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最近、3Dプリンターの話をよく耳にしますが話題になっているのが積層造形法による樹脂を重ねあわせてオブジェクトを作成する工作機械です。以前からCNCフライス盤として知られている工作機械も広義では3Dプリンターです。CNCフライス盤は木や金属、プラスチックなどの素材を回転工具の刃先で切削することでオブジェクトを作成します。どちらにも共通なものがコンピューター制御されたXYZ軸を移動できる仕組みです。Z軸については3Dプリンターは積み上げ、CNCフライス盤は切削と反対の動作になります。

今回の目標はXY軸のコンピューター制御です。元となったのはProxxon社のマイクロクロステーブルです。この製品は手動で操作するものですがこれをコンピューター制御に改造します。

• 改造用パーツの入手
  　　フォルム
  　　モーター取り付けパネルなどの改造セットを販売している
  　　smartDIYs Shop
  　　CNC制御ボードやNEMA17ステッピングモーターを購入
  　　モノタロウ
  　　左寸切りボルトや左ナット、ベアリングなどの部品の購入
  
• 改造情報
  　　改造手順はこちらです
  　　CNCフライス盤の自作
  　　プロクソンＣＮＣ
  

次にコンピューター制御系ですが、Open HardwareのArduino UNOとCNCモーター制御ボード、モータードライバーという構成です。XY軸の駆動用モーターにはステッピングモーターを使います。モータードライバーはステッピングモーターの駆動制御を行います。使用するステッピングモーターは1ステップ1.8°回転するものを使用していますので200ステップで1回転することになります。ArduinoのファームウエアとしてOpen Source SoftwareのGRBLを利用します。GRBLはUSB接続されたPCからGコードを受け取り、各モーターを動作させます。PCにはGRBLコントローラーをインストールします。
Arduino UNO R3は以前、購入した互換ボードを使用し、Arduino UNO用 CNCシールドとモータードライバー基板（XY軸で2個）で制御系の完成です。モータードライバー基板には ステッピングモータードライバ A4988を使用しました。電源は15V2AのACアダプターでテストしていますが、最終的には24V5Aの電源に交換するつもりです。

• CNCシールドの詳細
  　　各ピンの解説とジャンパー設定
  　　回路図
  
• ファームウエアの入手とインストール
  　　GitHub grbl
  　　Grbl v0.9j Atmega328p 16mhz 115200baud
  　　with generic defaultsを使用しました
  　　Arduinoへ書き込み
  　　パラメーター設定
  
• GRBLコントローラーの入手
  　　Grbl Controller 3.0
  　　Grbl Controller 3.6.1を使用しました
  　　参考サイト
  

作成したいオブジェクトの作成は２D CADソフトを使用して作成します。この作成されたCADデータのCADフォーマットからGRBLコントローラーにロードするGコードを作成するソフトが必要になります。出来上がったGコードをGRBLコントローラーで読み込み、Arduinoに転送すると実際の切削作業が開始されます。