※なにか気になる点がありましたらコメント欄からお伝えください。また、CNCルータなど工作機械を操作する場合には、細心の注意を払って行うようお願いいたします。
目次
１．はじめに
故あってプリント基板を切断することとなりました。今回は今年12月9日に投稿した「【CNCルーター】プリント基板を切断する～準備編」を受けて、実際に生成したGコードをもとにCNCルーターを動かして基板を切断する手順を解説していきたいと思います。
２．Gコードについて
CNCルーターはGコードと呼ばれる１種のプログラムで動作します。FlatCAMで生成されたコードを読み込むと、Gコードで書かれたプログラムがCandle の画面に表示されます。以下に簡単なGコードを列記します。
G00 ：平行移動（低速） G01Ⅹ0.00 で座標Ⅹ0.00（mm）まで移動させるときの命令。
Ｙ、ℤが指定されていないときはY、Zの値はそのままの状態を維持する。
G01 ：平行移動（高速）。X、Y、Zに移動先の値（ｍｍ）を指定する。
F80.00：移動速度の指定（ｍｍ/分）。水平方向（ＸＹ平面内）と垂直方向（Ｚ軸方向）の
２種類が指定可能
M03 Ｓ10000.0：主軸正転 スピンドルモーターの回転数（ｒｐｍ：正転）を指定できる。
（左の場合では10000回転を指定している）
これくらい知っておけば、ある程度、困らないと思われます。詳しく知りたい方は、検索などで調べてください。（ＣＮＣルーターにより、機能がないために無効となる命令もある）
３．Candle の使い方
CNCルーターを動かすソフトの一つに「Candle」と呼ばれるものがあります。下のリンク先からダウンロードできるようです。アンインストールしたいときはフォルダごと、削除すればよいようです。（バージョンはいくつかあるようです）
GitHub - Denvi/Candle: GRBL controller application with G-Code visualizer written in Qt.
Candle.exe を実行すると図３のような画面が表示されます。また、Gコードのファイルを読み込むと、切削する部分が画像として表示されます。
３．１ 原点調整
まず、座標の基準となる原点の調整について記述します。
３．１．１ Z軸の調整
ℤ軸（垂直方向）の原点調整にはℤprobe という便利な機能があります。3018‐PROではコントローラーにA5という接続箇所があります。ここにコードをつなげ、２本の電線をそれぞれ切削する対象と、エンドミルにつなぎます（ドリルの刃でもV 字カッターでも可能）。このとき [ Z probe ]をクリックするとℤ軸が降下してゆきます。
するとエンドミルが対象物と接することにより２本の電線が導通状態になるので、Ｚ軸がいったん浮き上がり、その後徐々に下に移動し、再び導通するとℤ軸が停止します（動画1 を参照）。この位置でZ軸の値をゼロにリセットすることで、原点調整が可能となります。（プローブに電気が流れることを利用しているので、加工するものが金属でない場合、表面にアルミホイルを張るなど工夫が必要です）
動画１：ℤ軸の原点調整の様子
youtu.be
3018‐PRO以外のCNCルーターだと、コードが3本必要なものもあるそうなので、その場合はそれに適した方法にて対処してください。
以下のリンク先のように製品化されているものもあります。筆者は図５のような治具を作り、[ Z probe ]のときに利用しています。プリント基板の切れ端を利用して作りました。厚さは約 1.6mmなので、その分空中にて高さが ‐1.6mmになるようにして、その時点でZ座標を0にリセットしています。
３．１．２ X Y軸の調整
こちらはやや原始的な方法を用いています（図６）。Candle.exe では、Gコードで操作する以外に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸をそれぞれ単独で動かす機能もあります（1回のクリックで0.01ｍｍから200ｍｍまでの移動を調整可能）。この機能により、エンドミルの先端を、原点として指定したい辺りまで移動させ、光を当てながら影を見ることで調整しています。
カメラで撮影した画像を利用したり、光の反射を利用するなどの方法が可能でないか、今後検討したいと思っています。
３．２ 基板の切断（Ｇコードを実行）
動画２にて基板を切断している様子を示します。Ｇコードを読み込むと、図７のように切削する部分が線で描かれます。マウスを使うことにより、向きを３次元で変えることもできます。
動画２
youtu.be
切断する対象は、筆者の場合、両面テープにて固定しました。両面テープの厚さにより、削られる深さに変化が出ないように注意が必要かと思われます。
プログラムを動かすには画面下の [ Send ] をクリックします。プログラム中に動作を一旦停止させるような指示があった場合、その地点で一時停止します。準備が整ったら、右上の [ Hold ]（図７）をクリックすると、動作が再び開始されます。
今回の場合、約1０分で加工が終わりました。作業にどれくらい掛かるのか、目安となる時間が画面中央に表示されます。
また、プログラムを途中で終了させたいときは、画面下側中央の [ Abort ] をクリックすると作業は終了となります（以降のＧコードは無効となります）。
また、今回の切削では台に当たる部分に板を用いました。木材は湿気で膨張したり収縮すると思われるので、湿気に影響されない樹脂に変えて試してみたいとも思っています。
４．まとめ
CNCルーターを動かすためのプログラムであるCandle.exe の紹介をしました。まだ、うまく活用できていない面もあるかと思います。コメント欄にてご指摘いただけるとありがたいです。
