成
ソフトウェアの部分は、このシリーズの記事を順番に進めていけば
再現できるようになっています。
実際に装置として作る場合は
機械構造
も重要になりますので、
今回紹介した設計資料も参考にしてみてください。
おわりに
Raspberry PiとPythonを使うと、
比較的簡単にモーター制御や装置制御を行うことができます。
今回のXYテーブルはシンプルな構成ですが、
自動検査装置
簡易CNC
位置決め装置
などの応用にも使えると思います。
個人的には機構系社員の教育にピッタリかと思います
このシリーズが、装置製作の参考になれば幸いです。
XYテーブル製作シリーズ
【第0回】Raspberry PiのOSインストール
【第1回】GPIOの基本
【第2回】ステッピングモーター制御
【第3回】mm単位制御
【第4回】XYテーブル化
【第5回】加減速制御
【第6回】2軸同時制御
【第7回】原点復帰
【第8回】GUI操作
【第9回】位置管理
【第10回】GUI完成
【第11回】完成構成と設計資料
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