動作確認

nyaru · 2021 年 6 月 10 日午前 7:54

その他

関連リンク

kawade · 2023 年 3 月 13 日午前 1:36

nyaruさま

A軸の動作確認についての質問です。
Z軸の高さ方向のストロークを増やして、A軸（回転軸）を増やして立体彫刻をしたいと考えています。GRBLのファームウェアアップデートもXYZA軸対応にアップデートしてA軸用パラメータを設定したいのですが、設定方法が分かりません。A軸もxyzと同じ単位で設定するようになっています。回転軸の場合には、角度設定？と思われますがmm単位になっています。回転軸の方は、パルスモータがXYZ軸と同じですので、1回転200パルス、減速比100:1、ドライバ細分16と計算事例が記載されています。
参考事例でも結構ですので、アドバイスを頂けると助かります。
宜しくお願い致します。

nyaru · 2023 年 3 月 13 日午前 5:01

以前少しだけCNCxPROで4軸化を試したことがあるので、分かる範囲でお答えします。

ファームウェアのアップデートに関してはこちらのリンクを確認してください。

基本的にはCNC_xPRO_V5_XYAZ_NO.binのファームウェアをダウンロードしてきて、WEBUIにてアップロードして更新という手順になります。

A軸のパラメーター系は以下となります。

パラメータ名	パラメータ番号
A/StepsPerMm	$103
A/最大送り速度	$113
A/最大加速度	$123
A/マイクロステップ	$163

詳細 Changing settings · Spark-Concepts/xPro-V5 Wiki · GitHub

step/mmじゃなくてstep/度じゃないのかという点に関してはmmを度と捉えて設定します。
なので例示の条件の場合は
200 (step/rev) * 16 (step/step) * 1/360 (rev/deg) * 100 = 888.89 (step/deg)
となり888.89を$103に設定すればよいということになります。
そうするとG0 A10の場合に10度動くはずです。

分かっている問題点として

ファームウェアではA軸を内部的には直動軸と同じように扱っているようでA10000とかで回転した後A0にすると律儀に-10000動きます
Rotary axis (A axis) behaviour in metric/imperial units · Issue #809 · bdring/Grbl_Esp32 · GitHub
回転軸加工に対応した個人向けCAMが少ない。（もし良いCAMをご存知でしたら教えてください）

以前試した際にワーク把持が甘くて失敗した動画ですが加工例の参考として貼っておきます
（Fusionの回転加工CAMをお試しで使ってパスを作ったものです）

kawade · 2023 年 3 月 13 日午前 6:04

nyaruさま

早速のアドバイスを頂き、ありがとうございました。単位等が違っていると、中々踏み出せないものです。事例を紹介して頂けると、想像できますので、色々と試すことが出来そうです。現在、機械は修理中です。フレームを交換しても、ダイヤルゲージの振れは収まらず、Vホイールが減ってしまっていましたので、X軸のVホイールを全て交換することにしました。ベアリングは問題ないので、ポリカーボネートのVホイールだけ購入できると良いのですが。機械の整備が終わりましたら、確認してみます。
私の使用している彫刻用のCAMソフトは、DeskProtoというソフトを使用しています。
(https://www.deskproto.com/webshop/contents/en-us/terms.html)
彫刻用のソフトウェアで削り方が、説明が難しいのですがXYZの最小立法単位で削りますので、CAMソフトからNCコードへの変換時間は、かなり短縮されて作成できる特徴があるようです。無償版もありますが、回転軸は使えませんので、私はホビー用を購入して使っています。動き出しましたら、状況を報告いたします。
ありがとうございました。

kawade · 2023 年 4 月 10 日午前 12:37

nyaruさま
現在、立体彫刻を試していますが、Y軸の原点復帰ができない現象に悩まされています。A軸を使う場合は、Y軸を固定して使用しています。現象は、ヘリックス（螺旋を描いて削る方法）切削を完了して次のツールを交換するために原点復帰した時に発生しました。Y軸のリミットスイッチを叩いても、停止せずにそのまま進んで干渉してしまいます。リミットスイッチの配線かと思い、リミットスイッチの接点用LEDで確認した所、正常にON,OFFします。原点復帰前にＪＯＧ送りは正常に動作します。Ｙ軸を原点から離して、原点復帰を行い、手でリミットスイッチをON,OFFしても、そのまま原点方向へ進んでしまいます。A軸は回転中心をZ軸の原点にするために、専用の座標系で動かしています。x軸Z軸共に正常に原点復帰を行います。今まで正常にY軸の原点復帰していて、偶然かもしれませんがヘリックス切削をしてからできなくなるのは、関係があるのかと考えてしまいます。
もう一つ、考えられるのは、A軸の切削速度をG93,G94の逆時間送りで指定しています。ウォータライン切削をした時に、エラー22（Undefined feed rate）が5回ほど発生しました。プログラム上はF29.0G01 X8.500 A95.607の様にFコードが指定されていますが、CNCjsの画面の送り速度欄はブランクになっています。そのまま再起動をすると早送り速度で再開しました。何が原因か分かりませんので、調べる手立てはあるでしょか。
分かる範囲で結構ですので、助言して頂けると助かります。
宜しくお願い致します。

nyaru · 2023 年 4 月 10 日午前 5:54

こんにちは。
うーん、ヘリックス加工の時のみ発生しているのは不思議な現象ですね。
ちょっと原因の検討がつかないので、いくつかの設定やステータスの確認方法について紹介します。

CNCjsのコンソールにて?コマンドを送るとリミットスイッチの検知状態を確認できます

例えば<Run|MPos:351.154,0.000,-135.983,10.477|FS:1200,0|Pn:X>のように報告され、Pn: の部分が現在検知されているリミットスイッチを示しており、ここではX軸のリミットスイッチのみ当たっている状況となります。
参考：

Homing/Cycleの設定確認

CNCjsにて$Homing/Cycleと入力してホーミング順の設定を確認してみてください。
もしそのなかにYが入っていなければ設定してください。

CNC xPRO v5に関する設定・使い方【ソフトウェア】

$22=1
$Homing/Cycle2=Y
$Homing/Cycle1=X
$Homing/Cycle0=Z
あるいは
$22=1
$Homing/Cycle1=XY
$Homing/Cycle0=Z
これはホーミングの動作順番を設定しています．

G93の逆時間送りですが、毎行にFワードが必要で、Fワードが抜けているとerror22が出ます。
Fワードが入っているのにエラーが出ているのは原因はわからないですが、送信時か受信時か何らかの理由でFの部分が欠落したのかもしれません。

http://www.linuxcnc.org/docs/html/gcode/g-code.html#gcode:g93-g94-g95

github.com

bdring/Grbl_Esp32/blob/main/Grbl_Esp32/src/GCode.cpp#L740


      
                  axis_command = AxisCommand::MotionMode;  // Assign implicit motion-mode
              }
          }
          // Check for valid line number N value.
          if (bit_istrue(value_words, bit(GCodeWord::N))) {
              // Line number value cannot be less than zero (done) or greater than max line number.
              if (gc_block.values.n > MaxLineNumber) {
                  FAIL(Error::GcodeInvalidLineNumber);  // [Exceeds max line number]
              }
          }
          // bit_false(value_words,bit(GCodeWord::N)); // NOTE: Single-meaning value word. Set at end of error-checking.
          // Track for unused words at the end of error-checking.
          // NOTE: Single-meaning value words are removed all at once at the end of error-checking, because
          // they are always used when present. This was done to save a few bytes of flash. For clarity, the
          // single-meaning value words may be removed as they are used. Also, axis words are treated in the
          // same way. If there is an explicit/implicit axis command, XYZ words are always used and are
          // are removed at the end of error-checking.
          // [1. Comments ]: MSG's NOT SUPPORTED. Comment handling performed by protocol.
          // [2. Set feed rate mode ]: G93 F word missing with G1,G2/3 active, implicitly or explicitly. Feed rate
          //   is not defined after switching to G94 from G93.
          // NOTE: For jogging, ignore prior feed rate mode. Enforce G94 and check for required F word.

CNCjsの送り速度欄等は?コマンドで見える内容をCNCjs上に反映しているだけだったと思うので、CNCjs側でブランクだった場合はファームウェア側の情報をうまく取得できていない、あるいはファームウェア側の何らかのトラブルだった可能性があります。

なおモーダルなGコードの確認は$Gでできます。（G93、G94、またセットされているFも確認できます）

個人ユースでの4軸加工はまだまだメジャーではないので、いろいろとトラブルはあると思いますが、後人のためにもいろいろと情報がでてより使いやすくなればと思っています。

kawade · 2023 年 4 月 10 日午前 6:55

nyaruさま

早速の連絡、ありがとうございます。
4軸については、これからも問題点があれば、記載していきたいと思います。
１．リミットスイッチの確認をした所、Y軸はリミットスイッチを押してもPn:Yの様にY軸は表示されませんでした。XZ軸は、表示されました。そこで、X,Z軸のリミットスイッチの配線をドライバーから外して、Y軸だけをつなぎリミットスイッチ用のLEDを確認した所、解放時に点灯して接触時に消灯しますので、ON.OFF動作をしています。ハード的には、ON,OFFしていますがソフト的には感知していないことになります。これが原因ですね。
２． 2. Homing/Cycleの設定確認は、
$Homing/Cycle1=XY
$Homing/Cycle0=Z
の様に設定されていました。
３．エラー22（Undefined feed rate）については、これから削り込んでいきますので、その時に調査することにします。

Y軸のリミットスイッチですが、ハード的には確認できて、ソフト的に認識していないという事は、ドライバーのソフトを再インストールするしか方法はないのでしょうか。

kawade · 2023 年 4 月 10 日午前 8:01

nyaruさま

ファームウェア―を再インストールしましたが、現象は変わりませんでした。
ZX軸は検知しますが、Y軸は検知しません。LED側は、XYZ軸共にON,OFF表示します。ドライバーの不具合という事になりそうですね。

nyaru · 2023 年 4 月 10 日午前 8:23

USBのドライバーはPC側のソフトとなり再インストールしてもおそらく状況は変わらなく、今回トラブルが発生している可能性があるのはCNCxPRO v5のファームウェア側かと思います。
そのため実施するとしたらCNCxPRO v5のファームウェアの設定のリセット、ファームウェアの書き込み直しになるかと思います。

やってみたら良さそうなことを挙げてみます。

Y2/Aのリミットスイッチ部にY軸リミットスイッチを挿していないか確認。（A軸有効時はY2/Aリミットスイッチの部分はA軸用になるようです）
Y軸リミットスイッチが押されていない状態で?コマンドを入れた時に検知されていないか確認。（検知が逆になっていないか）
パラメーター類をメモっておき、$RST=*コマンドにて初期化
Grbl v1.1 Commands · gnea/grbl Wiki · GitHub
XYZAファームウェアの再書込み

こんなところでしょうか。

補足ですが、今のファームウェアの後継版（grbl互換）の案内がでており、こちらに乗り換えるという手もあります。
私もまだ少ししか触っていないのですが、これまでのxPROやgrbl類の設定方法とは大きく異なっているので乗り換えのハードルは高めという感じです。（とはいえ、開発されたものを直接使うことができ、SparkConceptsの出しているファームウェアを使う必要がなくなるので、バグ修正などがされた最新版が使えるというメリットはあります。）

kawade · 2023 年 4 月 10 日午前 8:29

nyaruさま

ドライバーの24V電源をオフにしてパソコン側の電源だけで、Y軸のリミットスイッチのコネクターを外して確認した所、Y軸が押されたように検知されてPn:Yが表示されました。次に24V電源を入れて確認した所、Y軸が検知されませんでした。この作業を繰り返した所、２４V電源を入れた状態でもY軸が検知されるようになりました。Y軸の入力電圧が不安定なようです。何か、対応策はあるでしょうか。

nyaru · 2023 年 4 月 10 日午前 8:50

xPROの上蓋を開けたところにリミットスイッチの電圧を変更するジャンパーがあるので、これを変更したら変わるかもしれません。デフォルトがたぶん5V側になっているので、24V側にすると電源からの電圧が直でかかるようになるはずです。

引用 Rear_Panel · Spark-Concepts/xPro-V5 Wiki · GitHub

kawade · 2023 年 4 月 10 日午前 9:19

nyaruさま

２４Vへジャンパーを接続して確認しました。
１．２４V電源OFF時にY軸のリミットスイッチをONにして、＄？で確認するとY軸は検知されます。
２．次に24V電源をONにして同じように確認するとY軸は検知されます。
３．ドライバー側をリセットしてパルスモータに電源が供給された状態で同じように確認するとY軸は検知されません。

3回ほど同じ手順で確認した所、再現性があります。
パルスモータの影響が出ているようです。
ジャンパー線の５Vの時よりは、２４Vを入れた時でも検視されているので、多少は良くなっているようです。

グランド線で対応できないでしょうか。
遅くなりましたので、検討は明日で結構です。
ありがとうございました。

nyaru · 2023 年 4 月 10 日午前 9:26

ノイズの影響があるかもしれないようなので、以下を試してみてはどうでしょうか。

リミットスイッチをNO接続している場合はNC接続に変更
配線の変更とパラメータ変更が必要です。
【CNCxPRO】リミットスイッチ、エンドストップの配線
リミットスイッチケーブルのシールドを引き出してGNDと接続

参考：

kawade · 2023 年 4 月 11 日午前 1:56

nyaruさま

おはようございます。
早速、アドバイスに沿って確認しました。
リミットスイッチの配線を変えると、機械座標系がずれてしまいますので、最後にすることにしました。
最初は、制御盤側でSINとV+を抵抗でつないでみましたが、昨日と現象は変わりませんでした。次に$26のチャタリング時間を色々と変えてみましたが、変わりませんでした。ここで諦めてリミットスイッチの接点を変更することにしました。場所を移すために、かなり大変で回転軸関係の装置の取り外しや配線の取り外しなどを行い確認した所、パルスモーターの電源を供給してもY軸のリミットスイッチを検知しました。電圧の24Vから５Vに戻してあります。
これから、機械原点の調整や回転軸の取り付け等大変ですが、結果を報告しておきます。

環境が変わった原因ですが、添付の写真は粗削の次に中削りが終わった所の写真です。
中削りは、R1.5のボールエンドミルで18時間削っています。
夜は近所迷惑なので、プログラムを途中停止させスピンドルだけ電源を切り、パソコンや制御盤は電源を入れっぱなしにして、朝再起動させました。中削りが終わりR0.5のボールエンドミルで仕上げ加工するために原点復帰した時に、センサー不良が発生しています。制御盤を長時間電源を入れっぱなしにしたために、ON,OFFのしきい値が変わってしまったのかもしれません。仕上げ加工は、５４時間かかります。結果が出ましたら報告します。

kawade · 2023 年 4 月 11 日午前 8:09

nyaruさま
その後、色々と動かせましたが、原点復帰は正常に機能しています。
原点復帰のリミットスイッチの接点は、NO接続の方がノイズに強そうです。
仕上削りの方は機械座標系がづれてしまいましたので、最初から削ることにしました。
A軸ですが、原点用リミットスイッチの入力ポートが有るのであれば、A軸の原点復帰はできるのでしょうか。現状は、ホーミングを実行してもA軸は回りません。
何か方法は、有るのでしょうか。

nyaru · 2023 年 4 月 11 日午後 12:38

モーターのケーブル近くにリミットスイッチのケーブルがあるなどでノイズで干渉があったのかもしれませんね。
現在は正常に動作しているようで良かったです。

未確認ですが、おそらく$Homing/Cycleの部分にAを記述すると動作すると思います。
現在は以下のようになっているとのことなので、$Homing/Cycle2=Aとか、$Homing/Cycle1=XYAとかでしょうか。

kawade · 2023 年 4 月 11 日午後 2:45

ありがとうございました。
A軸の原点復帰ですが、部品を揃えてから確認してみます。

kawade · 2023 年 4 月 14 日午前 6:56

nyaruさま
最初から削ているところですが、前回と同じところでError22が出ています。その時、必ず送り速度欄がブランクになっています。再起動ボタンを押すと再起動します。その時、切削送り速度で開始する場合もあれば、早送りで開始する場合もあります。早送りで始ます場合には、切削していますのでかなりの音になります。

添付の画像は、エラーが続けて発生している所を表示しています。
不思議なことは、切削方法をウォータライン切削を選択した時だけ発生します。
まだ、理解不足の所がありますので、何か分かりましたら連絡します。

nyaru · 2023 年 4 月 15 日午前 6:13

かなり頻繁にError22がでていますね
該当部のGコードやNCファイルをこちらに貼っていただければ似たような現象が起きるか検証してみます。

kawade · 2023 年 4 月 15 日午前 6:51

nyaruさま
ファイルを添付しようとしたのですが、エラーがでてアップできませんでした。
エクセルへロードした画像を添付します。

もし、ファイルをアップロードする方法があれば、連絡ください。
宜しくお願い致します。