Arduino CNC Shield v3.0の使用方法

How to Use the Arduino CNC Shield V3.0

Arduino CNC Shield V3.0は、3Dプリンター、レーザーカッター、ミリングマシンなどのCNCマシンの制御を簡素化するために設計された人気のシールドです。 ArduinoおよびStepperモータードライバーとペアになっているため、複数の軸を正確に制御できます。このチュートリアルでは、Arduinoを使用したCNC Shield v3.0のセットアップと使用についてガイドします。

あなたが必要とするもの

  1. Arduino委員会（例：UNO）
  2. CNCシールドv3.0
  3. ステッパーモータードライバー（A4988またはDRV8825など）
  4. ステッピングモーター
  5. 外部電源（モーター用12V-36V）
  6. ジャンパーワイヤ（オプション）
  7. GRBLファームウェア（オープンソースCNCファームウェア）
  8. Arduino IDEがインストールされたコンピューター

ステップ1：CNCシールドv3.0を理解します

CNC Shield V3.0は、Arduino UNOとの互換性のために設計されており、CNCマシンを制御するためのオープンソースファームウェアであるGRBLをサポートしています。主な機能は次のとおりです。

  • 最大4軸（x、y、z、a）のサポート。
  • ステッピングモータードライバーの構成によるマイクロステップのサポート。
  • 制限スイッチと緊急停止ボタン用のピン。
  • ステッパーモータードライバーのヘッダー（A4988またはDRV8825）。

CNCシールドv3.0レイアウト

  • ステッピングモーター出力： ステッピングモーターをラベル付きX、Y、Z、およびヘッダーに接続します。
  • ドライバースロット： ステッパーモータードライバー（A4988など）をx、y、z、およびaスロットに取り付けます。
  • 制限スイッチ入力： 制限スイッチを対応するピンに接続します。
  • 電源入力： モーターに外部電源（12V-36V）を使用します。

ステップ2：シールドを組み立てます

  1. ステッピングモータードライバーのインストール：

    • 各ステッピングモータードライバーをx、y、z、およびAというラベルの付いたスロットに挿入します。方向がシールドに付属した図と一致していることを確認します（通常はポテンショメータが対面しています）。
    • ヒートシンクをドライバーチップに取り付けて、熱散逸を改善します。

  2. マイクロステップを設定します：

    • シールドでジャンパーを使用して、各軸のマイクロステップを構成します。マイクロステップ構成については、ドライバーのデータシート（1/16または1/32ステップなど）を参照してください。

  3. Connect Stepper Motors：

    • ステッピングモーターワイヤをx、y、z、およびシールドの出力に取り付けます。

  4. 電源：

    • 外部電源をシールドの電源入力（12V-36V）に接続します。モーターが電圧と互換性があることを確認してください。

  5. Arduinoに添付する：

    • CNCシールドv3.0をArduino UNOの上に置き、ピンを調整します。

ステップ3：ArduinoにGRBLファームウェアをインストールします

  1. GRBLファームウェアをダウンロード：

    • 公式GRBL GitHubリポジトリにアクセスしてください。 grbl github.
    • 最新リリースをダウンロードしてください。

  2. Arduino IDEにGRBLライブラリをインストールします。

    • Arduino IDEを開きます。
    • 行きます スケッチ > ライブラリを含めます > .zipライブラリを追加します.
    • ダウンロードしたGRBLフォルダーを選択します。

  3. grblをarduinoにアップロードします：

    • Arduino IDEを開き、選択します ファイル > 例 > grbl > grblupload.
    • 正しいものを選択します ボード そして ポート の下 ツール メニュー。
    • クリック アップロード GRBLをArduinoにロードします。

ステップ4：GRBL設定を構成します

  1. GRBLに接続します：

    • Arduino Serial Monitorや専用のCNC制御ソフトウェア（Universal GCode Senderなど）などのシリアルコミュニケーションツールを使用します。
    • ボーレートをに設定します 115200.

  2. テストGRBL：

    • コマンドを送信します $$ 現在のGRBL設定を表示します。
    • 必要に応じて、ミリメートルあたりのステップ、フィードレート、加速などの設定を調整します。例えば： 
      $100=250.0 (X-axis steps/mm)
$101=250.0 (Y-axis steps/mm)
$102=250.0 (Z-axis steps/mm)

  3. 制限スイッチを有効にする（オプション）：

    • 制限スイッチをシールドに接続し、GRBL設定でそれらを有効にします。 
      $21=1 (Enable hard limits)
$22=1 (Enable homing)

ステップ5：CNCシールドをテストします

  1. CNC制御プログラムを開く：

    • Universal Gcode Sender（UGS）などのソフトウェアを使用して、CNCシールドを制御します。

  2. モーターを動かす：

    • ソフトウェアの手動コントロールを使用して、x、y、z軸を移動します。ステッピングモーターが正しく応答することを確認します。

  3. Gコードファイルをロードします。

    • サンプルGコードファイルをロードしてソフトウェアで実行して、セットアップをテストします。

トラブルシューティング

  • ステッピングモーターが動いていない：

    • ドライバーの向きを確認し、ジャンパーがマイクロスタッピングに設定されていることを確認してください。
    • 外部電源が接続され、機能的であることを確認します。

  • 不安定な動き：

    • モーター接続を確認し、GRBLの加速設定を減らします。

  • ドライバーの過熱：

    • 適切なヒートシンクがインストールされていることを確認し、冷却ファンの使用を検討してください。

CNCシールドv3.0のアプリケーション

  1. DIY CNCルーター
  2. 3Dプリンター
  3. レーザー彫刻家
  4. プロッター

結論

GRBLで使用するために、Arduino CNC Shield v3.0を正常にセットアップしました。このシールドにより、ステッピングモーターズを制御し、独自のCNCマシンを簡単に構築できます。さまざまな構成を試して、CNCプロジェクトの実現を開始してください！

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