ステージのCNC化がわかりません 投稿者：shinoda 投稿日：2016/06/20(Mon) 20:48 No.623
こんにちは、自作CNCの初心者です。
CNC化できるのかどうかわからなくて困っています。
現在、添付ファイルのような
ステージ(XA10A-L2-2H、神津精機)、
ACサーボモータ(SGMJV-01ADA21、安川電機)、
ドライバー(SGDV-R90A01B、安川電機)、
コントローラー(ARIES、神津精機)
を使用して、ステージを操作しているのですが、
この図のコントローラー(ARIES、神津精機)を変更して
CNC操作(Gコードによる指令)ができるようなステージにしたいと考えています。
インターネットで調べると、パソコンNCやCNC用の基板を用いれば、CNC化することは可能であるということがわかりましたが、
実際に私が所有するステージをCNC化することは可能なのでしょうか。
初心者の私には、何が問題で、どういう情報が必要なのかもわからないので、
わかる方はヒントだけでもいいので教えてください。
できれば、系統図を書いてくれるとうれしいです。
ご親切な方、どうぞよろしくお願い致します。
Re: ステージのCNC化がわかりません - oldman 2016/06/23(Thu) 22:11 No.625
shinoda さん、こんにちは。
形式の見方･サーボパック( http://www.e-mechatronics.com/product/servo/sgm5/model/amps/index.html )によると、
・SGDV アナログ電圧 ・ パルス列指令形
SGDV：Σ-Vシリーズ サーボパック SGDV形
R90 ：最大適用モーター容量kW
A ：電源電圧 三相AC200V
01 ：インターフェース アナログ電圧･パルス列指令形(回転形サーボモータ用)
B ：設計順位...
という事で、パルス列を入力すれば サーボモーターは回せますね。
マニュアルは、以下から(ユーザー登録して)ダウンロード出来ます。
サーボ > ACサーボドライブ > Σ-V( http://www.e-mechatronics.com/download/manual/index.html?qAct=Search&qCategory=%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9C&qKind=AC%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%83%89%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%96&qSeries=&qAdditionalOpen=0&qSeries%5B%5D=%CE%A3-V&qLangJp=1&qFromDate=&qToDate=&qKeyword=&qPropertyAv=1&qPropertySt=1&x=63&y=29 )
'ACサーボドライブ Σ-Vシリーズ ユーザーズマニュアル 設計・保守編
アナログ電圧・パルス列指令形／回転形 日本語 SIJP S800000 45N <25>-0 2015/12/18 22.2MB'
このマニュアルによると、'パラメータ意味有効タイミング分類(p5-33)'に
1)n.0??? ［出荷時設定］ ラインドライバ信号用指令入力フィルタ1 を使用します。（～ 1 Mpps）
2)n.1??? 電源再投入後 セットアップ オープンコレクタ信号用指令入力フィルタを使用します。（～ 200 kpps）
との記述があるので、必要なパルス列速度により どちらかのインターフェースを準備すればO.K.です。
SEN1/2(リミットスイッチ?)の信号は メーカー名や型番で仕様を検索して、必要な信号をパソコン(NCソフト)に通知するインターフェースが必要になります。
接続とNCソフトについては、以下などを参考に Web検索も併用して調べると良いと思います。
・ミニフライスのCNC化 ①動機～構想
トップページ ＞ CNCの自作にチャレンジしてみようぜっ ＞ ミニフライスをCNC化してみようぜっ
・以下でキーワード検索
'エレ・メカ・ホビーショップSEC'、'Smooth Stepper'
実は私もサーボモーターを使ったNCシステムを作ろうとして色々と実験している最中です。
自作自慢の掲示板！に途中経過をアップしています。
自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作！ 投稿者：oldman 投稿日：2015/08/18(Tue) 22:23 No.358 (現時点で4ページ目になってます)
の延長でインターフェースを作っていただけると嬉しいです(お財布にも優しいですし... :-p)。
形式の見方･サーボパック( http://www.e-mechatronics.com/product/servo/sgm5/model/amps/index.html )によると、
・SGDV アナログ電圧 ・ パルス列指令形
SGDV：Σ-Vシリーズ サーボパック SGDV形
R90 ：最大適用モーター容量kW
A ：電源電圧 三相AC200V
01 ：インターフェース アナログ電圧･パルス列指令形(回転形サーボモータ用)
B ：設計順位...
という事で、パルス列を入力すれば サーボモーターは回せますね。
マニュアルは、以下から(ユーザー登録して)ダウンロード出来ます。
サーボ > ACサーボドライブ > Σ-V( http://www.e-mechatronics.com/download/manual/index.html?qAct=Search&qCategory=%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9C&qKind=AC%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%83%89%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%96&qSeries=&qAdditionalOpen=0&qSeries%5B%5D=%CE%A3-V&qLangJp=1&qFromDate=&qToDate=&qKeyword=&qPropertyAv=1&qPropertySt=1&x=63&y=29 )
'ACサーボドライブ Σ-Vシリーズ ユーザーズマニュアル 設計・保守編
アナログ電圧・パルス列指令形／回転形 日本語 SIJP S800000 45N <25>-0 2015/12/18 22.2MB'
このマニュアルによると、'パラメータ意味有効タイミング分類(p5-33)'に
1)n.0??? ［出荷時設定］ ラインドライバ信号用指令入力フィルタ1 を使用します。（～ 1 Mpps）
2)n.1??? 電源再投入後 セットアップ オープンコレクタ信号用指令入力フィルタを使用します。（～ 200 kpps）
との記述があるので、必要なパルス列速度により どちらかのインターフェースを準備すればO.K.です。
SEN1/2(リミットスイッチ?)の信号は メーカー名や型番で仕様を検索して、必要な信号をパソコン(NCソフト)に通知するインターフェースが必要になります。
接続とNCソフトについては、以下などを参考に Web検索も併用して調べると良いと思います。
・ミニフライスのCNC化 ①動機～構想
トップページ ＞ CNCの自作にチャレンジしてみようぜっ ＞ ミニフライスをCNC化してみようぜっ
・以下でキーワード検索
'エレ・メカ・ホビーショップSEC'、'Smooth Stepper'
実は私もサーボモーターを使ったNCシステムを作ろうとして色々と実験している最中です。
自作自慢の掲示板！に途中経過をアップしています。
自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作！ 投稿者：oldman 投稿日：2015/08/18(Tue) 22:23 No.358 (現時点で4ページ目になってます)
の延長でインターフェースを作っていただけると嬉しいです(お財布にも優しいですし... :-p)。
Re: ステージのCNC化がわかりません - tsuzuki 2016/06/24(Fri) 16:14 No.626
shinoda さん始めまして
私はサーボモータに関しては全く門外漢でお答えにはなっていないのですが非常に興味があり書き込みさせていただきました。
ご質問のステージ(XA10A-L2-2H、神津精機)、これすごいですね。神津精機のサイトで見ますと
本来は5相ステッピングモーター駆動でボールねじ仕様、分解能0.5マイクロメーターという超高性能
（お値段も新品だと25万,一軸でこの値段なので3軸化、5軸化するとうーむですね）
可動域は50mm 動画を見るとすごさに圧倒されます。
どんなものにお使いになるのか興味津々です。本来は顕微鏡下でするような超精密作業用のものかと思いました。
まさにミクロンの世界ですね。米粒に字を書くくらい朝飯前でしょうか。
ここに静岡のishiさんがサーボモータによるCN化の記事を書いていますが
http://mecha-tech.la.coocan.jp/53_cnc_system/cnc_system-j.htm
最後の一言が結構うんちくあります。
まずステッピングモータを使ってパソコンから駆動してみるのはいかがでしょう。
これなら情報を得るのは非常にたやすいです。
そしてこれだけの精度と高額の費用を考えると、これはメーカーに頼んじゃうほうがいいような気もしなくはないですね。
お答えにはなっていなくて申し訳ありません。
私はサーボモータに関しては全く門外漢でお答えにはなっていないのですが非常に興味があり書き込みさせていただきました。
ご質問のステージ(XA10A-L2-2H、神津精機)、これすごいですね。神津精機のサイトで見ますと
本来は5相ステッピングモーター駆動でボールねじ仕様、分解能0.5マイクロメーターという超高性能
（お値段も新品だと25万,一軸でこの値段なので3軸化、5軸化するとうーむですね）
可動域は50mm 動画を見るとすごさに圧倒されます。
どんなものにお使いになるのか興味津々です。本来は顕微鏡下でするような超精密作業用のものかと思いました。
まさにミクロンの世界ですね。米粒に字を書くくらい朝飯前でしょうか。
ここに静岡のishiさんがサーボモータによるCN化の記事を書いていますが
http://mecha-tech.la.coocan.jp/53_cnc_system/cnc_system-j.htm
最後の一言が結構うんちくあります。
まずステッピングモータを使ってパソコンから駆動してみるのはいかがでしょう。
これなら情報を得るのは非常にたやすいです。
そしてこれだけの精度と高額の費用を考えると、これはメーカーに頼んじゃうほうがいいような気もしなくはないですね。
お答えにはなっていなくて申し訳ありません。
Re: ステージのCNC化がわかりません - oldman 2016/06/24(Fri) 18:44 No.627
tsuzukiさん、こんにちは。(shinoda さん、こんにちは。tsuzukiさんへの横レスです、ご容赦を。)
凄いシステムですよね、涎がとまりません。
この葡萄は酸っぱいはず(移動距離が10cm)と言って私には使い道が無い...とうそぶいています。
実は、プロに頼む方法についても思いついてはいたのですが、コストがかさむ事とこの掲示板の話題には馴染まないかと思い
触れませんでした。
'hosmos aries'でgoogle検索すると、このコントローラのマニュアルやユーザーズガイドが見つかります。
これによると、WindowsマシンとLAN接続できて Windows上のアプリから制御できるようです。
問題は、Windows上で Gコードを入力するとステップデータを送出(LAN経由)するプログラムが必要になるのですが、
普通に頼むと このハードの一桁アップの金額が必要になりそうな気がしています。
自分で頑張ろうとすると、オープンソースのGコード解釈ロジックはありそうですが、
ある程度のソフト開発のスキルが必須で これから(ゼロから)作ろうとすると大変な労力を使いそうです。
まだしも、スムースステッパやBeagleBone＋インターフェースボードを作る方が 安価だろうと思って 前レスになりました。
凄いシステムですよね、涎がとまりません。
この葡萄は酸っぱいはず(移動距離が10cm)と言って私には使い道が無い...とうそぶいています。
実は、プロに頼む方法についても思いついてはいたのですが、コストがかさむ事とこの掲示板の話題には馴染まないかと思い
触れませんでした。
'hosmos aries'でgoogle検索すると、このコントローラのマニュアルやユーザーズガイドが見つかります。
これによると、WindowsマシンとLAN接続できて Windows上のアプリから制御できるようです。
問題は、Windows上で Gコードを入力するとステップデータを送出(LAN経由)するプログラムが必要になるのですが、
普通に頼むと このハードの一桁アップの金額が必要になりそうな気がしています。
自分で頑張ろうとすると、オープンソースのGコード解釈ロジックはありそうですが、
ある程度のソフト開発のスキルが必須で これから(ゼロから)作ろうとすると大変な労力を使いそうです。
まだしも、スムースステッパやBeagleBone＋インターフェースボードを作る方が 安価だろうと思って 前レスになりました。
Re: ステージのCNC化がわかりません - 猛牛ロック 2016/06/25(Sat) 17:26 No.628
shinodaさん、はじめまして。
ご所有の、マシン構成を詳しく調べた訳ではありません。一般的な記述と思ってください。
今の段階で、特別に問題になる点は無いように思います。
考え方（図のコントローラを変更しCNC化したい）もあっています。
大きく言えば、現在のコントローラが、CNC（PC－ブレイクアウトボード）になるだけです。
（問題点は無い＝簡単に接続できる、ではありません。電気の知識や面倒な配線は必要になります。
サーボアンプの配線に慣れていれば、大したこと無いと感じるかも）
CNCは、勿論コンピュータ（パソコン）が制御する、NCマシンです。GコードをNCソフトが読み込み、各軸の動作（パルス）を計算し、リアルタイムで
パルスを出力します。そこまでが第一段のCNCソフト（+ハード）の動作です。
ただ、これにも種類があり、信頼性や使いやすさなど、それぞれ異なります。また、サポートされているGコードもそれぞれ違います。
特に、ここで何を選択するかが重要に思います。種類も色々あります。PCの選択、CNCソフトの選択、出力IFの選択などで、おおよそ
この選択が安定動作の元になります。まぁ、定番といわれているものを選択されるのが良いと思います。
※パソコンから直接パルスを出すのはパラレルポートのみです。それは単純に出力ピン数の問題です。
パラレルポートからの出力を対象にしているCNCソフトは「汎用」です。そのほかの専用ボードは要りません。(MACH、TURBO CNC、LinuxCNCなど)
USBやLAN接続のものはコードを専用ボート（ミニコンピュータ）に送り、専用ポートがパルスを計算し、パルスを出力します。
専用ボードとCNCソフトはセットになります。
専用ボードだけあって、大抵のものは下記のブレイクアウトボードの役割も担っています。また、機能を付加しているものも多いです。
色々選択肢はありますけど、ここでどの選択にするにせよ、出力先は各軸のパルスが出力される、と言う事です。
おおよそ、その信号はブレイクアウトボード（インターフェースボード）というものに繋ぎます。
PC（パルス出力）とモータドライバとの間で電圧や形式などの変換が必要であったり、また、リミットスイッチ等を設ける場合など
インターフェイスの統合として用います。
※「ブレイクアウトボード+数軸のステッピングモータドライバ」が合わさった、「CNCボード」というのも良く売られています。
どの部分が組み合わされているのかはそれぞれの商品を見て判断してください。
サーボなら差動接続をサポートしているSERVO LINKERというIFボードもあります。
その先はモータードライバ→モータ→ステージです。これは既にshinodaさんが所有されているものです。
結局のところ、CNCソフトは何を使うか？を選択するのが第一で、どれを選択するにしても、出力先は各軸の?パルスを発生するので
必要に応じて、電圧や、形式を合わせ（必要に応じて差動接続などのノイズ対策をして）、各軸のドライバに渡す、と言う事です。
（でも、サーボは配線だけでも大変になりますね）
ご所有の、マシン構成を詳しく調べた訳ではありません。一般的な記述と思ってください。
今の段階で、特別に問題になる点は無いように思います。
考え方（図のコントローラを変更しCNC化したい）もあっています。
大きく言えば、現在のコントローラが、CNC（PC－ブレイクアウトボード）になるだけです。
（問題点は無い＝簡単に接続できる、ではありません。電気の知識や面倒な配線は必要になります。
サーボアンプの配線に慣れていれば、大したこと無いと感じるかも）
CNCは、勿論コンピュータ（パソコン）が制御する、NCマシンです。GコードをNCソフトが読み込み、各軸の動作（パルス）を計算し、リアルタイムで
パルスを出力します。そこまでが第一段のCNCソフト（+ハード）の動作です。
ただ、これにも種類があり、信頼性や使いやすさなど、それぞれ異なります。また、サポートされているGコードもそれぞれ違います。
特に、ここで何を選択するかが重要に思います。種類も色々あります。PCの選択、CNCソフトの選択、出力IFの選択などで、おおよそ
この選択が安定動作の元になります。まぁ、定番といわれているものを選択されるのが良いと思います。
※パソコンから直接パルスを出すのはパラレルポートのみです。それは単純に出力ピン数の問題です。
パラレルポートからの出力を対象にしているCNCソフトは「汎用」です。そのほかの専用ボードは要りません。(MACH、TURBO CNC、LinuxCNCなど)
USBやLAN接続のものはコードを専用ボート（ミニコンピュータ）に送り、専用ポートがパルスを計算し、パルスを出力します。
専用ボードとCNCソフトはセットになります。
専用ボードだけあって、大抵のものは下記のブレイクアウトボードの役割も担っています。また、機能を付加しているものも多いです。
色々選択肢はありますけど、ここでどの選択にするにせよ、出力先は各軸のパルスが出力される、と言う事です。
おおよそ、その信号はブレイクアウトボード（インターフェースボード）というものに繋ぎます。
PC（パルス出力）とモータドライバとの間で電圧や形式などの変換が必要であったり、また、リミットスイッチ等を設ける場合など
インターフェイスの統合として用います。
※「ブレイクアウトボード+数軸のステッピングモータドライバ」が合わさった、「CNCボード」というのも良く売られています。
どの部分が組み合わされているのかはそれぞれの商品を見て判断してください。
サーボなら差動接続をサポートしているSERVO LINKERというIFボードもあります。
その先はモータードライバ→モータ→ステージです。これは既にshinodaさんが所有されているものです。
結局のところ、CNCソフトは何を使うか？を選択するのが第一で、どれを選択するにしても、出力先は各軸の?パルスを発生するので
必要に応じて、電圧や、形式を合わせ（必要に応じて差動接続などのノイズ対策をして）、各軸のドライバに渡す、と言う事です。
（でも、サーボは配線だけでも大変になりますね）
Re: ステージのCNC化がわかりません - shinoda 2016/06/27(Mon) 17:24 No.629
oldmanさん、こんにちは。
ご回答いただきありがとうございます。大変勉強になります。
あまり知識のない私には、何を基準にして基材を選定すれば良いのかもわからなかったので、具体的にこれとこれを考慮すればよいというアドバイスは本当に助かります。
アドバイスをもとに、CNC化を目指したいと思います。
＞問題は、Windows上でGコードを入力するとステップデータを送出(LAN経由)するプログラムが必要になるのですが、普通に頼むとこのハードの一桁アップの金額が必要になりそうな気がしています。
おっしゃる通りです。神津精機にそのようなプログラムを依頼したところ、50万円からという非現実的な金額を提示され、断念しました。
tsuzukiさん、はじめまして。
ご投稿ありがとうございます。
この投稿を読み、改めてこのステージが高精度なものなんだと認識するようになりました。
＞どんなものにお使いになるのか興味津々です。
実は、これは会社の所有物で、私のものではないんですよね。
ですので、あまり詳しいことは言えないんですけど、マイクロ～ナノレベルの加工用のステージに使っています。
CNC化するのに、他に相談する当てもなく、私物ではないですがこちらで相談させていただきました。
猛牛ロックさん、はじめまして。
ご指導ありがとうございます。
CNC化するまでの大事な点を道筋を立ててわかりやすく説明していただき、初心者の私でも、具体的な流れをイメージすることができました。
＞結局のところ、CNCソフトは何を使うか？を選択するのが第一で、どれを選択するにしても、出力先は各軸の?パルスを発生するので必要に応じて、電圧や、形式を合わせ、各軸のドライバに渡す、と言う事です。
CNCソフトによっては、専用ボートが必要になるものがあるのですね。なるべく簡易的な設計にしたいので、パラレルポートからパルスを送れるMACH、TURBO CNC、LinuxCNCなどにしたいと思います。
ご回答いただきありがとうございます。大変勉強になります。
あまり知識のない私には、何を基準にして基材を選定すれば良いのかもわからなかったので、具体的にこれとこれを考慮すればよいというアドバイスは本当に助かります。
アドバイスをもとに、CNC化を目指したいと思います。
＞問題は、Windows上でGコードを入力するとステップデータを送出(LAN経由)するプログラムが必要になるのですが、普通に頼むとこのハードの一桁アップの金額が必要になりそうな気がしています。
おっしゃる通りです。神津精機にそのようなプログラムを依頼したところ、50万円からという非現実的な金額を提示され、断念しました。
tsuzukiさん、はじめまして。
ご投稿ありがとうございます。
この投稿を読み、改めてこのステージが高精度なものなんだと認識するようになりました。
＞どんなものにお使いになるのか興味津々です。
実は、これは会社の所有物で、私のものではないんですよね。
ですので、あまり詳しいことは言えないんですけど、マイクロ～ナノレベルの加工用のステージに使っています。
CNC化するのに、他に相談する当てもなく、私物ではないですがこちらで相談させていただきました。
猛牛ロックさん、はじめまして。
ご指導ありがとうございます。
CNC化するまでの大事な点を道筋を立ててわかりやすく説明していただき、初心者の私でも、具体的な流れをイメージすることができました。
＞結局のところ、CNCソフトは何を使うか？を選択するのが第一で、どれを選択するにしても、出力先は各軸の?パルスを発生するので必要に応じて、電圧や、形式を合わせ、各軸のドライバに渡す、と言う事です。
CNCソフトによっては、専用ボートが必要になるものがあるのですね。なるべく簡易的な設計にしたいので、パラレルポートからパルスを送れるMACH、TURBO CNC、LinuxCNCなどにしたいと思います。