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@Xenoah Xenoah released this 08 Mar 02:52
· 2 commits to main since this release
β0.1
639ea3c

現在の作業内容

image

Penplot-Gcoder — CLAUDE.md

プロジェクトルール

このファイルはClaude Codeが会話をまたいで参照する設計仕様・進捗・編集履歴の唯一の情報源。
以下のルールを常に守ること:

  1. 仕様変更があるたびに、このファイルの該当セクションを即座に更新する
  2. 実装作業のたびに「進捗状況」セクションを更新する
  3. すべての変更を「編集履歴」に日付・内容・理由とともに記録する
  4. 実装前に必ずこのファイルを読み、仕様と現状を把握してから作業する
  5. 仕様に曖昧な点があればユーザーに確認してから実装する

プロジェクト概要

3Dプリンターをペンプロッターとして使用するための、2Dベクター画像からGコードを生成するデスクトップアプリケーション。
ペンはプリンターノズルにオフセットして取り付ける前提。

技術スタック

項目 採用技術
言語 Python 3.10+
GUI PyQt6
3Dプレビュー pyqtgraph GLViewWidget (確定)
2Dプレビュー PyQt6 QPainter
ベクター処理 svgpathtools / ezdxf
数値計算 numpy
形状演算 Shapely
PNG/JPG輪郭抽出 opencv-python (cv2)

対応入力ファイル形式

  • SVG (メイン)
  • DXF
  • PNG / JPG (輪郭抽出によるベクター変換)

画面構成

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ メニューバー  [ファイル] [編集] [表示] [ヘルプ]          │
├──────────┬──────────────────────────────────────────┤
│          │  [2D表示] [3D表示]  [アニメーション ▶]     │
│ 設定     ├──────────────────────┬───────────────────┤
│ パネル   │                      │                   │
│          │   プレビューエリア      │  パス リスト      │
│(タブ式)  │   (2D or 3D)          │                   │
│          │                      │                   │
├──────────┴──────────────────────┴───────────────────┤
│  有効描画エリア: 205×215mm  [警告: はみ出しあり]         │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ [ファイルを開く] [Gコード生成] [保存]                   │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ ステータス: パス数 48 / 推定時間 12m34s / 移動 1823mm  │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

仕様詳細

Machine タブ — プリンター設定

パラメータ デフォルト 説明
プリンタープロファイル カスタム Ender-3 / Prusa MK3 / カスタム
ファームウェア Marlin Marlin / Klipper
ベッドサイズ X 220mm 描画可能エリア幅 (=用紙幅の上限)
ベッドサイズ Y 220mm 描画可能エリア奥行き (=用紙高さの上限)
原点位置 左下 ベッド上の基準点 (左下 / 中央)
有効描画エリア 自動計算・読み取り専用 ペンオフセットを差し引いた実効エリア

用紙サイズはベッドサイズで決まる。 別途「用紙サイズ」設定はない。

有効描画エリアの計算式

X_min = max(0,      -offset_x)
X_max = min(bed_x,  bed_x - offset_x)
Y_min = max(0,      -offset_y)
Y_max = min(bed_y,  bed_y - offset_y)
有効幅  = X_max - X_min
有効高さ = Y_max - Y_min
  • オフセット変更時にリアルタイムで再計算・表示更新
  • 配置がはみ出す場合は警告バナー表示・Gコード生成をブロック
  • プレビュー: ベッド枠（グレー）と有効描画エリア枠（緑）を区別表示

Pen タブ — ペン設定

ペン動作

パラメータ デフォルト 説明
ペン下げ Z 高さ 0.0mm 紙に接触する Z 座標
ペン上げ Z 高さ 5.0mm 移動時のリフト量
ペン下げ速度 300 mm/min Z 軸の下降速度
ペン上げ速度 1000 mm/min Z 軸の上昇速度
タッチダウン後ディレイ 0ms ペン下げ完了後・描画開始前の待機時間 (G4 P)。バウンド収束に使用
リフトアップ前ディレイ 0ms ペン上げ直前の待機時間 (G4 P)。筆跡乾き待ちにも使用可

ペンオフセット（ノズルからの取り付けオフセット）

パラメータ デフォルト 説明
オフセット X 0.0mm ノズル基準でのペン先X方向ずれ
オフセット Y 0.0mm ノズル基準でのペン先Y方向ずれ
オフセット Z 0.0mm ノズル基準でのペン先Z方向ずれ
  • 生成Gコードの全XYZ座標にオフセットを自動加算
  • プレビューはオフセット後の実座標で表示
  • オフセット変更時に有効描画エリアを連動して再計算

Speed タブ — 速度設定

パラメータ デフォルト 説明
描画速度 1500 mm/min ペン下げ状態でのXY移動速度
移動速度 6000 mm/min ペン上げ状態でのXY移動速度
加速度 1000 mm/s² M204 で設定する加速度
コーナー速度 5 mm/s M205 ジャーク設定

Path タブ — パス処理

スケール・配置

パラメータ デフォルト 説明
スケール 100% 図形の拡大縮小
X オフセット 0mm ベッド上の配置位置
Y オフセット 0mm ベッド上の配置位置
回転 0° 図形の回転
中央揃え ボタン 有効描画エリアの中央に自動配置

パス最適化

パラメータ デフォルト 説明
パス最適化 有効 移動距離最小化のためのパス順序並び替え
最適化アルゴリズム Greedy Greedy (最近傍) / 2-opt
パス結合距離 0.5mm この距離以内の端点を自動結合しペン上げ削減
カーブ分解精度 0.1mm ベジェ曲線のポリライン変換精度

Fill タブ — 塗りつぶし設定

SVGの塗りつぶし領域やクローズドパスに対してハッチングパターンを生成する。

基本設定

パラメータ デフォルト 説明
塗りつぶし有効 無効 塗りつぶしを生成するか
対象 塗りつぶし色あり すべてのクローズドパス / 塗りつぶし色ありのみ
レイヤー順 輪郭→塗りつぶし 輪郭先 / 塗りつぶし先 / 塗りつぶしのみ

パターン種別

パターン名 概要
Lines 平行ライン
Cross Hatch 2方向クロスハッチング
Tri Hatch 3方向 (0°/60°/120°) ハッチング
Contour Offset 輪郭を内側に等間隔オフセット (同心状)
Zigzag ジグザグ往復ライン
Dots 等間隔の点描
Spiral 輪郭から内側へのスパイラル (円形領域向け)

パターン共通パラメータ

パラメータ デフォルト 説明
線間隔 1.0mm ハッチングラインの間隔
角度 45° ライン方向の角度 (Lines / Zigzag 用)
輪郭との余白 0.0mm 塗りつぶし開始位置を輪郭から何mm内側にするか
パス最適化 有効 塗りつぶしパスも移動距離最小化

Cross Hatch 追加パラメータ

パラメータ デフォルト 説明
第2角度オフセット 90° 2本目のライン方向 (第1角度 + オフセット)

Contour Offset 追加パラメータ

パラメータ デフォルト 説明
最内ライン処理 そのまま そのまま / 省略 / 点描

Dots 追加パラメータ

パラメータ デフォルト 説明
点の配置 グリッド グリッド / 千鳥
点の間隔 Y 1.0mm Y方向の間隔 (X方向は「線間隔」を使用)

GCode タブ — Gコードカスタマイズ

開始コード (Start G-code)

テキストエディタで自由に編集可能。

; デフォルト
G28
G90
G21
G1 Z{pen_up_z} F{pen_up_speed}

終了コード (End G-code)

; デフォルト
G1 Z{pen_up_z} F{pen_up_speed}
G1 X0 Y0 F{travel_speed}
M84

ペン上げ/下げコード (カスタマイズ可)

項目 デフォルト
ペン上げコード G1 Z{pen_up_z} F{pen_up_speed}
ペン下げコード G1 Z{pen_down_z} F{pen_down_speed}

サーボや専用ピンを使う場合にここを差し替える。

利用可能なプレースホルダー

変数 内容
{pen_down_z} ペン下げZ高さ
{pen_up_z} ペン上げZ高さ
{pen_down_speed} ペン下げ速度
{pen_up_speed} ペン上げ速度
{draw_speed} 描画速度
{travel_speed} 移動速度
{offset_x} / {offset_y} / {offset_z} ペンオフセット
{bed_x} / {bed_y} ベッドサイズ
{touchdown_delay} タッチダウン後ディレイ (ms)
{liftup_delay} リフトアップ前ディレイ (ms)

プレビュー機能

2Dビュー

要素 表示
描画パス (ペン下げ) 実線 (青)
移動パス (ペン上げ) 点線 (赤)
ベッド枠 グレー
有効描画エリア枠 緑

操作: ホイールズーム / ドラッグパン

3Dビュー

要素 色
描画パス (ペン下げ) 青
移動パス (ペン上げ) 赤点線
ペン下げ動作 (Z軸垂直線) 緑
ペン上げ動作 (Z軸垂直線) オレンジ
ベッド面 半透明グリッド・グレー
有効描画エリア枠 緑
操作 動作
左ドラッグ 回転
中/右ドラッグ パン
ホイール ズーム
Numpad 7 真上 (XY平面)
Numpad 1 正面 (XZ平面)
Numpad 3 側面 (YZ平面)
R 視点リセット
パラメータ デフォルト 説明
Z軸誇張倍率 10× Z方向を誇張表示するスケール係数

共通

  • パス順序アニメーション再生 (2D / 3D 両対応)
  • 3DビューのZ動作もアニメーションで再現

生成Gコードの構造

; === Penplot-Gcoder ===
; 入力: example.svg
; 生成: 2026-03-06
; ベッド: 220x220mm  ペンオフセット: X=15.0 Y=0.0 Z=0.0
; 有効描画エリア: 205x220mm
; パス数: 48 / 推定描画時間: 12m34s

; ---- START G-CODE ----
G28
G90
G21
G1 Z5.0 F1000

; ---- DRAW ----
; パス 1/48
G1 Z5.0 F1000
G1 X25.0 Y20.0 F6000        ; オフセット加算済み (元: X10.0 Y20.0)
G1 Z0.0 F300                 ; ペン下げ
G4 P50                       ; タッチダウン後ディレイ 50ms
G1 X65.0 Y20.0 F1500         ; 描画
G4 P0                        ; リフトアップ前ディレイ
G1 Z5.0 F1000                ; ペン上げ
...

; ---- END G-CODE ----
G1 Z5.0 F1000
G1 X0 Y0 F6000
M84

プロファイル管理

  • プリンタープロファイル: profiles/printers/*.json
  • ユーザー設定: profiles/user/*.json
  • プリセット例: 「細字ペン」「太字マーカー」「鉛筆」「高精度」

プロジェクト構成

Penplot-Gcoder/
├── main.py                  # エントリーポイント
├── requirements.txt
├── CLAUDE.md
├── profiles/
│   ├── printers/            # プリンタープロファイル JSON
│   └── user/                # ユーザー保存プロファイル JSON
├── src/
│   ├── __init__.py
│   ├── app.py               # QApplication・メインウィンドウ初期化
│   ├── ui/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── main_window.py   # メインウィンドウ・レイアウト
│   │   ├── settings_panel.py# 左設定パネル (タブ式)
│   │   ├── preview_2d.py    # 2Dプレビューウィジェット (QPainter)
│   │   ├── preview_3d.py    # 3Dプレビューウィジェット (pyqtgraph GL)
│   │   └── path_list.py     # 右パスリストウィジェット
│   ├── core/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── importer/
│   │   │   ├── svg_importer.py
│   │   │   ├── dxf_importer.py
│   │   │   └── image_importer.py  # PNG/JPG → 輪郭抽出 (cv2)
│   │   ├── path_optimizer.py      # Greedy / 2-opt 最適化
│   │   ├── fill_generator.py      # 塗りつぶしパターン生成
│   │   ├── gcode_generator.py     # Gコード生成エンジン
│   │   └── bed_calculator.py      # 有効描画エリア計算
│   └── models/
│       ├── __init__.py
│       ├── settings.py            # 全設定のデータモデル (dataclass)
│       └── pen_path.py            # パスデータ構造

SVG複数色の扱い

  • SVGの各パスの stroke / fill 色を読み取り、色ごとにグループ化してパスリストに表示
  • ユーザーはパスリストで各グループの描画順序を並び替え可能
  • 色グループ = 「ペン交換タイミング」として扱い、グループ間に M0 (カスタム一時停止コード) を挿入するオプションを追加

Undo/Redo

  • 配置・スケール・回転などの操作に対して Undo/Redo (Ctrl+Z / Ctrl+Y) をサポート
  • PyQt6 の QUndoStack を使用

requirements.txt (確定版)

PyQt6>=6.4.0
pyqtgraph>=0.13.0
numpy>=1.24.0
Shapely>=2.0.0
svgpathtools>=1.6.0
ezdxf>=1.0.0
opencv-python>=4.8.0

進捗状況

フェーズ タスク 状態
仕様策定 基本仕様 (v1) 完了
仕様策定 塗りつぶし・オフセット・GCodeカスタマイズ追加 (v2) 完了
仕様策定 タッチダウンディレイ・有効エリア連動・3Dプレビュー追加 (v3) 完了
仕様策定 3Dプレビューの実装ライブラリ選定 完了 (pyqtgraph)
実装 プロジェクト構成・雛形作成 完了
実装 GUIレイアウト (PyQt6) 完了
実装 SVG読み込み・パス変換 完了
実装 DXF読み込み 完了
実装 PNG/JPG輪郭抽出 完了
実装 2Dプレビュー 完了
実装 3Dプレビュー 完了
実装 パス最適化 (Greedy / 2-opt) 完了
実装 塗りつぶしパターン生成 完了
実装 Gコード生成エンジン 完了
実装 ペンオフセット・有効エリア計算 完了
実装 GCodeタブ (開始・終了コードエディタ) 完了
実装 プロファイル管理 完了
実装 シークバー (再生/一時停止) 完了
実装 Raw ビュー修正 (スケール適用後表示) 完了
実装 複数ファイル同時インポート 完了
実装 設定自動保存 (autosave.json / デバウンス1秒) 完了
実装 プロファイル追加・保存・削除 (全設定対応) 完了
実装 .gitignore 作成 完了
実装 Raw ビュー GIMP 風キャンバス (src/ui/raw_view.py) 完了
実装 配置コントロール (Scale/X/Y/R/中央) を Raw タブ限定に変更 完了
実装 Raw 画像モードにベッドサイズ・有効エリアオーバーレイ追加 完了
実装 レイヤー管理 (ファイル単位・表示/非表示・並び替え) 完了
実装 Raw タブ描画ツール (フリーハンド/パス/直線/矩形/楕円) + src/ui/raw_toolbar.py 完了
実装 描画レイヤー (ユーザー作成・追加/削除/リネーム) + アクティブレイヤー選択 完了
実装 PenPath.stroke_width_mm 追加 (描画ストローク幅保持・プレビュー表示反映) 完了

編集履歴

日付 バージョン 変更内容 理由
2026-03-06 v1 基本仕様策定。技術スタック・画面構成・Machine/Pen/Speed/Path/Fill/GCodeタブの初版 プロジェクト開始。Kasynel-Slicerを参考に設計
2026-03-06 v2 用紙サイズをベッドサイズ依存に変更。開始/終了Gコードをユーザー編集可能に。ペンオフセット(X/Y/Z)追加。塗りつぶしパターン詳細化 (Lines/CrossHatch/TriHatch/ContourOffset/Zigzag/Dots/Spiral) ユーザー要件追加
2026-03-06 v3 タッチダウン後ディレイ・リフトアップ前ディレイ追加。ペンオフセット連動の有効描画エリア自動計算追加。3Dプレビュー機能追加 (Z軸誇張倍率・視点ショートカット・アニメーション) ユーザー要件追加
2026-03-06 v4 3Dプレビューライブラリをpyqtgraphに確定。2DプレビューをQPainterに確定。PNG/JPG処理をcv2に確定。プロジェクトファイル構成追加。SVG複数色グループ対応追加。Undo/Redo (QUndoStack) 追加。requirements.txt確定。 ユーザー承認・実装開始前の仕様確定
2026-03-06 v5 全機能を実装完了。main.py / src/ ディレクトリ全体 / profiles/ を新規作成。models (settings.py, pen_path.py)、core (bed_calculator, path_optimizer, fill_generator, gcode_generator, importers)、ui (main_window, settings_panel, preview_2d, preview_3d, path_list) を実装。 実装完了
2026-03-07 v6 main.py に自動パッケージインストール機能追加 (_check_and_install)。setup.bat 作成 (pip install + python main.py を一括実行)。 初回セットアップの簡略化
2026-03-07 v9 シークバー追加 (▶/⏸ ボタン + QSlider でパス再生)。複数ファイル同時インポート対応 (getOpenFileNames)。設定自動保存機能追加 (profiles/user/autosave.json に1秒デバウンス保存、起動時自動復元)。プロファイル管理強化 (New/Save/Delete ボタン追加、全 AppSettings を JSON 保存/読み込み、path placement は保持)。.gitignore 作成 (profiles/user/ を除外)。 ユーザー要件追加
2026-03-07 v10 Raw ビューを GIMP 風 QGraphicsView キャンバスに全面リニューアル (src/ui/raw_view.py 新規作成)。画像: 元画像+チェッカーボード+輪郭オーバーレイ、抽出パラメーターをリアルタイム変更可能。ベクター: 元座標でパスを表示、クリック選択・Delete 削除。ホイールズーム/ドラッグパン対応。画像ベクター変換は Generate ボタン押下時に遅延実行。Generate ボタンが押せる状態なら点滅 (パルスアニメーション)。設定変更で Preview データ破棄・Generate 待機。Generate 完了で自動的に Preview タブへ移行。Raw ではベクターは Preview2D でドラッグ配置可能。"変換後" タブ名を "Preview" に変更。 ユーザー要件
2026-03-07 v7 UI をタブベース5ステップフロー (① 配置 / ② 設定 / ③ 生成 / ④ 確認 / ⑤ 出力) に再構築。ファイルパス問題 (日本語・記号・長パス) を一時コピーで修正 (_safe_filepath)。自動フィット・カーソル座標・ドラッグ操作は配置タブに統合。 ユーザー要件追加
2026-03-07 v8 UIをChituboxライクな1画面構成に全面再設計。左=設定パネル/中央=プレビュー(Raw 2D・変換後 2D・3D切り替え)/右=パスリスト+統計/下部バー=配置コントロール+アクションボタン。ファイル読み込み時にRaw→変換後を自動切り替えで両方確認できる。 ユーザー要件変更
2026-03-07 v11 配置コントロール (Scale/X/Y/R/中央/ドラッグ) を Raw タブ限定に変更 (Preview・3D タブでは無効化)。Raw 画像モードに mm 単位ベッド境界・有効エリアオーバーレイを追加 (設定変更でリアルタイム更新)。_source_groups+_source_files を _layers 構造 [{name,filepath,groups,visible}] に置き換え。PathListPanel をレイヤー対応に全面改修 (ファイル単位レイヤーヘッダー・表示/非表示チェックボックス・グループ並び替え)。 ユーザー要件: Raw でのみ配置操作・ベッドサイズ表示・レイヤー管理
2026-03-08 v12 Raw タブにツールバー (src/ui/raw_toolbar.py) を追加。描画ツール: フリーハンド(✏)・パス(📐)・直線・矩形・楕円、ストローク幅(mm)/色選択付き。Preview2D に全描画ツール対応の mouse イベント処理を追加 (path_drawn シグナル)。描画ストロークはアクティブな描画レイヤーへ追加。PathListPanel にアクティブレイヤー選択 (クリック)・リネーム (ダブルクリック)・追加 (+)/削除 (−) ボタンを追加。PenPath に stroke_width_mm フィールドを追加。 ユーザー要件: Raw モードで直感的な描画・ペイントソフト風レイヤー管理
Assets 2
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