Δεδομένου ότι συναρμολόγησα ένα μηχάνημα CNC για τον εαυτό μου εδώ και πολύ καιρό και το χρησιμοποιώ τακτικά για χόμπι εδώ και πολύ καιρό, ελπίζω η εμπειρία μου να είναι χρήσιμη, όπως και οι πηγαίοι κωδικοί του ελεγκτή.

Προσπάθησα να γράψω μόνο εκείνα τα σημεία που προσωπικά θεωρούσα σημαντικά.

Ο σύνδεσμος προς τις πηγές του ελεγκτή και το διαμορφωμένο κέλυφος Eclipse+gcc κ.λπ. βρίσκονται στο ίδιο σημείο με το βίντεο:

Ιστορία της δημιουργίας

Αντιμετωπίζοντας τακτικά την ανάγκη να φτιάξω ένα ή άλλο μικρό «πράγμα» πολύπλοκου σχήματος, αρχικά σκέφτηκα έναν 3D εκτυπωτή. Και μάλιστα άρχισε να το κάνει. Αλλά διάβασα τα φόρουμ και αξιολόγησα την ταχύτητα του τρισδιάστατου εκτυπωτή, την ποιότητα και την ακρίβεια του αποτελέσματος, το ποσοστό των ελαττωμάτων και τις δομικές ιδιότητες του θερμοπλαστικού και συνειδητοποίησα ότι αυτό δεν είναι τίποτα άλλο από ένα παιχνίδι.

Η παραγγελία για εξαρτήματα από την Κίνα έφτασε μέσα σε ένα μήνα. Και μετά από 2 εβδομάδες το μηχάνημα δούλευε με έλεγχο LinuxCNC. Το συναρμολόγησα από ότι χάλια είχα στο χέρι, γιατί ήθελα να το κάνω γρήγορα (προφίλ + καρφιά). Θα το ξαναέκανα αργότερα, αλλά, όπως αποδείχθηκε, το μηχάνημα αποδείχθηκε αρκετά άκαμπτο και τα παξιμάδια στα καρφιά δεν χρειάστηκε να σφίξουν ούτε μία φορά. Έτσι το σχέδιο παρέμεινε αμετάβλητο.

Η αρχική λειτουργία του μηχανήματος έδειξε ότι:

1. Η χρήση ενός τρυπανιού 220V "china noname" ως άξονα δεν είναι καλή ιδέα. Υπερθερμαίνεται και είναι τρομερά δυνατό. Το πλευρικό παιχνίδι του κόφτη (ρουλεμάν;) γίνεται αισθητό με το χέρι.
2. Το τρυπάνι Proxon είναι αθόρυβο. Το παιχνίδι δεν γίνεται αντιληπτό. Αλλά υπερθερμαίνεται και σβήνει μετά από 5 λεπτά.
3. Ένας δανεικός υπολογιστής με αμφίδρομη θύρα LPT δεν είναι βολικός. Δανείστηκε για λίγο (η εύρεση του PCI-LPT αποδείχθηκε πρόβλημα). Καταλαμβάνει χώρο. Και γενικά μιλώντας..

Μετά την αρχική λειτουργία, παρήγγειλα έναν υδρόψυκτο άξονα και αποφάσισα να φτιάξω έναν ελεγκτή για αυτόνομη λειτουργία στη φθηνότερη έκδοση του STM32F103, που πωλείται πλήρως με οθόνη LCD 320x240.
Το γιατί οι άνθρωποι εξακολουθούν να βασανίζουν επίμονα το 8-bit ATMega για σχετικά σύνθετες εργασίες, ακόμη και μέσω του Arduino, είναι ένα μυστήριο για μένα. Μάλλον αγαπούν τις δυσκολίες.

Ανάπτυξη ελεγκτή

Δημιούργησα το πρόγραμμα αφού εξέτασα προσεκτικά τις πηγές LinuxCNC και gbrl. Ωστόσο, δεν πήρα καμία από τις πηγές για τον υπολογισμό της τροχιάς. Ήθελα να προσπαθήσω να γράψω μια ενότητα υπολογισμού χωρίς τη χρήση float. Αποκλειστικά σε αριθμητική 32-bit.
Το αποτέλεσμα μου ταιριάζει για όλους τους τρόπους λειτουργίας και δεν έχω αγγίξει το υλικολογισμικό για πολύ καιρό.
Μέγιστη ταχύτητα, επιλεγμένη πειραματικά: X: 2000 mm/min Y: 1600 Z: 700 (1600 step/mm. mode 1/8).
Αλλά δεν περιορίζεται από τους πόρους του ελεγκτή. Απλώς, ο αηδιαστικός ήχος των βημάτων ακόμα και σε ευθεία τμήματα στον αέρα είναι υψηλότερος. Η οικονομική κινεζική πλακέτα ελέγχου stepper στο TB6560 δεν είναι η καλύτερη επιλογή.
Στην πραγματικότητα, δεν ρυθμίζω την ταχύτητα για το ξύλο (οξιά, βάθος 5mm, κόφτης d=1mm, βήμα 0,15mm) πάνω από 1200mm. Η πιθανότητα αστοχίας του κόφτη αυξάνεται.

Το αποτέλεσμα είναι ένας ελεγκτής με τις ακόλουθες λειτουργίες:

• Σύνδεση σε εξωτερικό υπολογιστή ως τυπική συσκευή μαζικής αποθήκευσης USB (FAT16 σε κάρτα SD). Εργασία με τυπικά αρχεία μορφής G-code
• Διαγραφή αρχείων μέσω της διεπαφής χρήστη του ελεγκτή.
• Δείτε την τροχιά του επιλεγμένου αρχείου (όσο το επιτρέπει η οθόνη 640x320) και υπολογίστε το χρόνο εκτέλεσης. Στην πραγματικότητα, εξομοίωση εκτέλεσης με άθροιση χρόνου.
• Δείτε τα περιεχόμενα των αρχείων σε δοκιμαστική μορφή.
• Λειτουργία χειροκίνητου ελέγχου από το πληκτρολόγιο (μετακίνηση και ρύθμιση "0").
• Ξεκινήστε την εκτέλεση μιας εργασίας χρησιμοποιώντας το επιλεγμένο αρχείο (κωδικός G).
• Παύση/συνέχιση της εκτέλεσης. (μερικές φορές χρήσιμο).
• Διακοπή λογισμικού έκτακτης ανάγκης.

Ο ελεγκτής θα συνδεθεί στην πλακέτα ελέγχου stepper μέσω της ίδιας υποδοχής LPT. Εκείνοι. Λειτουργεί ως υπολογιστής ελέγχου με LinuxCNC/Mach3 και είναι εναλλάξιμος με αυτόν.

Μετά από δημιουργικά πειράματα στην κοπή χειροποίητων ανάγλυφων σε ξύλο και πειράματα με ρυθμίσεις επιτάχυνσης στο πρόγραμμα, ήθελα επίσης επιπλέον κωδικοποιητές στους άξονες. Απλά στο e-bay βρήκα σχετικά φθηνούς οπτικούς οικολογικούς κωδικοποιητές (1/512), το βήμα διαίρεσης των οποίων για τις μπίλιες μου ήταν 5/512 = 0,0098 mm.
Παρεμπιπτόντως, η χρήση οπτικών κωδικοποιητών υψηλής ανάλυσης χωρίς κύκλωμα υλικού για εργασία μαζί τους (το STM32 έχει ένα) είναι άσκοπη. Ούτε η διακοπή της επεξεργασίας, ούτε, ειδικά, η δημοσκόπηση λογισμικού θα αντιμετωπίσει ποτέ την «αναπήδηση» (το λέω για τους οπαδούς του ATMega).

Πρώτα απ 'όλα, ήθελα για τις ακόλουθες εργασίες:

1. Χειροκίνητη τοποθέτηση στο τραπέζι με υψηλή ακρίβεια.
2. Έλεγχος χαμένων βημάτων με έλεγχο απόκλισης της τροχιάς από την υπολογισμένη.

Ωστόσο, βρήκα μια άλλη χρήση τους, αν και σε μια αρκετά στενή εργασία.

Χρήση κωδικοποιητών για τη διόρθωση της τροχιάς μιας μηχανής με βηματικούς κινητήρες

Παρατήρησα ότι όταν κόβω ένα ανάγλυφο, όταν ρυθμίζετε την επιτάχυνση Z σε μεγαλύτερη από μια ορισμένη τιμή, ο άξονας Z αρχίζει να υποχωρεί αργά αλλά σταθερά. Όμως, ο χρόνος για μείωση της ανακούφισης με αυτήν την επιτάχυνση είναι 20% λιγότερος. Μετά την ολοκλήρωση της κοπής ενός ανάγλυφου 17x20 cm με βήμα 0,1 mm, ο κόφτης μπορεί να κατέβει 1-2 mm από την υπολογισμένη τροχιά.
Η ανάλυση της κατάστασης στη δυναμική με χρήση κωδικοποιητών έδειξε ότι κατά την ανύψωση του κόφτη, μερικές φορές χάνονται 1-2 βήματα.
Ένας απλός αλγόριθμος διόρθωσης βημάτων με χρήση κωδικοποιητή δίνει απόκλιση όχι μεγαλύτερη από 0,03 mm και μειώνει τον χρόνο επεξεργασίας κατά 20%. Και ακόμη και μια προεξοχή 0,1 mm σε ξύλο είναι δύσκολο να παρατηρηθεί.

Σχέδιο

Θεώρησα την έκδοση για επιτραπέζιους υπολογιστές με πεδίο ελαφρώς μεγαλύτερο από το Α4 ως ιδανική επιλογή για χόμπι. Και αυτό μου είναι ακόμα αρκετό.

Κινητό τραπέζι

Είναι ακόμα ένα μυστήριο για μένα γιατί ο καθένας επιλέγει ένα σχέδιο με μια κινητή πύλη για επιτραπέζιες μηχανές. Το μόνο του πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα επεξεργασίας μιας πολύ μεγάλης σανίδας σε μέρη ή, εάν πρέπει να επεξεργάζεστε τακτικά υλικό που ζυγίζει περισσότερο από το βάρος της πύλης.

Σε όλη την περίοδο λειτουργίας δεν χρειάστηκε ποτέ να κοπεί ανάγλυφο κομμάτι-κομμάτι σε σανίδα 3 μέτρων ή να χαραχτεί σε πέτρινη πλάκα.

Το κινητό τραπέζι έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα για επιτραπέζιες μηχανές:

1. Ο σχεδιασμός είναι απλούστερος και, γενικά, η δομή είναι πιο άκαμπτη.
2. Όλα τα εσωτερικά (τροφοδοτικά, πλακέτες κ.λπ.) είναι αναρτημένα σε μια σταθερή πύλη και το μηχάνημα αποδεικνύεται πιο συμπαγές και πιο βολικό στη μεταφορά.
3. Το βάρος του τραπεζιού και ενός τεμαχίου τυπικού υλικού για επεξεργασία είναι σημαντικά χαμηλότερο από το βάρος της πύλης και του άξονα.
4. Το πρόβλημα με τα καλώδια και τους εύκαμπτους σωλήνες ψύξης νερού του άξονα ουσιαστικά εξαφανίζεται.

Ατρακτος

Θα ήθελα να σημειώσω ότι αυτό το μηχάνημα δεν προορίζεται για επεξεργασία ισχύος. Ο ευκολότερος τρόπος για να φτιάξετε μια μηχανή CNC για επεξεργασία ισχύος είναι με βάση μια συμβατική φρέζα.

Κατά τη γνώμη μου, ένα μηχάνημα για την επεξεργασία μετάλλων με κινητήρα και ένα μηχάνημα με άτρακτο υψηλής ταχύτητας για την επεξεργασία ξύλου/πλαστικών είναι εντελώς διαφορετικοί τύποι εξοπλισμού.

Τουλάχιστον, δεν έχει νόημα να δημιουργήσετε μια καθολική μηχανή στο σπίτι.

Η επιλογή ενός άξονα για ένα μηχάνημα με αυτού του τύπου σφαιρική βίδα και οδηγούς με γραμμικά ρουλεμάν είναι απλή. Αυτός είναι ένας άξονας υψηλής ταχύτητας.

Για έναν τυπικό άξονα υψηλής ταχύτητας (20.000 rpm), η άλεση μη σιδηρούχων μετάλλων (ο χάλυβας δεν συζητείται) είναι μια ακραία λειτουργία για τον άξονα. Λοιπόν, εκτός αν είναι πραγματικά απαραίτητο και μετά θα φάω 0,3 mm ανά πέρασμα με το πότισμα του ψυκτικού.
Θα συνιστούσα έναν υδρόψυκτο άξονα για το μηχάνημα. Κατά τη λειτουργία, μπορείτε να ακούσετε μόνο το «τραγούδι» των βηματικών κινητήρων και το γουργούρισμα της αντλίας του ενυδρείου στο κύκλωμα ψύξης.

Τι μπορεί να γίνει σε ένα τέτοιο μηχάνημα;

Πρώτα απ' όλα, απαλλάχτηκα από το στεγαστικό πρόβλημα. Το σώμα οποιουδήποτε σχήματος είναι αλεσμένο από "plexiglass" και κολλημένο μαζί με ένα διαλύτη κατά μήκος ιδανικά λείων κοψίματος.

Το fiberglass έχει γίνει ένα καθολικό υλικό. Η ακρίβεια του μηχανήματος σάς επιτρέπει να κόψετε ένα κάθισμα για το ρουλεμάν, στο οποίο θα χωρέσει κρύο, όπως είναι αναμενόμενο, με μια μικρή τάση και στη συνέχεια δεν μπορεί να τραβηχτεί έξω. Τα γρανάζια Textolite είναι άψογα κομμένα με ειλικρινές προφίλ.

Η επεξεργασία του ξύλου (ανάγλυφα κ.λπ.) είναι ένα ευρύ πεδίο για την πραγματοποίηση των δημιουργικών παρορμήσεων κάποιου ή, τουλάχιστον, για την πραγματοποίηση των παρορμήσεων άλλων ανθρώπων (έτοιμα μοντέλα).

Απλώς δεν έχω δοκιμάσει τα κοσμήματα. Δεν υπάρχει χώρος για φρύξη/τήξη/χύτευση των φιαλών. Αν και ένα μπλοκ από κερί κοσμημάτων περιμένει στα φτερά.

Μεταξύ της μεγάλης ποικιλίας ελεγκτών, οι χρήστες αναζητούν εκείνα τα κυκλώματα που θα είναι αποδεκτά και πιο αποτελεσματικά για αυτοσυναρμολόγηση. Χρησιμοποιούνται τόσο μονοκάναλες όσο και πολυκαναλικές συσκευές: ελεγκτές 3 και 4 αξόνων.

Επιλογές συσκευής

Ελεγκτές βηματικού κινητήρα πολλαπλών καναλιών (βηματικοί κινητήρες) με τυπικά μεγέθη 42 ή 57 mm χρησιμοποιούνται στην περίπτωση μικρού πεδίου εργασίας της μηχανής - έως 1 m Κατά τη συναρμολόγηση μηχανής με μεγαλύτερο πεδίο εργασίας - άνω του 1 m , απαιτείται τυπικό μέγεθος 86 mm. Μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα οδήγησης μονού καναλιού (ρεύμα ελέγχου άνω των 4,2 A).

Ένα μηχάνημα με αριθμητικό έλεγχο, ειδικότερα, μπορεί να ελεγχθεί από έναν ελεγκτή που δημιουργείται με βάση εξειδικευμένα τσιπ οδήγησης που προορίζονται για χρήση για βηματικούς κινητήρες έως 3Α. Ο ελεγκτής CNC της μηχανής ελέγχεται από ειδικό πρόγραμμα. Εγκαθίσταται σε υπολογιστή με συχνότητα επεξεργαστή άνω του 1 GHz και χωρητικότητα μνήμης 1 GB). Με μικρότερο όγκο, το σύστημα βελτιστοποιείται.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ! Σε σύγκριση με έναν φορητό υπολογιστή, εάν συνδέσετε έναν επιτραπέζιο υπολογιστή, έχετε καλύτερα αποτελέσματα και είναι φθηνότερο.

Όταν συνδέετε τον ελεγκτή σε υπολογιστή, χρησιμοποιήστε μια υποδοχή παράλληλης θύρας USB ή LPT. Εάν αυτές οι θύρες δεν είναι διαθέσιμες, τότε χρησιμοποιούνται πλακέτες επέκτασης ή μετατροπείς ελεγκτών.

Εκδρομή στην ιστορία

Τα ορόσημα της τεχνολογικής προόδου μπορούν να σκιαγραφηθούν σχηματικά ως εξής:

• Ο πρώτος ελεγκτής στο τσιπ ονομαζόταν συμβατικά «μπλε πίνακας». Αυτή η επιλογή έχει μειονεκτήματα και το σχέδιο απαιτούσε βελτίωση. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι υπάρχει ένας σύνδεσμος και ο πίνακας ελέγχου ήταν συνδεδεμένος σε αυτό.
• Μετά το μπλε, εμφανίστηκε ένα χειριστήριο που ονομάζεται «κόκκινος πίνακας». Χρησιμοποιούσε ήδη γρήγορες (υψηλής συχνότητας) οπτικούς συζεύκτες, ρελέ ατράκτου 10Α, μόνωση ισχύος (γαλβανικό) και βύσμα όπου θα συνδέονταν τα προγράμματα οδήγησης του τέταρτου άξονα.
• Χρησιμοποιήθηκε επίσης μια άλλη παρόμοια συσκευή με κόκκινα σημάδια, αλλά πιο απλοποιημένη. Με τη βοήθειά του, ήταν δυνατός ο έλεγχος ενός μικρού επιτραπέζιου μηχανήματος - ένα από τα 3 άξονα.

• Ο επόμενος στη σειρά της τεχνολογικής προόδου ήταν ένας ελεγκτής με γαλβανική απομόνωση για τροφοδοσία ρεύματος, γρήγορους οπτοζεύκτες και ειδικούς πυκνωτές, με περίβλημα αλουμινίου που παρείχε προστασία από τη σκόνη. Αντί για ένα ρελέ ελέγχου που θα ενεργοποιούσε τον άξονα, ο σχεδιασμός είχε δύο εξόδους και τη δυνατότητα σύνδεσης ρελέ ή ελέγχου ταχύτητας PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού).
• Τώρα, για την κατασκευή μιας σπιτικής μηχανής φρεζαρίσματος και χάραξης με βηματικό κινητήρα, υπάρχουν επιλογές - ένας ελεγκτής 4 αξόνων, ένας οδηγός βηματικού κινητήρα από την Allegro, ένας οδηγός μονού καναλιού για μια μηχανή με μεγάλο πεδίο εργασίας.

ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ! Μην υπερφορτώνετε τον κινητήρα χρησιμοποιώντας όλο και μεγαλύτερες ταχύτητες.

Ελεγκτής κατασκευασμένος από σκραπ υλικά

Οι περισσότεροι τεχνίτες προτιμούν τον έλεγχο μέσω της θύρας LPT για τα περισσότερα προγράμματα ελέγχου ερασιτεχνικού επιπέδου. Αντί να χρησιμοποιούν ένα σετ ειδικών μικροκυκλωμάτων για το σκοπό αυτό, μερικοί άνθρωποι κατασκευάζουν έναν ελεγκτή από σκραπ υλικά - τρανζίστορ πεδίου από καμένες μητρικές πλακέτες (με τάση άνω των 30 βολτ και ρεύμα άνω των 2 αμπέρ).

Και δεδομένου ότι δημιουργήθηκε μια μηχανή για την κοπή αφρώδους πλαστικού, ο εφευρέτης χρησιμοποίησε λαμπτήρες πυρακτώσεως αυτοκινήτου ως περιοριστή ρεύματος και το SD αφαιρέθηκε από παλιούς εκτυπωτές ή σαρωτές. Αυτός ο ελεγκτής εγκαταστάθηκε χωρίς αλλαγές στο κύκλωμα.

Για να φτιάξετε ένα απλό μηχάνημα CNC με τα χέρια σας, αποσυναρμολογώντας τον σαρωτή, εκτός από το SD, αφαιρείται το τσιπ ULN2003 και δύο χαλύβδινες ράβδοι, θα πάνε στην πύλη δοκιμής. Επιπλέον θα χρειαστείτε:

• Ένα κουτί από χαρτόνι (από το οποίο θα τοποθετηθεί το σώμα της συσκευής). Είναι δυνατή μια επιλογή με φύλλο textolite ή κόντρα πλακέ, αλλά το χαρτόνι κόβεται ευκολότερα. κομμάτια ξύλου?
• εργαλεία - με τη μορφή κοπτικών συρμάτων, ψαλιδιών, κατσαβιδιών. πιστόλι κόλλας και αξεσουάρ συγκόλλησης.
• επιλογή σανίδας που είναι κατάλληλη για σπιτική μηχανή CNC.
• υποδοχή για θύρα LPT.
• μια πρίζα σε σχήμα κυλίνδρου για τη διευθέτηση μιας παροχής ρεύματος.
• στοιχεία σύνδεσης - ράβδοι με σπείρωμα, παξιμάδια, ροδέλες και βίδες.
• πρόγραμμα για TurboCNC.

Συναρμολόγηση μιας σπιτικής συσκευής

Όταν ξεκινάτε να εργάζεστε σε έναν σπιτικό ελεγκτή CNC, το πρώτο βήμα είναι να κολλήσετε προσεκτικά το τσιπ σε μια σανίδα ψωμιού με δύο ράγες ισχύος. Στη συνέχεια θα γίνει η σύνδεση της εξόδου ULN2003 και της υποδοχής LPT. Στη συνέχεια, συνδέουμε τις υπόλοιπες ακίδες σύμφωνα με το διάγραμμα. Η μηδενική ακίδα (25η παράλληλη θύρα) συνδέεται με την αρνητική ακίδα του διαύλου ισχύος της πλακέτας.

Στη συνέχεια, ο κινητήρας συνδέεται στη συσκευή ελέγχου και η πρίζα τροφοδοσίας συνδέεται στον αντίστοιχο δίαυλο. Για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία των συνδέσεων καλωδίων, στερεώνονται με θερμή κόλλα.

Η σύνδεση Turbo CNC δεν θα είναι δύσκολη. Το πρόγραμμα είναι αποτελεσματικό με MS-DOS και είναι επίσης συμβατό με Windows, αλλά σε αυτήν την περίπτωση είναι πιθανά ορισμένα σφάλματα και αποτυχίες.

Έχοντας διαμορφώσει το πρόγραμμα ώστε να λειτουργεί με τον ελεγκτή, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν άξονα δοκιμής. Η ακολουθία ενεργειών για τη σύνδεση των μηχανών είναι η εξής:

• Οι ράβδοι από χάλυβα εισάγονται σε τρύπες που έχουν ανοίξει στο ίδιο επίπεδο σε τρία ξύλινα μπλοκ και στερεώνονται με μικρές βίδες.
• Το SD συνδέεται με τη δεύτερη ράβδο, βάζοντάς το στα ελεύθερα άκρα των ράβδων και βιδώνοντάς το χρησιμοποιώντας βίδες.
• Η μολύβδινη βίδα περνά μέσα από την τρίτη οπή και τοποθετείται ένα παξιμάδι. Η βίδα που εισάγεται στην οπή της δεύτερης ράβδου βιδώνεται μέχρι να σταματήσει, ώστε να περάσει μέσα από αυτές τις οπές και να βγει στον άξονα του κινητήρα.
• Στη συνέχεια, πρέπει να συνδέσετε τη ράβδο στον άξονα του κινητήρα με ένα κομμάτι ελαστικού εύκαμπτου σωλήνα και ένα συρμάτινο σφιγκτήρα.
• Απαιτούνται πρόσθετες βίδες για τη στερέωση του παξιμαδιού που τρέχει.
• Η κατασκευασμένη βάση στερεώνεται επίσης στο δεύτερο μπλοκ χρησιμοποιώντας βίδες. Το οριζόντιο επίπεδο ρυθμίζεται με πρόσθετες βίδες και παξιμάδια.
• Συνήθως, οι κινητήρες συνδέονται μαζί με τους ελεγκτές και ελέγχονται για να διασφαλιστούν οι σωστές συνδέσεις. Ακολουθεί έλεγχος της κλιμάκωσης CNC και εκτέλεση δοκιμαστικού προγράμματος.
• Το μόνο που μένει είναι να κατασκευαστεί το σώμα της συσκευής και αυτό θα είναι το τελικό στάδιο της δουλειάς όσων δημιουργούν αυτοσχέδια μηχανήματα.

Κατά τον προγραμματισμό της λειτουργίας μιας μηχανής 3 αξόνων, δεν υπάρχουν αλλαγές στις ρυθμίσεις για τους δύο πρώτους άξονες. Αλλά κατά τον προγραμματισμό των πρώτων 4 φάσεων της τρίτης, εισάγονται αλλαγές.

Προσοχή! Χρησιμοποιώντας ένα απλοποιημένο διάγραμμα του ελεγκτή ATMega32 (Παράρτημα 1), σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αντιμετωπίσετε εσφαλμένη επεξεργασία του άξονα Z - λειτουργία μισού βήματος. Αλλά στην πλήρη έκδοση της πλακέτας του (Παράρτημα 2), τα ρεύματα των αξόνων ρυθμίζονται από ένα εξωτερικό υλικό PWM.

συμπέρασμα

Οι ελεγκτές που συναρμολογούνται από μηχανές CNC έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων: plotters, μικρά φρέζα που εργάζονται με ξύλινα και πλαστικά μέρη, χάλυβας χαράκτες, μικροσκοπικές μηχανές διάτρησης.

Συσκευές με αξονική λειτουργικότητα χρησιμοποιούνται επίσης σε σχεδιογράφους. Έτσι, οι προσπάθειες που δαπανώνται για τη συναρμολόγηση από ειδικευμένους τεχνίτες θα αποδώσουν σίγουρα στον μελλοντικό ελεγκτή.

1. Εμφάνιση του ταμπλό

1 - SLOT για κάρτα SD.

2 - κουμπί έναρξης.

3 - χειροκίνητο χειριστήριο ελέγχου.

4 - LED (για άξονες X και Y).

5 LED (για άξονα Z).

6 - καλώδια για το κουμπί τροφοδοσίας του άξονα.

8 - καρφίτσες χαμηλού επιπέδου (-GND).

9 - καρφίτσες υψηλού επιπέδου (+5v).

10 - καρφίτσες σε 3 άξονες (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), 2 καρφίτσες το καθένα.

11 - ακίδες σύνδεσης LPT (25 ακίδες).

12 - Υποδοχή LPT (θηλυκό).

13 - Υποδοχή USB (μόνο για παροχή ρεύματος +5v).

14 και 16 - έλεγχος συχνότητας ατράκτου (PWM 5 V).

15 - GND (για άτρακτο).

17 - έξοδος για τον άξονα ON και OFF.

18 - έλεγχος ταχύτητας άξονα (αναλογικό από 0 έως 10 V).

Κατά τη σύνδεση σε έτοιμη πλακέτα με προγράμματα οδήγησης για CNC 3 αξόνων που έχει έξοδο LPT:

Τοποθετήστε βραχυκυκλωτήρες μεταξύ 10 και 11 ακίδων.

8 και 9 ακίδες με 11, χρειάζονται εάν διατεθούν επιπλέον καρφίτσες ενεργοποίησης και απενεργοποίησης για τα προγράμματα οδήγησης (δεν υπάρχει συγκεκριμένο πρότυπο, επομένως αυτοί μπορεί να είναι οποιοιδήποτε συνδυασμοί, μπορείτε να τους βρείτε στην περιγραφή ή τυχαία :) -)

Κατά τη σύνδεση σε ξεχωριστούς οδηγούς με κινητήρες:

Εγκαταστήστε βραχυκυκλωτήρες μεταξύ των ακίδων 10 Step, Dir της πλακέτας "RFF" και των ακίδων Step, Dir των προγραμμάτων οδήγησης σας. (μην ξεχάσετε να τροφοδοτήσετε με ρεύμα τα προγράμματα οδήγησης και τους κινητήρες)

Συνδέστε το "RFF" στο δίκτυο. Δύο LED θα ανάψουν.

Τοποθετήστε τη διαμορφωμένη κάρτα SD στο LOT 1. Πατήστε RESET. Περιμένετε μέχρι να ανάψει η δεξιά λυχνία LED. (Περίπου 5 δευτερόλεπτα) Αφαιρέστε την κάρτα SD.

Ένα αρχείο κειμένου με το όνομα "RFF" θα εμφανιστεί σε αυτό.

Ανοίξτε αυτό το αρχείο και εισαγάγετε τις ακόλουθες μεταβλητές (Εδώ σε αυτήν τη φόρμα και τη σειρά):

Παράδειγμα:

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 - τιμή υπό όρους από 0 έως 10 της αρχικής ταχύτητας κατά την επιτάχυνση (επιτάχυνση).

Επεξηγήσεις εντολών

D - βήμα σύνθλιψης εγκατεστημένο στους οδηγούς κινητήρα (πρέπει να είναι το ίδιο και στα τρία).

L είναι το μήκος διέλευσης του φορείου (πύλη), με μία περιστροφή του βηματικού κινητήρα σε mm (θα πρέπει να είναι το ίδιο και στα τρία). Εισαγάγετε τη ράβδο από τη λαβή αντί για τον κόφτη και περιστρέψτε χειροκίνητα τον κινητήρα μια πλήρη στροφή, αυτή η γραμμή θα είναι η τιμή L.

S - ποιο σήμα ενεργοποιεί τον άξονα, εάν το 0 σημαίνει - GND εάν το 1 σημαίνει +5v (μπορεί να επιλεγεί πειραματικά).

Το Dir X, το Dir Y, το Dir Z, η κατεύθυνση κίνησης κατά μήκος των αξόνων, μπορούν επίσης να επιλεγούν πειραματικά ρυθμίζοντας το 0 ή το 1 (θα γίνει σαφές στη χειροκίνητη λειτουργία).

F - ταχύτητα στο ρελαντί (G0), εάν F=600, τότε η ταχύτητα είναι 600mm/sec.

H - η μέγιστη συχνότητα του άξονα σας (απαιτείται για τον έλεγχο της συχνότητας του άξονα χρησιμοποιώντας PWM, για παράδειγμα, εάν H = 1000 και S1000 είναι γραμμένο στον κωδικό G, τότε η έξοδος με αυτήν την τιμή θα είναι 5v, εάν S500 τότε 2,5 v, κ.λπ., η μεταβλητή S στον κώδικα G δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη μεταβλητή H στο SD.

Η συχνότητα σε αυτό το pin είναι περίπου 500 Hz.
Λογική ελέγχου οδηγού κινητήρα UP - step, (δεν υπάρχει πρότυπο, μπορεί να είναι είτε υψηλό επίπεδο +5V είτε χαμηλό επίπεδο -) ρυθμισμένο σε 0 ή 1. (για μένα λειτουργεί σε κάθε περίπτωση. -)))

Ο ίδιος ο ελεγκτής

Δείτε βίντεο: πίνακας ελέγχου με CNC 3 αξόνων

2. Προετοιμασία του προγράμματος ελέγχου (G_CODE)

Η πλακέτα αναπτύχθηκε για την ArtCam, επομένως το πρόγραμμα Control πρέπει να έχει επέκταση. TAP (θυμηθείτε να το βάλετε σε mm, όχι σε ίντσες).
Το αρχείο G-code που είναι αποθηκευμένο στην κάρτα SD πρέπει να ονομάζεται G_CODE.

Εάν έχετε διαφορετική επέκταση, για παράδειγμα CNC, ανοίξτε το αρχείο σας χρησιμοποιώντας το σημειωματάριο και αποθηκεύστε το ως G_CODE.TAP.

Τα x, y, z στον G-code πρέπει να γράφονται με κεφαλαία, η τελεία πρέπει να είναι τελεία, όχι κόμμα και ακόμη και ένας ακέραιος αριθμός πρέπει να έχει 3 μηδενικά μετά την τελεία.

Εδώ είναι σε αυτή τη μορφή:

Χ5.000Υ34.400Ζ0.020

3. Χειροκίνητος έλεγχος

Ο χειροκίνητος έλεγχος πραγματοποιείται με χρήση joystick, εάν δεν έχετε εισαγάγει τις μεταβλητές στις ρυθμίσεις που καθορίζονται στο σημείο 1, πίνακας "RFF"
δεν θα λειτουργήσει ούτε σε χειροκίνητη λειτουργία!!!
Για να μεταβείτε στη χειροκίνητη λειτουργία, πρέπει να πατήσετε το joystick. Τώρα προσπαθήστε να το ελέγξετε. Κοιτάζοντας τον πίνακα από ψηλά (ΣΧΟΛΙΑ 1 στο κάτω μέρος,
12 υποδοχή LPT στο επάνω μέρος).

Εμπρός Y+, προς τα πίσω Y-, δεξιά X+, αριστερά X-, (εάν η κίνηση στις ρυθμίσεις Dir X, Dir Y δεν είναι σωστή, αλλάξτε την τιμή στο αντίθετο).

Πατήστε ξανά το joystick. Η 4η λυχνία LED θα ανάψει, πράγμα που σημαίνει ότι έχετε μεταβεί στο χειριστήριο Joystick up - άξονα
θα πρέπει να ανέβει Z+, το joystick προς τα κάτω - να πάει κάτω Z- (αν η κίνηση είναι λανθασμένη, αλλάξτε την τιμή στις ρυθμίσεις Dir Z
στο αντίθετο).
Χαμηλώστε τον άξονα μέχρι ο κόφτης να αγγίξει το τεμάχιο εργασίας. Κάντε κλικ στο κουμπί 2 start, τώρα αυτό είναι το σημείο μηδέν από εδώ θα ξεκινήσει η εκτέλεση του G-code.

4. Αυτόνομη λειτουργία (εκτέλεση κοπής κωδικού G)
Πατήστε ξανά το κουμπί 2, κρατώντας το για λίγο πατημένο.

Αφού αφήσετε το κουμπί, η πλακέτα "RFF" θα αρχίσει να ελέγχει τη μηχανή σας CNC.

5. Λειτουργία παύσης
Πατήστε στιγμιαία το κουμπί 2 ενώ το μηχάνημα λειτουργεί, η κοπή θα σταματήσει και ο άξονας θα ανέβει 5 mm πάνω από το τεμάχιο εργασίας. Τώρα μπορείτε να ελέγχετε τον άξονα Z πάνω και κάτω και να μην φοβάστε να μπείτε ακόμη πιο βαθιά στο τεμάχιο εργασίας, καθώς αφού πατήσετε ξανά το κουμπί 2, η κοπή θα συνεχιστεί από την τιμή σε παύση κατά μήκος του Z. Στην κατάσταση παύσης, μπορείτε να γυρίσετε το Απενεργοποιήστε και ενεργοποιήστε τον άξονα με το κουμπί 6. Οι άξονες X και Y βρίσκονται σε λειτουργία Παύσης δεν μπορεί να ελεγχθεί.

6. Επείγουσα διακοπή εργασιών με τον άξονα να μηδενίζεται

Κρατώντας το κουμπί 2 για μεγάλο χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια της αυτόνομης λειτουργίας, ο άξονας θα ανέβει 5 mm πάνω από το τεμάχιο εργασίας, μην αφήσετε το κουμπί, 2 LED, 4η και 5η, θα αρχίσουν να αναβοσβήνουν εναλλάξ, όταν σταματήσει να αναβοσβήνει, αφήστε το κουμπί και το ο άξονας θα μετακινηθεί στο σημείο μηδέν. Πατώντας ξανά το κουμπί 2 θα εκτελεστεί η εργασία από την αρχή του G-code.

Υποστηρίζει εντολές όπως G0, G1, F, S, M3, M6 για τον έλεγχο της ταχύτητας του άξονα, υπάρχουν ξεχωριστοί ακροδέκτες: PWM από 0 έως 5 V και ένα δεύτερο αναλογικό από 0 έως 10 V.

Αποδεκτή μορφή εντολής:

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

Δεν χρειάζεται να αριθμήσετε τις γραμμές, ούτε κενά και να υποδείξετε F και S μόνο όταν αλλάζετε.

Ένα μικρό παράδειγμα:

T1M6 G0Z5.000 G0X0.000Y0.000S50000M3 G0X17.608Y58.073Z5.000 G1Z-0.600F1000.0 G1X17.606Y58.132F1500.375 X17.603Y58.707 X17.605Y58.748

Επίδειξη της λειτουργίας του ελεγκτή RFF

Για να συναρμολογήσετε μόνοι σας μια φρέζα, πρέπει να επιλέξετε έναν ελεγκτή ελέγχου CNC. Οι ελεγκτές είναι διαθέσιμοι ως πολυκάναλοι: 3 και 4 αξόνων ελεγκτές βηματικού κινητήρα, και μονοκάναλο. Οι πολυκάναλοι ελεγκτές βρίσκονται πιο συχνά για τον έλεγχο μικρών βηματικών κινητήρων, μεγέθους 42 ή 57 mm (nema17 και nema23). Τέτοιοι κινητήρες είναι κατάλληλοι για αυτοσυναρμολόγηση μηχανών CNC με πεδίο εργασίας έως 1 m. Όταν συναρμολογείτε ανεξάρτητα ένα μηχάνημα με πεδίο εργασίας μεγαλύτερο από 1 m, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε βηματικούς κινητήρες τυπικού μεγέθους 86 mm (nema34 για τον έλεγχο τέτοιων κινητήρων, θα χρειαστείτε ισχυρούς οδηγούς μονού καναλιού με ρεύμα ελέγχου 4,2 A και άνω).

Για τον έλεγχο των επιτραπέζιων μηχανών φρεζαρίσματος, χρησιμοποιούνται ευρέως ελεγκτές που βασίζονται σε εξειδικευμένα μικροκυκλώματα οδήγησης SD, για παράδειγμα, TB6560 ή A3977. Αυτό το μικροκύκλωμα περιέχει έναν ελεγκτή που δημιουργεί το σωστό ημιτονοειδές για διαφορετικές λειτουργίες μισού βήματος και έχει τη δυνατότητα να ρυθμίζει προγραμματικά τα ρεύματα περιέλιξης. Αυτά τα προγράμματα οδήγησης έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με βηματικούς κινητήρες έως 3A, μεγέθη κινητήρα NEMA17 42 mm και NEMA23 57 mm.

Έλεγχος του ελεγκτή με χρήση εξειδικευμένου ή Linux EMC2 και άλλων εγκατεστημένων σε υπολογιστή. Συνιστάται η χρήση υπολογιστή με συχνότητα επεξεργαστή τουλάχιστον 1 GHz και 1 GB μνήμης. Ένας επιτραπέζιος υπολογιστής δίνει καλύτερα αποτελέσματα από τους φορητούς υπολογιστές και είναι πολύ φθηνότερος. Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον υπολογιστή για άλλες εργασίες όταν δεν είναι απασχολημένος με τον έλεγχο του υπολογιστή σας. Κατά την εγκατάσταση σε φορητό υπολογιστή ή υπολογιστή με μνήμη 512 MB, συνιστάται να το κάνετε.

Για σύνδεση σε υπολογιστή, χρησιμοποιείται μια παράλληλη θύρα LPT (για ελεγκτή με διασύνδεση USB, θύρα USB). Εάν ο υπολογιστής σας δεν είναι εξοπλισμένος με παράλληλη θύρα (ολοένα και περισσότεροι υπολογιστές κυκλοφορούν χωρίς αυτήν τη θύρα), μπορείτε να αγοράσετε μια κάρτα επέκτασης θύρας PCI-LPT ή PCI-E-LPT ή έναν εξειδικευμένο ελεγκτή-μετατροπέα USB-LPT που συνδέεται στον υπολογιστή μέσω θύρας USB.

Με επιτραπέζιο μηχάνημα χάραξης και φρεζαρίσματος από αλουμίνιο CNC-2020AL, πλήρης με μονάδα ελέγχου με δυνατότητα ρύθμισης της ταχύτητας του άξονα, Σχήμα 1 και 2, η μονάδα ελέγχου περιέχει έναν οδηγό βηματικού κινητήρα σε ένα τσιπ TB6560AHQ, τροφοδοτικά για το stepper οδηγός κινητήρα και τροφοδοτικό ατράκτου.

εικόνα 1

Σχήμα 2

1. Ένας από τους πρώτους ελεγκτές ελέγχου για μηχανές φρεζαρίσματος CNC στο τσιπ TB6560 είχε το παρατσούκλι "μπλε πίνακας", Εικόνα 3. Αυτή η έκδοση της πλακέτας συζητήθηκε πολύ στα φόρουμ, έχει πολλά μειονεκτήματα. Το πρώτο είναι οι αργοί οπτικοί συζευκτήρες PC817, οι οποίοι απαιτούν, κατά τη ρύθμιση του προγράμματος ελέγχου μηχανής MACH3, να εισάγετε τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή στα πεδία Step pulse και Dir pulse = 15. Το δεύτερο είναι η κακή αντιστοίχιση των εξόδων του οπτικού συζεύκτη με τις εισόδους Το πρόγραμμα οδήγησης TB6560, το οποίο μπορεί να λυθεί τροποποιώντας το κύκλωμα, Σχήμα 8 και 9. Ο τρίτος - γραμμικοί σταθεροποιητές για την τροφοδοσία της πλακέτας και, ως αποτέλεσμα, οι σταθεροποιητές υψηλής υπερθέρμανσης χρησιμοποιούνται στις επόμενες πλακέτες. Το τέταρτο είναι η έλλειψη γαλβανικής απομόνωσης του κυκλώματος τροφοδοσίας. Το ρελέ του άξονα είναι 5Α, το οποίο στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι αρκετό και απαιτεί τη χρήση ενός ισχυρότερου ενδιάμεσου ρελέ. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν την παρουσία ενός συνδέσμου για τη σύνδεση ενός πίνακα ελέγχου. Αυτός ο ελεγκτής δεν χρησιμοποιείται.

Εικόνα 3.

2. Ο ελεγκτής ελέγχου μηχανής CNC εισήλθε στην αγορά μετά την «μπλε πλακέτα», με το παρατσούκλι η κόκκινη πλακέτα, Εικόνα 4.

Εδώ χρησιμοποιούνται οπτοζεύκτες υψηλότερης συχνότητας (γρήγοροι) 6N137. Ρελέ ατράκτου 10Α. Διαθεσιμότητα γαλβανικής μόνωσης για παροχή ρεύματος. Υπάρχει ένας σύνδεσμος για τη σύνδεση του οδηγού τέταρτου άξονα. Βολικός σύνδεσμος για τη σύνδεση τερματικών διακοπτών.

Εικόνα 4.

3. Ο ελεγκτής βηματικού κινητήρα με την ένδειξη TB6560-v2 είναι επίσης κόκκινος, αλλά απλοποιημένος, δεν υπάρχει αποσύνδεση ισχύος, Εικόνα 5. Μικρό μέγεθος, αλλά ως αποτέλεσμα αυτού, το μέγεθος του ψυγείου είναι μικρότερο.

Εικόνα 5

4. Ελεγκτής σε θήκη αλουμινίου, Εικόνα 6. Η θήκη προστατεύει τον ελεγκτή από τη σκόνη και τα μεταλλικά μέρη. Γαλβανική μόνωση για παροχή ρεύματος. Υπάρχει ένας σύνδεσμος για την τροφοδοσία πρόσθετων κυκλωμάτων +5V. Γρήγοροι οπτικοί συζεύκτες 6N137. Ν πυκνωτές χαμηλής αντίστασης και χαμηλής ESR. Δεν υπάρχει ρελέ για τον έλεγχο του άξονα που ανοίγει, αλλά υπάρχουν δύο έξοδοι για τη σύνδεση ενός ρελέ (διακόπτες τρανζίστορ με ΟΚ) ή PWM για τον έλεγχο της ταχύτητας περιστροφής του άξονα. Περιγραφή των σημάτων ελέγχου ρελέ σύνδεσης στη σελίδα

Εικόνα 6

5. Ελεγκτής 4 αξόνων μηχανής φρέζας και χάραξης CNC, διεπαφή USB, Εικόνα 7.

Εικόνα 7

Αυτός ο ελεγκτής δεν λειτουργεί με το πρόγραμμα MACH3, έρχεται με το δικό του πρόγραμμα ελέγχου μηχανής.

6. Ελεγκτής CNC του μηχανήματος στο πρόγραμμα οδήγησης SD από την Allegro A3977, Εικόνα 8.

Εικόνα 8

7. Πρόγραμμα οδήγησης βηματικού κινητήρα μονού καναλιού για μηχανή CNC DQ542MA. Αυτός ο οδηγός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατασκευάσει ανεξάρτητα ένα μηχάνημα με μεγάλο πεδίο εργασίας και βηματικούς κινητήρες με ρεύμα έως 4,2A, μπορεί επίσης να λειτουργήσει με κινητήρες Nema34 86mm, Εικόνα 9.

Εικόνα 9

Φωτογραφία της τροποποίησης της πλακέτας ελεγκτή μπλε βηματικού κινητήρα στο TB6560, Εικόνα 10.

Εικόνα 10.

Σχέδιο στερέωσης της πλακέτας ελεγκτή του μπλε βηματικού κινητήρα στο TB6560, Εικόνα 11.