MFT2014の進捗ページ(随時更新)

出るかもしれない出ることになったMFT2014での出し物の説明と進捗状況のページ

出展名:シマ技！

テーマ:(リサイクル部品で作る)LinuxCNC制御の装置たち

出展内容の紹介文:

シマリス技研ではLinuxCNCというソフトウェアを使って遊んでいます．

これで制御されて動作する流行の3Dプリンタやロボットの展示を通して，

みんなにCNCやソフトといったファブリケーションの「縁の下」部分の技術にも興味を持ってもらえたらいいなと思っています！

ソフトやマニュアルの日本語化もやっていますので，その紹介も．

・展示物

3Dプリンタ

ロボットアーム

(フィードバックの実演用木製1軸ロボット)

LinuxCNC日本語ドキュメントプロジェクトの展示

3Dプリンタは，

・はんだごてホットエンド

・LinuxCNC制御

が特色の前作ですが，装置がCNCフライスではおもすぎてちょっと会場まで運べそうにないので，

CNC部分を軽量に作りなおしたものとなります．


装置のベースは1988年グッドデザイン賞受賞の理化学機器 （フラクションコレクタ）で，

廃棄されそうだったものを貰い受けたものです．

これの不要な部品や回路を取り外し，モータ制御部を入れ替えてホットエンドをとりつけるXY軸を動作させます．

LinuxCNCでのXY軸テストの様子．小型オシロに波形が出てます

XY軸はPCからの制御ができました．テストとしてペンを持たせて文字を書いています．

ホットエンドを取り付けました

造形物ステージのZ軸を動作させる部分は，時間の問題などから直動部品から製作する予定です．

オリジナルマインドさんから中古を買ってきました．

モータの取り付けまで終わって発注したプーリの到着待ちです

プーリが来ました．

プーリの端部にフランジ，ベルトの外れ止めがついています．

最初は反対側もつけていたのですが，穴の側壁と干渉することがわかって取り外しました．

きちんと回転しなかったときは，どこか壊したかと焦りました．

これでスムーズにZ軸が動作することが確認できたので，

残りはZ軸テーブルとヒートベッドです．

まずZ軸の直動ガイドをL字金物を使って立たせました．

予想はしていましたが，L字金物の強度に問題があるので，

テストしてみて補強を考えましょう．

で，テーブル．最初仮に作ったのがこれ．ダンボール．モノタロウ．

個人的には(見た目が)とても気に入ったのですが，

当然というか強度が出ないのでアルミ板で作りなおしています．

作りなおしました

ヒートベッドは，なくてもシマリスフィギュア位は出せるはずなのですが，

展示会場の気温が読めないので，一応作ってみています．

ヒータは一般的にはPCBにパターンを銅箔で描いて，そこに直流を流すのですが，

今回は，AC100Vで動作するシリコンラバーヒータが手に入ったので，それを使用します．

中央上部の茶色いのがヒータで，周りはシリコン板で，下は100円ショップのシリコン鍋敷きで断熱しています．

サイズはついうっかりダンボールテーブルに合わせて作ってしまいましたが，

よく考えるとその必要はなかったのでした．

ヒータの上にカプトンテープを貼ったアルミ板をのせたところ．

ガラス板も試しましたが，アルミ板のほうが熱が均等に近くなり，重量的にも有利でした．

ガラス板でのヒートテストの様子．

サーミスタという温度計を使って写真右の箱が温度制御しますが，

センサが円筒形のためになかなか板の温度とセンサの温度が一致しません．

サーモグラフィで測っていい温度になったところに温度制御箱の目盛を合わせこむことになります．

はんだごてホットエンドは前作で順調に動作することを確認済みですので問題ありません．

温度ははんだごての温調機能で勝手に制御させます．

強力なヒータ出力による安定したホットエンド温度が望めます．

サーモグラフィ像．ノズル先端まで温まっているのがわかります

プリントしているところ．(前作)

サーモグラフィを持っていく予定なので実際にどんな温度分布なのかみてもらうことができるかと思います．

現在の状況．

動作するもののXY軸の制御に難があるため調整中．だめかも．

X軸モータがまともにマイクロステップを刻んでくれないので交換も実行中です．

X軸モータの交換を実施しました(取り替えたモータも中古ですが)．

多少マイクロステップが改善しましたが，造形が乱れる問題がなおりません．

造形が乱れる理由が判明しました．

モータドライバが必要とするパルス幅がポータブルオシロDSOnanoで見たところ出ていません．

原因は，LinuxCNC側の設定ミスでした．

これまではたまたま，だいたいマトモそうに動いていただけだったようです．

修正したところ，造形がかなり改善しました．

いずれも右側が対策後．

さらに，木製CNC自作 の中の人から1/128マイクロステップまで出せるモータドライバをご提供いただいたので，

XYをそれに換装しました．マイクロステップ動作も多少改善した他，とにかく動作が静かになりました．

テスト動作させるときに，動いてるのか見ないとわからないくらい．

現在の様子．

後は調整を兼ねてシマリスをプリントし続けたら展示会です．

このプリンタに出来る限りのことはできるようになったでしょう．

ロボットアームは，ほとんどインターネット検索にも出てこない，三菱のムーブマスター「RM-101」

の制御系が現在のパソコンと物理的な規格の問題で通信ができずガラクタと化していたため，

インタフェースを作り直し，LinuxCNCを介してマニュアル制御できるようにしたものです．

現在のところ，PCから各モータが動作できるのを確認したところです．

これをゲームコントローラを使って操作できるようにして展示します．

ゲームコントローラ動作については過去いくつか作例がありますので合わせこむだけなので容易です．

故障しているモータが1つありましたが，交換修理と動作チェックは完了しました．

ギアヘッド付きモータの代わりにトルクのあるステッピングモータを取り付けますが，

そのさい取付ねじの位置が合わないのでサイドパネルにねじを新たに切ります．

修理の途中，サイドパネルをあけて中を見てみました

後部のトランスはもう使っていませんが，カウンターウェイトとしては必要なのでそのまま載せておきます．

展示にもっていかないといけないので，ドライバ回路をMDF板に取り付けました

完成しました

展示会を前に，使用するものを同時に動作させる試験を行いました．

だいたい300W程度必要とするようです

LinuxCNC日本語ドキュメントプロジェクトは，このサイトで勝手に行なっている，

英語圏のソフトであるLinuxCNCの500ページ近いマニュアルを重要そうなところから翻訳していく企画です．

現在， このくらい が提供できています．まだまだです．

そのほか設定例とその解説なんかもデモ動画作ったりしながらやってます．

このドキュメントの展示と，活動の紹介やURLを書いたビラの配布(机に置いておいて勝手に取って行ってもらう方式)，

余裕があれば独自に一部を日本語化したLinuxCNCソフトの入ったディスクも少量ながら無料配布します．

日本語化したソフトのスクリーンショット