カテゴリー: DIY

中華なCNCルーターの設定は続きます。
似たモデルを購入されたこちらにならって、リミットスイッチを取り付けました。
秋月で売っているオムロンのフォトインタラプタを使ったスイッチですが、5V電源がインタラプタを動かしたりするのに必要だったりするのでメカニカルスイッチの方が便利だったりしたかも。それにフォトインタラプタがダストで誤動作とか気になる・・・
しかしながら、フォトインタラプタの方が制御の精度は高いだろうから、しばらくはこれでやってみようと思います。
これが、Z軸とX軸のリミット。インタラプタもアルミのＬアングルも適当に5分エポキシで貼り付けました。5分エポキシが気温が高いためにあっという間に固まっちゃいます。

Y軸はこんな感じ。+側も-側もおんなじ感じで対称につけてあります。

X軸の-側もこんな感じで。

配線するところまでは今日は行きませんでした。
リミットスイッチをつけるためにあれこれ動かしていたら、Ｘ，ＹはいいとしてＺ軸の動きが一部渋くなっているような音がします。たぶん軸がずれているんだろうなあ。しっくりくるつけ方を模索しないとだめだな。
作業小屋はエアコンついてないので、今日はめちゃめちゃ暑かったです。38℃。しかし、今日は外気温も似たような温度だったようで、いくら換気しても、温度が下がらなくて辛かったな・・・
今年はずっと暑そうなので、エアコンを小屋につけようと思います。
今日は、CNCの整備と並行して、小屋を片づけようと、棚を作りまくってました。
今日の成果がこれ。長持ちさせるために、あとで棚板の木口にシナテープ張って、サンドペーパーがけしてニスを後で塗ろうと思います。

いろいろな作業をまぜこぜに進めているので混乱気味ですが、今日は、中華なCNCルーターの校正をしました。
前回、モーターの設定値、適切な量がわからず困っていました。
Planet USB-CNC のソフトには校正機能があるので、それを使って、YとZ軸の校正（というより正しい設定値を探索）します。
デジタルノギスを使って、テーブルがどれだけ動いたかを実測。ノギスをしっかり固定するのが難しい・・・
このデジタルノギス1本900円弱の激安品・・・

Y軸は320 pulse/unit (mm) の設定で、100mm動かそうとしたところで、このように100mmちょっと動いているのでこの値でよさそう。そこで、X,Y,Z軸とも(モーターもボールねじも同じものを使っていそうなので）、320pulse/unit (mm)の設定にする。
Z軸について、デジタルノギスで確かめる。

30mm動かして29.95mmという表示なので、よいかな。
A軸はこの方法で校正することができません（回転角度を正確に読む方法を持っていないので）。
そこで、10周回転させて、まわした角度が3600°になるように値を調整したところ、13.333333 pulse/unit (deg) の設定がよさそう。

目標をスコヤ使って出す。

10周したときの角度変化量。
リミットスイッチやツールセンサーの整備はまだ途中だけど、少しずつ進めています。

一応届いた品物が動作可能なことを確かめたので、中華なCNCルーター 3040Z-S の設定を始める。
まず、USB-CNCコントローラーとそのままDSUB25pinケーブルでつないでＰＣからジョグコントロールしてみた。
問題
* X,Y,Z軸は動くものの向きが逆 -> ソフトの設定をinvertする必要あり。
–> Y, Z 軸をコントローラーソフトの「方向の正逆」にチェックを入れて反転させ、方向を合わせた。A軸は常識がわからないので、バイス側から見て時計回りを+としておく。
また、Pulse Hi/Lowの反転をX,Y,Z,A軸についてしないと定常状態で電力を消費するので、「Hi/Lowの反転」にすべてチェックを入れた。
* A(回転)軸は、動きが速すぎる。（XYZ軸はＯＫそう。）
–>
設定はマニュアルによるとXY がstep low active, dir not low active 640steps velocity 2500mm/min acceleration 200 mm/s/s step pulse 5(us) Dir pulse 1 (マニュアル不鮮明で読めないのでMACH3をインストールして確かめた）　Zが640steps velocity 800mm/min acceleration 150mm/s/sとのことだが、A軸に関しては記述がない！おいおい、自分で値を探せってこと？
–> 実はX,YもMACH3の設定を自分で解釈してUSB-CNCソフトに入れると、速すぎる。もう少し考えないとだめ。A軸については、マニュアルにも記述がないので、校正するしかない？
* E-stop がDB25の10番ピンに割り当てられているが, CNC-USBボードのコネクターでは15番に割り当て。一方コントローラーの方では15番は、PROBEに割り当てられている（が、配線がされていない）。
–> コントローラーの内部配線を変更。E-stopのスイッチをボード上のPROBEに接続するようにする。
–> 配線変更をして、USB-CNCコントローラーソフトのSettings-> Ctrl-> User E-Stop にチェックを入れることでEmergency Stop ボタンを押して機械が止まることを確認した。

こちらはUSB-CNCコントロール基板
コントローラーの内部基板は

こんな感じ。LIMITスイッチやPROBE, それから、スピンドルの制御も一応できるようなボードだけど、使ってない。

コントローラーの筐体内はこんな感じで、思ったより普通の作り。
ただ、基板にはんだのくずがついていたりして大丈夫かいな！？という感じである。
とりあえず、まず、最低限の配線を変更をしてE-stopを正常にするのと、リミットSWをつけたり、スピンドルの制御をUSB-CNCボードからできるようにしていこうかな。
最初はジョグ制御でUSB-CNCボードを入れるケースの穴あけでもやってみようか。。。

CNCルーターの基板切削で、買ったままほったらかしになっているAVRのマイコンを使ったロガーを作ってみようと思う。
基板設計は以前はEAGLEを使っていて、基板製作やさんにEAGLEのファイルそのまま送って製造してもらっていたり、自分でパターンマスクをプリンターに出力して感光基板に焼いたりしていたが、今回ＣＮＣを導入するので、ワークフローを再整備してみたい。
基板ＣＡＤは、KiCADというのがいいかな。EAGLEからファイル変換もできるみたいだし。–> まだあまりうまくいっていない様子。kicad はlibrary はまあまあそろっているので、いいか。
ガーバーデータ-> Gコード。
python のスクリプトがある。
pygerber2gcode
python 2.7.5 とwxPython をインストールすることが必要。x86_64のをインストールする。
GコードになったらあとはUSBCNCボードに送り込んでＣＮＣルーターを動かせばいいのだけど、Ｚ軸の原点合わせや両面基板の位置合わせなど、少し小細工を覚えなければいけなさそう。
あとは、ドリルやらVカッターやらの刃物を確認しないと。
とりあえずメモ。

試作工房の整備が先か、こちらが先かは謎ですが、CNCルーターを整備します。
電子基板の切削やら、アルミの穴あけ、切り出しなどに使うつもりです。
前から欲しかったのですが、高価で手が出ませんでした。
温水器の製作で、中華な通販(aliexpress)で時々物を買っているのですが、ふとＣＮＣで検索するといろんなものが引っかかります。うぉー、こんなのもあるんだ！って感じで検索しまくりました。
激安3DプリンタやCO2レーザー彫刻機にも惹かれるものがありますが、いろんなところで似たような製品が販売されている、3040 というモデルのＣＮＣルーターを購入しました。
正直、中華な激安ルーターといえども、趣味で手を出せるものの値段の限界に近いのと、半分ぐらい衝動買いな気がしますが、男の子なので、仕方がない（なんのこっちゃ）。
似たような製品を購入されている日本の方もいらっしゃるようですが、安いなりにいろいろ問題もあるようで、そのあたりのトラブルシューティングも含めての値段かな？と思って決断。
FEDEXでの配送にしたにも関わらず、それなりに時間がかかりましたが、届きました。

とりあえず、作業台にモノを並べてみただけ。
800W の水冷スピンドルと4軸制御（XYZに加えて回転軸）というモデルを選びました。
ごてごていろいろついていて、トラブルの巣に手を出してしまったような気もします。
（４軸なんていらないし、800Wのスピンドルはたぶんベースとのバランス悪い）
さて、組立てよっと。・・・マニュアルと、MACH3という制御ソフトがＣＤに入っているはずなのですが、読めません・・・・
梱包はそれなりにしっかりしていましたが。
このＣＮＣの制御は、ＰＣのパラレルポートをコントロールボックス（青い箱）につないで、ＰＣではMACH3を動かしてやるようなのですが、我が家にはすでにデスクトップＰＣがありませんでした。
というわけで、５年前あたりの中古のデスクトップＰＣを購入したのですが、動かなまくりでくじけました。（動作確認して家に持って帰って１日動作させたら立ち上がらなくなるなんてどんだけ・・・）
中古ＰＣを使うのはやめにして、ちゃんと動いているノートＰＣにＵＳＢ接続できるＣＮＣ制御基板を大枚はたいて調達しました。
Planet CNCのCNC USB CONTROLLER MK2/4というもの。
MACH3の代わりに制御ソフトが基板のメーカーから提供されています。
パッと見では、Emergency Stop の配線だけ何とかすればそのままDB25のケーブルをつなげば動きそうな感じ。
まあ、CNCに添付のCDに入っているはずのマニュアルがまだ読めていない状態なので、追々・・・