ピンアサインに付いての教えてください。

ホーム フォーラム 自作CNCフライス掲示板 ピンアサインに付いての教えてください。

このトピックには18件の返信が含まれ、2人の参加者がいます。10 ヶ月、 1 週前 IRU さんが最後の更新を行いました。

  • 投稿者
    投稿
  • #3371 返信

    IRU

    はじめまして。IRUと申します。
    CNCフライス用ドライバを作ろうと考えています。
    はじめるに当たり、分からない事だらけですが、
    まず、3軸制御する場合、X軸以外のシリアルポートのピン番は、
    何処につなげば良いのでしょうか。
    使うソフトにより、ピンアサインが決まるのでしょうか。

  • #3372 返信

    IRU

    調べて行ったら分かりました。
    ソフト側で割り付けるのですね。(多分)
    別件で質問ですが、φ6mmエンドミルで、1212mm X 2424mm 50mm(H)ぐらいの大きさまで加工したいのですが、お勧めのソフトは、何かありますか。

  • #3375 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    IRUさま
    おすすめのソフトですが、CNCの制御ソフトの事についてですよね?
    初めてのNCフライス製作ということでしたらUSBCNCが使いやすくてお勧めです。
    あとはLinuxCNCなんか無料でCNCが構築できて、高性能ソフトなのでこちらもおすすめです。
    1212mm X 2424mm サイズとは大きいですね。本体は完成しているのでしょうか?見てみたいので画像など送っていただけないでしょうか?

  • #3380 返信

    IRU

    書き込み有難うございました。
    ソフトの件、有難うございました。もう少し検討してみます。
    精度はそれほどではないのですが、長さが長くまで対応できるソフトを検討しています。
    Cut2Dでも、対応できるのでしょうか。
    いろんなソフトを見ているのですが、最大長さやピンアサインなどの、仕様が書いてある物が、少なく感じます。
    もともと、メカ系出身なので、まずは電気系を調べています。
    通りが出ていて、摩擦が少なく、軽く作くり、ゆっくり動かせば、ステッピングモーターでも動くかな、と思っています。(もちろん、現実は、そう甘くないですが、頑張ってみます。)
    モーターは、減速機付のユニポーラで、検討中。(これで良いのかな?)
    本体は、後回しになっています。
    2mを超えると、ボールねじは厳しそうなのと、モーターのパワーによって大きさが決まってしまうかもしれません。
    全くの初心者ですので、アドバイスを頂ければ幸いです。

  • #3385 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    Cut2Dは確かCAM機能しかなかったはず(間違っていたらすみません)なので加工機そのものを制御することはできないです。
    要するにCADデータからGコードを生成するだけなので別途コントロールソフトを購入しなければなりません。

    2mを超える加工機の場合、海外のフライスではベルト駆動しているものも見かけました。
    ちなみに、加工機の素材はアルミでしょうか?リニアガイドを使えばパワー不足で動かないということはないと思います。

  • #3389 返信

    IRU

    「コントロールソフト」この辺りがよく分かっていないです。
    多分、USBCNCのような物が、必要なんでしょうね。
    小生の方では、難しい曲面は物によりますが、2D(DXFなど)、3D(STLなど)のデータは、問題なく作る事が出来ます。
    CADデータが出来たら、加工機(モータ?)へ信号(データ?)を送るには、CAMとコントロールソフトが必要なのでしょうか。
    一番良いのは、CADデータを送るとそのまま削ってくれれば良いのですが。。
    管理人様は、小生のド素人の話に丁寧に聞いて頂いているので、小生がやりたい事を、書かせて頂きます。
    多分、やりたい目的によって、アドバイス内容も違ってくるのではと思いますので。
    被作物:樹脂(塩ビやポリ系など)のみで、金属系はやりません。
    大きさ:定尺材料(1212mm X 2424mm)と思っていましたが、諸事情により小さく変更する予定です。
    厚さは、最大30mmまでで、これもこれ以上はやりません。
    切削時間:今の所制限なし。
    刃物形状:φ6mmエンドミルのみの予定。
    切削形状:富士山のような、斜め加工無し。
    駆動方法:ボールねじ。
    ガイド:リニアガイド。

    駆動方式に付いてですが、長尺の場合、ベルトの他にも、ワイヤー、ラックピニオン等有りますが、今回はボールねじを考えています。
    ガイドに付いてですが、当初スライドパックを検討しましたが、ガタを吸収する構造を考えると、リニアガイドが良いのかなと思っています。
    加工機のメインフレームは、アルミのプロファイルを考えています。その他の部分は、鉄かステンレスになると思います。

    いつも、ご指導ありがとうござます。

  • #3394 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    CADは図面を書く
    CAMはGコードに変換
    コントロールソフトは加工機の制御
    このように考えれば全体のイメージがつかめないでしょうか?

    「CADを送ればそのまま加工」というのは私は見たことがありません。
    CAMソフトの操作自体は簡単ですし、3DCADソフトのFusion360にはCAMが付いているので導入にあたっては操作を覚えるのが面倒ということだけで、障害となるものはないかと思います。

    送り方式はボールねじを検討されていますが、精度が必要なく、安価なパーツとして台ねじもありますので検討してください。
    どんなパーツも一長一短なので何が正解ということはありませんから・・・

    ちなみに、製作された加工機でどんなものを作るのでしょうか?(個人的な興味です)

  • #3395 返信

    IRU

    ソフトに付いてですが、
    2D CADは、CADPAC(マイナーですが、機能的にAutoCADよりかは優れていると感じます) 3D CADは、SolidWorks
    CAMは、Cut2Dなのかな?
    コントロールソフトは、USBCNCなのかな?
    上記、検討中です。

    SolidWorks を使っているので、Fusion360はちょっと。。
    時代の流れ的に、サブスクプリションの事も有りますし。

    台形ネジは、検討してみましたが、今回の駆動系はステッピングモーター単体とステッピングモーター専用ドライバICで組み上げたいと考えております。
    その場合、今までの経験上、脱調の事が頭をよぎります。
    (ICの種類によっては、脱調監視機能なども考えられるようですが。)
    勿論計算は致しますが、切削負荷は刃物の切れ味や被削材の振動や温度などにも影響するのではと、想像しております。
    そこで、なるべく切削以外に使われる摩擦負荷を減らす目的で、ボールねじやリニアガイドを検討しています。
    計算結果によっては、台形ネジにスライドパックになるかもしれません。

    因みに、φ12X800Lのボールねじは、 13,110円で、これを台形ねじ(ナット付き)にすると3740+1140=4,880円です。
    但し、バックラッシュを取るナットを追加すると、φ14X800で1,550+3,370+3,870=8,790円です。
    この場合、摩擦抵抗が増えます。

    ステッピングモーターも今の流行としては、レゾルバを背負って自分が今どこにいるのか把握してくれる物も有りますし、ハーモニックを背負って高トルクで有りながらバックラッシュの無い物も有ります。
    こうなりますと、今はサーボは安いので、そちらの方が使い勝手が良いのかもしれませんが、当初のやりたい事から、はずれてしまいます。

    >製作された加工機でどんなものを…
    使い方が普通ではないですよね。
    イメージ的には、KitMill MOC900 の様な使い方になります。
    但し、木は切削せず、樹脂オンリーです。
    不思議な事に、木工用の工作機械は有りますが、樹脂専用と言うのはあまり見かけません。
    特に、精度を落とした物は。

    話しはそれますが、一番最初はX軸もしくはY軸のみ直線に動き、PICを使い移動量を7セグで表示しようとしました。
    それにしても、0.1mm程度は表示が欲しいのと、直線、直角に動く構造は必要でした。また、円が出来ませんでした。
    もう一つの問題は、複数個作る場合の効率が悪いと言う事です。
    価格差もそれほど無いので、今回CNCを検討しています。
    また長文になりましたので、具体的な加工物は、またの機会にいたします。

  • #3398 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    CADは使いやすい物を使えばよいですね。

    CAMはUSBCNCに簡単なものが付属しています。2.5次元加工までなら付属のもので何とかなります。
    それで満足できないということであればCut2Dを購入すればよいと思います。

    コントロールソフトはUSBCNCが良いですが、Mach3 or 4とうコントロールソフトもあります。
    ただし私はWindowsのパラレル送信は私は信用していません。(信号の安定性がパソコンとの相性と関係しているのパソコンが変わると性能ががらりと変わってしまいます。私がMach3,4を使うならSmoothStepperと呼ばれるUSB接続のコントローラと合わせて構築します。が、予算の関係もあるでしょうから、これをお勧めしているわけではありません。)

    ソフトはオリジナルマインドから購入すると割高ですから、海外の公式サイトから直で買った方が安いです
    (日本への発送も対応しているので住所をローマ字で書いてクレジット払いにすれば届きます。)

    私は木工と樹脂用の加工機は同じようなものだという認識だったのですが、IRUさんはどのような点が異なると考えているのでしょうか?(加工機に対する認識が違うとアドバイスも見当はずれなものとなってしまいますから)
    樹脂専用とうたっていないだけで、オリジナルマインドのキットはどれも樹脂専用みたいなものです。
    あれでアルミなどの軽金属の加工は厳しいです。(鉄は論外)

    あと、サーボ駆動を検討しているとのことですので、私はステッピングモータで済ませてしまったので気になります。
    もし、構築する際は構築方法など、このトピックで公開していただけると私も勉強になります。

  • #3399 返信

    IRU

    CAMは、なんとなくわかってきた気がします。
    CNCコントロールソフトは、悩みます。
    USBCNC は、すでに専用基盤が付いているみたいです。
    Mach にすると、別途CAM Soft とコントローラが必要で、Cut2D + Mach + SmoothStepper を足すとUSBCNC と同じくらいの価格になります。
    その他、比較要素が有りましたら、教えてください。

    PCからのパラレル信号が安定していない件、分かりました。
    何か、原因が有るのでしょうか?

    また、ソフトの購入方法の情報有難うございました。参考になります。

    樹脂工作機械に付いてですが、作るものによってラフな機械から高剛性の必要な機械まで幅が有ると思います。
    時代の流れからか今の機械は、O社などのキット品を除けば剛性も有り、精度も有ります。
    逆に精度が有るがゆえに、コストが掛かっているのかと思います。
    O社のキット品も、使い方によっては良いですが、スピンドルが弱いと思います。
    木工との差を言い表せませんでしたが、そのあたりの都合の良い機械を探しています。
    月末に、KitMill MOC900の実物を見るチャンスを頂きましたので、よく見てこようかと思います。

    サーボモーターの件ですが、一般的にはサーボはフィードバックが有り価格が高いと思います。
    ただ最近は、この価格差が少なくなっていますので、同じ長い搬送系で有れば、ベルト駆動ならばステッピングの方が有利ですし、ボールねじ駆動ならばサーボの方が有利かと思います。

    構築方法は、今後ともご指導願います。
    小生のような、知識も技術も無い人間には、多くのヶ所で無理が有ります。
    ただ、小生が質問したことによって、他の方々に少しでも参考になるようなことが有れば、幸いです。

  • #3444 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    その他のコントローラはlinuxcncがあることは先に述べた通りです。

    パラレルポートのパルスが不安定になる原因を特定することができません。OSの処理を分解していかないとわかりませんからね。
    あえて言うなら割り込み処理が干渉していることが原因と思われます。
    別に私も知識があるわけではないのでよくわかりません。
    が、誤パルスが発生する可能性があるのは確かです。(マザーボードや周辺装置などの構成要素による影響が大)

    ベルト駆動ならステッピングモータが有利で、ボールネジはサーボの方が有利という点が分からないので教えてください。
    どんな理由から有利なのでしょうか?

  • #3445 返信

    IRU

    パルスの件、小生はパソコンから出てきた信号に、途中ノイズなどが乗ってくるものかと思っていました。
    パソコン本体から出てくる信号が怪しいとなりますと、途中フォトカプラなどで絶縁しても意味が無いですね。

    ベルト駆動の件、構成にもよりますが、移動距離が長い場合、移動速度が少しでも違うと、移動完了時間の差に大きな影響を受けます。
    (時間が有って、モーターの容量が十分ならば、差は少ないのでしょうが。。)
    ステッピングモーターで速度を上げたいのですが、負荷が大きいと脱調してしまいます。
    では、サーボモーターの方が優れているかと言うと、ステッピングモーターより許容慣性モーメントが小さい為、長いベルトを使うには向いていません。
    また、サーボモーターでは、タイミングベルトなど剛性の無いベルトを使うと、ゲインが上がらず応答性が下がります。
    その点、ボールねじを使うならば、ステッピングモーターよりサーボモーターの方が有利でしょう。
    サーボモーターの場合、フィードバックが有る為、サーボモーターにあとどのくらいの余裕が有るか分かるので、被削材が変わった場合にも対応が出来ます。
    ボールねじとサーボの組合せが一番良いのかと言うと、ボールねじは色々考えれば2m位までが限度で、ベルト機構やラックピニオン等にすれば、切り離して分割して運ぶことが可能です。
    管理人様が前述されたボールねじと台形ネジと同様に、用途や目的によって、使い分けが有るような気がします。

  • #3446 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    ノイズではないです。
    ちなみにPCの個体差によってパルスのジッターも大きく影響します。
    もともとパソコンのパラレルポートはCNC制御用の高精度のパルス出力には向いていないと考えています。
    オシロスコープで測ってみれば一目瞭然ですが、パルスが非常に大きく乱れます。
    ただしこれもPCの機差によるものなので、当たりを引けばそれなりに使えますが、USB接続の専用回路並みの安定したパルスはなかなか出力できないと思います。なにせ、マウスを動かしただけでパルスが乱れるほどデリケートですから。
    加工中にWindowsのアップデートなどが始まったらひとたまりもありません。←アップデートを切れば良いのですが、Windowsにはアップデートのほか、様々なサービスがバックグラウンドで動いているのでそれらを全て切るのは大変ですし、一つでもバックグラウンドのサービスが残っていると加工に影響します。
    また、仮にすべてのサービスを切ったところで割り込み処理をゼロにはできません。

    添付した画像はLinuxCNCで制御パルスを出力し、オシロスコープで観察したものです。

    右と左は全く同じ信号を出力しているはずですが、ジッターによりこれだけの差が出ているのです。
    デフォルトの波形は右側の3.5μsの波形で、左側の10μsの波形はジッターによってパルスが伸びてしまったものです。
    このパルスは比較的大きい部類ですが、最近のパソコンはリアルタイム制御は想定されていません。反って昔のパソコンの方がパルスがきれいです。Atomパソコンで同じようにパルスを出力してみるとジッターは1~2μs程度でした。

     

    Attachments:
    You must be logged in to view attached files.
  • #3451 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    パルスの件で文章が長くなってしまったので別に投稿します。

    モータの件はまだよくわからないので教えてください。
    「移動速度が少しでも違うと」と書かれていますが、これはどういった事なのかよくわかりません。
    NC制御しているのですから、速度が変わることはないと思いうのですが、どのような場合を想定しているのでしょうか?
    Gコード「G00」の早送りの場合を想定しているのでしょうか?

    サーボモータはゲインの点で不利だったわけですね。勉強になりました。

    あと、サーボモータはフィードバックが有ると言いますが、個人向けのNC制御ソフトはフィードバックをサポートしていないはずです。(間違っているかもしれませんが・・・)ドライバ側で負荷が見られるのでしたら問題ないのですが、ソフト上で負荷は見られないのでその点は注意してください。
    唯一、LinuxCNCはサポートしているようなのですが、設定したことがないのでよくわかりません。

    ちなみに、「被切削材が変わったときにも対応」と書かれていますが、私の経験上、ステッピングモータが脱調するのは早送りの時です。
    通常の切削速度で、被切削材が変わっても、脱調するほど負荷の変化は起こらないと思います。モータが脱調する前にエンドミルが折れたり、スピンドルの過負荷センサーが反応します。
    フライス盤の環境によって異なるのであくまで私の経験での話です。(もっとも、私の加工機はモータの出力が大きすぎるのかもしれません)

  • #3452 返信

    IRU

    パラレルポートの件、AtomのXpを専用に使おうと思っていましたが、再度要検討ですね。

    モータの件
    ①移動速度の件ですが、長い搬送系でモーター比較を行った場合の例です。
    ありえないと思いますが、部品加工で例えると、古い工作機械は、切削時間が20分で、刃物の移動時間(G00)が40分も掛かり、新しい工作機械は切削時間は同じ20分ですが、刃物の移動時間が半分の20分と仮定します。
    一日(8時間)の製作個数が、古い機械は8個しかできませんが、新しい機械では12個出来ます。
    上記は極端な例ですが、搬送系で言えば1%時間短縮出来ると言う事は、年間休日数120日の会社ならば、2日間分以上の時間が不要になります。
    正味仕事をしていない時間を、どう見るかだと思います。
    ②フィードバックの件ですが、サーボでは有り、ステッピングでは無い、と言う前提で、フィードバックが有ると負荷状況が分かったり、トルク制限を掛けたり、色々便利な機能が使える例えです。
    フィードバクが無ければ、このような事をする手だてすら無いです。
    小生の説明が悪かったと思いますが、NC制御前提の話で無く、長い搬送系での話をしていました。
    因みに、工作機械メーカーの多くは、負荷率の表示が有ったと記憶しております。
    ③早送りでの脱調の件、情報有難うございました。
    ステッピングでは、どうしても脱調が気になります。
    早送りの時に脱調してしまう機械であっても、使い続ける事が出来るのは、ある回転数(パルス数)以下で、使用しているからだと思います。
    脱調や過負荷が働いた場合、その後も問題なく加工を進められますか。
    多くの方は、脱調や過負荷が働か無い様に、使っているのではないかと思います。
    では、その条件はどの位の設定で起きるのか、どのように求めますか。
    話を簡略化する為に、汎用旋盤での例を挙げますが、腕の良い旋盤工はどの位の切削量で、モーターが止まるか把握しています。
    汎用ならばの技ですね。
    NCになりますと、基本的には刃物は、スローアウェイになり手での感触が無い為、どの位切り込めば良いか分からなくなります。
    この時に参考になるがの、サーボモーターの負荷率だと思います。(違ったらごめんなさい。)
    切り込み量や送りにもよって違って来ると思いますが、鉄(SS)を80%の負荷で切削していた時、材質をアルミに変更しても、切削を続ける事は出来ると思いますが、ステンレスですと多分、過負荷になり無理でしょう。
    木材場合でも、ヒノキで80%負荷率なら、杉は切削できても、ミカンやケンポナシなどは無理かもしれません。
    もちろん、そんなギリギリで使わないで、余裕を持った切り込み、送り、適切な切削速度、また、潤滑剤や冷却など条件を出しをして削ればいいのですが、それでは、時間も費用も掛かります。
    それが出来るぐらいならば、条件次第でO社のキットでもアルミは削れると思います。
    大雑把な説明で、申し訳ありませんが、不備、不明点が御座いましたら、書き込み願います。
    >私の加工機はモータの出力が大きすぎるのかもしれません
    と有りましたが、参考までにどの位の出力のモーターを使っているのか、教えてください。

  • #3453 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    「移動速度が少しでも違うと」の意味を誤解していました
    ありえない話ではないですよ。G00の速度の違いは加工時間に大きく影響します。(特にアマチュア向けの簡易CAMで生成したGコードは・・・)

    >>「早送りの時に脱調してしまう機械であっても、使い続ける事が出来るのは、ある回転数(パルス数)以下で、使用しているからだと思います。」
    これは、その通りです。脱調する速度より十分速度を落として使っています。

    確かに切削時の負荷が80%にもなると材料が変わっただけで脱調の危険がありますね。
    私の場合、設計段階でモーターには相当余裕を持たせていたので、脱調の懸念は切削時より移動時にありました(できるだけ速度を上げたかったので。)
    脱調は加工機の構成にもよりますから、少しでも懸念材料があればサーボを利用した方が精神的にも安心だと思います。ゲインの兼ね合いもあるでしょうから。

    ご質問にあったモーターですが、オリエンタルモータのPKP268U30Aです。トルク曲線はメーカーサイトで確認ください
    私の環境では、送りは最大でF5000まで脱調しないことを確認しています。ただし、よほど精度よく組み立てなければこの速度は出ません。(予圧ボールネジ リード4mm使用)
    実用速度はF4000で運用しています。
    加工実績として、φ4mmのエンドミルで深さ1mmの溝加工をF1200で加工できることを確認しています。
    これ以上は簡易クーラントでは冷却が追い付かないので溶着してしまい負荷をかけられません。
    (送り速度はスピンドルの回転速度を考慮すると速度を出し過ぎの加工条件です。教科書的にはF400~F600が適当です)
    コストは、モータが7000円。ドライバは自作すれば1500円程度で作れるので1軸1万円以下で導入できます。

  • #3454 返信

    IRU

    ご教示頂き有難うございました。
    とても参考になります。
    Pro用CAMと簡易CAMとでは、生成されるGコードが違うようですね。
    切削する時、基本的には下向き切削で削りたいのですが、Cut2Dなどの簡易CAMでも切削方向は、指定はできるのでしょうか。
    モーターの型式有難うございました。
    一般的な数値の約10倍位の余裕を見ているのですね。
    わたしの場合、組立精度をそこまで上げられる自信が有りませんので、速度含めてもう少し考えます。
    当初、モーターは価格面でシナノケンシを検討していましたが、オリエンタルもそれほど違わないので、まだ決めかねてはいます。
    ねじは、転造を検討しています。精度等級としてはC10ぐらいです。
    加工精度はそれほどいらないので、お話によると速度の方に影響が出るのでしょうね。
    それも、ゆっくり削りますので、何とかなると今は考えています。
    冷却の問題も有りますね。
    クーラント液を使えば、飛散や防水対策が必要ですし、エアーを使えばうるさいし。。
    これも、ゆっくり削ってみます。
    前述のパルスの問題も有りますので、机上の空論ではなく、まずは1軸でも良いので、どう言うものなのか作ってみる事が大切ですね。

  • #3455 返信

    自作工房管理人
    キーマスター

    ちょっと書き方がまずかったですね。
    転造ねじの方がスムーズに動きます。与圧品は動きが渋いので高速回転には不向きです。
    動作条件を書きたかっただけだったのですが、蛇足になってしまいました。

    精度については軸の平行や平面度の話です。

    >>「一般的な数値の約10倍位の余裕を見ているのですね。」
    感覚としては10倍ということはないと思います。
    使ってみた感触としては、せいぜい2~3倍程度だと思います。
    客観的なデータがないので何とも言えませんが、何と比較して10倍という数字が出たのでしょうか?

    >>「机上の空論ではなく、まずは1軸でも良いので」
    是非、頑張ってください。製作の過程などは別スレッドを作っていただいて報告していただけると幸いです。(私も勉強になりますし、何かアドバイスができるかもしれません)
    一応、画像などもアップロードできるはずです。

  • #3456 返信

    IRU

    ねじの件了承いたしました。

    誤「一般的な数値の約10倍位の余裕を見ているのですね。」
    正「教科書的にはF400~F600が適当で…。私の環境では、送りは最大でF5000…。」
      送り速度と、切削速度が、ごちゃ混ぜでした。。orz

    >>「机上の空論ではなく、まずは1軸でも良いので」
    > 是非、頑張ってください。
    そうなんですよね。
    探してみたら、ボールねじ、ガイド、パルスモーター、等は幸いにも手元に有りました。
    カップリングと固定具が有れば、機械物は出来上がるかな?
    教えて頂いた、ドライバの部品も手元に揃いました。
    あと、ソフトですね。
    先は長いですが、少しづつですが、頑張ってみます。

返信先: ピンアサインに付いての教えてください。
あなたの情報:





<a href="" title="" rel="" target=""> <blockquote cite=""> <code> <pre> <em> <strong> <del datetime=""> <ul> <ol start=""> <li> <img src="" border="" alt="" height="" width="">