Alegerea controlerului pentru motoare pas cu pas, gravură, frezare, strunguri, freze pentru spumă. Mașină de frezat CNC cu un controler autonom pe unitatea de control CNC STM32 DIY
Printre varietatea mare de controlere, utilizatorii o caută autoasamblare acele scheme care vor fi acceptabile și cele mai eficiente. Sunt utilizate atât dispozitive cu un singur canal, cât și dispozitive multicanal: controlere cu 3 și 4 axe.
Opțiunile dispozitivului
Controlerele multicanal ale motoarelor pas cu pas (motoarelor pas cu pas) cu dimensiuni 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 , ai nevoie de o dimensiune de 86 mm. Poate fi controlat folosind un driver cu un singur canal (curent de control care depășește 4,2 A).
Pentru a controla o mașină cu control numeric, în special, este posibil cu un controler creat pe baza de microcircuite specializate - drivere 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 1GHz și o capacitate de memorie de 1 GB). Cu un volum mai mic, sistemul este optimizat.
NOTĂ! În comparație cu un laptop, atunci în cazul conectării unui computer staționar - scoruri de top si da, este mai ieftin.
Când conectați controlerul la un computer, utilizați conectorul portului paralel USB sau LPT. Dacă aceste porturi nu sunt disponibile, atunci utilizați plăci de expansiune sau controlere convertoare.
Excursie în istorie
Etapele progresului tehnologic pot fi descrise schematic după cum urmează:
- Primul controler de pe cip a fost numit condiționat „placa albastră”. Această opțiune are dezavantaje și schema trebuia îmbunătățită. Principalul avantaj este că există un conector, iar panoul de control a fost conectat la acesta.
- După albastru a apărut un controler, numit „tabla roșie”. Deja folosea optocuptoare rapide (de înaltă frecvență), un releu cu ax de 10A, decuplare 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 marcaj roșu, dar mai simplificat. Cu ajutorul acestuia, a fost posibil să controlați o mașină mică de tip desktop - dintre cele cu 3 axe.
- Următorul în linia progresului tehnic a fost un controler cu izolare galvanică a puterii, optocuple rapide și condensatori speciali, care are o carcasă din aluminiu care asigura protecție împotriva prafului. În loc de un releu de control care ar porni axul, designul a avut 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 pas cu pas utilizând viteze mari și mari.
Controler pentru resturi
Majoritatea amatorilor 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 improvizate - tranzistori cu efect de câmp din ars. plăci de bază(la tensiune peste 30 volți și curent peste 2 amperi).
Și din moment ce a fost creată o mașină pentru tăierea plasticului cu spumă, inventatorul a folosit lămpi cu incandescență pentru automobile ca limitator de curent, iar SD a fost eliminat din imprimantele sau scanerele vechi. Un astfel de controler a fost instalat fără modificări în circuit.
A face cea mai simplă mașină CNC do-it-yourself, dezasamblarea scanerului, pe lângă motorul pas cu pas, îndepărtează și cipul ULN2003 și două bare de oțel, acestea vor merge la portalul de testare. În plus, veți avea nevoie de:
- Cutie de carton (corpul dispozitivului va fi asamblat din aceasta). Este posibilă o variantă 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 si accesorii de lipit;
- o 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
După ce a început lucrul la un controler cnc de casă, primul pas este să lipiți cu atenție microcircuitul panou cu două șine de alimentare. În continuare, va urma conectarea ieșirii ULN2003 și a conectorului LPT. În continuare, concluziile rămase sunt conectate conform schemei. Pinul zero (al 25-lea port paralel) este conectat la pinul negativ de pe magistrala de alimentare a plăcii.
Apoi motorul pas cu pas este conectat la dispozitivul de control, iar priza de alimentare este conectată la magistrala corespunzătoare. Pentru fiabilitatea conexiunilor firelor, acestea sunt fixate cu lipici fierbinte.
Conexiune ușoară Turbo CNC. Programul este eficient cu MS-DOS, este compatibil și cu Windows, dar în acest caz sunt posibile unele erori și erori.
Setând 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 bare de lemn și fixate cu șuruburi mici.
- SD este conectat la a doua bară, punându-l pe capetele libere ale tijelor și înșurubat cu șuruburi.
- Un șurub de plumb este filetat prin al treilea orificiu și este plasată o piuliță. Șurubul introdus în orificiul celei de-a doua bare este înșurubat până la oprire, astfel încât, după ce a trecut prin aceste orificii, să iasă pe arborele motorului.
- Apoi, tija este conectată la arborele motorului cu o bucată de furtun de cauciuc și o clemă de sârmă.
- Sunt necesare șuruburi suplimentare pentru a fixa piulița.
- Standul realizat este atașat și la a doua bară cu șuruburi. Nivelul orizontal este reglat cu șuruburi și piulițe suplimentare.
- De obicei, motoarele sunt conectate împreună cu controlere și testate pentru conexiunea corectă. Acesta este urmat de verificarea scalarii CNC-ului, rularea programului de testare.
- Rămâne să facem corpul dispozitivului și aceasta va fi etapa finală a muncii celor care creează mașini de casă.
La programarea funcționării unei mașini cu 3 axe, în setările pentru primele două axe - fără modificare. Dar la programarea primelor 4 faze ale celei de-a treia se introduc modificări.
Atenţie! Folosind diagrama simplificată a controlerului ATMega32 (Anexa 1), în unele cazuri, este posibil să întâlniți o procesare incorectă a axei Z - modul de jumătate de pas. Dar în versiunea completa placa sa (Anexa 2), curenții axelor sunt reglați de un PWM hardware extern.
Concluzie
În controlere asamblate de mașini CNC - o gamă largă de utilizări: în plottere, mașini de frezat 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 plotterele grafice, ele pot fi folosite pentru a desena și a produce plăci de circuite imprimate. Așadar, efortul depus pentru asamblare de către meșteri se va răscumpăra cu siguranță în viitorul controler.
Aceasta este prima mea mașină CNC asamblată cu propriile mâini din materialele disponibile. Costul mașinii este de aproximativ 170 USD.
Am visat mult timp să asamblam o mașină CNC. Practic, am nevoie de el pentru tăierea placajului și plasticului, tăierea unor detalii pentru modelaj, mașini de casă și alte mașini. Mâinile m-au mâncărit să asambleze mașina timp de aproape doi ani, timp în care am adunat piese, electronice și cunoștințe.
Mașina este bugetară, costul său este minim. În cele ce urmează, voi folosi cuvinte care persoana normala poate părea foarte înfricoșător și poate speria auto-construit mașină, dar de fapt totul este foarte simplu și ușor de stăpânit în câteva zile.
Electronică asamblată pe firmware Arduino + GRBL
Mecanica este cea mai simplă, cadru din placaj 10mm + șuruburi și șuruburi 8mm, ghidaje liniare dintr-un colț metalic 25 * 25 * 3 mm + rulmenți 8 * 7 * 22 mm. Axa Z rulează pe un știft M8, iar axele X și Y pe curele T2.5.
Ax pentru CNC de casa, asamblat dintr-un motor fara perii si clemă de prindere+ transmisie prin curea dințată. Trebuie remarcat faptul că motorul axului este alimentat de o sursă de alimentare principală de 24 volți. ÎN specificatii tehnice este indicat ca motorul are 80 de amperi, dar in realitate consuma 4 amperi sub sarcina grava. Nu pot explica de ce se întâmplă acest lucru, dar motorul funcționează bine și își face treaba.
Inițial, axa Z a fost pe ghidaje liniare auto-fabricate din unghiuri și rulmenți, ulterior am refăcut-o, poze și descriere mai jos.
Spațiul de lucru este de aproximativ 45 cm în X și 33 cm în Y, 4 cm în Z. Având în vedere prima experiență, voi face următoarea mașină cu dimensiuni mari și voi pune două motoare pe axa X, câte unul pe fiecare parte. Acest lucru se datorează umărului mare și încărcării pe acesta atunci când se lucrează la distanța maximă de-a lungul axei Y. Acum există un motor și acest lucru duce la distorsiunea pieselor, cercul se dovedește a fi puțin eliptic datorită la devierea rezultată a căruciorului de-a lungul lui X.
Rulmenții nativi ai motorului s-au slăbit rapid, deoarece nu au fost proiectați pentru încărcare laterală, dar aici este grav. Prin urmare, am montat doi rulmenți mari cu diametrul de 8 mm sus și jos pe ax, acest lucru ar fi trebuit făcut imediat, acum există vibrații din cauza asta.
Aici, în fotografie, puteți vedea că axa Z este deja pe alte ghidaje liniare, descrierea va fi mai jos.
Ghizii înșiși sunt foarte design simplu, am găsit-o cumva întâmplător pe Youtube. Atunci acest design mi s-a părut ideal din toate părțile, un minim de efort, un minim de detalii, montaj simplu. Dar, după cum a arătat practica, aceste ghiduri nu funcționează mult timp. Fotografia arată ce fel de canelură s-a format pe axa Z după o săptămână de testări ale mașinii CNC.
Am înlocuit șinele de casă pe axa Z cu unele de mobilă care costă mai puțin de un dolar pentru doi. Le-am scurtat, am lăsat o cursă de 8 cm. Mai sunt ghidaje vechi pe axele X și Y, nu le voi schimba încă, plănuiesc să tai piese pentru o mașină nouă pe această mașină, apoi voi dezasambla. Aceasta.
Câteva cuvinte despre tăietori. Nu am lucrat niciodată cu CNC și am foarte puțină experiență în frezare. Am cumparat mai multe freze din China, toate au 3 si 4 caneluri, ulterior mi-am dat seama ca aceste freze sunt bune pentru metal, sunt necesare alte freze pentru frezarea placajului. În timp ce frezele noi acoperă distanța din China până în Belarus, încerc să lucrez cu ceea ce am.
Fotografia arată cum un tăietor de 4 mm a ars pe placaj de mesteacăn de 10 mm, încă nu am înțeles de ce, placajul era curat, iar pe tăietor era funingine asemănătoare cu rășina de pin.
Mai departe pe fotografie există un tăietor cu patru porniri de 2 mm după o încercare de frezare a plasticului. Această bucată de plastic topit a fost apoi îndepărtată foarte prost, mușcând puțin cu tăietorii de sârmă. Chiar și la viteze mici, freza rămâne blocată, 4 caneluri sunt clar pentru metal :)
Zilele trecute unchiul meu a avut o zi de naștere, cu această ocazie am decis să-mi fac un cadou jucăriei :)
Ca dar, a făcut o casă plină de placaj. În primul rând, am încercat să frez pe spumă de plastic pentru a verifica programul și a nu strica placajul.
Din cauza loviturilor și a abaterilor, potcoava a fost tăiată abia din a șaptea oară.
În total, această casă plină (în forma sa pură) a fost măcinată aproximativ 5 ore + mult timp pentru ceea ce a fost stricat.
Cumva am publicat un articol despre port-chei, mai jos in poza este acelasi port-cheie, dar deja taiat pe o masina CNC. Efort minim, precizie maximă. Din cauza reacției, precizia cu siguranță nu este maximă, dar voi face a doua mașină mai rigidă.
Și am tăiat, de asemenea, roți dințate din placaj pe o mașină CNC, este mult mai convenabil și mai rapid decât tăierea cu un puzzle cu propriile mâini.
Mai târziu am decupat și roți dințate pătrate din placaj, chiar se învârt :)
Rezultatele sunt pozitive. Acum voi dezvolta o nouă mașină, voi tăia piese deja pe această mașină, muncă manuală practic se reduce la asamblare.
Trebuie să stăpâniți tăierea plasticului, deoarece munca la un aspirator robot de casă a început. De fapt, robotul m-a împins și să îmi creez propriul CNC. Pentru robot, voi tăia roți dințate și alte piese din plastic.
Update: Acum cumpăr freze drepte cu două margini (3,175*2,0*12 mm), acestea tăind fără zgârieturi severe pe ambele părți ale placajului.
Deoarece mi-am asamblat o mașină CNC cu mult timp în urmă și o folosesc de mult timp în scopuri de hobby, sper că experiența mea va fi utilă, precum și codurile sursă ale controlerului.
Am încercat să scriu doar acele momente care personal mi s-au părut importante.
Legătura către sursele controlerului și shell-ul configurat Eclipse + gcc etc. sunt 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 după ce am citit forumurile și am evaluat viteza imprimantei 3D, calitatea și acuratețea rezultatului, procentul de rebuturi și proprietățile structurale ale termoplasticului, mi-am dat seama că aceasta nu este altceva decât o jucărie.Comanda de componente din China a venit într-o lună. Și după 2 săptămâni mașina funcționa cu control de la LinuxCNC. Strâns din orice gunoi care era la îndemână, pentru că am vrut să fac rapid (profil + știfturi). 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.
Funcționarea inițială a mașinii a arătat că:
- Nu folosiți un burghiu de 220 V „china noname” ca ax cea mai buna idee. Se supraincalzeste si este teribil de tare. Jocul lateral al frezei (rulmenților?) se simte manual.
- Burghiul Proxon este silențios. Liftul nu se observă. Dar se supraîncălzi și se oprește după 5 minute.
- Un computer împrumutat cu un port LPT bidirecțional nu este convenabil. Luat pentru un timp (găsirea PCI-LPT sa dovedit a fi o problemă). Ocupă spațiu. Si in general vorbind..
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 provocările.
Dezvoltarea controlerului
Am creat programul după o analiză atentă a surselor LinuxCNC și gbrl. Cu toate acestea, nici acelea, nici acele coduri sursă pentru calcularea traiectoriei nu au fost luate. 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 funcționare și firmware-ul nu a fost atins de mult.
Viteza maximă selectată experimental: X:2000mm/min Y:1600 Z:700 (1600 trepte/mm. mod 1/8).
Dar nu este limitat de resursele controlerului. Chiar deasupra sunetului deja urât de sărituri peste pași, chiar și întinderi drepte prin aer. Placa de control chineză cu pas cu pas de la TB6560 nu este cea mai bună opțiune.
De fapt, viteza pe lemn (fag, adâncime 5 mm, d = freză 1 mm, pas 0,15 mm) nu este mai mare de 1200 mm. Crește riscul de rupere a tăietorului.
Rezultatul este un controler cu următoarea funcționalitate:
- Conectarea la un computer extern ca dispozitiv standard de stocare în masă USB (FAT16 pe card SD). Lucrul cu fișiere format standard cod G
- Ștergerea fișierelor prin interfața de utilizator a controlerului.
- Vizualizarea traiectoriei pentru fișierul selectat (în măsura în care ecranul 640x320 permite) și calcularea timpului de execuție. De fapt, emularea execuției cu însumarea timpului.
- Vizualizați conținutul fișierelor într-un formular de testare.
- Modul de control manual de la tastatură (deplasarea și setarea „0”).
- Pornirea sarcinii pentru fișierul selectat (cod G).
- Întrerupeți/reluați execuția. (uneori util).
- Oprire software de urgență.
După experimente creative de sculptare a reliefurilor desenate manual pe un copac și experimente cu setările de accelerație din program, am vrut și codificatoare pe axe. Doar pe e-bay am găsit codificatoare optice relativ ieftine (1/512), al căror pas pentru șuruburile mele cu bile a fost 5/512 = 0,0098 mm.
Apropo, utilizarea codificatoarelor optice Rezoluție înaltă, fără o schemă hardware pentru a lucra cu ei (STM32 o are) - este inutil. Nici procesarea nu întrerupe și nici, mai mult, un sondaj de software nu va face față vreodată „săritului” (spun asta pentru fanii ATMega).
În primul rând, mi-am dorit pentru următoarele sarcini:
- Pozitionare manuala pe masa cu mare precizie.
- Controlul pașilor ratați cu controlul abaterii traiectoriei de la cea calculată.
Totuși, am găsit o altă aplicație pentru ei, deși într-o sarcină destul de restrânsă.
Utilizarea codificatoarelor pentru a corecta traseul unei mașini-unelte cu motoare pas cu pas
Am observat că atunci când tăiați relieful, când setați accelerația în Z la mai mult de o anumită valoare, axa Z începe să coboare încet, dar sigur. Dar, timpul de tăiere în relief cu această accelerație este cu 20% mai mic. La sfarsitul taierii reliefului de 17x20 cm cu pasul de 0,1 mm, freza poate cobori cu 1-2 mm fata de traiectoria calculata.
O analiză a situației în dinamică de către encodere a arătat că atunci când freza este ridicată, uneori se pierd 1-2 trepte.
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 un copac este greu de observat.
Proiecta
Opțiunea ideală pentru hobby a fost versiunea desktop cu un câmp puțin mai mare decât A4. Și încă mai am destul.
masă mobilă
Încă rămâne un mister pentru mine de ce toată lumea alege un design cu un portal mobil pentru computere desktop. Singurul său avantaj este capacitatea de a procesa în părți foarte tabla lunga sau dacă trebuie să procesați în mod regulat material a cărui greutate este mai mare decât greutatea portalului.Pe toată perioada de funcționare, nu a fost niciodată nevoie să tăiați relieful pe o placă de 3 metri în părți sau să faceți o gravură pe o placă de piatră.
Masa mobila are următoarele beneficii pentru mașini desktop:
- Designul este mai simplu și, în general, designul este mai rigid.
- Toate măruntaiele (surse de alimentare, plăci etc.) sunt atârnate pe un portal fix, iar mașina se dovedește a fi mai compactă și mai convenabilă de transportat.
- Masa mesei și a unei piese de material tipic pentru prelucrare este semnificativ mai mică decât masa portalului și axului.
- Problema cu cablurile și furtunurile de răcire cu apă a axului practic dispare.
Ax
Aș dori să menționez că această mașină nu este destinată procesării puterii. Mașina CNC pentru procesarea puterii este cel mai ușor de realizat pe baza unei mașini de frezat convenționale.După părerea mea, o mașină pentru prelucrarea metalelor de putere și o mașină cu un ax de mare viteză pentru lemn / materiale plastice este complet tipuri diferite echipamente.
Creați acasă mașină universală cel putin nu are sens.
Alegerea axului pentru o mașină cu acest tip de șurub cu bile și ghidaje cu rulmenți liniari este fără ambiguitate. Acesta este un ax de mare viteză.
Pentru un arbore tipic de mare viteză (20.000 rpm), frezarea metalelor neferoase (nici măcar să vorbim despre oțel) este un mod extrem pentru ax. Ei bine, dacă nu este foarte necesar, și atunci voi mânca 0,3 mm pe trecere cu udarea lichidului de răcire.
Axul pentru mașină ar recomanda răcit cu apă. Cu acesta, în timpul funcționării se aud doar „cântetul” motoarelor pas cu pas și gâlgâitul pompei de acvariu în circuitul de răcire.
Ce se poate face pe o astfel de mașină
În primul rând, problema cazurilor a dispărut pentru mine. Carcasa de orice formă este frezată din „plexiglas” și lipită împreună cu un solvent de-a lungul unor tăieturi ideal netede.
Fibra de sticla refuzata material universal. Precizia mașinii vă permite să tăiați un scaun pentru rulment, în care se va răci, așa cum ar trebui să fie cu o ușoară etanșeitate, și apoi nu îl puteți scoate. Angrenajele din textolit sunt perfect tăiate cu un profil involvent onest.
Prelucrarea lemnului (reliefuri etc.) - un domeniu larg de realizare a impulsurilor lor creative, sau cel puțin pentru implementarea impulsurilor altor persoane (modele gata făcute).
Dar nu am încercat bijuterii. Nu există unde să se aprindă / să se topească / să se toarne baloanele. Deși o bară de ceară de bijuterii așteaptă în aripi.
Ziua bună tuturor! Și iată-mă cu piesa noua povestea lui despre CNC - mașină unealtă. Când am început să scriu articolul, nici nu mă gândeam că se va dovedi atât de voluminos. Când am scris despre electronica mașinii, m-am uitat și m-am speriat - foaia A4 era scrisă pe ambele părți și mai erau multe de spus.
Până la urmă a ieșit așa manual pentru crearea unei mașini CNC, masina de lucru, de la zero. Vor fi trei părți ale articolului despre o singură mașină: 1-umplutură electronică, 2-mecanica mașinii, 3-toate subtilitățile instalării electronicii, mașina în sine și programul de control al mașinii.
În general, voi încerca să combin într-un singur material tot ceea ce este util și necesar pentru fiecare începător în asta caz interesant, ceea ce el însuși a citit pe diverse resurse de pe Internet și a transmis prin el însuși.
Apropo, în acel articol am uitat să arăt fotografii cu meșteșugurile făcute. Repar asta. Urs de polistiren și plantă de placaj.
cuvânt înainte
După ce mi-am asamblat mica mașină fără a cheltui semnificativ efort, timp și bani, m-a interesat serios acest subiect. M-am uitat pe YouTube, dacă nu toate, atunci aproape toate videoclipurile legate de aparatele de amatori. Deosebit de impresionante au fost fotografiile produselor pe care oamenii le fac pe „ Acasă CNC". M-am uitat și m-am hotărât - îmi voi asambla mașina mare! Deci, pe un val de emoții, nu m-am gândit bine, m-am cufundat într-o lume nouă și necunoscută pentru mine CNC.Nu știam de unde să încep. În primul rând, am comandat un motor pas cu pas normal Vexta 12 kg/cm, printre altele cu mândra inscripție „made in Japan”.
În timp ce conducea prin toată Rusia, stătea seara la diferite forumuri CNC și încerca să facă o alegere Controler STEP/DIRși drivere de motoare pas cu pas. Am luat în considerare trei opțiuni: pe un microcircuit L298, pe muncitori de câmp, sau cumpărați chineză gata făcută TB6560 despre care existau recenzii foarte contradictorii.
Pentru unii a funcționat fără probleme mult timp, pentru alții s-a ars la cea mai mică eroare de utilizator. Cineva a scris chiar că s-a ars când a răsucit ușor arborele motorului conectat la acel moment la controler. Probabil faptul de lipsa de încredere a chinezilor și a jucat în favoarea alegerii unei scheme L297+ discutat activ pe forum. Schema este, probabil, cu adevărat imposibil de ucis. driverele de câmp ale driverului prin amperi sunt de câteva ori mai mari decât ceea ce trebuie alimentat la motoare. Chiar dacă trebuie să vă lipiți (acest lucru este doar un plus), iar costul pieselor a ieșit puțin mai mult decât controlerul chinez, dar este fiabil, ceea ce este mai important.
Mă voi îndepărta puțin de la subiect. Când toate acestea au fost făcute, nici măcar nu m-am gândit că într-o zi voi scrie despre asta. Prin urmare, nu există fotografii ale procesului de asamblare a mecanicii și electronicii, ci doar câteva fotografii făcute cu camera unui telefon mobil. Pe orice altceva am dat clic special pentru articol, deja asamblat.
Carcasa fierului de lipit se teme
Voi începe cu sursa de alimentare. Am plănuit să fac un impuls, m-am jucat cu el probabil o săptămână, dar nu am putut învinge entuziasmul, care a venit de nicăieri. Înfășurează transa la 12v - totul este în regulă, o vânt la 30 - o mizerie completă. Am ajuns la concluzia că se urcă un fel de prostii părere de la 30 la TL494și să-i dărâme turnul. Așa că am abandonat acest impuls, deoarece existau mai multe TS-180, dintre care unul a mers să servească patria ca transă de putere. Și orice ai spune, o bucată de fier și cupru va fi mai de încredere decât o grămadă de prăbușit. Transformatorul rebobinat la tensiunile necesare, dar a fost necesar + 30V pentru alimentarea motoarelor, + 15V pentru alimentare IR2104, +5v pornit L297, și un ventilator. Poti aplica 10 sau 70 la motoare, principalul este sa nu depasesti curentul, dar daca faci mai putin viteza maxima si puterea scade, dar transformatorul nu mai permitea. Aveam nevoie de 6-7A. Tensiuni stabilizate 5 și 15v, lăsate 30 „plutitoare” la discreția rețelei noastre de energie.
În tot acest timp, în fiecare seară am stat la computer și am citit, citit, citit. Configurarea controlerului, alegerea programelor: pe care să desenezi, pe care să operezi mașina, cum să faci mecanică etc. și așa mai departe. În general, cu cât citesc mai mult, cu atât devenea mai groaznic și din ce în ce mai des a apărut întrebarea „La ce am nevoie de asta?!”. Dar era prea târziu să ne retragem, motorul era pe masă, detaliile erau undeva pe parcurs – trebuie să continuăm.
Este timpul să lipiți placa. Disponibil pe internet nu mi s-a potrivit din trei motive:
1 - Magazinul care a comandat piesele nu era acolo IR2104în pachete DIP și mi-au trimis 8-SOICN. Ele sunt lipite pe placa de cealaltă parte, cu capul în jos și, în consecință, a fost necesar să se oglindească șinele și ele ( IR2104) 12 bucăți.
2 - Rezistoarele și condensatorii sunt, de asemenea, luate în pachete SMD pentru a reduce numărul de găuri care trebuiau găurite.
3 - Radiatorul pe care l-am avut era mai mic, iar tranzistoarele extreme erau în afara zonei sale. A fost necesar să muți muncitorii de câmp pe o placă la dreapta, iar pe cealaltă la stânga, așa că am făcut două tipuri de scândură.
Schema controlerului mașinii
Pentru siguranța portului LPT, controlerul și computerul sunt conectate printr-o placă optocupler. Am luat schema și sigila de pe un site binecunoscut, dar din nou a trebuit să o refac puțin pentru mine și să elimin detaliile inutile.
O parte a plăcii este alimentată prin portul USB, cealaltă, conectată la controler, este alimentată de la o sursă de + 5V. Semnalele sunt transmise prin optocuple. Voi scrie toate detaliile despre setarea controlerului și decuplarea în al treilea capitol, dar aici voi aminti doar punctele principale. Această placă de decuplare este proiectată pentru conectarea în siguranță a controlerului motorului pas cu pas la portul LPT al computerului. Izolează complet electric portul computerului de electronica mașinii și vă permite să controlați o mașină CNC cu 4 axe. Dacă mașina are doar trei axe, ca în cazul nostru, detalii inutile le poți lăsa agățate în aer sau nu le lipi deloc. Este posibil să conectați senzori de capăt, un buton de oprire forțată, un releu de activare a arborelui și un alt dispozitiv, cum ar fi un aspirator.
Era o fotografie a plăcii optocupler luată de pe Internet și așa arată grădina mea după instalarea în carcasă. Două scânduri și o grămadă de fire. Dar se pare că nu există interferențe și totul funcționează fără erori.
Prima placa de control este gata, am verificat totul si am testat-o pas cu pas, ca in instructiuni. Am setat un curent mic ca trimmer (acest lucru este posibil datorită prezenței PWM) și am conectat puterea (motoarele) printr-un lanț de becuri de 12 + 24v astfel încât să fie „nimic dacă nimic”. Am muncitori de câmp fără calorifer.
Motorul șuieră. Vești bune, deci PWM funcționează așa cum ar trebui. Apăs o tastă și se învârte! Am uitat să menționez că acest controler este conceput pentru a controla un motor pas cu pas bipolar, de exemplu. unul cu 4 fire. Jucat cu moduri pas / jumătate de pas, curent. În modul de jumătate de pas, motorul se comportă mai stabil și dezvoltă viteze mari + crește precizia. Așa că am lăsat săritorul în „treapta de jumătate”. Cu curentul de siguranță maxim pentru motor la o tensiune de aproximativ 30V, sa dovedit a învârti motorul până la 2500 rpm! Prima mea mașină fără PWM nu a visat niciodată la așa ceva.))
Următoarele două motoare comandate mai puternice, Nema la 18kg/s, dar deja „made in China”.
Sunt inferioare ca calitate Vexta La urma urmei, China și Japonia sunt două lucruri diferite. Când rotiți arborele cu mâna, japonezii o fac cumva încet, dar chinezii au un sentiment diferit, dar până acum acest lucru nu a afectat munca. Nu există comentarii pentru ei.
Am lipit cele două plăci rămase, verificat prin „simulatorul de motor pas cu pas LED”, totul pare să fie în regulă. Conectez un motor - merge bine, dar nu 2500 rpm, ci cam 3000! Conform schemei deja elaborate, conectez al treilea motor la a treia placă, mă învârt câteva secunde și mă ridic... Mă uit la osciloscop - nu există impulsuri pe o ieșire. Sun taxa - una dintre IR2104 străpuns.
Ei bine, poate am primit unul defect, am citit că asta se întâmplă adesea cu acest mikruha. Am lipit una nouă (am luat 2 bucăți cu o marjă), aceeași prostie - se întoarce pentru câteva secunde în STOP! Aici m-am încordat și haideți să verificăm muncitorii de câmp. Apropo, bordul meu are IRF530(100V / 17A) vs. (50V / 49A), ca în original. La motor vor merge maxim 3A, așa că o rezervă de 14A va fi mai mult decât suficientă, dar diferența de preț este de aproape 2 ori în favoarea celor 530.
Așadar, verific muncitorii de câmp și ceea ce văd... Nu am lipit un picior! Și toți 30V de la muncitorul de câmp au zburat la ieșirea acestui „irka”. Am lipit piciorul, am examinat totul cu atenție din nou, am pus altul IR2104, eu însumi sunt îngrijorat - acesta este ultimul. L-am pornit și am fost foarte fericit când motorul nu s-a oprit după două secunde de funcționare. Moduri rămase după cum urmează: motor Vexta- 1,5A, motor NEMA 2,5A. Cu acest curent se realizează rotații de aproximativ 2000, dar este mai bine să le limitezi programatic pentru a evita sărirea pașilor, iar temperatura motoarelor în timpul funcționării pe termen lung nu depășește siguranța pentru motoare. Transformatorul de putere se descurcă fără probleme, deoarece de obicei doar 2 motoare se rotesc în același timp, dar este de dorit răcirea suplimentară cu aer pentru radiator.
Acum despre instalarea muncitorilor de câmp pe radiator, și sunt 24 dintre ele, dacă cineva nu a observat. În această versiune a plăcii, ele sunt amplasate culcate, adică. caloriferul se întinde pe ele și este atras de ceva.
Desigur, este de dorit să pun o bucată solidă de mică pentru a izola radiatorul de tranzistori, dar nu am avut unul. Am găsit o cale de ieșire. Deoarece la jumatate dintre tranzistoare carcasa merge la plus putere, se pot monta fara izolatie, doar pe pasta termica. Și sub restul, am pus bucăți de mică rămase de la tranzistoarele sovietice. Am găurit radiatorul și placa în trei locuri și le-am strâns cu șuruburi. Am obținut o placă mare prin lipirea a trei plăci separate în jurul marginilor, în timp ce lipim în jurul perimetrului pentru rezistență sârmă de cupru 1 mm. Toate umplutura electronicași a pus sursa de alimentare pe un soi de șasiu de fier, nici nu știu de la ce.
Am tăiat capacul lateral și superior din placaj și am pus un evantai deasupra.
Articolul descrie mașină de casă cu CNC. Principalul avantaj al acestei versiuni a mașinii este o metodă simplă de conectare a motoarelor pas cu pas la un computer prin portul LPT.
Mecanic
pat
Patul mașinii noastre este din plastic de 11-12 mm grosime. Materialul nu este critic, puteți folosi aluminiu, placaj din sticlă organică și orice altul material disponibil. Părțile principale ale cadrului sunt atașate cu șuruburi autofiletante, dacă doriți, puteți decora în plus punctele de atașare cu lipici, dacă utilizați lemn, puteți utiliza lipici PVA.
Etrier și ghidaje
Ca ghidaje au fost folosite bare de oțel cu diametrul de 12 mm, lungime 200 mm (pe axa Z 90 mm), două piese pe axă. Etrierele sunt realizate din textolit cu dimensiunile 25X100X45. Textolitul are trei prin găuri, două dintre ele pentru ghidaje și una pentru piuliță. Piesele de ghidare sunt fixate cu șuruburi M6. Suporturile X și Y din partea superioară au 4 orificii filetate pentru fixarea mesei și a ansamblului axei Z.
Etrierul Z
Ghidajele axei Z sunt atașate de suportul X printr-o placă de oțel, care este de tranziție, cu dimensiunile plăcii 45x100x4.
Motoarele pas cu pas sunt montate pe elemente de fixare, care pot fi realizate din tablă de oțel cu grosimea de 2-3mm. Șurubul trebuie conectat la axa motorului pas cu pas folosind un arbore flexibil, care poate fi folosit ca furtun de cauciuc. Când utilizați un arbore rigid, sistemul nu va funcționa cu precizie. Piulița este realizată din alamă, care este lipită în etrier.
Asamblare
Asamblare CNC de casă mașină, se efectuează în următoarea secvență:
- Mai întâi trebuie să instalați toate componentele de ghidare în etriere și să le înșurubați pe pereții laterali, care nu au fost instalați inițial pe bază.
- Mișcăm etrierul de-a lungul ghidajelor până obținem o călătorie lină.
- Strângem șuruburile, fixând piesele de ghidare.
- Atașăm un etrier, un ansamblu de ghidare și un perete lateral la bază, folosim șuruburi autofiletante pentru fixare.
- Asamblam ansamblul Z și, împreună cu placa adaptor, îl atașăm la etrierul X.
- Apoi, instalați șuruburile de plumb împreună cu cuplajele.
- Instalăm motoare pas cu pas, conectând rotorul motorului și șurubul cu un cuplaj. Acordăm o atenție strictă faptului că șuruburile de plumb se rotesc fără probleme.
Recomandări pentru asamblarea mașinii:
Nucile pot fi fabricate și din fontă, nu trebuie să folosiți alte materiale, șuruburile pot fi cumpărate de la orice magazin de feronerie și tăiate după nevoile dumneavoastră. La utilizarea șuruburilor cu filet M6x1, lungimea piuliței va fi de 10 mm.
Desene de mașină.rar
Ne întoarcem la a doua parte a asamblarii mașinii CNC cu propriile mâini, și anume la electronică.
Electronică
unitate de putere
Un bloc de 12V 3A a fost folosit ca sursă de alimentare. Unitatea este proiectată pentru a alimenta motoare pas cu pas. O altă sursă de tensiune la 5V și cu un curent de 0,3A a fost folosită pentru alimentarea microcircuitelor controlerului. Alimentarea depinde de puterea motoarelor pas cu pas.
Vă prezentăm calculul sursei de alimentare. Calculul este simplu - 3x2x1 \u003d 6A, unde 3 este numărul de motoare pas cu pas utilizate, 2 este numărul de înfășurări alimentate, 1 este curentul în Amperi.
Controler de control
Controlerul de control a fost asamblat pe doar 3 microcircuite din seria 555TM7. Controlerul nu necesită firmware și are un sistem destul de simplu schema circuitului, datorită acestui lucru, această mașină CNC poate fi realizată de o persoană care nu este deosebit de versată în electronică cu propriile mâini.
Descrierea și alocarea pinilor conectorului portului LPT.
| Pin. | Nume | Direcţie | Descriere |
| 1 | STROBE | intrare și ieșire | Setați de computer după finalizarea fiecărui transfer de date |
| 2..9 | DO-D7 | concluzie | Concluzie |
| 10 | CERE | intrare | Setați la „0” de către un dispozitiv extern după primirea unui octet |
| 11 | OCUPAT | intrare | Dispozitivul indică faptul că este ocupat setând această linie la „1” |
| 12 | fără hârtie | intrare | Pentru imprimante |
| 13 | Selectați | intrare | Dispozitivul indică faptul că este gata setând această linie la „1” |
| 14 | Alimentare automată | ||
| 15 | eroare | intrare | Indică o eroare |
| 16 | Inițializați | intrare și ieșire | |
| 17 | Selectați În | intrare și ieșire | |
| 18..25 | Pământ GND | GND | fir comun |
Pentru experiment, a fost folosit un motor pas cu pas de la un vechi de 5,25 inci. În schemă, 7 biți nu sunt utilizați. 3 motoare folosite. Puteți agăța o cheie pe ea pentru a porni motorul principal (cutter sau burghiu).
Driver pentru motoare pas cu pas
Pentru a controla motorul pas cu pas, se folosește un driver, care este un amplificator cu 4 canale. Designul este implementat pe doar 4 tranzistoare de tip KT917.
De asemenea, puteți utiliza microcircuite seriale, de exemplu - ULN 2004 (9 taste) cu un curent de 0,5-0,6A.
Programul vri-cnc este folosit pentru control. Descriere detaliata iar instrucțiunile de utilizare a programului sunt activate.
După ce ați asamblat această mașină CNC cu propriile mâini, veți deveni proprietarul unei mașini capabile să prelucreze (găurit, frezat) materiale plastice. Gravura pe oțel. De asemenea, o mașină CNC de casă poate fi folosită ca plotter, puteți desena și găuri plăci de circuite imprimate pe ea.
Pe baza materialelor de pe site: vri-cnc.ru
