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DIYプリンタとリニアドライブ

http://www.homofaciens.de/index_en_navion.htmより。

CNC V3.1 - Linear drives and DIY printer




最近の、、、昔のに比べると静音化されたプリンタの駆動ユニットを使用した、もっと大柄なプリンタの作成されてます。
記事、動画の内容としては、最近のプリンタに内蔵さたDCモーターと、超高分解能な光学式のエンコーダーを利用したサーボ制御を主体としています。

プリンタが静かになったのは、ステッピングモーターを使用したものから、周波数の高いPWMで作動させるDCモーターへ大本のモーターが変わったことが大きいと思います。また、これほど高分解能な光学式エンコーダーが量産効果により、安価で使用されるようになったこと、、が大きいのだと思います。

単純にサーボ制御とすることで、ステッピングモーターのように脱調して、制御がズレてズレっぱなし、ではなく、ずれた所はアレですが、司令に従った位置まで戻ろうとします。



チョット前に公開となった、PCのUSBマウスのセンサを利用したリニアエンコーダーの記事と動画です。

Computer mouse



シリアル通信の信号をArduinoで読み取ってますね。

一番上の動画では、USBマウスをリニアエンコーダーとしても利用してます。

シリアル通信でのデータの読取りなので、直接LinuxCNCに突っ込んでのモーション制御は出来ませんが、MCU等でStep/Dir入力のDCモーターサーボ制御ドライバを作れば、LinuxCNCにかぎらず、Mach3や、GRBL、その他Step/Dir信号出力なNCコントローラーでも、クローズドループなDCサーボ制御での作動が出来ると思います。

サーボ制御自体は、Step/Dir信号をUP/Downカウンタで読取り、位置指令とし、位置指令と、モーターに付けられたエンコーダー(こちらもUP/Downカウンタで読取り)の差をモーター作動用のPWM信号に変換するだけです。
MCU等から演算によって出力されたPWM信号を使用して、PWM信号を受けることの出来るDCモータードライバ(TB6643KQ等)を駆動させれば、サーボ制御することができます。

この演算時に、古典制御となるPID制御の演算式を入れています。


サーボ制御で問題となるのは、命令に対する現在位置の「遅れ」で、この遅れがあっても安定して制御できるようにしているのがPID制御の計算式です。

また、高速なインターフェースとプロセッサ、高分解能なエンコーダーにより、高速で正確な位置制御ができるようになったので、大きな負荷でない限り、割と簡単にサーボ制御ができるようになったと思います。


以前の記事DCモーターのサーボ制御や、位置フィードバックさせたDCモーターをロータリーエンコーダーで操作。でしているDCモーターのサーボ制御は極簡単なプログラムと回路で構成されています。





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テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

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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。

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