FabMachine/FabBot
―工作機械合宿 + 鎌倉コネクションゼミ＠ふくすけ
慶應義塾大学田中浩也研究室&村式
―集中講義のスタートアップ
最終発表会は3/31(sat)-4/1(sun) の田中研初回合宿
XD展 3/26(日)-3/27(月)
―この集中講義の目的
研究：新しい工作機械をつくって世界に向けて発信しよう
教育（学習）：機械設計の基礎知識と基礎スキルを身につけよう
活動（交流)：コラボレーションしよう
1か月の集中開発で、工作機械を完成させたひとのみ、特別研究プロジェクト２単位分とします
―宇田君のサンプルムービー、先行研究
Webとの連動は十分にあり得る (村式さんとも何か一緒に)
―参考II: FabTurtle（田中浩也) movie
FabLab1.0 –> FabLab2.0
How to Make Almost Anything
How to Make Something that makes almost Anything
Fab Spider? : http://moxus.org/
Piccolo CNC Bot: http://vimeo.com/36869769
―昨年までの軌跡
Fab Machine Wiki
http://www47.atwiki.jp/fabmachine/
Repli CAT Software
http://replicat.org/
Gennie (RepRap Japan)
http://etherpod.org/blog/
http://etherpod.org/blog/?page_id=4401
CupCakeCNC, Thing-O-Magic, ReplicatorG, Ultimaker
―スタンス
・FabLabを１年使用しての問題発見→独創的な問題解決(Creative Solution)＝技術革新(Innovation)
・自分で自分のツールをつくることの面白さ（良い芸術家や職人は自分で道具や機械からつくる)
電動でなくても、こういうのもいいよね！http://www.dezain.net/2012/14561?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+dezain_jp+%28dezain.net+%5Bja%5D%29
・ツールが新しい造形ジャンルや表現手法を開拓することの面白さ [クラフト＋ファブ]
FreeD: http://jp.makezine.com/blog/2012/02/freed-a-handheld-cnc-milling-device.html
―研究室としての位置づけ
ソフトウェアとハードウェア
・行為の抽象化・言語化(プログラミング言語)
・行為の具体化・物質化(工作機械)
―エンジニアリングとデザインの接点
・優れた芸術家は道具から自分で作る
・道具は新しい芸術を生み出す
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―本日のゴール
(1) コンセプトを立て、アイディアを決める (先行事例の調査、問題発見、問題特定)
(2) ペアを決める
(3) Arduinoでモーターを動かしてみる
(4) 基本の機構設計を行う
(5) RhinoWorksでモデリングし、Excelで部品リストをつくる
―明日のゴール
(6) FabLabに移動
(7) レーザーカッターで機構のプロトタイピング
(8) 今後の流れの確認
―研究としての参考、もしくはライバル
CMU Interactive Fabrication インタラクションの研究室
IAAC Fabbot(s) 実験建築の研究室
MIT MultiFab (Center for Bits and Atoms) MIT FabLabの総本山
Bath University (RepRap) 生物指向デザイン（機械）の研究室
http://cunicode.com/ Creative Fabrication
http://cunicode.com/brick-swarm-robot-assembled-architecture/ スイスETHZ 実験建築の研究室
京都大学の学生
http://d.hatena.ne.jp/xanxys/20111125/1322232011
https://docs.google.com/#folders/0B6zCoyeuDn-pOTNkZGY3Y2ItMzRmZS00MzU4LWJhNGQtMGYzMWZhZGRkOGNj
夫婦でCNC
http://www.nekotorobot.com/2011_11_27_archive.html
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第１次アイディア出し
I. 対馬・宮田・田中(珠)
1. 編み機の派生 2. いろんな色があらかじめ塗り分けられた糸 3. 糸から布 4. 布から糸
II. 升森・富中
2. 遠隔、コラボ、エンターテインメントファブリケーヨン、エモーショナルファブリケーション、可視化
III. 関島・金崎
IV. 重松・田中(浩)
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―工作機械をつくる基礎 ＝Mechanical Engineering （機械工学・機構工学)
―「機械の素」パンタグラフ
―電子・電気との連動 履修最低条件(Arduino)
*Level 1: Arduino—> LED, Speaker
*Level 2: Arduino—> モーター
(1) ロボット (2) 移動体 (3) 工作機械
工作機械の評価は、それでつくりだされるデザインプロダクトで決まる(?)
加工方式⇔加工対象は表裏一体
―大きな未来予想 (「コンピュータ」と比較して)
(1) 精度の向上
(2) 持ち運びやすさ、簡便性
(3) 「加工方式」の多様性（マテリアルの多様性）
(4) データとの連携、ウェブとの連携の多様性
(5) ひととの関わり「愛着(Affection)の形成」：インターフェイス、インタラクションデザイン
―アイディア編
Piccolo CNC: http://vimeo.com/36869769
http://woodgears.ca/gear_cutting/template.html
Hacking ShopBot: http://www.youtube.com/watch?v=peBHcSxYSpc
FabBot: http://www.youtube.com/watch?v=XDXq6tmvWMg
DreamWeaver (DHUB): http://vimeo.com/32597272
―加算型・減算型・化学反応型
Fruit Printer : http://chordxxcode.com/works/
ゼリープリンタ：http://www.sonycsl.co.jp/~owd/JelloPrinter/
食品 http://hci.rwth-aachen.de/frostruder
食品2 http://blog.fabric.ch/index.php?/plugin/tag/digital+fabrication/P2.html
―BioMimicry型 (BOTs)
―Animal Fabrication
―Attachment型
―Mobile/Laptop型
―Webとの連動など
―自律型（自動作動)
―自己増殖
―もっと面白く、もっと楽しく
制作編
―電子工作編
・Processingでソフトを作る (将来的には、iPhone/iPADとの連動)
・Arduino Megaと連携する (Firmata?)
・Archino Megaにステッピングモータードライバ RAMPSを載せる (モータードライバユニット)
・モーターを操作する
・ファン／ヒートシンク／ペルチェ素子
・サーミスタ（温度センサ）
・スイッチセンサ／光センサ（稼働範囲）
―機械編
―知っておかなければいけない部品
・ボルト、ナット、ワッシャー
・ギア
・シャフト／ガイド
・ベアリング
・ブッシュ
・ベルト／プーリー
・カップリング (http://www.orientalmotor.co.jp/knowledge/technical/pdf/SteppingMotor_Tech.pdf)
・送りねじとボールねじ （http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%AD%E3%81%98)
・組みあがった状態から始める： http://www.originalmind.co.jp/products/stage
・組みあがった状態から始める2: http://www.originalmind.co.jp/special/cncstage/
・組みあがった状態から始める3: http://www.kss-superdrive.co.jp/jp/product/product-05.html
―機械設計特有の留意点
・バックラッシュ対策
・摩擦、熱対策
―制作機械
・本来はKitMill RD420
http://www.originalmind.co.jp/products/kitmill
アルミ加工ができるCNCフライス盤
・今回はレーザーカッター＋３次元プリンタ(Dimension)
アクリルのアームはＯＫ（重ねると強くなる）、ギアはあまりお勧めできない
ギアは木（合板)のほうが丈夫で割れない、かつ、適度な摩擦が生じる
パーツは樹脂：ジュラコン(ポリアセタール)がよさそう(レーザーカッターの場合)
http://www.fpga-cafe.com/EPILOG.html
ABS樹脂の場合はDimensionで
次にモデリングソフト＝ソリッドモデラ
-CATIA
-Solidworks
-Rhinoworks http://drivingdimensions.com/Rhino/store/
設計ツール
・ギア
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%AF%E8%BB%8A
・Rhino + GearGen
http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/863.10/people/dimitris.papanikolaou/Assignment_2.html
WoodGears
http://woodgears.ca/gear_cutting/template.html
インボリュート曲線
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9C%E3%83%AA%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E6%9B%B2%E7%B7%9A
ギアの効果
j=1/u=Pの歯数/Dの歯数=Pのピッチ円径/Dのピッチ円径=Dの回転角度/Pの回転角度=Dの角速度/Pの角速度=Pのトルク/Dのトルク
トルクとは？
・ベアリング
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BB%B8%E5%8F%97
・シャフト
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A3%E3%83%95%E3%83%88
・ベルト／プーリー
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BB%91%E8%BB%8A
・ソフトウェア： G-CodeとM-Code
http://www.nttd-es.co.jp/e-trainer/nc/g-code.htm
http://www.nttd-es.co.jp/e-trainer/nc/m-code.htm
-Arduino MEGA
-小さくしたい場合には他のArduino
・電源を別にしたい場合には、9V電池orACアダプター
・無線通信したい場合にはXbeeユニットで
・他の種類のArduino
-DCモーター（通常、ギヤードモーター)、サーボモータ、ステッピングモーター
速度のみ、角度指定、角度＋回転数指定
モータードライバ(DCモーター+TA7291P)
http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/06/arduino-dcta7291p.html
サーボとステッピングの違い
http://www.softech.co.jp/mm_060201_plc.htm
SLA7052M 2相ステッピングモータドライバIC：SLA7052M
ステッピングモーター（＝パルスモーター）http://practice.ed.sie.dendai.ac.jp/micom/steppingmotor.pdf
ユニポーラとバイポーラ： http://penguin.tantin.jp/hard/%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%83%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC.html
今回はユニポーラを用いる。
Arduino+DCモーター：http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/06/arduino-dcta7291p.html
Arduino+サーボモーター：http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/06/arduino.html
Arduino+ステッピングモーター：http://d.hatena.ne.jp/asudofu/20100806/1281078761
ＡｒduinoでG-Code/M-Codeのインタプリタ http://reprap.org/wiki/Arduino_GCode_Interpreter
ArduinoでFirmata
http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/12/processing-arduinofirmata.html
直線運動に関して
リニアステッピングモーター (Fabberで使用)
http://www.fkd-motor.com/haydonkerk.html
ソレノイド／バルブ
http://www.avis.ne.jp/~shinmei/html/solenoid.htm
Pat Metheny Orchestrion http://www.youtube.com/watch?v=9VymAn8QJNQ
LEMUR http://lemurbots.org/
エアシリンダ／エアバルブ / エアマッスル
バイオメタル
http://www.youtube.com/watch?v=YjKFAQO2hTk
今回の課題に関してのアプローチ
―ゼロからつくる
―既存の「道具」からアイディアを得る
―既存の「機械」をハックする
ex ルンバ
ex ろくろ器
ex 捨てられたプリンター
ex 調理器具
ex 工作機械（農業用機械)
―レゴやMindStormを使うプロトタイピング
―グル―ガンでprinting
―最後に
-アナログ回転動力としての「(インパクト)ドライバー」
David Lakatos: Crafted by Nature: http://lakatosdavid.hu/?tag=neri-oxman
-ミキサー、ジューサー、コーヒーのミル
-MIT Student FabLabの「ハンドル式CNC」
-電動式ミシンvs足踏式ミシン
-リズムとファンクミュージック
-既存の機械をCNCに変えている人々
http://www.k2.dion.ne.jp/~osafune/koubou/seisaku-butu/cnc/indx.htm
-天体運動との連動 (意図をもった「制作」ではなく、自然から人工への「転写」)
http://www.kri.sfc.keio.ac.jp/report/mori/2008/c-20/nemotoMasterThesis.pdf
-モデリングデータ
http://www.thingiverse.com/thing:7369
-カメラをつける、センサをつける
-参考リンク
CNC
Simple CNC: http://www.simple-cnc.com/motot.html
４大ロボット会社
ミスミ：http://jp.misumi-ec.com/contents/sitemap/mech/
ツクモ電気ロボット館：http://robot.tsukumo.co.jp/
オリジナルマインド： http://www.originalmind.co.jp/
オリエンタルモーター： http://www.orientalmotor.co.jp/
坂口電熱(エクストルーダー)
秋月電子
千石通商
スイッチサイエンス
Fab5 Spindle: http://mtm.cba.mit.edu/toolheads/spindle/makeit.html
Parametric X-Y (MIT) : http://web.mit.edu/imoyer/www/portfolio/parametric/index.html
モーターシャフトカプラ： http://etherpod.org/blog/?p=3628
MIT
-Mechanical Design: http://academy.cba.mit.edu/classes/mechanical_design/index.html
-Machine Design: http://academy.cba.mit.edu/classes/machine_design/index.html
MAS863.10
–http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/863.10/people/Masoud.Akbarzadeh/pages/page_13.html
–http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/863.10/people/gihan.amarasiriwardena/index.html