XY Plotter

サーボモーターの制御


2018年9月18日



残っている作業はサーボモーターの制御です。
下記の方法を調査する必要があります。

1.GRBLがサーボモーターを制御する方法

2.サーボモーターの制御コマンドを含めたGCODEファイルを作成する方法

GRBLはCNC機械を制御するソフトなのでXYZの3軸がすべてステッピングモーターを想定しています。
一方、XYプロッターはXYはステッピングモーターですがZはサーボモーターです。
GRBLでサーボモーターを制御する方法を見つけなければなりません。
また、inkscapeというお絵描きソフトはGCODEファイルが作成できるようですがそのGCODEファイルにサーボモーターを制御する命令を含める方法がまだ分かりません。

ちょっと難関のように思いますがしっかり調査しようと思っています。

GRBLにサーボモーターの制御をサポートするバージョン0.9がある事が分かりました。
GRBLを書き換えたらサーボが動きました。

コマンドは下記の通り

ペンアップ(角度0度)・・・M03 S10

ペンダウン(角度40度)・・・M03 S50

M5というサーボをゼロ位置に戻すコマンドもありました。

Sに続く数字はサーボのアームの角度です。
任意に設定できます。
 左はInkscapeという絵を描くソフトです。
このソフトで絵を作成後GCODEファイルを作ります。
標準のInkscapeだけではサーボモーターの制御を含むGCODEファイルはできません。
MI Inkscape ExtensionというInkscape拡張ソフトがある事が分かりました。
このソフトはGRBLを搭載したXYプロッタ用に作られたソフトで、ペンのアップダウンのためのサーボモーターをコントロールする事ができます。
左はInkscapeに登録してから設定画面を開いた時の画面です。

初期値としてServo upにはM3が、Servo downはM5が設定されていました。
Angle for servoには90が設定されていますがユーザーの機械に合わせて任意に設定可能です。
角度を設定できるのはServo upの時だけです。
Servo downは角度が設定できません。
upとdownが逆なのでこのソフトを利用する場合はサーボの取付け方向を変える必要がありそうです。
ペンホルダーの改造が必要となります。

試したのですが実行中の画面がすぐに消えてファイルが作られませんでした。
なぜ正常に動作しないのか調査が必要です。

MI Inkscape ExtensionというInkscapeの拡張ソフトはInkscapeのバージョン0.47でしか動かないという情報を見つけました。
Inkscapeのバージョン0.47をインストールしたらサーボモーターの制御コマンドを含むGCODEファイルができました。

左の動画は文字を描かせた動画です。
ペンのアップダウンが自動的に実行されています。
ペンのアップダウンの動作が逆でしたのでペンホルダーを改造する必要はありませんでした。
ペンのアップダウンのコマンドは下記の通り。
サーボのアームの取付け角度を調整して角度が0度の時にペンアップになるようにしました。
ペンアップはM5コマンドを使います。

ペンアップ(角度0度)・・・M05

ペンダウン(角度40度)・・・M03 S40


このようにきれいに描けました。

この絵を描くのに42秒かかりました。
もう少し速度を上げてみました。
23秒で描けました。
前回が42秒でしたので約2倍の速さでも正常に動きました。
もっと速くできるかもしれませんがY軸のわずかな振動(横揺れ)が認められました。
描画品質が低下しますのでこれ以上速くする事は止めました。

動作速度が速くなった事で反作用によりプロッター本体が動いてしまう現象が発生しました。
足の下に両面テープを貼って足を固定したら動かなくなりました。

ペンのアップダウンも無事解決してXYプロッターが完成しました。
GRBL Controllerというソフトがあったので試してみました。

bCNCと同様に使えました。

手動での操作も可能です。
GRBLの設定機能もありました。

使い易そうです。

bCNCは同時にコマンドプロンプト画面が開きます。
シャットダウンはコマンドプロンプト画面を閉じるという操作になります。

GRBL Controllerはそのような不便さはありません。
描画テスト1
描画テスト2
余談ですが写真は5年前に製作したCNCルーターです。

アルミや真鍮などの柔らかい金属を切削できます。

制御ソフトはMachです。

Machというソフトは上のGRBL ControllerのようななCNCマシンの制御ソフトですがパラレルプリンターポートを備えた古いパソコンが必要です。

いつまでも古いパソコンを持っている訳には行きません。(できれば早く捨てたいです。)

今回のXYプロッターでGRBLというファームウエアを知ったのでこのCNCルーターもGRBL方式に改造しようと思います。

そうすれば古いパソコンを捨てる事ができます。

このCNCルーターは作るには作ったもののソフトが扱い難いのと騒音がうるさいのであまり利用していませんでした。

もったいないので改造が済んだらもう少し利用してみようと思います。

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