ArtCNC Largeについて

自作CNC
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仕事で使用しており、主にカットするのは集成材18mmと針葉樹合板12mmとMDF9mmです。

【仕様】

・ArtCNC Large

・Z軸以外ハイトルクモーター

・ルーター：マキタ RT0700C 台湾仕様

・ビット：アップカット6mm軸 刃幅6mm

・基盤：CNCxPRO V5

・コントローラー：CNCjs

【問題】

・脱調する

【GRBL設定】

$0=5 (Step pulse time, microseconds)
$1=255 (Step idle delay, milliseconds)
$2=0 (Step pulse invert, mask)
$3=4 (Step direction invert, mask)
$4=0 (Invert step enable pin, boolean)
$5=0 (Invert limit pins, boolean)
$6=1 (Invert probe pin, boolean)
$10=1 (Status report options, mask)
$11=0.009 (Junction deviation, millimeters)
$12=0.020 (Arc tolerance, millimeters)
$13=0 (Report in inches, boolean)
$20=0 (Soft limits enable, boolean)
$21=1 (Hard limits enable, boolean)
$22=1 (Homing cycle enable, boolean)
$23=0 (Homing direction invert, mask)
$24=150.000 (Homing locate feed rate, mm/min)
$25=250.000 (Homing search seek rate, mm/min)
$26=250.000 (Homing switch debounce delay, milliseconds)
$27=10.000 (Homing switch pull-off distance, millimeters)
$30=22000.000 (Maximum spindle speed, RPM)
$31=0.000 (Minimum spindle speed, RPM)
$32=0 (Laser-mode enable, boolean)
$N1=
$N0=
$100=200.000 (X-axis travel resolution, step/mm)
$101=200.000 (Y-axis travel resolution, step/mm)
$102=200.000 (Z-axis travel resolution, step/mm)
$103=200.000
$104=100.000
$105=100.000
$110=2000.000 (X-axis maximum rate, mm/min)
$111=2000.000 (Y-axis maximum rate, mm/min)
$112=300.000 (Z-axis maximum rate, mm/min)
$113=1000.000
$114=1000.000
$115=1000.000
$120=90.000 (X-axis acceleration, mm/sec^2)
$121=90.000 (Y-axis acceleration, mm/sec^2)
$122=150.000 (Z-axis acceleration, mm/sec^2)
$123=200.000<Alarm|MPos:0.000,0.000,0.000|FS:0,0|Pn:Z|WCO:-10.000,-10.000,-19.500>
$124=200.000
$125=200.000
$130=2000.000 (X-axis maximum travel, millimeters)
$131=2000.000 (Y-axis maximum travel, millimeters)
$132=100.000 (Z-axis maximum travel, millimeters)
$133=300.000
$134=300.000
$135=300.000

長文すいません。

この状態なのですが、すぐに脱調して全く安定しません。

MDF9mmだと問題なくカットできるのですが、針葉樹合板や集成材が必ずと言っていいほど脱調します。

空走でもX軸が脱調しました。

原因を推測していただけませんでしょうか？

仕事で使用したいので買ってみたのですが、当方素人のためChatGPTなどを駆使して、ようやくカットできると思ったのですが、上手くいきません。

今日は激しめに脱調したため少しフレームをばらして組みなおしたのですが、音もおかしいような気がします。

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こんにちは。

脱調する場合はモーターのトルクが負けてしまっている状態なので、自分だったらまず調整してみることとして

  • 加速度設定を下げる（$120～$122）

  • 送り速度の上限設定を下げる（$110～$112）

  • モーター電流設定を上げる（$140～$142）
    ※ただしCNCxPRO v5のデフォルトファームウェアの電流設定はバグっていて、ファームウェアを変更しないと設定値通りにならないので、ファームウェアそのままであれば電流設定は変えない方がよいかと思います。
    $140～$142は1.8がデフォルトなので、もしすでに変えている場合は1.8に戻した方が良いかと思います。

  • 潤滑油やグリスをリードスクリューに塗る

  • 加工負荷を下げる（加工時の切り込み量を減らす、送り速度を落とすなど）

このあたりでしょうか。

ただ空走で脱調することがあるということは機構的な問題（動きにくい場所がある）、設定値の問題、モーターの故障、制御基板の故障の可能性がありそうですが、どれかまでは特定は難しいので1つずつ確認していくしかないように思います。

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ありがとうございます。

一度テストしてみます。

それと$140～$142はCNCjsでは設定できないですか？
$135までしか視認できないのですが、どこで確認できますでしょうか。

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$$で一覧が見れるのは$135くらいまでなので、$140などは直接$140を入力しないと見れなかったはずです。設定は他のパラメータ同様に$140=1.8などと入力すればできます。

あと追加で確認したほうが良いのが

  • ナットブロック（リードスクリューが通っている樹脂のブロック）の固定を締めすぎて強くリードスクリューと噛み合い過ぎていないか（重いと思いますが、軸のカップリング辺りを手で回してみて軸が動くかどうかを確認）
  • リードスクリューにゴミなど噛んでいないか確認、清掃

なども見てみると良いかと思います。

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なるほど。

触ったことのないパラメータなので大丈夫だと思いますが確認してみます。

その他、パラメーター的には明らかに支障がでるような箇所はありますでしょうか。

よろしくお願いいたします。

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重複しているものもありますが、自分が思いつく原因もとりあえず挙げておきます。自分はArtCNCLargeではなくArtCNCですが。

・カップリングの空回り
→カップリングのイモネジが緩んでいると加減速の時だけ、たまに空転して脱調しているような動きに見えることがある。

・X軸ガントリープレートのナットブロックの締めすぎ
→締めすぎると抵抗が大きくなってキリキリ音が鳴ったり、負荷で止まることがあります。

・モーターの故障
→電流値のパラメーターをいじっていると電流が流れ過ぎ→モーターが過熱→パワーが出ないことがあります。モーターを触って卵が焼けそうでなければ大丈夫です。

・基板の故障
→古いCNCｘPRO V4で、コンデンサーが取れていると、動くけれどパワーがとても弱いということがありました。Ｘ軸をCNCjsで100ｍｍほど動かしながら、手で止めようとしてみてちょっと触るだけで止まるようなら可能性があります。普通は手で止めるのはかなり力が要ります。安全にお気をつけて。

動作音はナットブロックの締め付け具合、グリスアップ、移動速度、リードスクリューの張り具合で多少改善されますが、場所によってはキュリキュリ音がするのは仕方ないのかなぁと思っています。

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ありがとうございます。

イモネジ確認しました。大丈夫そうです。

正直ガントリープレートのホイールやナットブロックについては電源OFF時にカップリングを手動で回す確認はしていますが、どの程度が抵抗が大きい状態なのかわからなくて判断に迷います(汗

一応、指でつまんで回っているので大丈夫だとは思います。

モーター以外の音もどこまでが正常かの判断ができないのが難しい要因ですね(泣

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とても初歩的な質問ですが、木材を輪郭加工(フルカット)する場合の基本的な1パスでカットできる深さはどの程度でしょうか？

チップロード式？というものに当てはめてみたのですが、送りが5800ということになりました。
さすがにあり得ないかなと思っています。
たしかGRBLの最大も2000までだったような気がします。

そして集成材18mmをカットするならば私の使用工具などの前提条件ではどの程度が良いのでしょうか？

よろしくお願いいたします

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工具と材料によりけりなので使っている人の条件を参考にしたり、自分で条件を探すしかないように思います。
以下参考になるかもしれません。

例えばですが、モノタロウのエンドミルを例にすると金属限定ですがエンドミルによって切削条件表というのがあったりします。
https://www.monotaro.com/g/01299657/

Slotting（溝加工）でアルミを加工するとき、切り込み深さ1D（工具径の深さ）でスピンドルは17770RPM（マキタのルーター3番くらい）で送り435mm/minとしているようです。

実際加工する際は木材なので、アルミよりは切削しやすいと思うので送り速度は何倍に上げるなどできるとは思います。
あくまで条件を出すに当たってのスタートの目安程度ですが、参考になれば。

刃のついている深さ以上は削れないので、刃がついている部分が6mmであれば最大の切り込みは6mmかと思います。あとは条件次第で浅くなるかと。

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ありがとうございます。
RPM18000程度に当たりをつけ実験しながら模索していきたいと思います。

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すみません。もうあまり関係ないかもしれないですが、表の部分を見るところを間違えていたことに気がついたので修正と補足です。

刃の直径が2.5mmのときのアルミの切削条件が17700RPMで送り435mm/minでした。

今は直径6mmの工具を使っているようなので、参考としては7220RPMで送り460mm/minが正しかったです。
とはいえ、実験的に加工できる条件を探していく必要はあると思います。
うまくいっている人の条件をベースに調整するのが手っ取り早いとは思います。

参考：
切削条件を決めるポイント（木材は被切削指数がないので、参考にならないかもですが・・・）
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/machine_processing/mp01/j0067.html

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お気遣いありがとうございます。
そちらの表も参考にしていたので大変助かります。

今のところ設定も重要ですが、その前段階としてX軸そのもに問題があると推測しております

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最近木材系を削るときは

Z方向の切り込み1ｍｍ 送り速度500mm/min、回転速度15000rpm（ダイヤル3くらい）
くらいからはじめて、削る音に余裕がありそうなら切り込み量を倍にしてみたり、送り速度を1000くらいまで上げたりと調整しています。
MDFだと柔らかいのでZ切り込み2ｍｍ送り速度1000mm/minでも大丈夫でした

集積材とかになるとフシの部分が硬かったりするのでちょっと余裕をもたせて加工しています。パイン材とかだと柔らかいのでここから更に早くしたりしますし、パドックや紫檀だと堅そうなので送り400まで下げたり調整します。

加工失敗するときは、切りくずが溝の角にたまって変な負荷がかかるのが原因のことが多かったです。18ｍｍくらいの板なら大丈夫かと思いますが、深めの溝ができるときたまに掃除機で溝のごみを吸いながら加工しています。