これまでのあらすじ:
2016年3月、フェルト生地を手で裁断している際にレーザーカッターがあれば複雑なカットが容易にできるなあと思って、安価になってきたレーザーカッターを購入しようと思ったのがきっかけ。調べていくうちに、合板も切れたほうがいいと思うようになって、CNCルーター(CNCミリング)についても考えるようになった。
Arduinoは以前から使っており、CNCシールドがあると気付いて自作も可能と思うようになった。当初はShapeOkoやX-CARVEを参考にMakerSlide、OpenRail、V-Wheel、2GTタイミングベルトなどで5万円くらいで自作しようと思っていた。AliExpressでも部品が安く買えることが分かって、しばらくは部品探し。探せば探すほど安くて本格的な部品も見つかってくるので、そんなにケチらなくてもいいのではないかと徐々にスペックアップ。最終的には剛性や精度のことも考えてボールスクリューやリニアスライドを使うことになり、予想以上に重厚な3軸CNCマシンをつくることに(約7万円)。
構想から約5週間(制作約3週間)でルーターとレーザーともに使えるようになり、現在はgrbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中(Macで)。余っていたBluetoothモジュールをつけてワイヤレス化。bCNCのPendant機能でスマホやタブレット上のブラウザからもワイヤレス操作可能。


CNCマシン全般について:
国内レーザー加工機と中国製レーザー加工機の比較
中国製レーザーダイオードについて
CNCミリングマシンとCNCルーターマシンいろいろ
その他:
利用例や付加機能など:
CNCルーター関係:

*CNCマシンの制作記録は2016/04/10〜の投稿に書いてあります。

2016年5月28日土曜日

CNCマシン:Raspberry Pi3でbCNCを制御+Pendant

前回、bCNCをRaspberry Pi3にインストールはできましたが、Pendant機能でMacBookからChrome(ブラウザ)を使ってアクセスできませんでした。しかし、今日再度やってみたらつながりました。理由はたぶんボタンの押し間違えだと思います。なので手順をまとめておきます。

従来は、
PC(bCNC起動)<--(USB接続/通信)-->Arduino(Grbl)+CNCシールド
であったのが、
Raspberry Pi(bCNC起動)<--(USB接続/通信)-->Arduino(Grbl)+CNCシールド
という感じになるということです。

まずRaspberry Piの容量アップ:
おそらく初期設定だと
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
などやっていくと、すぐに容量が一杯になると思います。
df -h
をTerminal上で入力すると、
こんな感じで表示されるのでどのくらい余裕あるか分かります。
これ↑は、容量アップした後の状態(8GBのMicroSDカード使用)。最初はたしか2〜3GBくらいしかなかったはず。
容量アップするには、Menu>Preferences>Raspberry Pi Configuration(以下)で、
「Expand Filesystem」があるので、そこをクリック(要再起動)。
容量アップした後にまた押してみると、もう既に容量アップしていると言われます。
これで容量にゆとりができたはずなので、いろいろ必要なものをアップロードしていけます。

Pipのインストール:
bCNCで使うpyserialをインストールする前に、pip(pythonソフトをインストールしたり管理するソフト)をインストールしておきます。Terminalで以下を入力。
sudo apt-get install python-pip

Pyserialのインストール:
さらに以下を入力。
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
で一応アップデート/アップグレードしておきます。かなり時間がかかるときもあります。
アップデート/アップグレードがおわったら、
sudo pip install pyserial --upgrade

bCNCをインストール:
Raspberry Pi3の3.5インチの画面だときびしいので、MacBookでダウンロードしたbCNC(https://github.com/vlachoudis/bCNC)のデータをUSBメモリで受け渡したほうが早いかもしれません。
こんな感じでとりあえずbCNCフォルダごとデスクトップへ。
フォルダをあけると、以下のような感じ。この時点でCNCマシンのArduinoとは接続して置いて下さい。

bCNCを起動:
bCNCというファイルが2個あります。右上のほうのbCNCファイルをクリックするのですが、最初は反応しないかもしれません。なので、Terminalから、
cd Desktop/bCNC-master
と入力してこのフォルダ内に移動し、
sh bCNC
と入力すれば起動するはずです。画面がでてくるまで5秒くらいかかるかも。
次回からは、bCNCファイル(右上のほう)をダブルクリックすることで、以下のようなウィンドウがでて、

ExecuteもしくはExecute in Terminalで以下のように起動するはず。
こんなbCNCの画面がでてきますが、3.5インチスクリーンだと下のほうにあるジョグボタンが見えないし、スクロールで下に移動もできません。幸い、Port:とOpenボタンはぎりぎり入っているので、Port:を▼で選んでその右となりに半分見えているOpenボタンを押します。
つながれば、Not connectedがConnectedに変わります。
そのあとに画面上部Controlタブを選び、左側のほうにあるunlockボタンを押せば、ConnectedがIdle状態になります。

さらにPendantを起動(Wifi環境を利用してスマホなどから遠隔操作する):
全体的なシステムは以下のような感じ。
スマホ<--(Wifi通信)-->Raspberry Pi(bCNC起動)<--(USB接続/通信)-->Arduino(Grbl)+CNCシールド

画面上部のFileタブを選び、以下の画面で、
▶︎Startボタンを押せば、Pendant機能開始になります。

以下のような確認画面がでてくるのでYesをクリック。前回ここで間違っていました。勝手に右側がYesだと思って押してしまっていたようです。だからつながらなかっただけ。
そうするとブラウザが自動的に立ち上がって、Pendant機能の操作画面がでてきます。それでジョグ操作してもいいかもしれません。

MacBookでRaspberry Pi3のポートが開いているか確認:
上画面ではhttp://raspberrypi:8080にアクセスするとPendantが使えますが、一応事前確認としてポートが開いているか確認してみます。
Raspberry Pi3上では、右上のwifiマークにマウスをのせると以下のように黒い画面表示がでるので、ここで192.168.3.8に相当するIPアドレスとなります。

このIPアドレスのポート8080が開いているかMacBookのネットワークユーティリティで確認します。Raspberry Pi上のbCNCを起動してPendantボタンを押しておしてからポートの確認をして下さい。
だいたいこんなところ↑にあるはずです。

MacBook上でネットワークユーティリティを起動し、右端のタブを押すとこんな↑画面。
ここでRaspberry Pi3のIPアドレスをいれますが、raspberrypi:8080を入れてだめなら、数字でIPアドレスをいれます。
Scanボタンを押すと、下の画面に開いているポートがでてくるはずです。ここで、
Open TCP Port: 8080
がでてくればつながるはずです。

その他の端末からアクセス:
MacBookやスマホなどのブラウザで、IPアドレスにポート8080をつけて、192.168.3.8:8080にアクセスします。
こんな感じです。これはMacBook上のChromeからアクセスした画面です。そのままの画面だと広がりすぎたので、表示>縮小を2回くらいして画面を小さくしました。
ここでHome | Unlock | Resetボタンの下にIdleと表示がでていればジョグボタンで操作できるはずです。Not connectedがでているとダメです(前回そうだった)。


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まとめ:
ということで、当初考えていたRaspberry Pi上のbCNCでCNCマシンを制御するというところまではできるようになりました。
しかし、あまり使い勝手が良くない。すべては3.5インチタッチスクリーンが使いにくいだけなので、7インチくらいにしないとダメかも(7インチについてはこちら)。
もっと本格的にRaspberry Piをホストとして使うのなら、前回試してみたリモートデスクトップなどのほうがいいかもしれません。

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