Mach3ゲームパッド設定と不穏なHDD、PCIパラレルカードのドライバ

3軸のジョグが楽になりました。ヨドバシで1800円くらいのエレコムのゲームパッド。

エレコムのユーティリティでデジタルスイッチを設定、ジョイスティックはMach3フォルダにあるKeyGrabberでXYZに割り当て移動方向を指定。アナログで速度が変わるのですが、微動は難しい。

Windowsが起動しなくなったのでチェックしたらハードディスク０とな。読んでない。

今までの人生でHDDの不調に直面したのはひと月前の20年もののWindows2000PC、その次が来るの早すぎ。ダメ元でマザーボードのホコリが取り切れてなかったところを掃除。中古PCをヤフオクに流すのを業務にしてるとこから買ったので一通り手当はしてたっぽいけど、CPUヒートシンクのキワのホコリが取り切れてなかったので。

そしてHDDを一発叩いて組んだら起動するようになりました。ともあれHDDは怪しいのでSSDに交換します。SSD読み書き回数制限があり、XPとは相性が悪いので回避設定する必要はあるらしい。SSDに丸ごとコピーするユーティリティソフトをダウンロードし、SSDの到着待ち。

うちにあったPCIパラレルカードを付けたらドライバーを要求されました。ネット環境で使っていないので、帰宅してうろ覚えの基板配置からすると玄人志向の製品っぽいが、もう10年以上前の製品のドライバは無い。それでも乗っかってるチップから使えそうなドライバを確保しました。チップの会社自体も社名が変わってました。

追加のパラレルポートはロータリーエンコーダMPGやリミットスイッチ等に割り当てようと思ってます。

でWindowsをシャットダウンしようとするとできない…起動できなくなった以前からこの現象が頻発してて、いったん電源プラグ抜いてから、再度起動するとシャットダウンできますので、ファイルは完全に壊れてはおらず、もしかしたらMach3関連の操作で固まってる可能性もありますが、早めにHDDのクローンをSSDに落とさないとです。

【更新】

PCIパラレルカードのドライバーから「うちのハードはみつからない」と断られました笑　ということは玄人志向のじゃないな…じゃこないだHDD不動でお蔵入りしていたPCについてるかも…

違うな…MCS製チップが、ならXPにつけたやつはどうなの？

おなじやつが出てきました。こちらのほうがポピュラーだったのでドライバは確保しました。

そしてHDDをSSDにクローンし…HDDのパーティションのほうが2倍あったので丸ごとコピーできず、書きこみされた領域だけクローンで動きました。所要時間は8分

でHDDを撤去し、そこにSSDを据えて起動。なんも変わらない、そうWindowsをシャットダウンできない現象も生じます。HDDの不調ではないのか、書きこまれていたデータ自体がもう壊れてたのか。
ログオフしてからシャットダウンという手順を踏むとシャットダウンできたので、ユーザー設定が変なのかも、と管理者権限の新しいユーザーを作りました。

新しいユーザーではデスクトップに保存したものが無くなり、SheetCamは使えない、インストールが個人に紐づけされてるようで。

その後SSDの設定を「ひんぱんに読み書きするプロセスを発生させない」ように変更しました。Regeditの出番になるくらいいじるんだ、そうしないとシリコンディスクがなかった時代のXPでそれを使うと寿命が短くなるんだそうで。

パラレルポートドライバを入れるという宿題が一つ残った。ガレージに床に一年以上転がってたこれを拾う。ピンアサインを全く覚えていないが、大きい赤は緊急停止SWで間違いなく、大きいダイヤルはパルる発生器、黒いツマミはそれのXYZ切り替え、黒ボタンの脇に３つ並べているLEDはXYZ軸表示か。なんもラベルしてないのでこれから好きなように機能を割り当てて使います。Gコードのスタートストップなどは物理スイッチのほうが良いし。

作ったひとだけわかってるMach3CNC基板

1000円くらいのMach3パラレルポートBOB（ブレークアウトボード）最初は説明書無し、このごろは後追いで作られた説明書があるがおみくじ程度のことしか書いて無くて
「端子も少ないんだしみりゃわかるだろ」と思ったんだろうけど。

Mach3パラレルポートBOB

つまづきの原因は電源仕様。

左上にUSBタイプAソケットがあり、ここから5Vを取ればパラレルポート経由でモーターを動かせる信号がでる、ステッパーモータードライバーは別途必要ですが。このUSBはシリアル信号通信には使っていない。

左端子台に「12-24Vパワーサプライ」がありますよね、当初ここだけ繋いで使おうとしたらうんともすんとも。そこでUSBからも電気供給するか、と。

ですが、両端タイプAのUSBケーブルの入手は簡単じゃなくて、普通のを2本買って作りましたよ。それでモーターは動かせるようになりました。

「12-24Vパワーサプライ」は「オプショナル」と説明に書いてあったので外してみました。そうすると左端子台のスイッチ入力が無効になりました。

理由は12-24V端子からの電気はコンデンサ２つの次にあるレギュレータで10Vに落とし、左端子台の右に並んでいる５つのフォトカプラに電源供給してるから。

つまり、1000円くらいしかしないので電源回路をケチって「5VならUSBからとればいい、タイプＡメス基板ソケットはタダみたいに安いし」ってことのようで。

そして、プラズマZ軸のゼロ点プローブのスイッチをフォトインタラプタに入替えしたときも問題発生。

これまで使用していたマイクロスイッチはぶら下がったままです。薄いアルミ板が凹の間に入って遮光するとオンになる回路です。電源仕様は5VなのでMach3BOBの右下のPC電源から取りました、USBからの電力供給ですね。信号線をMach3BOBの左端子台のスイッチ15につないでスイッチのLEDは遮光すると付いたり消えたりするけど、Mach3ソフトから見る限り入力してませんでした。これはPC電源端子のGNDと左端子台のGNDは電気的に「浮いてる」からでした。トーチ下の円盤は水しぶきガードのシリコン製フタです。皆さん100均（あちらだとダラーショップ）折畳みカップつかってますね。

解決するために手っ取り早くリレーモジュールをかました。

これで作動。空中配線はそのまま使います。Digitizeの緑□が反応すれば合格。

あとはゲームパッドでXYZのJOGやスタート・ストップができるようにします。あとマウスのポインタ移動もゲームパッドでできるようにしたい。原点合わせはプラズマの場合0.5ミリステップくらいの精度で十分なのでXYZ微動機能は要らないと思います。

プラズマテーブルはソフトがないとただの箱以下

ソフトウェア構築の巻。

プラズマテーブルには水を張るから湿気元になるし、適切ななにかを添加してないとカビや蚊が発生するかもで、使わなければただの箱よりたちがワルい。

他のCNCと同様、製図→Gコード変換→CNCソフトですが、XYしか切らないけれどZ軸高さの調整が必要になり、一つ前の記事の通りTHCというデバイスがあると便利です。

ミニフライスはうちのPCのFUSION360とそれのCAMでGコードを作ってUSBメモリで持ち出してスタンドアローンCNCコントローラーで動かしてますが、プラズマでもFUSION360は便利に使えます。

ですが、わたしの使用頻度ですと、FUSION360はサブスクリプションするほどではないんで、3年の無償版の期限が来たら別のに乗り換えることになりそうです。

プラズマを最初駆動してほどなく不動になられた古いWindows2000PCは15年くらい前にミニフライスを動かしており、鍋CADもMach3もインストールしてあったんですが、まっさらの中古XP機に鍋CADの今の無償版は体験版になってファイル保存もDXF書き出しもできない、困った。FUSION360は10年前のCorei3機では動かないですよ、ネット環境無しのXPですし。

Windows10のディスプレイ故障したノートPCをガレージに持っていきモニタ切替器で使うか、と準備だけはしたところで、

家で使ってる鍋CADは保存もDXF書き出しもできるぞ…もしや…そう、鍋CADをデスクトップにダウンロードしたまま放置してました。これをUSBメモリでガレージPCにインストールして無事DXF図面を作れるように。

鍋CAD

とても古いシェア版は今でもダウンロードできたんでそれを先に試してみましたが20年くらい前のやつっぽくて実用にはならないなと削除したあとだったんで嬉しかったです。

この図をDXF形式で保存し、Sheetcamに読み込んでプラズマ軌跡にする。

Sheetcam

FUSION360ほどは使いやすくないけど、使い込めばイケます。PCがWindows2000からXPになったんで現行Sheetcamがインストール可になり、単純図形ならCADソフト無しでライブラリから作成することができる機能がついてます。

Gコードにする際にTHCと相性のよいポストプロセッサが必要ですが、ぴったりのものがありませんでした。この点はFUSION360が断然良いです。具体的にはカット開始ゼロ点のセットが上の図形だと最初の六角の切り始めのときだけ、あと一つの六角と外形枝豆形状の切り始めの都度ゼロ合わせをやってくれません。

ともあれMach3にGコードを読み込む

Mach3

切ってみたがいきなり雑な設定での10ミリ厚の切断は無理でした。

裏です。家に帰って調べたらうちの30A機では10ミリを貫通させ切り始めるのは基本無理なんだそうで。

それならば、外縁からの直線カットでの至適条件を見つけよう、とやってみたら150mm/minでなんとか切れる。

裏にドロスびっちり

タガネでガンガン叩いてようやく取れるくらいびっちりついてました。

原因はアンペア不足もあるけれど、公称性能では10ミリは3倍くらいの速度でなんとか切れるはず、本日作業終了時の推測はエアーコンプレッサーの能力不足。カット時にコンプレッサー出口の設定圧の針を見てると低下してました。

「1000wくらいのコンプレッサー買わないと」と思ったけど、そうじゃないレギュレータ圧は実際空気を流したときは低下するのは普通に起こる現象でした。塗装したときにそうだった。プラズマのマニュアルには「圧調整器は切断してるときに指示をみろ」とは書いてないですね。10ミリ厚を切る頻度はあまりなさそうですが、もうちょっと詰めてみます。これで長いカット時にエアー圧低下現象が出たときコンプレッサー更新を考える必要がありそうです。現実的には更新1500Wのコンプレッサーを買うのでなく家にある600Wコンプレッサーをガレージに持って行って並列で使うのがギリ電力契約以内で収まりそう。静音1,000Wコンプレッサーってのはまだないないちょぼちょぼありますね。コンプレッサー内蔵のプラズマカッターもありますが、今どきのはこの750w静音コンプレッサーをタンクレスで内蔵し常時稼働という構成なんだそうです。自分の環境から推察できるとおり、youtubeで紹介してるのを見ると継続できるエアー圧はプラズマカットできるギリギリくらい。
無料でできる対策、エアーホースを短くしてみます。内径8ミリなのでさほど圧損はないはずですけど。

1.6ミリ厚なら2800mm/minで切れます。Sheetcamライブラリの多角形から６角40ミリを作成し、2枚切ってみましたがとても楽でした。丸穴は前にWindows2000PCで試したものですが、このときは家のFUSION360で作図してからUSBメモリでガレージに持ち込む手順でしかできませんでしたので、環境構築がだいぶん進みましたよ。

1.6ミリ

6ミリ厚までならちょっとよそ見するくらいでもカット可能です。

【追記】電極がHypertherm純正でなく安いものだから厚いものが切れないのかもしれません。Hypertherm純正を靴下のように交換できる財力はないので厚いカットはしない方針で行きます。

まとめ

OS周りのケアが面倒なので可能であればPC上のソフトで機械を動かすのは避けるべきですが、プラズマの場合図形が単純なので作業場で採寸、図面作ってさっと部品切り出しができるようにオールインワン環境にしとくのは有りでしょう。

プラズマテーブルの構成完了

横棒をこれに交換するのと、これにあうＺ軸スライドにステッパーモーターを付けた。

モーターで上下動するのと独立してリニアスライドを残しているが、これはトーチがワークに当たった際に動いてマイクロスイッチを入れる。

ここまでやるともうGRBLでなくMach3が必要、うちから持って行った。

20年前のPCはさすがにすぐ動かなくなり、10年前の中古に入替えて、Mach3等も再インストール。筐体がかなり小型化しXPになったので古いバージョンのソフトを使う必要がなくなった。

ケースに収めるのにちょうどよいのないなあと思ったけど、CD-ROMドライブのケースの側面を加工して高さ増しして入れる方法にたどり着いた。スポット溶接機使いたかったし。塗装などはしません。

これがキモのトーチハイトコントロール基板。なぜだかわからないがポーランドとかギリシャとか製になる。中国製もあるがこちらは興味深いことにスタンドアローンで動くパクリでなくオリジナルで編み出したものっぽい。ギリシャ製が一番安かったのでそれで。

モーターが入れ替えたXP機のMach3で動いたときの画像

Mach3は設定がとっちらかってるとかで敬遠する人が居るけどプラズマの場合は現時点でもLinuxCNCはエベレスト登頂するような困難さ…いや、あんなにたくさん人が取りついてないからK2みたいな感じかも。プラスマテーブル製品でもほぼMach3のカスタマーバージョンが搭載されます。

トーチハイトコントロールの至適条件を探るために直線切りで電圧を観察。

THC機能をMach3でオンにして右上がりのワークを切った動画。Z軸モーターの下のカップリングが回ってるのがチラ見え、つまりZ軸がワークに沿って上下動してる。

www.youtube.com

THCの利点は水平を気にせずともよくなることです。動かないように重しは置かないとだめですが。
動画だと横行ビーム断面を2020から2040に交換したのがよくわかる。剛性不足は解消してます。

あとはどううまく使うかですね。板形状はフライスよりプラズマのほうが断然速いが荒い。作図もプラズマMach3のPCでやりたい。FUSION360は3年経つと無償版が使えなくなり、わたしの使用頻度だと有償サブスクリプションに移行しそうになく、他のCAD/CAMを使えるようにならないと、と思ってます。

レーザー刻印機のＸＹフレームをプラズマテーブルにする

ミニフライスのNC化エンクロージャー入れに取り組んでいてプラズマが故障、割り込み作業修理したけれど、トーチコントロールを習得するとはとうてい思えず、活用するためにNC化します。プラズマ更新費用が浮いた分、溶接面を新調したら溶接の練習をちゃんとやろうという取り組みも初めており、どんどん脇にそれますね。

プラズマNC化の追加費用は3万円くらいです。エアーコンプレッサーだけで同じくらいしますし、うちのプラズマの後継機はその10倍します。

ガレージでプラズマをする際の制限は電気契約です。ここは電灯40A契約です。
プラズマの出力は直流100V30Aで、エアーコンプレッサーが0.75kW＝7.5Aですのでギリギリ、暖房などを併用するとアウト。中国製のプラズマだと50Aあたりですので、うちと同様の環境では出力を絞って使うしかないです。

30A機は10ミリ厚超えはつらい反面ノズルが細く、薄板の細かいカットに向いてますので悪いことばかりではないです。

フレームの組み立ては割と大変で数時間を費やした、大きい作業台を使うべき笑

難儀しましたが、アンドロイドタブレットとUSBで通信確立。

30×60×60のプールボックスの底をミニフライスのクーラントタンクにした余り材で水トレーを作ります。短辺をプラズマで切って、

80×40に溶接。溶接面更新後の練習が効いてて、このくらいならTIGのほうが確実、と半自動は自覚無しに溶け込み不良個所ができやすく、水漏れ潰しが大変なので使いませんでした。

探傷剤で水漏れチェックのはずが検出液のスプレーが古すぎて出ませんでした。裏には赤がかかってないので、表裏貫通してる箇所には赤がにじみ出て検出液無しでわかります。

トーチホルダーは切り貼り溶接したほうが近道でした。リニアガイドは一本（首が振れるので2本にします）

Z軸モーターは無しなので、受動的にワーク高さに沿う玉を３つつけました。

プラズマに配線追加、外部からトーチスイッチをオーバーライド。リレーをかませます。

流しの横に設置。プラズマ本体もここに。ステッパーモーターやらコントローラーの話が出ていませんが、配線も全部セットなんです。

草耐久レースのガソリン補給に使っていたボールバルブを排水に使用します。

25Aのボールバルブは今買うと4000円くらいするけどニップルは200円くらいでした。

溶接するのでスチール。

水をはりました。漏れてない。溶接したままなんも防錆していない鉄なのですが、塗装しても条件が過酷すぎてはげるのもあり、水に炭酸ナトリウムを加えてpH11くらい、さすがに錆びません。コケ防止剤も投入していますが、そうなる前に排水すると思います。

長さ1360ミリ幅75ミリの板がヤフオクにあったので長さをちょうど半分に切り、曲げてから

水トレーにはめました。トレー底の水平が狂ってて左側が5－6ミリ低いので、スリットを入れた枠を沈めてそこにハメないとダメです。

テスト。全然ダメ、使い物にならん、貫通しないのは条件を探るとしても剛性が足りないせいで穴が丸くないなあ、

家に帰ってから気づきました「プラズマのワーククランプを遊ばせたままだったわ」

…翌日

周囲が変色してるワーククランプ無しの切断はパイロットアークだけで切ってたようで。他の2セットでダメなのとマシなのは同じ寸法でもGコードファイルが違います。切り始めと終わりのノズル軌跡と切断速度を変えました。

この黒い板は全部プラスチックで弱い外力かけるだけでしなりますし、アルミフレームも捻じれます。レーザーならこのトーチみたいに硬いホースが繋がっていないからふにゃふにゃでも平気なんですね。もっとダメなのがリニアガイド1本は首振ります当たり前。

横2020フレームは断面積を２倍のものに交換します。他は2020のままで大丈夫ですし、切削する彫刻機やフライスではなく、切削負荷の反力を受けないのでNEMA17だかの小さなステッパーモーターで十分トルクがあるようです。

今はMACH3制御基板も安いのでパラレルポート仕様を買いました。ただし、うちのプラズマは高周波を出さないのでUSB接続でも大丈夫かもNEMA23モーターもドライバもMACH3載せたパラレルポートありのPC余ってるし、続きがあるかも。

溶接道具の手入れと切削クーラントタンク続き

プラズマカッターの修理に時間がかかったもののほんの僅かな出費で復帰できたぶん、溶接面を更新することにしました。今使ってるのは3年くらいの大レンズ中華です。ときどき遮光が途切れるんですよ。

10年以上Miller Digital Eliteが欲しいけど買えなかったから買うべ…の前に他の進歩動向調査。結局スウェーデンESABに落ち着きました。最高価格帯でも普及版でもないあたりの製品。

esab sentinel

素通しでこれ（中華）が

こう

ほぼモノクロからカラーの世界へ赤が識別可なのは大きいです。遮光時も同様で、溶接済んで冷めてきて赤熱くらいの色が見えます。

素通し光量も多いですが、照明に反応して暗くなることが一切ないのでライトを溶接対象に当てていれば面を上げて確認は必要ない感じ。

かぶって確認してます。

ガスレンズが一つ溶接できないのがあり、原因不明、捨てました。

アルゴンガスが無くなったのでレンタル1本交換、自前ボンベ2本充填で預けました。アルタンは切れたまま一年以上、フラックスコアガスレスだと溶け込みは深いが汚いんでね。自前ボンベはまだ配達してもらってません。半自動トーチの消耗品、特にライナーを交換。入っていたのは外径5ミリ、交換の素材にするのはダイヘン0.6-0.9ミリ用。

うちの半自動はストレート扱いで買ってからその次の梅雨くらいに錆が詰まってまるごと送ってトーチ交換した記憶があります。出てきた白いライナー、もしかして自転車ワイヤーアウターじゃないの笑　自転車用でパッと買えて一番長いのが2メートル、10cmほど長さが足りてなかったように思いますよ。

TIGグローブそろそろストックに変えるか…革が厚くてイマイチでした。

てなわけで、ミニフライスのクーラントタンク製作を再開。

50リッター/分くらい吐出量がありますので30×60×20のタンクでも1分をはるかに下回る時間で全入替えになる計算です。

www.youtube.com

プラズマカッターの故障修理

300×600×600のプールボックスを切断して300×600×200のクーラントタンクを作るべくプラズマカッターで切り始めた2cmで電源が落ちた。

15年くらい前に購入、アメリカ製です。

プラズマカッター元祖本家なので情報は拾えるんですが、電源が入らないってのはなかったです。分解していきます。

焦げてるパーツを発見。

周囲部品に及んだ焦げはイソプロパノールで拭ったら取れました。

破裂してるものの、TOP247YNが読めた。でも回路図がマニュアルにあり、もし印字が読めなくても困らなかったようです。

足２本が切れてました。過電流が原因か、そもそもこれが壊れたか、多分圧縮空気に混入してきた水が悪さをしたと思っています。窒素ガスからコンプレッサー空気に乗り換えしたのはここ最近です。

このパーツをググると日本ではメルカリで売られてるのしか見つからず、aliexpress.comで買おうという流れになったのですが、これが届くのか疑問を感じた頃にメルカリのを買うことにしました。

水の発生源はエアーレギュレータ下のフィルターボウルにヒビ割れがありました。

筐体の内部なのでオートドレインでないと水が排出できませんが、同じものは手に入らず、近いパーツが付いてるフィルターを入手して加工することに。空圧方面のメーカーのカタログがどこもちゃんとしていないので見つけるのは割と大変でした。

オートドレイン化するためにボウルを加工、真ちゅうのニップルも加工。

パーツ取りとして買ったボウルのドレインは米式タイヤバルブだったので、

5ミリ真ちゅう棒を加工しタイヤバルブと同じ32TPIだかのネジを切りました。

メルカリで買った電子部品をハンダ付けして組み立てたら電源入るようになりました。エアレギュレータフィルターボウルのひび割れもなくなり、周辺のウレタンホースも交換したのでエアー漏れも解消、水分のコンデンスは解消できるのではと思います。

まとめ

電子部品が破裂したプラズマカッターをメルカリでその部品を調達して修理できました。aliexpress.comからだと廃品から外した電子部品が届くこともあるそうですが、メルカリ経由の部品は壊したのと同じブランドのものでした。多分MouserやDigikeyあたりでまとめて買って小分けで売ってるのだと思いますが、大変ありがたい経済活動だと思います。