公開： 2020/10/24
Mach3関連他追記：2020/10/31
追記部分の校正：2021/04/20

直前の記事でも書いたようにWindows10でもMach3が動くのと、ラップトップでもUC100を使って機械を動かせるということで、脱XP(+LPT)のためにダメ元で中古の東芝ダイナブックを手に入れました。
注文して3日くらいで届きましたが、Windowsって変わってないな〜と思いながら設定などしていると、エラーメッセージが出ました；

OKを押しても何分かすると現れて、だんだん頻度が高くなってきました。

今まで新品・中古に限らずコンピュータ関係で外れを引いたことはなかったので、とうとう運も使い果たしたかなと買ったサイトへ状況を連絡したんですが、あいにく土曜日で月曜まで返事は来ません。
裏側の冷却ファン排気のスリットをよく見たらどうもファンが回っていないようで、細い電線で突っついてみたら回りだしました。
その後エラーは出なくなって、運はもうちょっと残ってるみたいです。

実装メモリ4GBでは心許ないので、空いてるスロットに増設しました。
(DDR3L 1600 PC3L-12800 4GB)
『お客様ではメモリの交換・増設はできません』となっていますが、裏蓋の20数本のネジに挑戦すれば簡単にできます。バッテリ側ヒンジ部の左右各２本、計４本のネジが少し長く、他のネジはすべて同じです。
写真を撮り忘れたんですが、詳しくはこのサイトで ＝＝＞ 
裏蓋を開けたときにエアダスタで吹いてみるとファンのあたりからホコリが飛んでいきました。

一件落着で、XPのデスクトップから抜き出したMach3フォルダの全ファイルをコピー、念のためArtSoftからMach3をダウンロードしてインストールしました。
Windows10用パッチファイルというのも実行しましたが、特に変化は無くMach3は正常に立ち上がりました。＊文末に追記
アプリのプロパティからWindowsXP互換モードにするとタイトルバーの色がXPとほぼ同じになりました。
ところが、ペンダント代わりのUSBテンキーパッドのカスタマイズ(AutoHotKey)がファイルをコピーした時点では正常だったんですが、いつの間にか(?)各軸を動かせるだけで作業タブの切り替えなどができなくなりました。
AutoHotKeyのスクリプトを実行していないようで、ネットで調べていろいろ試してみましたが解決できず、ヘコんでいます。

案外簡単な理由かも知れませんが ….　
＊ 次の記事の通り、やはり簡単な理由でした

ディスプレイは横長1366×768で、縦サイズが合っているのにMach3ウィンドウ(1024×768)の下端がわずかに切れます。
Mach3標準スクリーンセット(1024.set)は余裕で表示されるので、2010Screensetの問題みたいです。
ディスプレイ設定を1024×768にしたら解決するんですが、デスクトップが見えるようにしたいので悩ましいところです。

Mach3に限らずフォントがかすれたように汚くて、最新でないにしても4年前のPCでこれはないやろとがっかりでしたが、ClearTypeテキストに設定するとマシになりました。なぜ初めから設定しておかないのかと不思議です。
また、起動時にログイン画面の前にロック画面が表示され時間がかかるので、表示無しにしたら早くなりました。
さらに、自動ログインにするともっと早くなるかもと設定したら、思いっきり遅くなったのでやめました。

何か設定を変えようとするとディスク内を探し回ってとてもイライラしますね。
直感と合わないことが多くて動作も重く、解説本がいっぱい出ているのが分かる気がします。頭の体操には良いかもしれませんが、スマートじゃないです。

まぁそこらは置いといて、
UC100はメーカーサイトからプラグインなどをインストールして、実際の加工が問題なくできることを確認し、自分のシステムはこうなりました；
CAD(MacBook) => ファイル共有 iCloud Drive => DynaBook
=> VCarvePro Gコード作成、Mach3読込
=> UC100 USB/DSUB25 => HobbyCNC Pro => 自作機

その後、iCloud Drive をWindows側からアクセスできるようにして、MacBookからDXFファイルを書き込むようにしました。
ファイル共有は相手のコンピュータが起動していないとダメですが、iCloud Drive なら気にせずにファイルやデータを放り込んでおけます。

2020/10/31 追記：
Mach3フォーラムのWindows10でエラーが出るという投稿に、Newfangled Solutions Helpdesk から「インストーラには対応するパッチを当てた」というコメントがあったのを見落としていました。
There is a new Mach3 installer on our website (machsupport.com) that includes a patched version of .062 that corrects this issue. Install it over your previous version of Mach3, restart, and you should be back to normal. As always, I recommend backing up your profile, license, and any custom macros or screens–just in case.
« Last Edit: May 17, 2018, 02:19:54 AM by bryannab »

ダウンロードしたMach3.exeの日付(2018/5/14)と符合しますので、Windows10に換える場合はバージョンにかかわらず、改めてダウンロードするのが安全かと思います。
文中にもありますが、旧バージョンに上書きする際はプロファイル、ライセンス、自作マクロなどをバックアップしておくのをお勧めします。

Win10 1909で問題なく動きましたが、2021年4月20日現在でWin10 20H2 19042.928 で正常に動作しています。

なお、Mach3の最新(最終？)バージョン 3.043.066 もダウンロードできるようですが、これはパッチ処理されていないそうです。
もともと、.062 が最も安定したバージョンと言われていたので納得です。

/////

公開： 2020/10/23

現在使っているMach3は、PCのプリンタポート(DSUB-25)を使ってモータドライバなどを制御する最も標準の構成です。
今のところ何も問題は無いんですが、最近のPCはプリンタポートが無いのでPCがダウンしたらどうしようかなとずっと思っていました。

いつも見ている自作自慢の掲示板 のサイトで同じように危惧されている方の投稿があり、選択肢としてUC100の話でスレッドが長くなって盛り上がっていたので調べてみました。

UC100というのはPCからUSBケーブルでCNC装置へ制御信号を送るモーションコントローラで、ハンガリーの CNCdrive という会社が販売しているものです。
従来のDSUB-25コネクタ付きの機器へ接続できて、USBケーブル(1.8m)は付属しています。(写真はCNCdriveのサイトから)

Amazon、eBay などでUC100で検索するといくつも見つかりますが、そういうのは UC100 CNC Motion Controllerという文字が入っておらずプラグインなどの説明もありません。
メーカーに問い合わせるとすべて偽物で、製品説明のページでは次のような警告が出ています。
Be aware that counterfreit fake UC100 motion controllers are sold on e-bay, alibaba, banggood and amazon!
The fake devices will not work with our software!

いろいろ調べて見て、メーカーのwebショップで注文、送料(€18)合わせて€98。
月曜出荷〜翌週木曜到着、国際線の便数が激減している影響か日数がかかりました。

日本でどのくらい売れてますか？と聞いたら、モーションコントローラーやライセンスを買ってくれている会社があるとURLを書いてくれました。
見たら、成晃機械設計(SMD)で、”that Japanese company is a good customer of ours.” ということです。
ここではUC100はUCCNCとのセット販売で、単体では売っていないみたいです。
(確認はしていません)

UCCNCはMach3と同じような制御ソフトで、ライセンス(€55)は25,000以上売れているそうです。Mach3が$175、Mach4-Hobbyが$200ですからえらく安いです。
(写真はCNCdriveのサイトから)

評判もいいみたいで興味はありますが、Mach3+2010Screenset が気に入っているので、当面は変えるつもりは無いです。

現在の構成は；
CAD(CADintosh / MacOS) => DXFファイル => USBメモリ => VCarvePro =>
Mach3 => DSUB-25 ケーブル => HobbyCNC Pro => 自作CNCフライス
セキュリティーのためにWindowsXPをネットに繋いでいないので、
DXFファイルをUSBメモリで渡しています。

PC側のDSUB-25プリンタポートからの出力をUSB接続のUC100に置き換えるわけで、設定手順はマニュアルに詳しく書いてあります。

メーカーサイトからインストーラをダウンロードして、USBコネクタからHobbyCNC-Pro(信号入出力、ステッピングモータ駆動)のDSUB-25コネクタへ繋いで 正常に動作しました。

UC100の話の中でMach3がWindows10でも動くという情報があり、ホンマでっか!?と調べたらMach3のフォーラムなどでガセネタでないことが確認できました。
UC100を使えばノートパソコンでもOKみたいで、どうするか考えています。

/////

公開： 2020/08/27

このブログのスタートは機械の自作とその制御などですが、そこで使っているステッピングモータ制御基板を販売しているHobbyCNCのホームページに面白いものがありました。

DIY CNC Router Plans というもので、製作の詳しい説明と図面を$14.95でダウンロード販売しています。
あくまでも材料(合板あるいはMDF)を切ったり削ったりしてルーターの形にするだけの資料で、実際に動かすにはモータや制御基板、送りネジなどのハードウエアが必要ですが、自分で作ってみたいけどどこから始める？というような人には役に立つと思います。

実際に買って中身を見た訳ではないので無責任な話ですが、FAQやフォーラムもあるので挑戦してみてはと思います。

今のオーナーは気さくな兄ちゃんという感じの人で(感じだけで実際の歳は知りません)、もともとHobbyCNCのユーザーで2015年に創業者から事業を買い取ったそうです。
ホビーユーザー向けに低価格で良い製品を提供するというポリシーを受け継いでいるんだよと書いていました。

残念ながら日本語ではないですが、他の製品の説明などを見ても英語もわかり易く(英語圏のちゃんとしたマニュアルは皆そうですが)、習った英語の復習もできて一石二鳥では？

/////

公開： 2020/06/25
一部文言修正： 2020/06/29
その後の調整追記：2020/08/13

自作機の精度についてちょっと理解し難い点があって、6月17日にいつもお世話になっているCNC掲示板に投稿させていただきました。
いろんな測定をして何だったのかは分かったんですが、掲示板では図や写真をたくさん使えないので、ここでまとめました。

発端は何かというと、
・テーブルにストレッチ(Straight Edge)を置く、
・スピンドル部にダイアルゲージを付け、Y0でゼロに合わせる、
・走らせると徐々に増加、Y300で約 0.05 (＝Y軸が下がっている)
 @Y0　==>　 @Y300

この状態なら、手前(Y0側)で削ったものより奥(Y300側)で削ったもののほうがが薄くなるはずなのに、実際には全く同じ厚さで差はありません。
以前から気が付いていたんですが、加工精度に問題が無いのでそのままにしていたものを「こんな現象をどなたかご存知？」と投稿してみたものです。

いろいろ書き込みをいただいたんですが、基本的なところからチェックしてみようと以下の通りやってみました。

測定(1) テーブル面からY軸ビームの高さ
ヤンキーバイスにピックテストを固定して、リニアガイド・レールのテーブル面からの高さを測りました。

手前(Y0)をゼロにして、奥(Y300)の方へ30〜50mm間隔で測っていくと

徐々に数字が増加して、奥の方が0.07高い ＝ Y軸が上がっている

数値の差はありますが、テーブルに置いたストレッチで測った結果と真逆です。

測定(2) 測定位置による数値の変化は？
スピンドル部にダイアルゲージやピックテストを固定していますが、測定位置によってどう変化するのか調べてみました。

上のように、ピックテストの測定レバーの向きを変えてテーブルに置いたストレッチの上を走らせてみると、左の状態では全長にわたってほぼゼロ(0.01以内)、右の状態ではY300で＋0.08程度(手前から徐々に増加＝Y軸が下がっている)になりました。

初めに書いたダイアルゲージでの測定では最大＋0.05程度でしたが、取付位置が違っていたことを考えると同じ結果です。
これで、加工したものに差が出ない理由が判りました。

念のため、スピンドル先端とテーブル面からの高さ変化を見ましたが、全長にわたりほぼゼロでした。

測定(3) Y軸ビームとテーブルの直角度
Y軸送りネジがレール上面より出っ張っているので測定しにくく、スコヤを立ててZ軸(スピンドルのベース)の押さえ板表面との傾きを見ました。
手持ちのスコヤで測定範囲は約75mmです。

Y0(下左)では、スコヤを押し付けて下側が当たっている状態で、上端に0.07のスキミが入ります。
Y300(下右)では、全面がほぼ密着しています。
　
ということから、Y軸ビームが言わばのけぞった状態からY300に向かって徐々に起き上がっているということになります。
掲示板に投稿する時に測ったのは0.05くらいでしたが、スコヤの板厚が薄くて測りにくいのでだいたいこのくらいという程度です。

結論：
これらの測定値から言えることは(Y0側を基準として)、
Y軸上のスピンドル部の動きは；
測定(1) の数字からは、Y300に向かって 上がっていく
測定(3) の数字からは、Y300に向かって 下がっていく

結果として、(1) (3) が絶妙かつ奇跡的(!)に打ち消し合ってスピンドル先端は真っ直ぐに動き、加工精度が出ていたということです。

Y軸周りをバラして組み直してみようと考えています、時間はたっぷりあるので …

/////

＊＊＊＊ 2020/08/13 追記: 調整した結果 ＊＊＊＊

前の測定結果からY軸ビームがねじれていることが想定されたんですが、ねじれ具合を精密に測定する方法がないので、トライアル＆エラーでシムの位置と厚さを探してみました。

余計なことですが、トライアル＆エラー(Trial and error)をトライ＆エラーと書いている文章が多くて気になって仕方がありません

測定しながらあちこちにシムを入れたり取ったりしていたんですが、あちら立てればこちらが立たず的な結果でした。
そこで、ねじれているという原点(?)に帰ったらここやろと、Y軸ビームを取付けているX軸サイドプレートの手前側(Y0側)にシムを入れてみました。(図の赤丸位置)

X軸サイドプレートへの取付け面は長くないので、測定結果から概算して0.02のシムを入れてみました。
調整の方向としてはOKでしたが修正量が不足だったので、シムを0.03にして各部のボルトをしっかり締めて測定した結果；

• スピンドル回転中心のテーブル面に対する垂直度
  X150位置で、ピックテストを取付けて振り回し、下図赤丸の10点で最大差は0.03
  
  

• ピックテストをそのままに、ストレッチを渡してY0〜Y300まで走らせて測定、
  最大差は0.02
  
  写真の反対側へ振り回すとX軸サイドプレートが邪魔でストレッチが置けないので、ピックテストの取付を延長して測定するも結果は同じ

• 工具先端のゼロセットと同じ要領で、X50Y50からXY共に50の増分でX250Y250まで25点を測定、最大差は0.02

ということで、「なんやこれだけかいな？」という気もしますが、満足できる結果を得ました。

/////

公開： 2020/02/16

いつも拝見している自作CNC掲示板の最近のスレッドで、CNCフライスでネジを切る話が投稿されていました。
旋盤ならネジ切りは問題ないでしょうが、フライスでネジ切りする(機械にやらせる)のは難しいです。

メーカー製のフライス盤などは、特殊なネジ(径が大きいとか、ピッチが特殊など)は別にして、一般的なボルト穴は工具交換装置でタッパーを使うのが普通と思います。

しかし、趣味のCNCでは；
 – 主軸の回転位相を制御するのは無理と思われ、
 – タッパーが使えるくらいまで主軸回転を落とせない(多分!)、
 – タッパーを使うにはZ軸の余裕がない(多分!)
 – 余裕があっても、工具交換が面倒(?!)
ということで、機械で下穴ドリルを開けておいて、タップは手作業というのが一般的でしょうか。
ハンドタップを使う時はタップの垂直を出すために、シャンク径に合う穴を開けたブロックを作ってあります。

ところで、上記のスレッドに、外ネジを自作フライスで加工する動画を投稿された方がおられました。
それを見て、Mach3に付属していた Addon にネジ加工があったのを思い出し、以下に実際にテスト加工してみた経緯をまとめました。

まず、前にも書きましたが、使っているのは、
 – Mach3 (R3.043.062) ＋ Screen2010 1_1_2
このスクリーンセットを使っている人は日本にはいない？
以下の説明は一般的でないかもしれないので、参考としてください

このスクリーンセットでは Mach3 Addons for Mill というアドオンをツールバーから呼び出せるようになっています。
Mach3標準のスクリーンセットでも使えると思います。
先ほど調べてみましたが、現在入手できるのは Mill Wizard という名前になっていて、同じことができると思いますが、画面も全く変わっているようです。
また、2011年当時のライセンスは$50でしたが、現在の Mill Wizard は$75です。
余談ですが、当時は円が高くて１ドル79円ちょっとでした。

アイコンをクリックすると、下のような画面に切り替わるので、右上の Thread Milling をクリックします。
このAddonはちょっとした加工をCAMソフトを使わずに手早くできるのでとても便利です。
穴加工もスパイラル切込みができるので、よく使っています。

次の画面で、工具径や送り速度を入力します。

入力したら Continue をクリックして、次の画面になります。
ネジの谷径というのは、ピッチが大きい場合(＝切込大)は一回では無理なことがありますが、谷径を変えて加工を繰り返してもネジ山がずれることはありません。

ただ、生成されるGコードはネジの切り上げ側からスタートし(図の下側)、水平方向の逃げもあるので、クランプなどと干渉しないかよく見ておかないと危険です。

インチ・ミリの確認、右ネジか左ネジか、外ネジか内ネジか、ネジ中心座標、谷径、ピッチ(インチの場合はTPI＝インチあたりの山数)、上部の逃げ、ネジ長さなどを入力して、Save Settings => PostCode をクリックすると、Mach3の操作画面に戻ります。

とりあえず実際にやってみようと、まず、手元にあった彫刻用のカッター(径1/8″)を取り付けられるようにホルダを作りました。
スピンドルのコレットナット外径より大きくするという意味もあり、写真の状態で刃先径は38mmです。

塩ビパイプの端材で加工してみました、外径や切込みは適当です。
切削開始時；

３回に分けて削った最後のパス；

カッターの刃先角が90°なので、出来上がったネジはえらくトンガっています。

外ネジの最小径はいくらでもいけそうですが、機械の構造・カッターホルダの大きさ・材料強度などの条件により、細くて長いネジは無理です。
内ネジの最小径は、旋盤の穴ぐりバイトみたいなのを作ってもM10くらいが限界で、実用的ではありません。
しかし、何か部品を作った時に適当な寸法でネジを切って組み合わせるなど、これこそ、趣味の世界？！

実際に使う機会が来るかどうかはなはだ疑問ですが、その時のために先端角60°のカッターをeBayで注文してしまいました …. $7.7

/////

公開： 2019/04/29

以前の記事の後半に Probing について書いていますが、円柱状部品の芯出し精度の確認をしてみました。
加工が終わっていったん外してしまった丸物の面取りや、追加工の位置決めなどに使えそうです。

Screen2010 の画面上のメニューバーにある  をクリックすると、Probing の画面になります。

必要な設定は；
① Probe Tip Dia.: プローブとしてスピンドルに掴んでいるロッド径
② Z Clearance: ワークを安全に乗り越えるのにZ軸を引き上げる距離
③ Edge Length: ワークの直径＋5〜10mm

Y＋方向への動作からスタートしますので、ワークの手前へ適当な距離をとってスピンドルの位置を合わせます。

測定を始める前に、ワークが絶縁されている＝アースに落ちていないことと、スピンドル側についているクリップをワークに当てた時に  が緑に点灯することを必ず確認します。

実際の作業では、状況に応じてワークの取り付けに工夫が必要でしょう。

 をクリックすると、スタートします。

実際の動作；

Y＋方向へ(150mm/min)、タッチしたら後退して低速(25mm/min)で再度検出
Z上昇(15mm)、反対側へ25mm＋6mm(プローブ直径)移動、Z降下、検出
Z上昇、X＋側へ移動、Z降下、検出
Z上昇、X−側へ移動、Z降下、検出
Z上昇、X0 Y0へ移動して停止

停止した位置 (X0 Y0) で、スピンドルにピックテストを付けて振り回し、芯ズレを測定してみました。

芯出しと測定を2回行いましたが、ピックテストの読み(TIR)は0.05〜0.08mmで、芯ズレは0.04mm程度以下と考えられます。
ピックテストの精度、スピンドルの振れなどいろんな要素が絡んでくると思われますが、まぁまぁかなと納得しました。

スタート位置を左右(X方向)に1〜2mmずらしてみましたが、ほとんど数値の変化はなかったので、目で見てだいたいワークの中心線上にあれば問題ないようです。

/////

編集 2018/4/30

機械本体の説明の記事にも書きましたが、ワークテーブルのT溝の底に本体フレームと補強材を止めているボルトの頭が見えていて、切粉が引っかかってTナットがスムースに動かなかったりして困っていました。
本体フレームごと作り直せばいいんですが、費用の問題もあるし、そこまでしなくても何とかならないかと考えて、薄板を挟むことにしました。

写真はすでにワークテーブルを外した状態ですが、取り外す前に手元にあった1mm厚のアルミ板(300×200)2枚にワークテーブル取付ボルトが通る穴を加工しておきます。
ベースプレートは300×445ですが、全面を覆う必要はないのと300mm以上はずらさないと加工できないので2枚を合わせることにしました。

ワークテーブルは外すとバラバラになるので、組み戻しできなければ最悪作り直すことにして、バラシをスタートします。
取り外すと、幅の広いのが5個、両端の狭い幅のが2個になります。

汚れをキレイにして、アルミ板を挟んで組み立てます。

まず、中央の1枚をX方向にピックテストを走らせて平行を出して固定します。隣の部品はø5ピン(h7)に0.01mmのシムを挟んで押し付けながら、端面のX方向の位置を揃えて固定します。残りの部品を同じように組み付けていきます。
0.01mmのシムを挟んで合わせることで、溝幅はH7〜H8相当になるはずです(!?)。

X0〜100あたりに加工してあったø5ピン穴(加工時の位置決め)を正確に元どおりに揃えるのが難しいため、各部品を180°回転して取り付けています。
このため、X300 Y300に近い今までほとんど使っていない部分(T溝幅がわずかに狭いのに目を瞑っていたあたり)がX0 Y0 付近に来ました。
全部品を固定した後に、ピックテストで確認しながらT溝の幅を削正します(ズレは1/100程度)。

取付ボルトの穴に1mm厚ゴム板をø8の皮ポンチで打ち抜いたもので塞ぎ、面出しをして出来上がりです。
アルミ板の端は何も押さえるものがないので、皿ビスで固定します。

位置決めに使っていたピン穴はø5皮ポンチで打ち抜いたゴム板で塞いであります。
また、ワークテーブルの長さを両側5mmづつ削って290mmにしました。
何ヶ所か、Zの設定を間違って削り込んだ跡が残っています。
位置決めピンは今後必要に応じて追加工します。

T溝の底は、当然ながら、気持ちよく(!)きれいになっています。

/////