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DCモーターのサーボ制御

光学式ロータリーエンコーダー付きDCモーターが手に入ったので、位置フィードバック制御をして、サーボ作動をさせてみました。
中華通販やebayなどで、プリンタ用の余剰品か横流し品かあるいはハネ品かは解りませんが、わりとお手軽に入手できました。






ご家庭用のインクジェットプリンタ、昔はステッピングモーターを使用してましたが、多分音が、、、ってことで最近のものは光学式のロータリーや、リニアエンコーダーを使って制御されてるものが多いと思います。

ステッピングモーターはオープンループの制御で、脱腸したらズレたまま、となりますが、DCモーターのクローズドループ制御は移動する「現在の位置」まで戻ります。

また、ステッピングモーターに比べ効率が良いので同じトルクでも小さいモーターとなります。





ステッピングモーターの代替がきけばよいなぁなんて考えながら作っているので、入力信号は通常のNCコントローラーが出力するStep/Dir信号です。

使用したMCUはSTマイクロのSTM32F4discoveryボードに載っているSTM32F407。
モータードライバは東芝セミコンダクタのTB6643KQです。

双方とも秋月電子で割りと安価に入手が可能です。


クローズドループのステッピングモーターでも、モーターからモータードライバ内のクローズドループは可能で、オリエンタルモーターが、エンコーダー付きステッピングモーターとドライバのセットを販売してます。

また、LinuxCNCと入出力用のFPGAカードを使えばNCコントローラー内でのクローズドループも可能です。




以前の記事、3Dプリンタ用の閉ループ制御にて、紹介させていただいたサイトにもArduino を用いたDCモーターのサーボ制御の作例が載ってます。

こちらも試してみました。


作例とDCモータードライバが違うのでTB6643KQ用にスケッチを書き換え、使用しています。



実は、DCモーターのサーボ制御用のアンプ、ELMのchan氏がかなり前からDCサーボモーターの実験とゆう記事内でアセンブリ言語のソースコード込で公開されてます。



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テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

Arduinoの下支え。

http://www.makerblog.at/より。

Projekt: Mini CNC Plotter aus alten CD/DVD-Laufwerken

Arduinoを使ってのDVDプレーヤー駆動部品を使ってのNCプロッタの作成記事です。

どうもオーストリアの会社の方が書かれているようで何語かよくわかりませんが、Web翻訳等でお読みください。
かなり丁寧に解説されていると思います。








また、全て見たわけではありませんが、ページ内にはその他Arduinoを利用した各種モジュールの制御等々が書かれているようです。


日本国内のみならず、世界的にかなりこのようなチュートリアルや作例が沢山有ります。

他のもっと高機能なMCUでも、同様な事ができるはずですが、なぜ、Arduino?と思いますが、扱いやすさとお手軽さ、使いやすさ、あと、このような作例の多さは、他のMCUにはあまりありません。



また、もっと高性能なMCUを、と思うかもしれませんが、http://leaflabs.com/とゆうところが、STM32F103とゆうArduinoより相当高性能なMCUを使用し、Arduinoっぽく使えるMaple IDEとゆうものを作ってましたが、現状開発は止まっているようです。(MapeIDEは使えます)

それもこれも、単にMCUを使いたいとゆう理由でArduinoが選択されたわけではなく、Arduinoを使った機能を使いたいとゆう人が多かったから、Mapleの販売に繋がらず、LeafLabでの開発中止にとなったんでは?と思います。

ArduinoIDEの開発自体、かなり大変だと思いますが、それを使ったソリューションってゆうか、作例とかを作るのもかなり人的コストがかかると思います。 
また、プログラムや回路図をWebにUPするだけではなく、解説等々をWebにUPすることもかなりの労力だと。。

このへんが、Arduinoの下支えになってるんだろうな、と思います。


Arduinoに限らず、Web上に各種記事をUPされている方々には頭が下がります。。




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Arduinoの宇野とメガのシンプルなDIYオシロスコープ

http://sg.element14.com/より。

A simple DIY Oscilloscope with Arduino Uno and Mega


Arduinoによる簡易オシロスコープの作成記事です。
以前取り上げさせて頂いた大阪教育大学准教授 の光永 法明氏の記事、Arduino でオシロスコープへの記事のリンクがあり、ソースコードを利用されたのだと思われます。

自作、もしくは小型の、、個人で使用し、自己で管理メンテナンスしなければならないNCマシンの問題を解決する手段として、簡易なものでも、電気信号がグラフ上に見ることが出来ると良いと思います。


産業用のNC、本体自体も高いのですが、精度維持やその他もろもろの年間保守点検料も結構な金額。

低価格なNCフレームとかは、この辺の事が自己責任となるため低価格だと、認識してます。

トラブルがあっても対処出来るだけの事を身につける時間と機材を揃えても、個人で小さなNC加工機持つことはメリットがあるのでは??

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ゼロ化CNCマシン用の顕微鏡カメラ

http://hackaday.com/blog/より。

MICROSCOPE CAMERA FOR ZEROING CNC MACHINES



この記事内では、USB接続の細身の顕微鏡を使っての3軸NC切削機の原点出しを紹介していますが、リンク内の元サイトには自作系NCの運用に便利そうな道具の作成等々紹介されてます。

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手の届くところに今、オープンソースロボットアーム

http://hackaday.com/blog/より。

OPEN-SOURCE ROBOTIC ARM NOW WITHIN REACH

元記事
Robot arm v. 0.3.

デンマークのRoskilde Universite内にあるFablabで作られたオープンソースのロボットアームのようです。



制御には複数のGRBLが使われているようです。

GRBL単体では3軸のNC制御ですが、その上に統括的なコントローラーを置くことにより、3軸以上のコントロールをしているようです。






色々とつかえるようです。。

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あきらひとし。

Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

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