Controler CNC autonom cu USB. Mașină de frezat CNC cu controler autonom pe STM32. Utilizarea codificatoarelor pentru a corecta traiectoria unei mașini cu motoare pas cu pas

1. Aspectul tablei

1 - SLOT pentru card SD;

2 - buton de pornire;

3 - joystick de control manual;

4 - LED (pentru axele X și Y);

5 LED-uri (pentru axa Z);

6 - fire pentru butonul de alimentare axului;

8 - pini de nivel scăzut (-GND);

9 - pini de nivel înalt (+5v);

10 - pini pe 3 axe (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), câte 2 pini;

11 - pini conector LPT (25 pini);

12 - conector LPT (mamă);

13 - conector USB (doar pentru alimentare +5v);

14 și 16 - control frecvență ax (PWM 5 V);

15 - GND (pentru ax);

17 - ieșire pentru ax ON și OFF;

18 - controlul vitezei axului (analogic de la 0 la 10 V).

Când vă conectați la o placă gata făcută cu drivere pentru un CNC cu 3 axe care are o ieșire LPT:

Instalați jumperi între 10 pini și 11 pini.

8 și 9 pini cu 11, sunt necesari dacă sunt alocați pini suplimentari de pornire și oprire pentru drivere (nu există un standard specific, deci acestea pot fi orice combinații, le puteți găsi în descriere, sau la întâmplare :) -)

La conectarea la drivere separate cu motoare:

Instalați jumperi între cei 10 pini Step, Dir ai plăcii „RFF” și pinii Step, Dir ai driverelor dumneavoastră. (nu uitați să furnizați energie driverelor și motoarelor)

Conectați „RFF” la rețea. Se vor aprinde două LED-uri.

Introduceți cardul SD formatat în LOT 1. Apăsați RESET. Așteptați până când LED-ul din dreapta se aprinde. (Aproximativ 5 secunde) Scoateți cardul SD.

Un fișier text numit „RFF” va apărea pe el.

Deschideți acest fișier și introduceți următoarele variabile (aici în această formă și secvență):

Exemplu:

V=5 D=8 L=4,0 S=0 Dir X=0 Dir Y=1 Dir Z=1 F=600 H=1000 UP=0

V - valoare condiționată de la 0 la 10 a vitezei inițiale în timpul accelerației (accelerării).

Explicațiile comenzilor

D - strivire în trepte instalată pe driverele de motor (ar trebui să fie aceeași pe toate trei).

L este lungimea de trecere a căruciorului (portal), cu o rotație a motorului pas cu pas în mm (ar trebui să fie aceeași pe toate trei). Introduceți tija din mâner în locul tăietorului și rotiți manual motorul cu o tură completă, această linie va fi valoarea L.

S - care semnal pornește axul, dacă 0 înseamnă - GND dacă 1 înseamnă +5v (poate fi selectat experimental).

Dir X, Dir Y, Dir Z, direcția de mișcare de-a lungul axelor, pot fi, de asemenea, selectate experimental prin setarea 0 sau 1 (va deveni clar în modul manual).

F - viteza la ralanti (G0), daca F=600, atunci viteza este de 600mm/sec.

H - frecvența maximă a axului dvs. (necesară pentru a controla frecvența axului folosind PWM, de exemplu, dacă H = 1000 și S1000 este scris în codul G, atunci ieșirea cu această valoare va fi 5v, dacă S500 atunci 2,5 v etc., variabila S din codul G nu trebuie să fie mai mare decât variabila H pe SD.

Frecvența la acest pin este de aproximativ 500 Hz.
UP - logica de control al driverului de motor pas cu pas, (nu există un standard, poate fi fie un nivel înalt +5V, fie un nivel scăzut -) setat la 0 sau 1. (funcționează pentru mine în orice caz. -)))

Controlerul în sine

Vezi video: placa de control cu ​​CNC pe 3 axe

2. Pregatirea programului de control (G_CODE)

Placa a fost dezvoltată pentru ArtCam, așa că programul Control trebuie să aibă o extensie. Atingeți (nu uitați să-l puneți în mm, nu în inci).
Fișierul G-code salvat pe cardul SD trebuie să fie numit G_CODE.

Dacă aveți o altă extensie, de exemplu CNC, deschideți fișierul folosind notepad și salvați-l ca G_CODE.TAP.

x, y, z în codul G trebuie să fie scris cu majuscule, punctul trebuie să fie un punct, nu o virgulă și chiar și un întreg trebuie să aibă 3 zerouri după punct.

Iată-l sub această formă:

X5.000Y34.400Z0.020

3. Control manual

Controlul manual se realizează cu ajutorul unui joystick, dacă nu ați introdus variabilele în setările specificate la punctul 1, panoul „RFF”
nu va funcționa nici măcar în modul manual!!!
Pentru a comuta în modul manual, trebuie să apăsați joystick-ul. Acum încearcă să-l controlezi. Privind placa de sus (SLOT 1 în jos,
12 conector LPT în partea de sus).

Înainte Y+, înapoi Y-, dreapta X+, stânga X-, (dacă mișcarea în setările Dir X, Dir Y este incorectă, schimbați valoarea la opus).

Apăsați din nou joystick-ul. Al 4-lea LED se va aprinde, ceea ce înseamnă că ați trecut la controlul axei Z. Joystick-ul sus
ar trebui să urce Z+, joystick-ul în jos - să coboare Z- (dacă mișcarea este incorectă, modificați valoarea în setările Dir Z
spre opus).
Coborâți axul până când dispozitivul de tăiere atinge piesa de prelucrat. Faceți clic pe butonul 2 start, acum acesta este punctul zero de aici va începe execuția codului G.

4. Funcționare autonomă (efectuarea tăierii codului G)
Apăsați din nou butonul 2, ținând-l apăsat scurt.

După eliberarea butonului, placa „RFF” va începe să controleze mașina dumneavoastră CNC.

5. Modul pauză
Apăsați scurt butonul 2 în timp ce mașina funcționează, tăierea se va opri și axul se va ridica cu 5 mm deasupra piesei de prelucrat. Acum puteți controla axa Z atât în ​​sus, cât și în jos și să nu vă fie teamă să intrați chiar mai adânc în piesa de prelucrat, deoarece după ce apăsați din nou butonul 2, tăierea va continua de la valoarea întreruptă de-a lungul Z. În starea de pauză, puteți roti axul oprit și pornit cu butonul 6. Axele X și Y sunt în modul Pauză nu pot fi controlate.

6. Oprirea de urgență a lucrului cu axul la zero

Prin ținerea lungă a butonului 2 în timpul funcționării autonome, axul se va ridica cu 5 mm deasupra piesei de prelucrat, nu eliberați butonul, 2 LED-uri, al 4-lea și al 5-lea, vor începe să clipească alternativ, când clipirea se oprește, eliberați butonul și axul se va deplasa la punctul zero. Dacă apăsați din nou butonul 2, lucrarea va fi executată de la începutul codului G.

Suportă comenzi precum G0, G1, F, S, M3, M6 pentru a controla viteza axului, există pini separați: PWM de la 0 la 5 V și un al doilea analog de la 0 la 10 V.

Format de comandă acceptat:

X4.000Y50.005Z-0.100 M3 M6 F1000.0 S5000

Nu este nevoie să numerotați liniile, fără spații și să indicați F și S numai atunci când schimbați.

Un mic exemplu:

T1M6 G0Z5.000 G0X0.000Y0.000S50000M3 G0X17.608Y58.073Z5.000 G1Z-0.600F1000.0 G1X17.606Y58.132F1500.58.073Z5.000 X17.603Y58.707 X17.605Y58.748

Demonstrarea funcționării controlerului RFF

Pentru a asambla singur o mașină de frezat, trebuie să selectați un controler de control CNC. Controlerele sunt disponibile ca multi-canal: 3 și 4 axe controlere de motoare pas cu pas, și cu un singur canal. Controlerele multicanal se găsesc cel mai adesea pentru controlul motoarelor pas cu pas mici, dimensiunea 42 sau 57mm (nema17 și nema23). Astfel de motoare sunt potrivite pentru auto-asamblarea mașinilor CNC cu un câmp de lucru de până la 1 m. Când asamblați independent o mașină cu un câmp de lucru mai mare de 1 m, ar trebui să utilizați motoare pas cu pas de dimensiune standard de 86 mm (nema34) pentru a controla astfel de motoare, veți avea nevoie de drivere puternice cu un singur canal cu un curent de control de 4,2 A și mai mare.

Pentru a controla mașinile de frezat desktop, controlerele bazate pe microcircuite specializate de driver SD sunt utilizate pe scară largă, de exemplu, TB6560 sau A3977. Acest microcircuit conține un controler care generează sinusoidul corect pentru diferite moduri de jumătate de pas și are capacitatea de a seta programatic curenții de înfășurare. Aceste drivere sunt proiectate să funcționeze cu motoare pas cu pas de până la 3A, dimensiunile motorului NEMA17 42mm și NEMA23 57mm.

Controlul controlerului folosind EMC2 specializat sau Linux și altele instalate pe un PC. Se recomandă utilizarea unui computer cu o frecvență a procesorului de cel puțin 1 GHz și 1 GB memorie. Un computer desktop dă rezultate mai bune decât laptopurile și este mult mai ieftin. În plus, puteți utiliza acest computer pentru alte sarcini atunci când nu este ocupat să vă controleze aparatul. Când instalați pe un laptop sau PC cu memorie de 512 MB, se recomandă să efectuați.

Pentru a vă conecta la un computer, se folosește un port LPT paralel (pentru un controler cu interfață USB, un port USB). Dacă computerul dvs. nu este echipat cu un port paralel (din ce în ce mai multe computere sunt lansate fără acest port), puteți achiziționa un card de expansiune de porturi PCI-LPT sau PCI-E-LPT sau un controler-convertor USB-LPT specializat care se conectează la computer printr-un port USB.

Cu o mașină de gravat și frezat de birou din aluminiu CNC-2020AL, dotată cu o unitate de control cu ​​capacitatea de a regla viteza axului, Figura 1 și 2, unitatea de control conține un driver de motor pas cu pas pe un cip TB6560AHQ, surse de alimentare pentru stepper driver de motor și o sursă de alimentare a axului.

poza 1

Figura 2

1. Unul dintre primele controlere de control pentru mașinile de frezat CNC pe cipul TB6560 a fost supranumit „placă albastră”, Figura 3. Această versiune a plăcii a fost discutată mult pe forumuri, are o serie de dezavantaje. Primul este optocuplele PC817 lente, care necesită, la configurarea programului de control al mașinii MACH3, să se introducă valoarea maximă admisă în câmpurile Step Pulse și Dir = 15. Al doilea este o potrivire slabă a ieșirilor optocuplerului cu intrările de driverul TB6560, care poate fi rezolvat prin modificarea circuitului, Figura 8 și 9. Al treilea - stabilizatori liniari pentru alimentarea plăcii și, ca urmare, stabilizatori de comutare ridicate sunt utilizați pe plăcile ulterioare. A patra este lipsa izolației galvanice a circuitului de alimentare. Releul axului este de 5A, ceea ce în majoritatea cazurilor nu este suficient și necesită utilizarea unui releu intermediar mai puternic. Avantajele includ prezența unui conector pentru conectarea unui panou de control. Acest controler nu este utilizat.

Figura 3.

2. Controlerul de control al mașinii CNC a intrat pe piață după „placa albastră”, supranumită placa roșie, Figura 4.

Optocuplele de frecvență mai înaltă (rapide) 6N137 sunt utilizate aici. Releu ax 10A. Disponibilitatea izolației galvanice pentru alimentarea cu energie electrică. Există un conector pentru conectarea celui de-al patrulea driver de axă. Conector convenabil pentru conectarea întrerupătoarelor de limită.

Figura 4.

3. Controlerul motorului pas cu pas marcat TB6560-v2 este, de asemenea, roșu, dar simplificat, nu există decuplare de putere, Figura 5. Dimensiune mică, dar, ca urmare, dimensiunea radiatorului este mai mică.

Figura 5

4. Controler într-o carcasă de aluminiu, Figura 6. Carcasa protejează controlerul de praf și piesele metalice, servește și ca un bun radiator. Izolație galvanică pentru alimentare. Există un conector pentru alimentarea circuitelor suplimentare de +5V. Optocuple rapide 6N137. N condensatoare cu impedanță scăzută și ESR scăzut. Nu există niciun releu pentru controlul pornirii axului, dar există două ieșiri pentru conectarea unui releu (comutatoare cu tranzistor cu OK) sau PWM pentru controlul vitezei de rotație a arborelui. Descrierea conectării semnalelor de control releului pe pagină

Figura 6

5. Controler cu 4 axe al unei mașini de frezat și gravat CNC, interfață USB, Figura 7.

Figura 7

Acest controler nu funcționează cu programul MACH3; vine cu propriul program de control al mașinii.

6. Controler CNC al mașinii pe driverul SD de la Allegro A3977, Figura 8.

Figura 8

7. Driver de motor pas cu pas cu un singur canal pentru mașina CNC DQ542MA. Acest driver poate fi folosit pentru a fabrica independent o mașină cu un câmp de lucru mare și motoare pas cu un curent de până la 4,2 A, poate funcționa și cu motoare Nema34 de 86 mm, Figura 9.

Figura 9

Fotografie cu modificarea plăcii de control al motorului pas cu pas albastru de pe TB6560, Figura 10.

Figura 10.

Schema pentru fixarea plăcii de control albastră a motorului pas cu pas pe TB6560, Figura 11.

Deoarece mi-am asamblat o mașină CNC cu mult timp în urmă și am folosit-o în mod regulat în scopuri hobby de mult timp, sper că experiența mea va fi utilă, la fel ca și codurile sursă ale controlerului.

Am încercat să scriu doar acele puncte pe care personal le-am găsit importante.

Legătura către sursele controlerului și shell-ul configurat Eclipse+gcc etc. se află în același loc cu videoclipul:

Istoria creației

Confruntat în mod regulat cu nevoia de a face unul sau altul „lucru” mic de formă complexă, m-am gândit inițial la o imprimantă 3D. Și chiar a început să o facă. Dar am citit forumurile și am evaluat viteza imprimantei 3D, calitatea și acuratețea rezultatului, procentul de defecte și proprietățile structurale ale termoplasticului și mi-am dat seama că aceasta nu este altceva decât o jucărie.

Comanda de componente din China a sosit în decurs de o lună. Și după 2 săptămâni, mașina funcționa cu control LinuxCNC. L-am asamblat din orice porcărie aveam la îndemână, pentru că am vrut să o fac rapid (profil + crampoane). Aveam de gând să o refac mai târziu, dar, după cum sa dovedit, mașina s-a dovedit a fi destul de rigidă, iar piulițele de pe știfturi nu trebuiau strânse nici măcar o dată. Deci designul a rămas neschimbat.

Operarea inițială a mașinii a arătat că:

  1. Utilizarea unui burghiu „china noname” de 220 V ca ax nu este o idee bună. Se supraincalzeste si este teribil de tare. Jocul lateral al frezei (rulmenților?) poate fi simțit manual.
  2. Burghiul Proxon este silențios. Jocul nu se observă. Dar se supraîncălzi și se oprește după 5 minute.
  3. Un computer împrumutat cu un port LPT bidirecțional nu este convenabil. Împrumutat pentru un timp (găsirea PCI-LPT s-a dovedit a fi o problemă). Ocupă spațiu. Si in general vorbind..
După exploatarea inițială, am comandat un ax răcit cu apă și am decis să fac un controler pentru funcționare autonomă pe cea mai ieftină versiune a STM32F103, vândută complet cu un ecran LCD de 320x240.
De ce oamenii încă chinuiesc cu încăpățânare ATMega de 8 biți pentru sarcini relativ complexe, și chiar și prin Arduino, este un mister pentru mine. Probabil că le plac dificultățile.

Dezvoltarea controlerului

Am creat programul după ce am analizat atent sursele LinuxCNC și gbrl. Cu toate acestea, nu am luat nici una dintre surse pentru calcularea traiectoriei. Am vrut să încerc să scriu un modul de calcul fără a folosi float. Exclusiv pe aritmetică pe 32 de biți.
Rezultatul mi se potrivește pentru toate modurile de operare și nu am mai atins firmware-ul de mult timp.
Viteza maximă, selectată experimental: X: 2000 mm/min Y: 1600 Z: 700 (1600 pas/mm. mod 1/8).
Dar nu este limitat de resursele controlerului. Doar că sunetul dezgustător al săriturii pașilor chiar și pe secțiuni drepte prin aer este mai ridicat. Placa de control chineză cu pas cu pas de la TB6560 nu este cea mai bună opțiune.
De fapt, nu setez viteza pentru lemn (fag, adâncime 5 mm, tăietor d=1 mm, pas 0,15 mm) la mai mult de 1200 mm. Probabilitatea defecțiunii tăietorului crește.

Rezultatul este un controler cu următoarea funcționalitate:

  • Conexiune la un computer extern ca dispozitiv standard de stocare în masă USB (FAT16 pe un card SD). Lucrul cu fișiere în format G-code standard
  • Ștergerea fișierelor prin interfața de utilizator a controlerului.
  • Vizualizați traiectoria fișierului selectat (în măsura în care ecranul 640x320 permite) și calculați timpul de execuție. De fapt, emularea execuției cu însumarea timpului.
  • Vizualizați conținutul fișierelor sub formă de test.
  • Modul de control manual de la tastatură (deplasarea și setarea „0”).
  • Începeți executarea unei sarcini folosind fișierul selectat (cod G).
  • Întrerupeți/reluați execuția. (uneori util).
  • Oprire software de urgență.
Controlerul va fi conectat la placa de control pas cu pas prin același conector LPT. Acestea. acționează ca un computer de control cu ​​LinuxCNC/Mach3 și este interschimbabil cu acesta.

După experimente creative de tăiere a reliefurilor desenate manual pe lemn și experimente cu setările de accelerație din program, am vrut și codificatoare suplimentare pe axe. Doar pe e-bay am găsit ecocodere optice relativ ieftine (1/512), al căror pas de diviziune pentru șuruburile mele cu bile a fost 5/512 = 0,0098 mm.
Apropo, utilizarea codificatoarelor optice de înaltă rezoluție fără un circuit hardware pentru a lucra cu acestea (STM32 are unul) este inutilă. Nici întreruperea procesării, nici, mai ales, sondarea software-ului nu vor face față vreodată „săritului” (spun asta pentru fanii ATMega).

În primul rând, mi-am dorit pentru următoarele sarcini:

  1. Pozitionare manuala pe masa cu mare precizie.
  2. Controlul pașilor ratați cu controlul abaterii traiectoriei de la cea calculată.

Cu toate acestea, le-am găsit o altă utilizare, deși într-o sarcină destul de restrânsă.

Utilizarea codificatoarelor pentru a corecta traiectoria unei mașini cu motoare pas cu pas

Am observat că atunci când tăiați o relief, când setați accelerația Z la mai mult de o anumită valoare, axa Z începe să coboare încet, dar sigur. Dar, timpul pentru tăierea reliefului cu această accelerație este cu 20% mai mic. După terminarea tăierii unui relief de 17x20 cm cu un pas de 0,1 mm, freza poate coborî cu 1-2 mm din traiectoria calculată.
Analiza situației în dinamică folosind codificatoare a arătat că la ridicarea frezei, uneori se pierd 1-2 pași.
Un algoritm simplu de corecție a pașilor care utilizează un encoder oferă o abatere de cel mult 0,03 mm și reduce timpul de procesare cu 20%. Și chiar și o proeminență de 0,1 mm pe lemn este greu de observat.

Proiecta


Am considerat că versiunea desktop cu un câmp puțin mai mare decât A4 este o opțiune ideală pentru hobby. Și asta este încă suficient pentru mine.

Masa mobila

Este încă un mister pentru mine de ce toată lumea alege un design cu un portal mobil pentru mașinile de masă. Singurul său avantaj este capacitatea de a procesa o placă foarte lungă în părți sau, dacă trebuie să procesați în mod regulat material care cântărește mai mult decât greutatea portalului.

Pe toată perioada de funcționare, nu a fost niciodată nevoie să tăiați un relief piesă cu piesă pe o placă de 3 metri sau să gravați pe o lespede de piatră.

Masa mobilă are următoarele avantaje pentru mașinile de masă:

  1. Designul este mai simplu și, în general, structura este mai rigidă.
  2. Toate elementele interne (surse de alimentare, plăci etc.) sunt atârnate pe un portal fix, iar mașina se dovedește a fi mai compactă și mai convenabilă de transportat.
  3. Greutatea mesei și a unei piese de material tipic pentru prelucrare este semnificativ mai mică decât greutatea portalului și a arborelui.
  4. Problema cu cablurile și furtunurile de răcire cu apă axului practic dispare.

Ax

Aș dori să menționez că această mașină nu este destinată procesării puterii. Cel mai simplu mod de a face o mașină CNC pentru procesarea puterii este pe baza unei mașini de frezat convenționale.

După părerea mea, o mașină pentru prelucrarea metalelor de putere și o mașină cu ax de mare viteză pentru prelucrarea lemnului/plasticului sunt tipuri complet diferite de echipamente.

Cel puțin, nu are sens să creezi o mașină universală acasă.

Alegerea unui ax pentru o mașină cu acest tip de șurub cu bile și ghidaje cu rulmenți liniari este simplă. Acesta este un ax de mare viteză.

Pentru un arbore tipic de mare viteză (20.000 rpm), frezarea metalelor neferoase (oțelul este exclus) este un mod extrem pentru ax. Ei bine, dacă nu este cu adevărat necesar și atunci voi mânca 0,3 mm pe trecere cu udarea lichidului de răcire.
Aș recomanda un ax răcit cu apă pentru mașină. În timpul funcționării, puteți auzi doar „cântetul” motoarelor pas cu pas și gâlgâitul pompei de acvariu în circuitul de răcire.

Ce se poate face pe o astfel de mașină?

In primul rand am scapat de problema locuintei. Corpul de orice formă este frezat din „plexiglas” și lipit împreună cu un solvent de-a lungul unor tăieturi ideal netede.

Fibra de sticlă a devenit un material universal. Precizia mașinii vă permite să decupați un scaun pentru rulment, în care acesta se va potrivi la rece, așa cum era de așteptat, cu o ușoară tensiune și apoi nu poate fi scos. Angrenajele din textolit sunt perfect tăiate cu un profil involvent onest.

Prelucrarea lemnului (reliefuri etc.) este o sferă largă pentru realizarea impulsurilor creative ale cuiva sau, cel puțin, pentru realizarea impulsurilor altor persoane (modele gata făcute).

Doar că nu am încercat bijuteriile. Nu există unde să calcineze/topească/turneze baloanele. Deși un bloc de ceară de bijuterii așteaptă în aripi.

Printre varietatea mare de controlere, utilizatorii caută acele circuite care vor fi acceptabile și cele mai eficiente pentru auto-asamblare. Sunt utilizate atât dispozitive cu un singur canal, cât și cu mai multe canale: controlere cu 3 și 4 axe.

Opțiunile dispozitivului

Controlerele de motoare pas cu pas cu mai multe canale (motoare pas cu pas) cu dimensiuni standard de 42 sau 57 mm sunt utilizate în cazul unui câmp de lucru mic al mașinii - până la 1 m La asamblarea unei mașini cu un câmp de lucru mai mare - peste 1 m , este nevoie de o dimensiune standard de 86 mm. Poate fi controlat folosind un driver cu un singur canal (curent de control care depășește 4,2 A).

O mașină cu control numeric, în special, poate fi controlată de un controler creat pe baza unor cipuri de driver specializate destinate utilizării pentru motoarele pas cu pas de până la 3A. Controlerul CNC al mașinii este controlat de un program special. Este instalat pe un PC cu o frecvență a procesorului de peste 1 GHz și o capacitate de memorie de 1 GB). Cu un volum mai mic, sistemul este optimizat.

NOTĂ! În comparație cu un laptop, dacă conectezi un computer desktop, obții rezultate mai bune și este mai ieftin.

Când conectați controlerul la un computer, utilizați un conector de port paralel USB sau LPT. Dacă aceste porturi nu sunt disponibile, atunci se folosesc plăci de expandare sau convertoare de controler.

Excursie în istorie

Etapele progresului tehnologic pot fi schițate schematic după cum urmează:

  • Primul controler de pe cip a fost numit convențional „placa albastră”. Această opțiune are dezavantaje și schema necesită îmbunătățiri. Principalul avantaj este că există un conector, iar panoul de control a fost conectat la acesta.
  • În urma celui albastru, a apărut un controler numit „tabla roșie”. Deja folosea optocuple rapide (de înaltă frecvență), un releu ax de 10A, izolație de putere (galvanică) și un conector la care ar fi conectate driverele de a patra axă.
  • A fost folosit și un alt dispozitiv similar cu marcaje roșii, dar mai simplificat. Cu ajutorul acestuia, a fost posibil să controlați o mașină mică de tip desktop - una dintre cele cu 3 axe.

  • Următorul în linia progresului tehnologic a fost un controler cu izolare galvanică pentru alimentare, optocuple rapide și condensatori speciali, având o carcasă din aluminiu care asigura protecție împotriva prafului. În loc de un releu de control care ar porni axul, designul avea două ieșiri și capacitatea de a conecta un releu sau un control al vitezei PWM (modularea lățimii impulsului).
  • Acum, pentru fabricarea unei mașini de frezat și gravat de casă cu un motor pas cu pas, există opțiuni - un controler cu 4 axe, un driver de motor pas cu pas de la Allegro, un driver cu un singur canal pentru o mașină cu un câmp de lucru mare.

IMPORTANT! Nu supraîncărcați motorul utilizând viteze din ce în ce mai mari.


Controler realizat din materiale vechi

Majoritatea meseriașilor preferă controlul prin portul LPT pentru majoritatea programelor de control la nivel de amatori. În loc să folosească un set de microcircuite speciale în acest scop, unii oameni construiesc un controler din materiale vechi - tranzistori cu efect de câmp din plăci de bază arse (cu o tensiune de peste 30 de volți și un curent de peste 2 amperi).

Și din moment ce a fost creată o mașină pentru tăierea plasticului cu spumă, inventatorul a folosit lămpi cu incandescență pentru mașini ca limitator de curent, iar SD-ul a fost scos din imprimantele sau scanerele vechi. Acest controler a fost instalat fără modificări ale circuitului.

Pentru a realiza o mașină CNC simplă cu propriile mâini, prin dezasamblarea scanerului, pe lângă SD, se scot cipul ULN2003 și două tije de oțel, acestea vor merge pe portalul de testare. În plus, veți avea nevoie de:

  • O cutie de carton (din care va fi montat corpul dispozitivului). Este posibilă o opțiune cu textolit sau foaie de placaj, dar cartonul este mai ușor de tăiat; bucati de lemn;
  • unelte - sub formă de tăietori de sârmă, foarfece, șurubelnițe; pistol de lipit și accesorii de lipit;
  • opțiune de placă care este potrivită pentru o mașină CNC de casă;
  • conector pentru portul LPT;
  • o priză în formă de cilindru pentru aranjarea unei surse de alimentare;
  • elemente de legătură - tije filetate, piulițe, șaibe și șuruburi;
  • program pentru TurboCNC.

Asamblarea unui dispozitiv de casă

Când începeți să lucrați la un controler CNC de casă, primul pas este să lipiți cu atenție cipul pe o placă cu două șine de alimentare. Urmează conectarea ieșirii ULN2003 și a conectorului LPT. Apoi, conectăm pinii rămași conform diagramei. Pinul zero (al 25-lea port paralel) este conectat la pinul negativ de pe magistrala de alimentare a plăcii.

Apoi motorul este conectat la dispozitivul de control, iar priza de alimentare este conectată la magistrala corespunzătoare. Pentru a asigura fiabilitatea conexiunilor firelor, acestea sunt fixate cu lipici fierbinte.

Conectarea Turbo CNC nu va fi dificilă. Programul este eficient cu MS-DOS și este compatibil și cu Windows, dar în acest caz sunt posibile unele erori și erori.

După ce ați configurat programul să funcționeze cu controlerul, puteți realiza o axă de testare. Secvența de acțiuni pentru conectarea mașinilor este următoarea:

  • Tijele de oțel sunt introduse în găuri găurite la același nivel în trei blocuri de lemn și fixate cu șuruburi mici.
  • SD-ul este conectat la a doua bară, punându-l pe capetele libere ale tijelor și înșurubându-l cu șuruburi.
  • Șurubul de plumb este filetat prin al treilea orificiu și este instalată o piuliță. Șurubul introdus în orificiul celei de-a doua bare se înșurubează până se oprește astfel încât să treacă prin aceste orificii și să iasă pe arborele motorului.
  • Apoi, trebuie să conectați tija la arborele motorului cu o bucată de furtun de cauciuc și o clemă de sârmă.
  • Sunt necesare șuruburi suplimentare pentru a fixa piulița de rulare.
  • Standul realizat este, de asemenea, atașat la al doilea bloc folosind șuruburi. Nivelul orizontal este reglat cu șuruburi și piulițe suplimentare.
  • De obicei, motoarele sunt conectate împreună cu controlerele și testate pentru a asigura conexiunile corecte. Aceasta este urmată de verificarea scalării CNC și de rularea unui program de testare.
  • Rămâne doar să faceți corpul dispozitivului și aceasta va fi etapa finală a muncii celor care creează mașini de casă.

La programarea funcționării unei mașini cu 3 axe, nu există modificări ale setărilor pentru primele două axe. Dar la programarea primelor 4 faze ale celei de-a treia se introduc modificări.

Atenţie! Folosind o diagramă simplificată a controlerului ATMega32 (Anexa 1), în unele cazuri este posibil să întâmpinați o procesare incorectă a axei Z - modul în jumătate de pas. Dar în versiunea completă a plăcii sale (Anexa 2), curenții axelor sunt reglați de un PWM hardware extern.

Concluzie

Controlerele asamblate de mașini CNC au o gamă largă de utilizări: plottere, freze mici care lucrează cu piese din lemn și plastic, gravoare din oțel, mașini de găurit în miniatură.

Dispozitivele cu funcționalitate axială sunt, de asemenea, utilizate în plottere; acestea pot fi folosite pentru a desena și a produce plăci de circuite imprimate. Deci eforturile depuse pentru asamblare de către meșteri pricepuți vor da cu siguranță roade în viitorul controler.

  • Serghei Savenkov

    un fel de recenzie „scurtă”... de parcă s-ar grăbi undeva