ステッピングモータとドライバの選定

CNCミリングマシンとなると、実際に固い素材にスピンドルの刃が当たって削っていくことからも、トルクの高いステッピングモーターのほうがいい。しかし、トルクの高いモーターだとアンペア数も高くなるために、ドライバの許容アンペア数を超えてしまうので、それぞれの比較をすることに。
候補としては最新のCNC Shield V3.10（追記：現在の最新版はV3.51）を使いたいところではあるが、中国製のCNC Shield V3.0になるとかなり安いので、とりあえずはV3.0で（とは言っても純正のV3.10もそれほど高価ではないので後々V3.10へ）。
開発しているProtoneerによると、公表しているCNC Shieldのガーバーファイル（回路設計図）を中国の製造業者が何の断りもなしにコピーしCNCシールドを格安販売していることに怒っているようで、今後（V3.10以降）はガーバーファイルは公表しないと言っている。
CNCミリングマシンの仕様は、X-CARVE（もしくはShapeoko2か3）を参考に。

＊ここではCNCシールドを使う前提なので、そうなるとおのずとPololuのA4988かDRV8825となってしまいます。DRV8825のほうが2.5Aまで大丈夫なので、ステッピングモーターは2.5A以下のものを選ぶという順番で考えています。もしCNCシールドを使わず、Arduinoボードにステッピングモータードライバを直接配線するのであれば、アンペア数の高い他のドライバを選ぶことで、モーターもより強力なものを使うことも可能になります。

ステッピングモータードライバ：
・CNC Shield　V3.0+A4988：2A
・CNC Shield　V3.0＋DRV8825：2.5A
・gShield（DRC8818）：2.5A（Shapeoko3、X-CARVEで用いられている）
・L6470：3A（ピーク7A）
・TB6600:4.5A（高出力なら以下。Amazonでも購入可。850円）

ステッパー モータードライバ コントローラー，SODIAL(R)20KHZ CNC単軸TB6600 2/4相ハイブリッドステッピング モータドライバ コントローラ 黒

posted with amazlet at 19.10.07

SODIAL
売り上げランキング: 57,160

Amazon.co.jpで詳細を見る

AliExpressだと以下（666円）。
AliExpress.com Product - 42/57/86 TB6600 stepper motor driver 32 segments upgraded version 4.0A 42VDC

注意：コメント頂いたanoseさんによると、上記（AliExpressで販売）の商品は、TB6600のかわりにTB67S109AFT（内部のドライバIC）が入っているらしいです。この中国製ドライバユニットはAliExpressの他のショップでも販売しているため、注文の際には本当にTB6600が入っているかどうか確認したほうがよさそうです。

シールド上のドライバにはヒートシンクが必要。クーリングファンも付けようと思う。
X-CARVEを見てみると、gShieldでNEMA23のステッピングモーターもつかっている。gShieldはXYZ用の３つのドライバ（DRC8818）を装備、しかもY軸方向のひとつのドライバにパラレルでモーター2個を付けても大丈夫らしい。
CNC Shield V3.0の場合はドライバを４つ（XYZ+A）装備可能で、Aの箇所がXYZのコピーもしくは単体独立でも使える仕様となっている。

この段階では、
「CNC Shield V3.0＋DRV8825（2.5A）」を使おうと思う。
アマゾンではドライバ５個セットで以下のような感じ（1099円）。

Ren He ステッピング モータドライバ モジュール DRV8825 3Dプリンタ 3Dプリンタ対応 ヒートシンク付き 5個

posted with amazlet at 19.10.07

Ren He
売り上げランキング: 18,612

Amazon.co.jpで詳細を見る

これも中国製だろうから、直接AliExpressで買ったほうが安いかもしれない。

AliExpress.com Product - Free shipping! New cnc shield v3 engraving machine / 3D Printer / + 4pcs DRV8825 driver expansion board が、793円送料無料で売っている。

やっぱり安い。とりあえずこれでいいかも。


ステッピングモーター：
次は、ステッピングモーターについてだけれども。X軸１個、Y軸2個、Z軸1個の合計４個必要。
トルクから言えば、NEMA23にしたいけれども、NEMA17のトルク高めのでも大丈夫かと。NEMAというのは規格であって、ステッピングモーターの場合NEMA23やNEMA17というように数字が大きいほど強力。

RepRapのNEMA17リストで見ると、
NEMA17クラスで、トルク65N・cm=6.62805kgf・cmが最高。

NEMA17と23の違いは以下のような感じ。
・NEMA17
　　　外形42mm角、軸径5mm、重量350g前後、価格2000円前後
・NEMA23
　　　外形57mm角、軸径6.35mm、重量1000g前後、価格4000円前後

X-CARVEでは、オプションで以下のNEMA17かNEMA23を選択できる（Shapeoko3ではNEMA23のみが標準装備）。
NEMA17 60　oz-in（4個で$80）　　1.68A 2.8V （部品買い一個$16.94：なぜか安い？？）
NEMA23 140　oz-in（4個で$150）　　2.8A 2.3V （部品買い一個$39）

このトルクを参考にすると（トルク自動換算してみると）、
NEMA17： 60　oz-in　= 0.42375　N・m = 4.32　kgf・cm
NEMA23： 140　oz-in　= 0.98875　N・m = 10.08　kgf・cm

同様なものを他で探すと（以下）。

NEMA17（4.32　kgf・cm以上）相当のステッピングモーター：
秋月：ST-42BYH1004　　4.4 kgf・cm、1A、5V、ステップ数400、1900円
千石：42BYGHM809　　4.48668kgf・cm、1.7A、3V、ステップ数400（Sparkfun製）、2800円
マルツ：42BYGH47-401A　 5.5kgf・cm（Seeed製、以下と同様/納期3~4週間）、1910円
Seeed：42BYGH47-401A　 5.5kgf・cm、1.5A、24V、ステップ数200、$14.50
Digikey：42BYGH47-401A　　（同上）、1761円
AliExpress：42BYGHW811　　4.89456kgf・cm、2.5A、3.1V、ステップ数200、6658円（５個/送料込）1332円/個
AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm、1.8A、不明V、ステップ数200、1590円（送料無料）
AliExpress：17HS4218　　6.628kgf・cm、1.8A、不明V、ステップ数200、2267円（送料無料）
AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm、1.5A、不明V、ステップ数200、5358円（2個/送料込）2679円/個（単体で買うと3030円）

NEMA17クラスだと以上のような感じ。結構高トルクもあるので、NEMA23にしなくてもよさそう。NEMA23だとドライバの許容アンペア数を超えてしまうこともあるため。
追記：
A4988は2Aまでだけれども、電流制限設定を行うことで、2.8Aのモーターでも動かすことはできるらしい。ただし、2.8Aを2.0Aに制限してしまうので、本来のトルクも下がってしまう（ドライバのまとめはこちら）。


そして以下がNEMA23。

NEMA23相当のステッピングモーター：
秋月：ST-57BYG076  13kgf・cm、0.6A、12V、ステップ数200、4000円
千石：57BYGH420　　　9.17kgf・cm、2A、3V、ステップ数200（Sparkfun製）、3980円
Wantai：57BYGH420  9kgf・cm、2A、3.6V、ステップ数200、３個7452円（送料込）、Shapeoko標準装備品（１個あたり2484円）
AliExpress.com Product - Best Selling! 6-lead Nema 23 stepper motor 57BYGH420 127oz-in 56mm 2A CE ROHS ISO CNC Mill Laser Engraving この↑NEMA23は2Aで比較的扱いやすい（2462円送料込み）。


まとめ：
NEMA17で、5kgf・cm（0.49N・m、70oz・in）前後、1.5A前後という感じでしょうか。
NEMA23で、10kgf・cm（0.98N・m、140oz・in）前後、2〜3A前後。NEMA23で2A以下のものは少ない。たしかにNEMA23だと力強く、ワンランク上という感じです。Shapeoko標準装備のWantai製NEMA23なら使えそうです。57BYGH420単品購入なら2822円。重さ800g。
＊ステッピングモーターの配線についてはこちらのページ後半に書いてあります。

ちなみにY軸にはステッピングモーターを2個つける予定なので、その分強くなるはず。X軸は１個のステッピングモーターで駆動するので、X軸にはそこそこ高トルクのものが必要かもしれません。Z軸は台形ネジを使うかもしれないので、高トルクは必要ないかもしれません。
よって、X軸においては高トルク優先で。ということで以下のような感じ。

オールNEMA17なら、
X軸（１個）：AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm（3030円）
Y軸（2個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円×2個=3180円）
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で7800円。

もしくは、NEMA23（３個セット買い）も入れて、
X軸（１個）：Wantai：57BYGH420　　9kgf・cm（XY軸３個セットで7452円）
Y軸（2個）：Wantai：57BYGH420
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で9042円。

オールNEMA17でコンパクトに行こうかと思ったけど、XY軸はやっぱりNEMA23のほうがいいかな。と、だんだんスペックが高くなってしまう。

Z軸に関しては、以下のようなLead screw付きのステッピングモーターでもいいかもしれない。

これ↑は、M8棒ネジがついているタイプ。
モーターとしてはNEMA17クラスであり、
42HD4027-04、トルク4.0kgf・cm、1.5A、3.3V、ステップ数200、2942円（送料込）
棒ネジ部分：M8、ピッチ8mm、300mm長
この場合だとXY軸のモーター含め、オールNEMA17なら合計9152円となる。
NEMA23との組み合わせなら10394円。

しかし、以下のようなものもある。
AliExpress.com Product - SWMAKER Shapeoko 2 CNC machine nema 17 Z axis assemble kit(no motor) M8*1.25 delrin nut9040円（送料込）
モーターはついていないけど、Shapeoko２の部品で、ここまで出来上がっているキット。
モーターは先ほどの、AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）でも使えばいい。
Z軸をつくるのが面倒であれば、これでもいいかも。

そうなると先ほどの、
X軸（１個）：AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm（3030円）
Y軸（2個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円×2個=3180円）
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で7800円、それにこのキット9040円をプラスして、16840円。
もしくは、
X軸（１個）：Wantai：57BYGH420　　9kgf・cm（XY軸３個セットで7452円）
Y軸（2個）：Wantai：57BYGH420
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
との組み合わせで、合計18082円。

Z軸のスライド機構も含めて、この値段であればまあまあいいかもしれない。

ただ、このキットだと棒ネジは普通のM8っぽいので、どのくらいバックラッシュがあるかが疑問。
ということで「Shapeoko2」の組み立てマニュアルをチェック。
Z軸については、この章に組み立て方が書いてある。

上の組立図内の②が棒ネジを通す部品「13x35x20mm Derlin Lead Nut」。
AliExpressではこの部品「Openbuilds OX Shapeoko CNC Z axis parts Delrin Nut TR8*8(P2) metric 8 mm ACME block nut block POM material」も売っている。バックラッシュしにくいのだろうけど、この手の部品は需要があるのか高い。
棒ネジはM8、ピッチ1.25mmらしい（まあ普通の棒ネジ）。
*POMとは、ポリアセタールと言われる樹脂で耐摩耗性が高く軸受けや樹脂製のギヤなどにも用いられている素材らしい。

しかし、こうなると「Shapeoko2」をつくっているような感じ。ただ気になるのは「Shapeoko3」では、Z軸の仕組みがLead screwを使わず、タイミングベルトで昇降しているということ。なぜそうなったのかは分からないけど、たしかにShapeoko3のほうがシンプルかもしれない。精度が下がりそうだけれど、マシンがバージョンアップしているのに、あえてタイミングベルトにしてあるのだから、それほど精度に関しては問題ないのかもしれない。
ちなみに「X-CARVE」では、Leadscrewを使っている。普通のM8棒ネジ（$11）かAcme棒ネジ（$30）のオプションがある。
ネジ山の種類には、三角ネジ、角ネジ、台形ネジがあるらしい。普通のM8などのネジはメートル法の60度の三角ネジだけれども、Acme（アクメ）ネジは29度のインチ台形ネジ。一般的なM8でピッチ1.25mm、このAcmeネジは径3/8インチ（9.525mm）、ピッチ1/16インチ（1.5875mm）。

このAcme棒ネジ部品自体、加工には旋盤が必要な上に材質がステンレスであるから固くて大変そう。

「Shapeoko3」は、このような外注しなければ加工できないような部品をあえて使っていないのはDIYらしさがあっていいのかもしれない。精度を上げようとすれば、より専門的な部品や加工が必要になるけれども、そうするだけ敷居が高くなってしまう。やはりいかにシンプルにつくるかということも大事かもしれない。故障やトラブルの際にも自力で解決できるような構造のほうが望ましいであろう。
ということで、Z軸に関しては、上記のどれかになるだろうけど、もう少し検討することに。
しかしながら、ドライバ、ステッピングモーターに関しては、選択肢をかなり絞ることができた。上記のどれかになるだろう。

自作CNCマシン全体構想

望んだスペックのCNCマシンをほぼ自作でつくろうかと構想中です。
ということで、スペックを分かる範囲で以下に箇条書き。

ヘッド部分：
・ルーター（手持ちのマキタ、将来的にはブラシレスモーター）
・レーザーモジュール（2.5W以上）、TTLドライバ付き（PWM調節可）
　　＊PWM使用の場合、GRBL v0.9が必要。
　　＊ちなみに、安い中国製CNC ShieldはV3.0の場合GRBL0.9のピン配列に対応していないため、Z+とZ-がPWMピン、SpnEn端子がZ+（あるいはZ-）となる。

ハード部分：
・サイズ：1000x1000mm
・作業エリア：約800x800x100mm
・X軸レール：V-slot　アルミニウム（20x60x1000mm）計2本
・Y軸レール：V-slot　アルミニウム（20x60x1000mm）計１本
・Z軸レール：未定（たぶん台形ネジ＋V-slot）バックラッシュ軽減
・ホイール：Solid V Wheel、計16個（Eccentric Spacerで調整可）
・タイミングプーリー（ピッチ：2GT、歯数：20）
・タイミングベルト（ピッチ：2GT）

電気系統：
・モーター（計４個：X軸１個、Y軸２個、Z軸１個）：NEMA17（2.8V 1.68A）
・マイコン：Arduino Uno+CNCシールドV3.0かV3.10
・モータードライバ（4個）：A4998（ヒートシンクありで2A）またはDRV8825（2.5A）
・リミットスイッチ：マイクロスイッチ（たぶん後々つける）
・電源：安定化電源12V（アンペア数はこれから計算、たぶん15Aあれば充分？）

ソフト部分：（Macメインで操作）
・Arduino CNC Library
・GRBL Controller

CNCミリングマシンについて

CNCマシンのヘッドを交換可能にして、ミリングとレーザーカッター兼用のマシンを自作したいと考えてます。
自作CNCミリングマシンだと、国内であれば「オリジナルマインド」で部品が購入できそうですが、けっこう高め。AliExpressで中国製を買うよりは信用できますが、部品全部揃えると10万円すぐ超えそうです。なので、参考程度に眺めつつ、同時に海外のCNCマシンも探してみました。特にArduinoを使ったオープンソース的なものを。候補としては以下のもの。

・Shapeoko

Shapeoko3：
価格：999ドル
作業エリア：16"x16"x3"（406x406x76mm）
ファームウェア：GRBL
Mac対応
NEMA23ステッピングモーター使用

レールというかフレームも太めで安定してそうです。

Shapeoko XL/XXL（1399ドル）が2016年３月末にリリースされるようです。その名の通り大きめのものです。
XL作業エリア：33"x17"x3"（828x431x7.6mm）
XXL作業エリア：33"x33"x3"（828x828x7.6mm）


・X-CARVE

オプションがあり、値段が変わってきますが、最小のもので以下から。
価格：934.90ドル
作業エリア：300x300mm

作業エリアを大きめにすると、以下くらい。
価格：1213.90ドル〜
作業エリア：800x800mm

ただし、不必要なオプションなど省いていけば、1000ドル以下にもなりそう。

このサイト（INVENTABLES）では、その他パーツ類なども購入できます。
たとえば、レール付きアルミフレーム（以下）。

このタイプ↑。「MakerSlide」という片側にV型の山がついているアルミフレームがレールになります。1000mm長で20.93ドル。
そのための車輪が以下。

V型の山のついたレール上をこのV溝付きの「V-Wheel」が転がるという仕組みです。これならブレが少なくなりそうです。１個（１セット）4.85ドル。20個で75.50ドル。
Shapeoko3もX-CARVEもこのV-Wheelをつかっているようです。

ちなみにV型の山のついたアルミフレームは、日本のミスミでは売ってないはず。
V溝樹脂ベアリングは、近いものなら日本でも手に入ります。たとえばこれとか（１個100円前後）。

ただし、またAliExpressへ行ってみると、「MakerSlide」も「V-Wheel」も売ってますね。
「MakerSlide」は、なぜか高い。
送料含めて安い方から買う方がいいでしょう。
いずれにしても、このVレール付きアルミフレームは使えそうです。

ちなみに、日本製の「Smart Laser Mini」のレールとホイールは、ちょっと違う感じです。

これは↑「V-slot」アルミフレームと呼ばれています。
国内ではAmazonでも購入できるようです。


海外だと「OPENBUILDS partstore」にあります。
20x20は売り切れ中ですね。1000mmで1123円。
20x40は在庫ありのようです。1000mmで1460円。
比較的安いと思いますが、送料を入れるとかなり高くなりますね。
ホイールは、「Solid V wheel」というみたいですね。一個545円。

ちなみにAliExpressでも売ってます。こちらのほうが安くなりますね。
20x20で、684円/m＋送料863円、
20x40で、912円/m＋送料1572円というのがあります。
ホイールも２０個セットで3990円送料無料。

「MakerSlide」＋「V-Wheel」にするか、「V-slot」＋「Solid V wheel」にするかで悩みますが、どちらもガタが少なくて済みそうなので、マシンの設計次第で、どちらがいいか決めたいです。
ここまで来ると、部品調達も何とかなりそうなので、自作できそうな感じになってきました。
マシンのX軸とY軸の仕組みについては、このどちらかを使って行けそうです。あとはミリングマシンにしたときのZ軸上下方向の動きをどうするかという感じです。
ルーターやレーザーモジュールを片持ち梁で付けるようになるので、あまりハングオーバーしないように、スリムな仕組みにしたいと思っています。
場合によっては、以下のような台形ネジを使おうかなとも検討中。

これ↑もAliExpressで見つけたものです。一応バックラッシュ対策もとれるのでよさそうです。
1937円送料無料。

この辺の部品を組み合わせれば、そこそこガタのないものがつくれそうです。
ルーター、電源は手持ちのものを使い、あとはレーザーモジュールを何Wにするかという感じです。

追記：その後内容を新しく書き換えたほうはこちら。

レーザーカッターの種類について

CNCミリングマシンとレーザーカッターを比較すると。
おそらくCNCミリングマシンのほうが剛性が必要そう。
ヘッドをルーターからレーザーに変えれば、仕組みはいっしょなので、レーザーカッターとしても使えます。ということで、もし自作するなら、両方できるようにしようかと。

レーザーカッターは40Wや50Wの強力なものになると、CO2レーザー加工機となって、アクリル5mmとかも切断できるみたいですが、20万円以上と急に値段が高くなってしまいます。

上記は、「Smart Laser Mini」（税込み59,184円）の上位機種である「Smart Laser CO2」（税込み268,704円）。たしかにこうなると高い。しかも仕組みも複雑そう。とくにレーザー周辺の部品や排気装置など、いろいろ必要そう。なので、このスペックは望まないことに。CO2レーザーじゃなければ、AliExpressで検索すると5.5wというパワフルなものもあります。「Smart Laser Mini」が1.6Wなので、３倍以上、かなり強そう。ただし中国製なので、どの程度信用できるかは分かりません。

これ↑で390ドル（42,796円）。この値段で5.5Wが買えるというのは、たしかに魅力的です。
以下は41238円。
AliExpress.com Product - 5500mwA laser toy grade DIY desktop micro laser engraving machine engraving machine marking 350*500 working face
おそらくレーザーモジュールの強さでかなり値段は変わってくるので、レーザーモジュールだけ調べてみると、

これ↑は、5.5Wのレーザーモジュール、230.75ドル（26,300円）。送料無料です。写真で見る限り、一応TTLドライバもついているんでしょうけど。この手のものは、買う前にメールできちんと確認とったほうがいいですね。
先ほどの390ドルのキットから、このレーザーモジュール分差し引くと、フレームやステッピングモーター、マイコン基板などその他の部品は約16,000円くらいということになります。やはり価格の半分以上はレーザーモジュール代という感じです。

レーザーモジュールに関しては、もしパワー不足だと感じれば（CO2レーザーは無理だとしても）、必要であれば5.5Wへ後から交換してしまうのもいいかと。

ということで、ますます自作度アップしてきましたが、レーザーモジュールは交換可能としても、フレームやレールの剛性のほうが大事かもしれません。この中国製のものは全体的につくりが甘そうなので、精度低そうな気がします。安いので、中国製キットを買って、もし精度が出ていなければ、改良するのも手ではあります。そうすれば、「Smart Laser Mini」（税込み59,184円）の値段以下でも、サイズや出力アップしたものが案外つくれそうです。

ということで、レーザーカッターについては、レーザーモジュールも含めて部品はなんとかなりそう。
AliExpressで売っているレーザーカッターキットは、Arduinoで動くようなものが多いです。Arduinoボード自体も純正ではないですけれども。自作レベルであれば、この程度のものでもいいかもしれません。そのままでは使えないのかもしれないですが、改良すればなんとかなりそうです。

関連：
・中国製レーザーモジュールについて
・国産レーザー加工機と中国製レーザー加工機について

市販のCNCマシン/レーザーカッター

そろそろCNCミリングマシンもしくはレーザーカッターが必要となったので、調べてみることに。
追記：2016年10月現在の市販のレーザーカッターについてはこちらへ。  

まずは、レーザーカッターから。
工業用は高価なので、条件としては、以下のような感じ。
　　・Mac対応
　　・作業エリアがA4前後もしくはそれ以上
　　・薄い素材であれば切断可能な出力

 レーザーカッターでヒットするのは、国内のものだと。

・Smart Laser Mini

レーザー出力：1.6w
作業エリア：280x230mm
Mac対応
InkScape使用可
ブラウザから操作可
価格：59,184円（税込み）＋556円（送料）

追記：2016年4月からFabool Laser Miniにバージョンアップしましたね。59,800円（税抜き）。オプションでレーザー出力が3Wにアップ。そうなると以下のPodeaはどうなってしまうんでしょう。



・Podea-01

　　


レーザー出力：2w
作業エリア：297x210mm
Macは仮想Windowsを通して使用可
Illustrator使用可
価格：117,784円（税込み）＋送料

だいたいこの二つが使いやすそう。
Podeaのほうが性能としては良さそうだけど、Mac対応がいまいちなのと価格がけっこう高い。
それに比べ、Smart Laser Miniはやや性能は落ちるけれども、マイコンにArduinoを使っていることからも、オープンソース型で改造や改良ができそう。
ということで、この段階では、Smart Laser Miniが候補。

やはり予算としては、10万円以下。できれば５万円前後。

おそらくArduinoを使ってCNCを自作している人もいるだろうから、「arduino cnc library」や「arduino cnc shield」で検索すると、
http://blog.protoneer.co.nz/
というサイトがでてきます。

やっぱりArduinoシールド↑があります。価格も20ドルと高くない。ただし、シールド上に乗っているステッピングモータードライバ（緑色の基板３個）は含まれていない。
このドライバはA4988でスイッチサイエンスで一個1393円。XYZ軸用に３個必要なら、約4000円プラス。

しかし、「arduino CNCシールド」で検索すると、Amazonにはこんなものが売っている。



おそらく中国製だけど、同じものがかなり安く売っている。シールド一個1000円くらい。そしてドライバA4988も売っていて、こちらも安い。もっと安いのもあるけど、とりあえず３個で1290円。



そうなると、ドライバ３個付きのシールドで2300円くらい。安いので故障しても、買い替えればいいかとも思ってしまうので、なんとなくこれに決定。というか、この際自作してしまおうかという感じ。

このCNCシールド用のArduinoライブラリーは、以下からダウンロード。これはv0.8かな。
https://github.com/Protoneer/GRBL-Arduino-Library

v0.9が最新。v0.8から結構内容が変わった模様。
https://github.com/grbl/grbl

ということで、自作できそうなら自分の望むスペックにあわせてつくろうかなと思ってます。
もう少し調べてみて、時間とコストの関係から、製品を買って改造するか、上記のようなソフトや部品を集めて自作するかを決めたいと思います。