レーザー加工機 HAJIME の制御系を入れ替える その1

みら太氏より頂いたレーザー加工機 HAJIME

出処はナイショなのですが、状態は極上。ドングル類やソフト・マニュアルも全部付きである。

しかしみら太氏からの前情報で不具合ありだが再現せずとのこと。あと制御系がウンコオブザウンコなのでさっさとオープンソース系に総入れ替えすべし、とのこと。

ほんまか?と思って吊るしで使ってみましたがこれがまあ、そそり立つクソの塔である。

率直な感想なので失礼は承知であるが、これにフルプライス出した人が可哀想になってきた。
まあソフトはビチグソですが普通に使えるし、不具合もやはり出ないので、かまへんか~ と思っていたのですが……

ご覧の通り不具合(Y軸方向で瞬間的に脱調?制御系が瞬停している?)が出始めたので、一緒に頂いていたArduino with CNC Shieldを使い、Lightburn化しよう!という試み。できるかな?

そいだらまあバラしていくわけだが…これがまあひどいのなんの。見た目のためにネジが全部底に集められてる。私がサービス部門に居たら設計者をはっ倒してアトレーに紐で括り付けて「このまま環状行くかァ!」しているところです

一応写真撮りつつガンガン外していきます。戻す気はないけど、これ何の線?防止

バラしていくとこれがASSYで外れてくれます。フレームの剛性はここだけで成立しているので、ここのユニットだけ流用してハコは自作したほうがいくぶんかマシかもしれませんね。

とりあえずステップモーターとリミットスイッチはラベリングしておく。

リミットスイッチ側のコネクタに繋がっているもので、ガイドレーザー用電源っぽいものが出ている。(黒赤線)
これはまあ読み通りガイドレーザーで、5Vで駆動っぽい。

あとコイツらはWPとフローセンサー。フローセンサーはいらんやろ!と思っていたが、後述するレーザー電源に保護回路として接続しないといけないっぽい。このへんは割とちゃんとしてるな~

コイツラの解析をする前に先に電源の解析をする。何Vか想像もできないのに使うことは出来ない。

ほんでこれが電源なんですが、、、なんか茶色線がへし折れてる気がする。えぇ…

左から
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G(推定ですが十中八九レーザー管陰極に接続)
FG(筐体GND)
AC
AC(接地側)
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5V(多分電源で使っていい奴。これには使ってないが…)
IN(レーザー出力PWM制御用)
G(筐体アースだろう)
WP(レーザー管保護機能。フローセンサ接続。アクティブL)
TL(Trigger Low。Lowレベルで高圧駆動。実際Lowレベルに落とすとLEDが光る。)
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24V(24V系電源。常時ON)
G(まあたぶんGND)
5V(5V系電源 真ん中の5V電源とは導通するのでおそらく同一系統)
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とまあこんな感じ。WP端子は短絡でもいいと思うけど…せっかくなので入れておいたほうがいいだろう

そのため、フローセンサーを解析する

赤に5V 黒にGND接続して適当に口で吹いてみると、センサの出力値は2.5Vでトリップした。そこそこ回転落としても2V以上出るので、たぶんこのへんから動作するようにすればよい。

となると、ここから適当にTrでも噛まして→FETをドライブして→WP端子をGNDに落とす という回路が必要になるんではないかと思われる

今回、水タンクは使わずに外部の水タンクを使用する想定なので、WPは入れ替えることになる。
そこそこの高低差をなんとかしようとするので、フローセンサーはあったほうがいいだろうし、その他にも追加の制御基板が欲しくなってきた。作りましょう。

とまあ、ここまででだいたい作るべきシステムがわかった。図にしてみよう

ざっくりこんな感じ。
CNC ShieldとかLightBurnとかの使い方はいまいち理解していないが、想像している通りならこんな感じになる。
ダクトファンとエアコンプレッサはどうしてやろうか考え中…手動ON/OFFでもいいかな?と思っている。本体連動できるとよいが、CNC Shieldの空きポートが有るかどうか。なければMEGAの方を使うまでだが…

WPは24Vで駆動できる投げ込み式のものをポリタンクに入れて使用する。大容量タンクにすることで、レーザ管の温度が上がりすぎることを防ぐ目的だ。
電源も24Vなら現場のおっちゃん向けのものがあるが、もう少し安いものがないか探す。できれば12Vに下げずに使えるものがあればよいのだが…

こういうやつ

ステップモータードライバは純正でA4988を使用しているらしい。直近にXL2596SのDCDCがあるが、3.3V生成用だった
基板を見るとステップモータードライバ基板の入力に24Vって書いてあるので、モーターは24V駆動っぽい。CNC Shieldの定格内なのでOKこのままいく

システム構成考えたら、あとは制御系の使い方の勉強&配線&改良設計に取り掛かります。

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