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2020年11月22日(日) 21:04

Fusion 360 を騙す

 そこで、仕方なく細い工具を作成し、レーザーの代わりに動かすことにする。

 だがこれも厄介。
 工具によっては、ツールパスを作成できない。ツールパスを作成できる工具では、G-code が出力できない。どの工具ならツールパスを出力可能なのか?工具選択時点では、分からない。

 いや、工具自体はフラットエンドミルの太さ0.1ミリだが、「設定」→「新しいセットアップ」で設定を作り、そこで右クリックメニューを出した次が問題なのだ。
 「新しい操作」から作業内容を選ぶのだが、ここで「ドリル」「2Dミル」「3Dミル」はじめ大量の選択肢がある。工具との組み合わせで無効な作業もあるし、選んだ作業によってツールパスが出力できなかったり工具選択との組み合わせで何やらエラーになったり。

 こっちは単にレーザーで切断したいだけなのに、それでは G-code を出力してくれないから代替の組み合わせを探っている次第。要は Fusion 360 を騙そうって訳で、「機械」「工具」「操作」の膨大な組み合わせからどう選べば騙されてくれるのか分からない。
 もしかしたら、どう組み合わせても「レーザーカッターに流用できる G-code 」など生成できないのかもしれない。

 Fusion 360 でレーザーカッター用の「データー」を出力するという既存記事は、G-code ではなくDXFを出力していたり(DXFを読めるカッティングソフトが付属している機種だ)、レーザーカッター用の G-code じゃなかったりして、参考にならない。

 「2Dミル」の「2D輪郭」で何とかなりそうだが、ツールパス生成で内側優先を選択できない。設定項目自体が、出現しない。
 構わずツールパスを生成させると、明らかに不適切な順序で切断が行われる。

 この問題は、「パス」設定で「順序を保持」にチェックを入れることで解決した。「順序を保持」というのは、切断図形を選択したときの選択順序のままで、切断を行うという意味だったのである。
 内側の円を順番にクリックして選択して行き、最後に外枠を選択する。すると、その選択順序の通りにツールパスが生成される。これなら、複雑なカットでも人間が適切なカット順を指定できる。

 また、「円滑化」にチェックを入れることも重要。「円滑化」とは、パスを生成するにあたり円弧を活用するという意味なのだ。有効化しておけば、円を切り抜くときに円弧で円を近似してくれて事実上誤差は無くなる。だから、公差を0.001ミリなどと小さくしておいても問題ない。

 ワーク座標系の反転も可能なので、なぜか逆に動いてしまうY軸を反転させてみた。薄板のカットだから、Y軸が逆でもカット後に裏返せば済む話なのだが。

 レーザーカッターの場合、切り抜き開始時は貫通に時間を要する。しかし、レーザーとして生成していないので、そんなもの考慮してくれない。
 だから、進入動作の「進入」をチェックしてある。これで、進入時に工具がうごめく。役立つ可能性があるので、ひとまずチェックしてみた。
 「退出」にはチェックを付けない。

 Z軸の退避距離とかお構い無しに0にしてあったりするので、G-code の生成時に警告は出た。が、無視して Candle に読み込む。これで、移動経路の確認ができる。形状も、経路も、問題なさそうだ。ただし、レーザーの ON/OFF が適切に行われるかどうかは分からない。まあ ON/OFF ていどであれば、テキストファイルに過ぎない G-code を書き換えて対処可能だ。
 さすがに Fusion 360 で一貫処理しただけあり、開始した瞬間に工具が遠方に移動するような内容になっていない。

 たぶん細部は要調整だが、カッティングデーターを用意できる目処は付いた。

written by higashino [レーザーカッター] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2020年11月21日(土) 21:00

G-code 出力

 Fusion 360 で作図するときは、左上のモードを「デザイン」にしている。それを「製造」に切り替えることで、G-code 出力が可能。
 ただし昨日の記事で書いた通り、作図だけ存在していても役に立たない G-code になってしまう。役に立つ G-code は、カット順が重要となる。よって、まずは工具の移動経路すなわちツールパスを作成せねばならない。

 デフォルトのレーザーカッター雛形だと、切り口の幅が0.4ミリになっている。これを、0.2ミリに変更。
 更に、移動速度はすべて毎分200ミリに揃える。

 クーラントに関しては、完全空冷なので無関係。

 だが、試行錯誤して最後にOKボタンを押すと、エラーが出る。「最小切削半径は、刃物半径より小さくなければなりません」
 しかし、最小切削半径は0にしてあって、これ以上小さく出来ない。マイナスにすると、「マイナス値にはできません」という別のエラーになる。ならば刃物半径が0になっているのでは?
 0は0と同じであり、0より小さいわけじゃない。仮に刃物半径が0だったら、最小切削半径をいかなる値にしてもエラーになるだろう。そう考えるまでは早いが、レーザーカッターに刃物半径などという属性はない。刃物半径の設定など、どこにも存在しない。

 完全に、行き詰った。

 解決策は、「新しいセットアップ」から作業を開始することだった。ここでレーザーを選択することが可能で、するとツールパスの設定ダイアログが別物になる。今度は迷う部分などなく、設定完了。
 ツールパスは正常に生成され、動作シミュレーションのアニメも良い感じ。ちゃんと内側の円形切り出しを先に行い、外側の輪郭を後からカットする動きになっている。これなら、使い物になる G-code が得られる。

 だが、最後に罠があった。この期に及んで、G-code を出力できないのだ。どうやら、G-code 出力という作業は、「ポスト処理」のカテゴリーらしい。ところが、ポスト処理を行おうとすると、「Waterjet, laser, and plasma cutting toolpath is not supported by the post configuration.」という恐るべきエラーが!
 何と、Fusion 360 には確かに G-code 出力機能があるが、ウォータージェットやレーザーやプラズマ切断に関してはポスト処理できませんということ。つまり、G-code 出力もできない。

 無料版が対応していない機能であれば、「それは有料版の機能です」という旨がちゃんと表示される。つまり、有料版だろうが無料版だろうが、レーザーカッター用の G-code は出力できないということになる。

written by higashino [レーザーカッター] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2020年11月20日(金) 21:26

ファームウェア更新

 例によって市販品の制御を乗っ取り、自前の制御ソフトで支配する手法はある。
 しかし、今回はパソコンとの接続が必要だ。マイコン基板を搭載して乗っ取るのは、制御ソフトをパソコンではなくそのマイコン上で作成せねばならない。レーザーカッターでは、できれば回避したい。
 パソコンとの接続が前提であれば、通信は既存のUSB接続のままが使い易い。取り合えず、プロッター側の改造には当面手を付けない。ただし、制御基板に元から搭載されているマイコンは別だ。

 メジャーな Arduino nano が搭載されていてUSB接続なので、Arduino IDE を使用することで制御マイコンのプログラムを書き買え可能なのだ。この点において、ラジコン用のブラシレスESCなどとは決定的に違う。
 レーザー対応モートが新設された新しいファームウェアが存在するようなので、書き換える。だが、書き込みでエラーが出た。

avrdude: stk500_getsync() attempt 1 of 10: not in sync: resp=0x0d
avrdude: stk500_getsync() attempt 2 of 10: not in sync: resp=0x0a
avrdude: stk500_getsync() attempt 3 of 10: not in sync: resp=0x47
avrdude: stk500_getsync() attempt 4 of 10: not in sync: resp=0x72
avrdude: stk500_getsync() attempt 5 of 10: not in sync: resp=0x62
avrdude: stk500_getsync() attempt 6 of 10: not in sync: resp=0x6c
avrdude: stk500_getsync() attempt 7 of 10: not in sync: resp=0x20
avrdude: stk500_getsync() attempt 8 of 10: not in sync: resp=0x30
avrdude: stk500_getsync() attempt 9 of 10: not in sync: resp=0x2e
avrdude: stk500_getsync() attempt 10 of 10: not in sync: resp=0x38

 これは実際に書き込みできていないようで、マイコンが壊れていたという実例もあった。基板上の Arduino Nano を新品に交換したら、書き込めたとか。
 だが自分の場合は、プロセッサーの選択で(古いブートローダー)にすることでエラーなく書き込みできた。マイコンが壊れていたという実例も、実は単にブートローダーが古いマイコンだっただけでは?
 新しいマイコンを購入したら、それには新しいブートローダーが載っていたというオチな予感がする。

 レーザーでしか使用しないので、新ファームウェアの設定はレーザーモードにしたうえで、放置。
 これによりパソコン側のソフトも、grbl ではなく Candle に変更となる。レーザー対応ソフトも CNCC Laser Control Software というのが付属しているのだが、加工用ファイルを読み込むメニューが存在せず、事実上役に立たない。
 通信プロトコルを調べて自前で制御ソフトを書くという最終手段があるものの、相当な工数が必要だ。まずは、既存ソフトで何とかならないか調べるのが先決である。そして加工用ファイルを読み込む場合、CNCC2417 に対応しているソフトは G-code しか扱えない。DXFとかAIを、扱えないのだ。

 かくして今度は、DXFを G-code に変換するソフトを探す羽目になる。
 Sタンクの件で外注用AIを出力する前段階として、DXFファイルを生成している。それを変換できるかどうか?が動作試験内容。

 これが案外手ごわく、無料ソフトで可能なのが inkscape ぐらいしか発見できない。その inkscape にしても、正常な形状で読み込めないDXFファイルがある。Sタンクの内側側面装甲板なんかだと、ドーザーブレード回転軸あたりの形状が狂う。当然それを G-code に変換しても、マトモな結果にならない。
 更に、データーとしては正しい G-code が出力されても、座標が1メートルぐらいズレている。開始早々ヘッドを1メートルぐらい移動させて、カット開始。カット自体の形状は正常だが、終了するとまた1メートルぐらいヘッドを移動させて原点へ・・・そんなファイルを食わせられるわけがない。実際に食わせたらはい、プロッターが一気に範囲外に移動しようとしましたよ。

 G-code はテキストファイルなので、座標変換プログラム作るか・・・と思ったが問題はまだ存在する。外側から先に切り始めたら、内部の切り抜きを行おうとしたときにはパーツが脱落していて固定できていないだろ。当然に、内側の切り抜きを先に済ませて、その後で外側をカットせねばならない。
 3Dプリンターでも、本当に自由な形状は設定できない。形状次第では、支えとなる部分を一緒にプリントせねばならない。そういう隠れた制限が、レーザーカッターにも存在する。

 要するに、DXFから G-code への機械的な変換は困難だと言うことだ。変換ツールがあっても、それが実用になる G-code を出力してくれる保証がない。DXFではなく、最初から G-code を出力する必要がある。どうやら Fusion 360 は、G-code 出力も可能らしい。

written by higashino [レーザーカッター] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2020年11月19日(木) 20:55

ハード完成

 ハード部分の組み立てが、終了した。

 要領が分かると、やることは分かり易い。だが、細部の作業は面倒で時間が掛かる。使い物になるパーツを用意したり加工したりする面倒さに比べれば、遥かに楽ではあるけど。

 Z軸はステッピングモーターへの配線も、当然に存在しない。仮にセンサー付きモーターだったら、トラブルになるところだ。

 危惧していたヘッド重量の増加は、特に不安を感じない。それ優先で選んだだけあり、保持は極めてガッチリしている。

 この中華加工機は、世間に通る型番として、CNCC2417 と称するようだ。占有床面積は40センチ四方ぐらいで、高さのない部分が多いため存在の圧迫感が小さい。住宅事情に合っている。
 組み立てが思ったより面倒臭かったわけで、分解も面倒はなず。それでも、廃棄や引越しにも向いているのは間違いない。

 自分がピッタリだと感じたようにこれに魅力を感じる人間はそれなりに居るようで、ネットでもそこそこ情報が存在する。

 問題は、ソフトウェアである。付属ソフトは、そもそも中国語であって文字化けが酷い。言語設定は英語などに変更できるが、日本語というのはない。更に、英語に変更しても化けまくりで何が何やら分からない。
 画面上の十字ボタンをクリックすることで、モーターを動作可能。これにより、X軸もY軸もしっかり動くことが確認できた。ただし、Y軸は逆向きに動いてしまう。まあ最初から動かないのに比べれば、遥かに希望が持てる。

 MM Speed というのはどうやら毎分何ミリの移動速度にするかというパラメーターのようで、予定速度の秒速3ミリだと、毎分180ミリとなる。200に設定して、快調にモーターは動作。ただし、600とかにするとエラーが出てすぐに止まる。脱調検出ぐらいは、やっているようだ。脱超防止機能までは付いていない模様。
 自分の想定仕様では、毎分200ミリで動かせれば充分なので、特に問題はない。
 そもそも本来がCNCなので、高速移動を想定していない。高速移動タイプのプロッターなら、ネジではなくベルト駆動になってるものだ。ネジ駆動は、遅い。しかし、力が出せる。

written by higashino [レーザーカッター] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2020年11月18日(水) 21:23

レーザーヘッド固定

 モーターホルダーを、削ってボアアップすることにした。

 強度低下を抑えるため、下側は削らずに残しておく。

 現物合わせしつつ、適切な直径に削るよう注意する。

 Z軸スライダーには、X軸移動用バーを通すスラストベアリングを取り付ける。

 これが例によってキツいので、ヤスリで軽く穴を広げた。それでもキツいので、クランプをバイス代わりにして押し込む。これ穴を広げ過ぎてユルくなってもマズいので、キツいのを強引に押し込むぐらいで丁度いい。

 キットが安く販売できるのは、単に組み立てコストを省けるからだけではない。精度を出すための調整を、メーカーではなく購入者の責任で行うからだ。

 家には、多様なクランプがある。

 簡易バイスとして使うこともあれば、仮固定という本来の目的で使うこともある。活躍の場は、非常に多い。
 無いと困る状況が多いから、揃ってしまったのだ。

 完全に押し込む指定ではないため、わざわざスペーサーを要しての3段階作業。

 各所オートウエルドの固化待ちもあり、作業の進行は遅い。しかし、フルスクラッチに比べると精神的疲労は遥かに小さい。

 組み立てマニュアルはオンライン提供だが、それでさえも実際に届いたパーツといろいろ異なっている。それだけ、改良による仕様変更が多いのだろう。

 モーター固定の結束ネジも、オンラインマニュアルより洗練された方式に変わっている。

 いざネジを挿すと剛性が高くなり、レーザーヘッドが入らなくなった。追加で慎重に削り、適切な把握力が発揮されるよう調整。
 成功し、レーザーヘッドが強靭に固定できるようになった。

 先端だけの固定で不安はなく、構造的にもレーザーヘッドが抜け落ちる可能性がない。
 モーターよりも高い位置に保持できることも、重要だ。何しろビームストップのため、作業台の側が必然的に高床になるのだから。

 Z軸駆動用のステッピングモーターは取り付けず、258グラムの節約。

 ただし、Z軸は手動調整できる仕様。ワーキングディスタンスを変更できると、間違いなく使い勝手が非常に向上する。また、Z軸関連を完全に排除した場合、レーザーヘッドの具体的な固定方法を考えねばならなくなる。すると、下手すると重量が逆に増える可能性すらある。

 この状態で、レーザーヘッドのガタツキは皆無。単純にして確実な構造。見た目のイメージとは異なり、中華キットは優秀だ(ただし要調整)。

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