grbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中。
BluetoothモジュールおよびbCNCのPendant機能でスマホからもワイヤレス操作可能。
その他、電子工作・プログラミング、機械学習などもやっています。
MacとUbuntuを使用。

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
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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。


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2016年5月17日火曜日

CNCマシン:SketchUcamについて

3DモデリングならSketchupを使っている人も多いと思います。とても使いやすいソフトだとは思うのですが、個人的にはソリッドモデルばかり使っていたので、あのペラペラな感じに違和感があって、あまり使っていませんでした。
ちょっと調べてみると、ブーリアン演算も簡単にできるようなので、使ってみてもいいかなと思いました。少なくてもBlenderに比べればずっと使いやすいです。
そのままダウンロードするだけだと、あまりプラグインが入っていないようで、3Dの出力は.daeと.kmzだけ。なので、SketchupでCNCマシンを使っている人は、「Export to DXF or STL」というプラグインを使っているようでした。
しかし、同時に「SketchUcam」というプラグインもあるようで、それならそのままGコードを書き出せるようです。以下の動画がチュートリアル。
けっこうこれも使いやすそうです。
ということで、Fusion360、Blendercam、SketchUcamあたりという感じでしょうか。
一応ここにメモっておいたという感じです。

2016年5月15日日曜日

CNC関連のソフト(まとめ)

CNCマシン制作の構想段階当初から、Macで使えるオープンソースのCNC関連のソフトをいろいろ探しています。数年前の流行が一段落したせいか、一見よさそうだけど開発が止まっているもの、便利そうだけどバグがあったりとなかなか見極めが難しそう。Macなので数はかなり限定されるのですが、いままで見て来たソフトのリスト。
Mac利用者からの見ての使いやすさで★〜★★★つけてます。初心者向けという感じで、必ずしも高機能がいいというわけではなく。すぐに使えるかどうかという基準で。それと今後の開発も期待できるかどうか。Linux系はMacでも使えることがあるけど、インストールが面倒だったり、Mac特有のバグがあったりするのであまり触っていません。Raspberry Piにインストールして使えば便利そう。

主には以下の5種類。

・2Dドローイングソフト:
  svg、dxfなどのフォーマットで出力できるもの

  Inkscape★★★
    イラストレータの代用(イラストレータのショートカットキーに変換可)。
    Extension(Plug-in)との組み合わせで充分使える。
    スナップ機能も細かく設定できるのでCADのように製図できる。
    Forumも充実しているし、2Dやレーザー加工はこれがメインで大体大丈夫だと思う。
    オフカット(Outset/Inset)機能でルーター加工パスもつくれる(使用例)。

・3Dモデリングソフト:
  stlなどの3Dフォーマットで出力できるもの

  Fusion360★★★
    3Dモデリング操作しやすい。
    無料版が最低1年間は使える。その後また更新?
    Gコードも生成可能。
    クラウドベースなので共同作業がやりやすい。
  Blender★★☆
    操作方法が独特で慣れるまで大変だけど、基本的に何でも作れる。
    Add-on(プラグイン)も豊富にある(シリアル通信なども可能)。
    BlendercamでGコード生成可能。
  ・SketchUp:★★★
    操作が直感的で扱いやすい。
    プラグイン「Export DXF or STL」をインストールすると便利。
    プラグイン「SketchUcam」をインストールすればGコード生成も可能。

・CAM/G Code Generator:
  図面データ(2Dデータ:svg、dxfなど、3Dデータ:stlなど)をGコードに変換してくれる

  Fusion360★★★(使用例
    3DモデリングしながらGコードも生成できる。3Dプリンターにもいいかも。
    商用ソフトでもあるので、かなり本格的(設定などが細かい)。
    レーザー加工用の機能がないのがちょっと残念。3D加工向きかも。
  Blendercam★★★(使用例
    Blenderと組み合わせて使えば便利。
    様々な3Dデータを読み込むことができるので、Gコード生成用としても使える。
    3D切削加工はほぼ可能。
  gcodetools(Inkscape Extension):★★☆(使用例
    やや開発が停滞しているようだけど、基本的なGコードは生成可能。
    最初は使い方に違和感を感じるけど慣れれば簡単。
  Laser Tool Plug-in(Inkscape Extension):★★★(使用例
    レーザー加工するならこのInkscapeとこのプラグインで簡単に設定できる。
    操作/設定がシンプルで使いやすい。
  ・Laserweb3/Laserweb4:★★★(使用例
    ブラウザ上のレーザー用アプリ。Laserweb4は単体アプリ化。
    Gコード生成とGコード送信もこれ一つで出来るので便利。
  Jscut★★★(使用例
    Webベースなのでブラウザ上で作業が可能。
    シンプルで使いやすい。オフカットなどのパスも生成可能。
    他のWebベースのGコードセンダーと組み合わせて使うと遠隔操作可能なので便利。
  ・PyCAM:★☆☆
    インストールが面倒、Macにはバグもあったり、しばらくは改善されなさそう。
  ・SketchUcam:★★★
    SketchUpのプラグイン。
    SketchUpと合わせて使うと便利。

・G Code Sender/Controller:
  Gコードを読み込んでCNCマシンへ送信したり手動入力制御したりするPC上のアプリ

  Universal-G-Code-Sender★★☆
    シンプルなので最初は使いやすいかも。
    grblとの相性がいいのかも。
    JavaベースなのでMacも充分使える。
    開発中の新バージョンに期待したいけどいつになるのか?
  GrblController★☆☆
    数年前までは使っている人もいたみたい。開発が止まっていそうで、今後あまり期待できない。
    基本的なことはできるけど、他に比べるとやはりいまいち。
  bCNC★★★(bCNCを使ってみたときの記事はこちらへ
    操作も比較的シンプル。
    dxf読み込み可能、基本的なCAM機能もある。
    Autolevel機能もあるので基板制作にも向いている。
    Pendant機能でWeb上からスマホなどで遠隔操作可能。
  LaserWeb/LaserWeb2/LaserWeb3/LaserWeb4★★★
    ブラウザ上の操作はシンプル。svg、dxf対応。Jscutと組み合わせると便利。
    Webベースなので遠隔操作可能(最近はWebベースが主流かも)。
    ブラウザ上でstlファイルを読み込むことができる。
    まだまだ開発が継続されているので今後も期待ができる。
  cheton/cnc★★☆
    これもWebベースでつかいやすそう。
    Webカメラでの監視、320x240 LCDディスプレイ対応の操作画面もある。
    Raspberry Piを用いて操作などすると便利そう。
    今でも頻繁に開発が進んでいそう。
  ・GRBLWeb:★★☆
    こちらもWebベースでRaspberry Piにインストールしてホストとして使うのかも。   
  ・Easel:★★☆
    X-CARVEやShapeoko(1or2)用のWebベース、CAD+CAM+GrblControllerソフト。
    X-CARVEやShapeoko(1or2)用だけれども使うことはできる。
    ただ、Machine選択でX-CARVE/Shapeoko(1or2)/Carveyしかないから戸惑うが、ウィンドウ下のAdvanced>> に進み、Advanced SettingsでMachine Inspectorを使えば大丈夫。
    細かい設定はないけれどもオールインワンなのですぐに使うにはいいかも。
    ステップバイステップで設定が誘導されるので初心者にはわかりやすい。   
  ・Mach3:☆☆☆
    MacなのでMach3とは無縁。

・G Code Interpreter:
  CNCマシンのマイコン(Arduinoなど)上のファームウェア
  Gコードからモーター制御してくれる
 ・Grbl v1.1:★★★(Grbl v0.9やv0.8はこちら
   Arduino Uno用。3軸制御まで。
 ・Grbl-Mega
   Arduino Mega2560用。
   以下のフォークされたバージョンでは4軸制御や3Dプリンター制御など可能。
   https://github.com/bdurbrow/grbl-Mega
   https://github.com/fschill/grbl-Mega
   https://github.com/HuubBuis/grbl-L-Mega
   https://github.com/fra589/grbl-Mega-5X
 ・GrblESP(ESP8266用Grbl)
   SPI通信により最大8軸。Wifi操作可能。
 ・Grbl_ESP32(ESP32用Grbl)
   基本3軸制御? Wifi/Bluetooth操作可能。
 ・Android対応ArduinoMega2560専用6軸ファームウェア
【EU Free VAT】CNC Part 4th Fourth A axis Rotary axis Dividing head K11-65mm 3 Jaw Manual Chuck with TailstockOriginal price: USD 233.37Now: USD 172.70

  ・LinuxCNC★★☆
    GrblもLinuxCNCに準じているようなので、すべてLinuxを使えばかなり便利そう。
    ただ、Linuxもやり始めると手間暇かかってしまう。
    少なくてもRaspberry PIを使ってできるかもしれない。
  ・TinyG★★☆
   Grblより強力そうだけど、それだけ値段も高いのでお手頃ではない。$165ドル。
   ファームウェアはAVR Studio(Win用)でアップデート。Mac用AVR Studioもあることはある。
  
  
まとめ:
基本的にはG Code InterpreterはGrblを使用。
2D加工するなら、Inkscape+Extension(gcodetoolやLaser Tool Plug-in)でGコードファイルを生成する。あるいは、InkscapeのsvgファイルをJscutで読み込んでGコードファイルとして出力。
特に2Dのレーザー加工の場合は、Inkscape+Laser Tool Plug-inで充分だと思う。
Gコードファイルを読み込んで実行するソフトは、Universal-G-Code-Senderがシンプルでわかりやすいかも。現在は、bCNCが便利なので(慣れたので)使っていますが。
3Dの場合は、モデリングは何のソフトでも構わないと思う。Sketchupなど使いやすいと思うソフトで。その3DデータをFusion360かBlendercamでGコードを生成する感じになると思う。

この際、Linuxにしてもいいのかもしれないけれど、手間暇かかるのでそこまではしないつもり。Macの環境でもそこそこつくりたい物はつくれそうだし、とりあえずあるものを利用するだけでも充分だと思う。

ただ今後はRaspberry Pi3を使い、wifi経由でWebベースのLaserWeb2、cheton/cnc、Jscutを使うのがよさそう。遠隔操作やカメラ監視なども可能になるし、ワイヤレスでどこででも作業が出来るというのがいい。スマホやタブレットで操作もできるようになるので。
個人的には、LaserWeb2に期待したい感じ。現在はstlを読み込めるけど、スケール変換などがまだできない。今後のロードマップを見ると、3Dにも力入れようとしているし、まだまだ発展しそう。以下のような画面。

追記:
普段は、G Code SenderとしてbCNCをつかっていますが、bCNCにはPendantという機能(ネットワークを使ってWeb上で操作する)があり、先ほどつかってみたらタブレット(ブラウザ上から)でリモートコントロールできました。

これ↑が、Pendant機能をつかったタブレットのブラウザ上の画面です。
いままで通りに、CNCマシン(Arduinoボード)とMacBookをUSB接続し、bCNCを立ち上げてPendant開始ボタンを押すと機能がONになります(以下)。

ホストとなるMacBook上でもブラウザが自動的に立ち上がって操作画面が出てきます。アドレスに「http://localhost:8080」とでているはずなので、ローカルネットワーク内の他のコンピュータやスマホなどからもアクセスできるはずです。
持っているタブレットでは「localhost:8080」ではアクセスできなかったので、数字でプライベートIPアドレス「192.168.3.3:8080」(MacBookのプライベートIPアドレスとポート)を入れてみたら表示できました。
つまり、MacBookはCNCマシン本体脇に、そしてタブレットやスマホを持ちながらZ軸に近寄って調整などが可能というわけです。ポートマッピングも使えば、外出先からも操作可能だと思います。
bCNCは、いろいろな機能があってかなり便利そうです。

関連:
G Code Sender(bCNCなど)

2016年4月6日水曜日

CNCマシン:設計内容を3Dモデル化してみた

図面もだいたいできて、各部の寸法も割り出せたので、3Dモデルをつくってみました。ほぼ前回の図面通りなので、変更点はほとんどないです。ただ、モデリングしたおかげで、さらに細かいディテールを再確認できてよかったかも。
こんな感じか。全体的にゴツくなったけど、まあ頑丈そうでいいか。
実際の作業台1220x2440(4'x8'版)の上に900x1800x12の合板がのっているという設定です。
2本あるY軸の下に30mm角パイプを敷いて、ちょっと浮かせている感じです。900mm幅の合板をまたぐように置くことができます。実際は作業台の上に捨て板を敷いて、その上に材料をのせることになると思います。そのままビス止めあるいはクランプがはさめるようならクランプで。Y軸も宙に浮いてるけれども、スライド機構は上面と側面だけなので、底面は作業台に接していても問題ありません。そのままこのマシン自体クランプでとめてもいいかもしれません。
レールが手前まで来ていませんが、ルーターホルダーの出っ張りのために、そこまで動かないということと、1100mmのレールとボールスクリューをできるだけ有効に使うため、スライダーがのらない部分は後ろにずらしたということです。レール端部にある黒いボックスがステッピングモーターです。奥のもうひとつのY軸にもステッピングモーターはついています。2個のステッピングモーターで駆動するので、おそらくガタはでにくいでしょう。

これはFormZ freeというソフトでつくりました。いろいろフリー3Dソフトがでていますが、個人的にはこれが使いやすかった。中点などもスナップしてくれるので、この手の機械っぽいものはつくりやすいです。XYZ軸ともだいたい仕組みは同じなので、一度つくったパーツをコピーすればいいので、いっきにできあがりました。
背面はこんな感じ。この陰線処理画像もかたちが見やすい。

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