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「AxiDraw」 ついに完成! そして初プリント

結局、ソースを見つける事ができずに、自力で解決。(根性無し!)

描画対象は10年ほど前に蒔絵用として描いた「天人」を選択。
時間をかけて幾度もテストしたくないので、最初から細々した絵で試してみる事に。

今回、テストするベクトルデータ。
10年ほど前に蒔絵用として「Illustrator」で起こして、そのままだった。



「GrblController」で読み込み、「Begin」!
コマンドラインから、「UNO」への書き込み変更は6ヶ所。
※設定は次回変更まで保持されるため、初回だけ。
$100=80.000 (x, step/mm)
$101=80.000 (y, step/mm)

$110=3000.000 (x max rate, mm/min)
$111=3000.000 (y max rate, mm/min)

$120=300.000 (x accel, mm/sec^2)
$121=300.000 (y accel, mm/sec^2)





紙を引きずり回し、素人丸出しのプロット(汗;)
ペン調整では予測を外してしまったが、描画については思惑通り振る舞ってくれた。

初テストで書き上がったものがこちら。
紙とボールペンの相性が悪く、次第に薄くなっていった。
(天人の顔の一部はインクがのっていない。)


この後100×100のボックスを描画し精度をチェック。
全くの誤差無しで、「AxiDraw」はこれで完成!。
分解能は0.1ミリ程度。
「EggBot」と比較すると断然精度が高い。

※添付ファイルは 704×400 サイズのmp4 動画

添付ファイル 添付ファイル


「AxiDraw」製作再開 その5

ハードウェアより厄介なのがソフトウェア。

「GRBL」での制御を、個人的には大きく2つに分けて考えている。
「AxiDraw」を駆動するには2つのモーターと、一本のベルトでX軸とY軸を自由に制御するための「CoreXY」という方式が必要になる。

通常のNCであればX軸とY軸を独立した軸として考えるので、理解しやすい上、「GitHub」などで公開されている「GRBL」のソースもそのまま利用出来る。

素人の説明は往々にして間違っている場合があるので、動きや理論に関して、詳しくは下のリンクを参考にしてほしい。

形は異なるが同じ駆動方式の「CoreXY」系の説明動画を「YouTube」で見つけた。


「YouTube」から、スクリーンショット
https://www.youtube.com/watch?v=8WLZ8OesMF4


デカルト座標について直交座標系

ハードは完成間近だが、「AxiDraw」をうまく駆動出来るソースを半月探し求めて、未だに見つけられずにいる。
このままだと、また勝手で強引な手法を取らざるを得なくなりそうな予感がする。


「AxiDraw」製作再開 その4

3から続き。

ベース(キャリッジ)部分のベルトの様子


モーターに取り付けた20歯のタイミング・プーリー(GT2)
歯の数に合わせたソフト側の調整が必要になる。


ボートを取り付ける側の、シャフトの端を2センチ程度出しておく。


グリップ(黄色のパーツ)に取り付けたボードをマウントした状態


横から


ボード側モーターのプーリー


本体全体を上から


サーボ側のヘッドは未実装


本体の完成度は9割程度。
モーターを接続するケーブルも不足している。


「AxiDraw」製作再開 その3

2からの続き。

パーツ不足のため、なかなか完成まで漕ぎ着けない。
「EggBot」のモーターを取り外し、先にこちらの組み立てを優先することにした。

基板側のモーター取り付け


ベルト通し


キャリッジに通すベルトの隙間が少なく、ドライバーを利用すると楽。


ベルトのエンド処理
タイトに張ると、シャフトを引き寄せ、抜け出る可能性があるので、何らかの対策が必要。
ベルトの末端処理は3ミリの鍋ネジを利用した。


急遽、SketchUpで抜け防止のエンドを作成。


これで突き抜ける事は無い。


ボードをマウント。
今回は「SHIELD」を付ける事が出来た。



「AxiDraw」製作再開 その2

「AxiDraw」製作の続き。

本来なら今日で本体が完成していたはずだった。
"だった"・・と言う過去形を使わなければならなくなった理由は長尺ボルトの購入ミス!
山勘が外れ、ボルトの直径寸法を完全に外してしまった。
まぁ、ステッピングモーターの購入がまだなのでそれほど慌てる事も無いが。(言い訳)

反り無しでプリント出来るようになったの良いが、無駄にパーツの予備をプリントするようになった。
無意識にテストしている?


固定ボルト無しでシャフトを仮組み。


シャフトにベース(キャリッジ)を通して・・。


反対側には「UNO」をマウント。(この時点で「SHIELD」無し!)


リニアだけを組むとこんな感じ。
X,Y軸ともよく転がる(表現が適当では無いが)


基板側から
「UNO」の固定は、専用のマウンターに、片側二本のネジで固定する


ベース拡大



「AxiDraw」製作再開

ヒートベッドが完成した事で、また「AxiDraw」の製作に逆戻り。
製品の詳細は、本家サイトで詳しく説明されているので省略。

今回は、製作過程の写真だけを掲載。

本日の組み立ては、Y軸のみ。「ベアリング」と、「サーボ」の取り付けだけを行う。


ガイド付き(つば付き)のベアリングをセット。


シャフト用のベアリングを上下のベーツに取り付け。


両方をクロス(X軸とY軸を90度で交差)させて組み立て、ベースの完成


仮組みしていたペンホルダーにサーボを取り付けるため、一旦分解。


サーボ取り付け完了。
もし、方向が逆ならソースの極性を変更するか、取り付け直すかのどちらか!(当たり前)


リニアシャフトを通してエンドを取り付け、Y軸の完成。
思ったより重量があり、少し傾けると思い切りレールを滑り込んでくるので要注意!


正面から。 

今日はここまで。
何せ進む早さが"カメ"なので。


「Arduino UNO」で、GRBLコントローラアプリケーションを試す その4

UNOにUSBケーブルだけ繋いでNCデータをトレースするシミュレーション。

【トレースのシミュレーション。 写真のようにUSBケーブルを繋いだ状態で実行】
UNOには、事前に「GRBL」のファームウェアを書き込んである。



「Candle」を起動し、「Settings」で、接続したUNOのポート番号を指定。
雑だが、細かい設定はまだ出来ないため、そのままトレースだけを実行してみた。



「UniversalGcodeSender」の場合



※上の動画では画面が小さいため、等倍のmp4動画を添付。
添付ファイル 添付ファイル


「AxiDraw」部品待ち

「ベアリング」に「ドライブシャフト」・・etc。
「AxiDraw」製作のための部品待ち!

少し時間がかかりそうなので、その間に「NC」を勉強する事に。
・・って!、 今更の話である。

後日談になるが、実は「SphereBot」や、「EggBot」、「Eggduino」と言った「Ardiono・Firmware」の動作が Servo 以外、すべてうまくいかなかった。
勘違いの原因は、UNOにSHIELDをセットし、そのまま上記の「Firmware」を書き込めばX,Y,Z,クローン(赤のソケット)のDriverが、うまく動いてくれるだろうという勝手な思い込みによるもの。

これでは過去の"覚え書き"が意味をなさないため、安定した動作と精度が確保出来た今、近日中(怪しい!)に「UNO」と「SHIELD」用に書き変えた、個人用のスケッチを公開する予定。
※無論、利用した場合の保証は無しだが。


「AxiDraw」・製作前の下調べ(今さら・・)

製作当たって、今さらだが、資料の拾い出しから。
販売元によるとV2はすでに生産を終了しているらしいが、製作対象の機種はV2に近い。
http://shop.evilmadscientist.com/productsmenu/858
「Evil Mad Scientist Laboratories」と、「IJ Instruments Ltd」が共同で開発したマシンのようである。

全文英語のため早くも"誤訳"や"誤解"、"ミス"連発の予感。
乗りかかった船では無く、本体パーツの大半をプリントしてしまったため、もはや下船できなくなってしまった。(自縛的手法とも。)

能書きはさておき、Drawingソフトは「EggBot」と同じく「Inkscape」を拡張(Windowなら "C:\Program Files\Inkscape\share\extensions" などのルートに投げ込む、「.inx」や、「.py」などの拡張子の付いたファイル)する事により「AxiDraw」のデータが生成、出力できるようになるらしい。
このあたりは「EggBot」と同じ。

本体の製作を急ぎたいので、取り急ぎ下記の一部のパーツを「Amazon」に発注した。
製作に必要なパーツ
2 nema 17 steppers ()
4 8mm smooth rods (two 400mm-long and two 320mm-long)
8 LM8UU
2 GT2 pulleys
10 F623ZZ bearings
1 micro servo SG90 (plus a 250mm cable extender)
1 Arduino UNO
1 CNCshield
2 Pololu stepsticks
1 GT2 belt ( 1.4 meters long )
2 M10 threaded rods (400mm-long each)
8 M10 nuts
8 30mm M3 screws with nuts
8 6mm M3 screws
4 16mm M3 screws with nuts
4 M3 washers
2 4mm OD, 100mm-long carbon fiber tubes
2 15mm M3 screws
1 12V 2A power supply
1 USB cable

2 の、「Pololu stepsticks」や、「4mm OD, 100mm-long carbon fiber tubes」などは入手が微妙なパーツだが、ボードは Arduino UNO
CNCshield だけで済ませたい。
「4mm OD, 100mm-long carbon fiber tubes」は、uxcell ステンレス丸棒 旋盤バー 丸棒旋盤バイトグレー HSS高速度鋼 ラウンド 4mmX 100mm 5個
を必要な長さにカットして代替品とすることにした。

次回へ・・。


意志の弱さをカメラに収めた。「AxiDraw」

前回、YouTubeで見かけたDrawing・machineは「AxiDraw」と言うらしい。
$450で販売もされていた。

今回も自作を目指して
Thingiverse
で公開されているデータをダウンロードしてプリント。

まだ全容も分からないうちに、自制無くパーツだけが揃っていく意志の弱さをデジカメに収めた。



■意思決定の弱さが二組のパーツを生み出す(汗)


ワンパターンだが、低コストで抑えるならこれだろう!



鏡面仕上げ?

「貼ってはがせて、また貼れる」ポスト・イット製品の3M(スリーエム)が開発した3Dプリンター専用のプラットフォームシート。・・・
・・・底面はつるつるの鏡面仕上げで研磨不要。印刷中は樹脂をがっちり固定して、反らずに印刷できます。

宣伝文句に負けて、試してみることにした
下のリンクが「Amazon」で購入したシート
3M 3Dプリンタープラットフォームシート(3枚入) ABS/PLA対応 3099AB

ビルドタックを使用しても、PLAで一番定着の悪かった「HICTOP」のフィラメントが一発で貼り付いた。
おまけに宣伝文句の通り、テーブルへの固定面が鏡面で仕上がり、これはもう手放せなくなりそうな予感。
問題は耐久性だが、コストが多少跳ね上がっても、うまく貼り付いてくれない時の精神的な苦痛から開放されるのであれば仕方ない。

写真では分かりにくいが、アクリルや、セロテープの表面と同じくらいの光沢。
ノズル痕は見えるものの、手で触ると”ツルツル”の鏡面仕上げ。
まだ使い始めたばかりであるが、10cm四方程度のプリントで反りは発生してない。(これまで同程度のサイズのプリントではテーブルから取り外したあと、ほんの僅かな反りが発生していた。)






YouTubeで見かけた、「Drawing・machine」

前に製作した「EggBot」は、予想に反して活躍の場が多い。
何かにつけ面倒くさく感じる年齢だが、無地のタマゴを見ると、ついプリントしたくなるような手軽さも良い。

実用的な面で言えば、「YouTube」で見かけた下の「Drawing・machine」の方が良かったかも知れない。


「EggBot」と同じ基板構成で済みそうだが、Grblへの書き換えが必要。
3Dプリンターなどで見るような、「X,Y」軸の駆動が独立しておらず、ドライブベルトが一繋がり(1本のみ)で自在に動くアイデアもGood!
必要最小限の部品構成で済む。


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