Duet3メインボードの電源、モーターの配線

このトピックではDuet3メインボード6HC(以下Duet3)に電源、ステッピングモーターを配線する方法を説明します。

Duet3の配線図の詳細は公式Wikiページに記載があります。


重要

Duet3はどこに何を配線するかは決まっておらず、挿入するSDカードの設定ファイルでどこに何の機能を割り当てるかを設定することができます。(例:ステッピングモーターを接続できる箇所が6箇所ありますが、どれがX軸、Y軸、Z軸かは自分でSDカードを書き換えて設定することができます)。

Avalontech株式会社では弊社で販売しているCNC組み立てキット向けのDuet3設定ファイルを公開しています。詳細についてはSDに関する投稿をご確認ください。
解説トピックに従って組み立てることで同時三軸加工が可能なCNCマシンが完成しますが、自身でマシンの拡張、改造を行う際はDuet3のドキュメントを確認し、最適な配線設定を行ってください。
標準状態でのピン配置は下図のようになっています。

【直流電源24Vの配線】

電源ユニット本体の側面の入力電圧設定が115となっていることを確認してください。
入力電圧設定が240となっている場合はドライバーなどでスイッチを115に切り替えて利用してください。
配線作業中はコンセントに接続せず、必ず通電していない状態で作業を行ってください。




ケーブル先端が円形の端子になっている方を電源ユニットに接続します。
電源ユニットの接続口のネジをプラスドライバーで一度外し、ケーブル端子の先端を差し込み外れ内容に固定します。



コンセントケーブルの

  • 黒い線が電源ユニットのL
  • 白い線が電源ユニットのN
  • 緑の黄色の線が電源ユニットのアース

白い付属ケーブルの

  • 白い線が+V
  • 黒い線が-V

と接続されるように配線を行います。自身で用意した電源、ケーブルを利用する場合はこの限りではありませんが、必ず電源ユニットから出力される電流の+V,-Vの対応関係を確認してください。


白い付属ケーブルの反対側の終端にU字の絶縁被覆付き圧着端子を取り付けます。 U字の端子はDuet3に付属部品として同封されています。ケーブルの皮膜が取り除かれている電導部分が端子の金属部分と触れる位置で圧着を行ってください。




取り付けたU字の端子をDuet3に接続します。
Duet3本体の電源接続部分に小さくVIN +、- の表記があります。直流電源の出力との対応関係を確認し、+Vと+V、-Vと-Vが接続されるように配線します。

配線が完了したら通電部分を誤って触らないように電源ユニット、及びDuet3の電源カバーを閉じてください。

【ステッピングモーターの配線】

ステッピングモーターの電線は非常に短いため、付属の4pコネクタと延長ケーブルを使用してください。
延長ケーブルのモーターと接続されていない方の終端にコネクタを圧着、取り付けを行います。




ステッピングモーターから出ている4本の電線の内容を確認します。
Avalontech株式会社のショップで取り扱いのあるステッピングモーターは赤がA、緑がC、青がB、黄色がDとなっています。

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Duet3のモーター接続部の対応関係はA2A1B2B1となっています。
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A2はC,B2はDと対応しますのでDuet3に接続するときの電線の並びは図の上から順に
A2 A1 B2 B1=C A D B=緑 赤 黄 青 となります。

また配線のつなぎ方に関しては以下のトピックも確認してみてください.

ステッピングモーターに圧着、取り付けハウジング/コネクタは3.96mmピッチの少し大きめのものになっています。
他のハウジングとは別の小袋に入っていますので間違えないように注意してください。

端子には表裏がありますので注意してください。引っ掛ける爪がある方を上ににして電線の並びを確認してから作業を行うことでミスを少なくすることができます。


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最初からすべてのモーターにコネクタを圧着、取り付けは行わず、まずはモーター一つで配線を行い、動作することを確認してから他のモーターの配線を行うことをおすすめします。

モーターの動作確認、回転方向の反転


SDカードへの必要なファイルの書き込み

2021年9月出荷分よりDuet3に付属するSDカードには封がされているため、弊社ではCNC組み立てキット用設定ファイルの事前書き込みを行っておりません。
お客様ご自身でSDカードの封を切り本体からSDカードを取り出し各種設定ファイルの書き込みを行ってください。

設定ファイルはカテゴリガイドにあります。

CbeamControlのファイルはこちらからダウンロードしてください。

これらのファイルをSDカード内のsysフォルダ、wwwフォルダに上書きするか、あるいはSDカードをフォーマット後にフォルダを作成し各ファイルを配置してください。
最初から配置する場合の詳細な方法は下記トピック、「SDカードを最初から設定したい」の項にて記載しております。

またDuet公式によるSDカードの説明についてもご参照ください。


CBeamControlとの接続


下記の記事に従いCBeamControlに接続し、パソコン上から操作できる状態にします。


モーターの動作制限の解除(一時的に)


デフォルトでは衝突防止のため、ホーミング動作を行うまでモーターが動作しないように制限がかかっています。
動作確認のためこの制限を一時的に解除します。

ファイル管理>システム から config.g をクリック、編集画面に入ります。

M564 S1 H1 と記述されている箇所を探し、M564 S1 H0 に変更し、画面右上の保存ボタンを押して保存します。
編集画面を閉じるとDuetを再起動するか聞かれるので再起動を行います。

Duetが再起動され、CBeamControlと再接続されるとモーターを動かせるようになります。


モーターの回転方向の確認


モーターの各軸がプラスに動いてもマイナスに動いても衝突が起きないように各軸の位置を調整しておきます。

CBeamControlで動作確認を行いたい軸の+10、あるいは-10を押し、思った通りの動作となるか確認します。

この時点で思ったとの逆の方向に軸が動く場合は設定で動作を反転させます。
ボタンを押すたびにプラスに行ったりマイナスに行ったり動かなかったする場合は接触不良ですので端子の接続、圧着を確認してください。


モーターの回転方向の反転


先程と同様に ファイル管理>システム から config.g をクリック、編集画面に入ります。

M569 P0 S0
M569 P1 S0
M569 P2 S0
の記述を探します。上から準備XYZ軸の設定となっています。
動作を反転させたい軸の S0S1 に変更し、保存します。

Duetを再起動し、軸が反転していることを確認します。
すべての軸が想定通りの動作を行うようにXYZの動作確認、動作方向の確認を行います。


可動範囲の設定


マシンの動作範囲を指定します。デフォルトでは最小のマシンサイズの動作範囲となっているため各自マシンサイズに合わせて設定を行う必要があります。
ファイル管理>システム から config.g をクリック、編集画面に入ります。
M208 X〇〇 Y〇〇 Z〇〇 S1 が各軸の動作範囲の最小値
M208 X〇〇 Y〇〇 Z〇〇 S0 が各軸の動作範囲の最大値 を定義しています。
デフォルトでは機械原点Y,X,Z:0,0,0が最大となっており、移動はすべてマイナスの方向となります。
これは機械原点時に加工テーブルが手前、エンドミルは奥となった方が安全で作業もしやすいためです。

マシンサイズに応じて加工範囲を設定します。
(例:ArtCNC X1000mmY1500mmの場合可動範囲は約X730mmY1310なので
M208 X-720 Y-1300 Z-63 S1
M208 X0 Y0 Z0 S0

この値はこの後に取り付けるリミットスイッチの取り付け位置などによって前後します。
リミットスイッチの取り付けが完了し、リミットスイッチ位置(機械原点)からいくら移動できるかを実測し、適宜値を調整してください。


モーターの動作制限の設定


リミットスイッチを取り付ける場合は動作確認のため最初に解除した制限を再びかけます。
リミットスイッチを使用しない場合はこの手順を省略します。
ファイル管理>システム から config.g をクリック、編集画面に入ります。

M564 S1 H0 と記述されている箇所を探し、M564 S1 H1 に戻し、画面右上の保存ボタンを押して保存します。
編集画面を閉じるDuetを再起動し、XYZが動作しないことを確認します。

初めまして、AvalonTech樣のC-beam Machine Xlarge版を購入してこの連休で筐体を組み立てが終わりモーターの配線をチェックする状態です。
上記の説明通りLANケーブルでPCに接続しChromeのURL入力欄に 192.168.0.56 と入力Enterキーを押してもDuet3操作するCBeamControlが接続されません、
SDカードデータのconfig.g M522 P192.168.0.56は確認できました、いろいろ試しましたが初心者の私には全く分かりません、どうかご教授をお願いいたします。

Duetに接続されているネットワークの構成としてはどちらでしょうか.

  1. PCのLANポートに直接挿している(PC <-- LANケーブル --> Duet3)
  2. ルーター等のローカルネットワークに接続している(PC <-- 無線LAN(有線LAN )–> ハブ・ルーター <-- 有線LAN --> Duet3)


こちらのネットワークの接続の説明は2.の方法の説明のため,1.の方法の接続の場合は更にPC側の設定変更が必要となります.

  • 1.の場合,PC側のIPアドレス等の設定が正しく行えていない可能性があります.
    【Duet3】USB(有線LANアダプタ)を使った接続
    こちらに記載されているようにPC側のIPアドレスを設定する必要があります.こちらの説明ではUSBアダプタのLANポートの話をしていますが,今回はAF_aki様がアップロードされている2枚目の画像にて表示されているローカルエリアの接続の状態のウィンドウのプロパティのボタンから同様の設定へ行けるかと思います.

  • 2.の場合,
    config.gのIP設定を
    M552 P0.0.0.0 S1
    とIPアドレスを自動取得するように変更すると問題が解決する可能性があります.
    Duetにアクセスする際にはIPアドレスを直打ちではなくhostname(Avalontechのデフォルトconfig.gではmycnc)でアクセスすればよいかと思います.
    http://mycnc.local/

初めまして、CNC初心者です。
今月に入りARTCNC1215の受注が始まったので即購入・即組立しました。
xPRO基盤の入荷がが待てずDUET3基盤を購入し、組立・モーター動作確認・配線完了と順調に来たと思っていたのですが組立完了後モーターの移動量に制限がかかっているような挙動に困っております。
状況としては
・ホーミングは問題なく完了
・X/Y/Zともにブラウザのダッシュボード上にある『-100』のボタン2回までは正常動作(Zは-50)
・3回目以降何度押しても反応なし エラーメッセージ等も表示されない
・その後ホーミングを行うと機械原点迄戻り再び『-100』が2回まで正常動作、以降は反応なし
『作業範囲の指定』や『衝突等の負荷による安全装置』等があるのかと思いシステムから設定ファイルをいくつか確認しましたがどれが該当箇所なのか、そもそもそれらを定義する機能があるのかどうかもわかりませんでした。
素人の質問で申し訳ありませんが解決策等思い当たることがあれば返信いただきたいです。
よろしくお願い致します。

こんにちは。

SDカード内のConfig.gファイルのM208の設定かと思われます。
ブラウザからCBeamControlにアクセスし、ファイル管理>システム>config.gを選択し編集画面に入り
M208 の行をご確認ください。

デフォルトでは上記のような最小サイズのマシン設定となっていると思われますので、こちらをマシンの動作範囲に応じて変更してください。可動範囲の値はリミットスイッチの取り付け位置によってお客様ごとにバラつきがあるかと思われますので実測した値をご使用ください。
(例M208 X-1080 Y-980 Z-63)

こちらの内容は動作確認の説明記事に追記致させていただきます。

おかげさまで、無事(2.の場合)にてCBeamControlと接続することができました、ありがとうございました。
モーターの作動でさらなる問題が発生しました。
基盤の指定カプラーに各モーターを接続をして動作確認をしたところ、
Y軸1モーター(DRIVER1)は正常に作動しましたがX軸、Y軸2のモーターは回り始めと止まる時にググググなる異音がでますが正・逆回転します、Z軸は回り始めと止まる時にググググなる異音がして正・逆回転させても1方向にしか回転しません。
試しにY軸1の基盤カプラー(DRIVER1)にX軸、Y軸2、Z軸モーターを差して試したところ異音もなく正常に動作します。
モーターからカプラーまでの配線の色は合っていますが、どの様な現象なのでしょうか?
たびたび申し訳ございませんがよろしくお願いします。

早々にアドバイス頂きありがとうございます。
無事設定できました。
1つ前のIPアドレスの設定も参考にさせて頂きました。
Duet3の設定項目の説明等なかなかここ以外では見つからない為そのあたりの情報を充実していただけると大変助かります。
上級者向きの基盤を選んで基礎的なところもわからず助けていただいてお恥ずかしい限りですが勉強しながら引き続きチャレンジさせていただきます。
よろしくお願いします。

動作しているDRIVER1に他の軸を付けると動作するということで考えられるのは次の点です。

  1. ステッピングモーターの駆動電流の設定がDRIVER1のみ正しく後は正しく設定されていない
  2. DRIVER1以外が壊れている

2はあり得ないと思うので多分1だと思います。

morih様の意見に加えて補足ですが,
モータの電流値はconfig.g内のM906にて設定されています.
Avalontechのデフォルトのconfigでは
M906 X2400 Y2400 Z2400 I100
となっていましたので,XYZのピーク電流は2400mA,アイドル時は電流を減少させず100%のままという設定です.

config.g内のM906の設定が正しいか,あるいは起動時にコンソールにM906に関するエラーが出ていないかを確認してみてください.

もしかしたらですが,Duet本家フォーラムの情報も参考になるかもしれません.
本家フォーラムにおいても軸が動作しない場合は,配線・圧着を疑っているので,よければ配線・圧着を今一度ご確認お願いします.

皆様からアドバイスを頂きありがとうございます。
config.g内のM906の設定は大丈夫だったので、配線の圧着からをもう一度やり直しチェックしてみます。
購入時にCNC×PROが入荷待ちだった為 上級者向けのDuet3を選択をしましたが、私の様な初心者にはハードルが高かったかも知れませんが使える様に頑張ります。
今後もよろしくお願いいたします。

間違ったコネクターを書いてあったのでいくつか修正しています。

圧着をやり直すのであれば、ケーブルのAWGサイズにあったコンタクトを選んでください。
ステッピングモーターに付属のケーブルはAWG24です。

コンタクトの品番は https://duet3d.dozuki.com/Wiki/Connector_and_spare_part_numbers
によると
2 way shell VH396-02H
4 way shell VH396-04H
Crimps for the above: VH396T-L
と記載されていますが VH396T-Lは見つかりません。

VH396のカタログ https://www.furutaka-netsel.co.jp/pdf/jst/vh.pdf
からコンタクトは
SVH-21T-P1.1 (AWG 22-18) こっちは秋月でも買えるようです。
SVH-41T-P1.1 (AWG 20-16)

安物の簡易圧着機としてはエンジニアのPA-20が使えるというのを聞きました。

間違って書いたモレックスのも使えるはずです。ただモレックスの方が種類が多くてややこしいのでおすすめしません。

morih様 細かくアドバイスを頂きましてありがとうございます。
ちなみにモーターはハイトルク仕様に変えていたのでケーブルは22AWGになっていました。

何も知らずに恥ずかしいのですがCBeamControlで動作確認を行いたい軸のボタンを押すと写真のような警告がでますが基盤をショートさせてしまっていたのでしょうか?
この基盤はもう使えないと言う事になりますか…?

CBeamControlはわかりませんが、
G1 Y-10 F3600000
のY-10という相対表現が使えるかどうかよくわかりません。
またF360000という値もめちゃくちゃ大きくて怪しいです。
一度CNCjsで試してみてください — と書きましたが・・・Duet3はネットワークで使う物でCNCjsからは使えないような気がしてきました。

もしかしたらF360000だけが問題かもしれません。
Fnnn 開始地点と終了地点の間のフィードレート (一分間あたりの値。指定されている場合にのみ適用。)

表示されているコードの意味は以下のようなものです.

M120;スタックに環境情報をプッシュ(今は関係なし)
G91;相対座標系で移動(モーダル)
G1 Y-10 F360000;(送り360000mm/minで現在位置からY-10移動)
G90;絶対座標系で移動(モーダル)
M121;スタックから情報を取り出す(今は関係なし)

送り360000mm/minはおかしいですが,実際はconfig.gで設定されているM203の最大送り速度以上は行かないはずです.(AvalontechのconfigではM203 X1800.00 Y1800.00 Z1800.00なので最大1800mm/min)

こちらの環境ではジョグ送りのボタンで軸の移動がされるのでGコードの問題ではないのかな・・・と思います.

ドライバーから報告された地絡0 2 4ですが,おそらくブラウザの翻訳がかかっているのではないかと思うのですが,原文はShort-to-ground reported by drivers xxxではないかと思います.



こちらの公式フォーラムにも同様の事例が上がっていますが,まずはモーターをつけずにボタンを押した際に同様のエラーが生じるのか確認してみてください.

またM122を入力するとコンソールにDuetの情報が出力されます.
その中に

Driver 0: standstill, SG min/max not available
Driver 1: short-to-ground, SG min/max not available
Driver 2: standstill, SG min/max not available
Driver 3: standstill, SG min/max not available
Driver 4: standstill, SG min/max not available

のように表示されている部分があると思います.
ここではDriver 1: short-to-groundとなっており,Driver 1がショートしていることがわかります.
この点も配線を外した際に確認してみてください.

もし配線を外してもショートしている場合,そのモータードライバは壊れてしまっており使えません.
配線を外した際にエラーが消える場合はモーターの配線を見直してください.

壊れたドライバが2個以下であれば,M584のモータードライバのマッピングを変更し残った2個の別のモータードライバを使うという方法もあります.

参考(モーター配線確認)

コネクターについてですが・・・

https://bbs.avalontech.jp/uploads/default/original/2X/a/a91b121f8bd704af8f620dc5a91d30c16fa15060.jpeg
の写真にあったコネクターはAWG20より太いAWG18あるいはAWG16程度まで入るコンタクトです。
22AWGでも余るぐらいの太さですし、ケーブルはAWG22に見えます。(AWG24からAWG22に修正しました)

一度、被覆をはがした状態でかるくネジってノギスで芯線の直径を測ってください。ねじってあっても銅線はやわらかいので力をあまり入れない、ノギス先端の薄い部分で測るのではなく厚みのある所で測ってください。それを
https://sei.co.jp/ewp/J/products/detail/pdf/8_AWG.pdf こういった表で換算してください。
コードにあったサイズのコンタクトを使って居れば https://bbs.avalontech.jp/uploads/default/original/2X/a/a91b121f8bd704af8f620dc5a91d30c16fa15060.jpeg
のようにはなりません。

問題とは関係無いかも知れませんがコネクター大事です。
それから1つ前のコネクターの型番を書いた投稿はJSTのが正しいようなので修正しました。

コネクターについては次の記事が参考になると思います。

「コネクタの自作!電子工作の圧着工具と圧着方法」

お世話になっております、仕事の都合で返信が遅れて申し訳ございませんでした。
細かいアドバイスはとてもありがたいです。

配線の圧着が大事であることを morih様から教えて頂き、全ての圧着をやり直すためにコンタクトと圧着機を手配中です。
またM122入力後のDuetの情報については来週のお盆休みに圧着をやり直し、その後に確認してみます。
よろしくお願いいたします。