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2019年4月17日水曜日

CNC3020 主軸の回転数

event_note4月 17, 2019 editBy sbin forumNo comments

前々から回転速度は気になっていたのですが。中々手つかずでした。

先生のページの様にPWMでコントロールして、Gコードに速度を埋め込むのも手ですが、MACH3から変えた場合影響が出そうなので、単純に計ることにしました。センサーは GP2A200LCS と言う秋月で売っているシャープの反射型赤外線センサーをつけて Arduino で読んでみました。最初は、パルスから次のパルスの時間を割り込み処理して計っておりました。



ところがI2C 16x2 のLCD も秋月で買ってきて付けたら正確に表示できません。

表示は、結構めんどくさいサンプルがついていて表示できました。そして簡単に使えるI2CRequiredCrystal を頂いてきて更に簡単に表示できるようになります。

そうシリアル表示と同じように lcd.print() が使えます。誤算だったのは I2C でこれを使う場合は割り込みが使われています。割り込み中に割り込みが掛かって表示が狂います。

そこで計測は割り込みで差分を取る方法を諦めて、パルス関数で計りました。ローとハイの時間を計って 1/T  してあげます。60を結果で割ると回転数になります。

中々正確に計れます。10ns 以上あれば結構正確に計れるようです。念のためデジタルオシロでパルス幅を計り換算すると表示結果と一致するので良しとしましょう。

ここまで来るのに別 なところで嵌りました。1回転に一回パルスが出れば問題ありませんが、2、3回出ていました(笑)。これではだめですね。スピンドルの冷却フィンを使って計るのですが、余計な所でも反射してます。最終的には養生テープを貼り付けて1回のパルスにしました。以外と簡単な方法で済みました。

もう何十年も半田付けなんてご無沙汰しておりましたが、楽しいもんですね。一応一通り作業ができる環境は整った気がします。


これで CNC3020 はかなり良くなりました。このケースのように殆どは 3D プリンタで済んでしまうので、活躍の機会は基板の切削が中心となりそうです。今回MACH3をWindows10へ移行できたこととUSBカメラによる原点合わせが簡単になった意義は非常に大きいです。

そして原点センサーも1ポートに集約できてすっきりしました。

これからも、Arduino は活躍する予感がします。今回は使わなかったのですが、Visual Micro と言うVisualStudio のプラグインを知りました。これを使うと普段のようにArduino のC++ であってもインテリセンスが使えるようになると言うことです。そしてオンラインデバッグも可能らしいので、そのうち試そうかと思います。



2019年3月18日月曜日

CNC3020 に手をいれた

ほぼ使える状態になりました。先週までに
  • XYZの原点センサー設置して機械原点は自動で探せるようになった。
  • 主軸の回転数を赤外線センサーを使って測れるようになった。
ハンガリーのCNCdrive.comから、UC-100 が届いたので試してみた。これはUSB-ParallelのコンバータでKernel周波数100kHzまで対応してるとか書いてあるのを試してみた。やはり使い慣れたMach3 は中々捨てられない。Windows7 の.NETの更新でMach3が動かなくなった困った事があったがロールバックして対応した。でも来年でWindows7のサポートも終わってしまうから、Windows10で使えるようにUC-100 を試してまた。ドライバーセットを普通にインストールするだけで動いた。

そのままパラレルポートとして認識されます。
いや〜これは便利です。まあ最近は3Dプリンタが活躍するので出番は減ってますが、基板を作るのには欠かせません。

ついでにPWMで主軸を制御する設定もしてみました。分解能が低いからイマイチなのですが動いています。

続いて基板を作る時には原点を決めてから切り出ししたいのですが、見た目だけではずれが大きいので困っていました。別解でbCNCを検討したときOpenCVを使ってアライメント出来る仕組みがあることを知り、心は半分そちらに行きかけていましたが kd-dietz.com でMach3 にUSBカメラを付けてアライメントするプラグインを配布してくれていることがわかりました。本当にありがとうございます。動作確認がとれたところで先のUC-100 を頼んだわけです。そして 520円の激安USBカメラを付けました。LED照明もレンズの周りに付いていて暗くても見えます。照明はボリュームで連続調整出来、オフにもなります。






レンズの固定台を書きました。ターゲットポイントを斜めにに見る感じになるように書いてます。



サイクロン集塵器からくる集塵パイプ、回転センサー、カメラ固定アダプタと色々付く結果になりました。


設定は簡単です。最初にターゲットを決めるために少し掘ります。掘ったら各座標を0にします。



続いてカメラを起動してターゲットの真ん中になるよう移動させます。

合わせたらカメラを終了させます。カメラプラグインの設定に Mach3の表示しているXYの値を書き込みオフセットさせます。差分になるので、subを選び保存します。

もう一度 カメラを起動し、今度は Dialogを選びます。




Moveボタンを押すとエンドミルが先程の穴の真上に移動するのが確認できます。

これで基板作りの原点合わせが楽になります。