CNC:パラレルポートからの脱却を試みる

今、所有している機材の整理をしているところですが、大変困っているのが、CNC を使うにはパラレルポートが必須だということです。今 CNC を使うためにパラレルポートのある PC が一台あるのですが大変に古くていつ壊れるかわかりません。壊れたら直るかどうかもわからないです。機材整理の機会に CNC 制御は新しい PC に移行したいところ。しかし新しい PC はラップトップで外部へのインタフェースは USB しかありません。(実はその USB も不安定で困っていますがそれは別の話)

そういうわけで、CNC のパラレルポート脱却について調査を開始しました。まだ全然解決していないので進展があるごとにこの記事を更新して行こうと思います。

使っている CNC は、オリジナルマインド社の mini-CNC BLACK 1510 という大変古いものです。この CNC を動かすのに Mach3 というソフトウェアも必要です。このソフトウェアもパラレルポートを使うのが基本でパラレル縛りの一要因になっています。どんな解決法があるか、まずはメーカにメールをして相談しました。可能性のある方法として提示していただいたのが、

  • UC100 という USB-パラレル変換アダプタを使って Mach3 で駆動する
  • USBCNC というソフトウェアを使って BLACK 1510 のモータを駆動する
  • モータコントローラを付属の CNC-4AXIS からオリジナルマインド社の新しいコントローラ TRA100 に取り替える

このうち、三番目の方法はうまく行くが他の方法ではうまく行かないそうです。接続の経路は

PC→(USBケーブル)→TRA→各モーター、原点センサー

使うソフトウェアは、Mach3 の代わりに USBCNC を使うとのこと。問い合わせて教えていただいたことは以上です。これを実際に自分で調べるとかなりの費用がかかってしまうので貴重な情報です(UC100 も USBCNC も TRA100 も入手に費用がかかります)。感謝。

しかし USBCNC と TRA100 を購入すると費用は 10 万円を超えてしまい少しお財布に厳しいです。最終的にはその手があるとして、もう少し少ない費用で PC 移行する方法も探してみたいところです。調べたところ Mach3 に接続できる USB モータコントローラが存在するようです。また、Mach3 を使う代わりに grbl というソフトウェアを使うという可能性もあることがわかりました。こちらは Arduino からモータ制御するものなのでパラレルポートどころか PC が要りません。まあデータを送ったりとかはありますけれども。

今のところ考えられる CNC を使い続ける選択肢は以下です:

  • 古いパラレルポート付きの PC を維持する
    • PC: デスクトップの古いやつ
    • ソフトウェア: Mach3
    • モータコントローラ:パラレル
    • かかる費用:0 (PC が壊れるまでは)
    • 手間:ない (PC が壊れるまでは)
    • リスク:中よりの小(PC が壊れなきゃ OK。場所を食うのは我慢)
  • モータコントローラを TRA にする
    • PC: USB が使えれば何でもいい
    • ソフトウェア: USBCNC
    • モータコントローラ: USB (TRA100)
    • かかる費用: 10万円+
    • 手間:小 (コントローラ交換、ソフト購入、ソフト設定)
    • リスク:中 (システムは変更されるが動作は検証されている)
  • モータコントローラを USB・Mach3 対応のものに取り替える
    • PC:USB が使えれば何でもいい
    • ソフトウェア:Mach3
    • モータコントローラ:例えば Mach3 USB Interface Board
    • かかる費用:ボード代 2-3000 円 + 多分外付け回路少々
    • 手間:大(接続方法考案、動作検証、コントローラ交換、Mach3 設定)
    • リスク:大
  • Arduino で CNC を動かす
    • PC: CNC にはいらないが Arduino とのやり取りに必要。つまりなんでもいい
    • ソフトウェア: grbl
    • モータコントローラ: Arduino CNC Shield
    • かかる費用:ボード代 1-2000 円 + 多分外付け回路少々
    • 手間:大 (接続方法考案、動作検証、コントローラ交換、grbl 設定)
    • リスク:大

こうやって並べると甘い話はないなと思います。まあ PC が壊れるまでほっといて今のまま運用が一番楽ではあります。でかい PC は置き場に困りますけれどもね。

先に進むにはまずはコントローラと繋ぐものは何か整理が必要です。

  • ステッピングモータ 6線式 (x, y, z)
  • スピンドルモータ (一個)
  • 原点センサ (x, y, z)

Mach3 対応のコントローラボードを使うとしたら候補は今のところこれです。RNR Motion Control と呼ばれているものらしいです。

かなり詳しい使用説明がついているので助かります。おおもとは中国製っぽいです。日本でも米国でも比較的容易に入手できそうです。

grbl はこちらで公開されています。

https://github.com/grbl/grbl

この場合、Arduino V3 CNC Shield をコントローラボードとして使うのが良さそうです。これについての詳しい仕様は探し中です。こちらも日本でも米国でも入手可能そうです。

そしてオリジナルマインドから製品を grbl で使うための資料が公開されています。6線ステッピングモータの接続方法や原点センサの接続方法などが書かれており、非常に参考になります。

https://www.originalmind.co.jp/special/mechatronics/arduino

今のところ話が非常にとっ散らかっています。少しずつつめてゆきたいと思います。ということで本日はここまで。

さらに原点センサについての参考:

https://www.fa.omron.co.jp/product/item/EE-SX671

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