プラズマCNC、USBのエラー　

Question

こんにちは。

今、プラズマCNCを自作しているところです。
主な構成はパナソニックのサーボモーターにPlanetのUSB CNCコントローラ（http://www.planet-cnc.com）です。
とりあえず、X,Yの2軸です。

プラズマカッターはRILAND社、Cut40Bという、コンプレッサー内蔵の物です。
余談ですが、内蔵のコンプレッサーはとても静かで、住宅地でも室内で動作させていたら、外に全く聞こえないくらいと思います。
ただ、パイロットアークが出ないようで、購入後に初めて発覚し、ちょっとがっかりです。（今、メーカーに確認中です。）

さて、本題ですが、
全て組み立て終わり、試運転をしているところです。
X,Y軸はスムーズに動作し、原点、リミットスイッチも問題無く動作します。
これで、完成！と思った所、プラズマのトリガーがONになった瞬間にUSBの通信がエラーになるらしく、コントロールソフトがフリーズしてしまい、全く使い物になりません。

アースの仕方や様々なシールド方法を試みてみましたが、殆ど状況は変わりません。
電源はプラズマは200V、その他は100V、どちらも単相、別々の経路で引いてあります。

もしかしたら、USBでのコントロールでは無く、パラレルポートだったらまだ問題がでないのか、とも考えていますが、どなたか、何かご存じはありませんでしょうか？

アドバイスを、宜しくお願いいたします！

Answer

絶縁型ＵＳＢ
効果のほどは分かりませんがご参考までに
http://www.analog.com/jp/content/over_icoupler_usb_isolation/fca.html
http://japan.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/3891
http://it-densi.ocnk.net/product/150
https://www.fa.hdl.co.jp/jp/isolator/musb-202.html

恐らくですがアース線の取り回しの問題が大きいと思う↓
http://www.seas.or.jp/datafile/public-hall%20soundsystem/earth.html
６－１ 同一場所内に設置してある機器の接地方法
６－３ 調整室とパワーアンプ室が別室の場合の例２

憶測ですが本件のパソコンとＮＣ装置、サーボアンプ、プラズマインバータ
其々のアースが上の６－３のようになってると思う
感電防止としてはこれで十分なのですが
ノイズ対策としては不十分
６－１が最強、最悪でも６－２

一点接地の大原則

上のサイトのアース敷設例はオーディオなのでケーブルは３Ｃ２Ｖ等の同軸
同軸ケーブルのコネクタはシールドが筐体接地されてる
従って接地は既に取れてる

それに加えて３．５ｓｑくらいの極太電線で各機器を直結してます

だまされたと思って各機器の筐体に接地線を別に張ってみましょう
既に２ｓｑで張ってあったとしても更にそれに加えて
５．５ｓｑくらいで一点接地になるようにして

例えそれで効果が無かったとしても悪影響は無い

Answer

プラズマのトリガーは、エンジンに付いているスパークプラグのように
ギャップ間に高電圧を印加して火花放電を起こすものと思います。
USBポートの信号に対して、極めておおきなノイズ源となっているとみて
間違いないでしょう。

使い勝手に大きな制限が生じるでしょうが、制御系を立ち上げる前に、
プラズマを発生させて、その後に制御系を立ち上げるような方法を
試してみることはできないでしょうか？

うまくいくか全く不明ですが、プラズマを点火する瞬間だけ、USBプラグを
抜いてみたらフリーズを回避できる可能性がありませんか？

回答(2)さんがお示しの、絶縁型ＵＳＢに期待します。

それに加えて、USB用のコモンモードノイズフィルタを検討なさることを
お勧めします。
http://www.murata.co.jp/tomemurata/products/emc.html

アーク発生時の事象を冷静に考えてみると、
トーチにつながる電線と、ワークのアースにつなげる電線で、大きなループ
を作っていることに思い当たりました。大きなループとは、大きな面積を
囲んでいるということで、ループに流れる電流の変化と、ループの面積に
比例して周囲にノイズをまき散らす性質があります。

作業性が低下することは否めませんが、トーチにつながる電線と、ワークの
アースにつなげる電線の囲む面積を最小限にするように対応なさることを
お勧めします。具体的には、トーチにつながる電線と、ワークのアースにつ
なげる電線をできる限り近付ける・・・近距離／平行に配置する・・・・
両者をツイストするなどの方法です。

プラズマCNCのUSBエラーとは？