1年以上前にArduino UNO＋CNCshieldを使用して自動ペン交換式ペンプロッター を作成しましたが、描画速度を上げると脱調してエラーを起こします。
そこでレーザーカッターでも使用しましたWemosD1R32を使用し32ビット化して速度改善を図り、WiFi接続も行ってみようと思います。
なお、今回作成する物は以前作成した物の改良版です、下記の記事も参考にして下さい。
以前作成したペンプロッターの記事
使用パーツ
ステッパーモーターNEMA17 2種類
NEMA17 42×32mm 2個
NEMA17 42×23mm 1個
リニアスライダー MGN15H 500mm×2本
Wemos D1 R32 と CNCシールド
Wemos D1 R32
CNCシールド V3.0 A4988 ドライバー付き
サーボ SG90
その他のパーツ
6mmリニアシャフト・6mmリニアベアリング・GT2タイミングベルト・リミットスイッチ
M3ネジ・M5ネジ ・ロックナット・配線用ケーブルコネクター類
参考記事のパーツリストも確認のこと。
参考記事
作成手順、回路図など動画も含めて詳しく説明されていてとても参考になりました。
GRBL-Plotterのページです。
FluidNC Git hub のページです
FluidNC Wiki ページです
３D プリントパーツ
3Dプリント用のパーツは参考記事からダウンロード出来ます、ここではそれ以外に作成したパーツを載せておきます。
パーツ組立
組立方法は参考記事で詳しく説明されていますのでそちらをご覧下さい。
CNC shield の改良と接続ピンの配線位置
CNC shield の10KΩ抵抗を切除します。
プルアップ抵抗とコンデンサーはユニバーサル基板に取付配線しCNCshieldに取り付けました
ソフトウエアのインストール
Fluidncのインストール
Fluidncの GitHubに行き最新のファイルをダウンロードする。(現時点ではVer.3.7.17)
ダウンロードしたfluidnc-v3.7.17-win64.zipを解凍し、出来たファイルの中のバッチファイルを起動しインストールします。
・Wemos D1 R32 をPCにUSBケーブルで接続する。
・erase.bat をダブルクリックする。
・install-wifi.bat をダブルクリックする。
・install-fs.bat をダブルクリックする。
以上でインストールが完了する。
FluidNCの設定
自宅のネットワークに接続する
無線LANが使用出来るPCまたはスマフォでネットワークを検索すると Fluidnc が見つかるのでPass:12345678 で接続すると画像のような画面が表示される。
上部のFluidNCタブをクリックし、赤枠部分に自宅WiFiの ID Pass を入力しSetボタンを押す。
以上で自宅ネットワークに接続できる、再起動して http://fluidnc.local/ にアクセスすると初期画面が表示される。
yaml ファイルのアップロード
Yaml 形式のコンフィグファイルをアップロードしてペンプロッターが正常に動作するよう設定する。
FluidNCタブにある赤枠で囲った緑のボタンをクリックするとアップロード画面になる。
ブルーの Upload files ボタンを押しYamlファイルを指定してアップロードする。
R32_CNC_shield_pen.yaml がアップロードされたファイル。
作成したYamlファイルは上記 (STL_File Yaml_File)にあります。
※Yamlファイルの概要及びサンプルは以下にあります
仮想シリアルポートの設定
Tibboホームページから Device Server Toolkit (TDST)をダウンロードしインストールする。
Tibbo VSPマネージャを起動し右下のElevateボタンをクリック、表示された画面の右上のAddボタンをクリックし設定します。
COMポートは使われていないポートを指定し他は画像のように設定する。
次に右端のタブをクリックしボーレートを115200に設定しOKをクリックして終了。
GRBL Plotter のインストールと設定
GRBL Plotter GitHub からダウンロードしインストールする。
GRBL Plotter の設定
GRBL Plotter を立ち上げ、USBケーブルか仮想USBポートを設定してプロッターと接続する、設定が終わるまではUSBケーブルでの接続がお勧めです。
1. メイン画面のファイル⇒セットアップボタンを押し設定画面を表示する。
2. 設定画面からグラフィックのインポートタブを押し画像の箇所を設定する。（私の場合の設定値）
3. ツールテーブルタブを押してペンの種類により設定する、この場合6種類のぺんを設定している。
各ペンのオフセットは作成したペンフォルダーのSTLファイルに合わせてある。
4. ツール交換タブを押して、取り外しツールとSELECTツールのアドレスを設定する。
5. 取り外しツールとSELECTツールを開き設定内容を実際に動作させて修正します。
プロッターの動作範囲など
このペンプロッターの場合動作範囲は 0～ X:363 Y:280に設定しました、ホーミングの方向が+方向なのでX:363 Y:280がホーミングした時の位置になります、動作範囲はyaml ファイルで設定します。
yaml ファイルの参考です、画像左がX軸設定、右側がサーボの設定。
動作確認
全ての設定が終了したら実際に描画させます。
描画前の設定
1. 最初にホーミングを行いますX:363 Y:280 の位置に戻ります。
2. 次にジョギングで描画する用紙の左下の位置に移動させ、GRBL Plotter 画面中央上にあるゼロXYボタンを押します、ここが仮想の原点になります。
3. 再度ホーミングして描画を開始します、常時同じ場所を仮想原点とする場合は目印を付けておけば良いですね。
