Zelfgemaakte controller voor een CNC-machinediagram. CNC-freesmachine met autonome controller op STM32

Het artikel beschrijft zelfgemaakte machine met CNC. Grootste voordeel deze optie werktuigmachine - een eenvoudige methode om stappenmotoren via de LPT-poort op een computer aan te sluiten.

Mechanisch onderdeel

bed
Het bed van onze machine is gemaakt van kunststof met een dikte van 11-12 mm. Het materiaal is niet kritisch, je kunt aluminium, organisch glas, multiplex en andere materialen gebruiken beschikbaar materiaal. De belangrijkste delen van het frame worden bevestigd met zelftappende schroeven; indien gewenst kunt u de bevestigingspunten extra versieren met lijm; als u hout gebruikt, kunt u PVA-lijm gebruiken.

Remklauwen en geleiders
Als geleiders werden stalen staven met een diameter van 12 mm, lengte 200 mm (Z-as 90 mm), twee stuks per as, gebruikt. De remklauwen zijn gemaakt van textoliet met de afmetingen 25X100X45. De textoliet heeft drie doorlopende gaten, twee voor geleiders en één voor de moer. De geleidingsdelen worden bevestigd met M6-schroeven. Steunen X en Y in het bovenste gedeelte hebben er 4 gaten met schroefdraad voor het bevestigen van de tafel en de Z-asconstructie.

Remklauw Z
De Z-asgeleiders zijn aan de X-steun bevestigd via een stalen plaat, dit is een overgangsplaat, de afmetingen van de plaat zijn 45x100x4.

Stappenmotoren worden gemonteerd op bevestigingsmiddelen, die gemaakt kunnen zijn van plaatstaal met een dikte van 2-3 mm. De schroef moet met behulp van een flexibele as, bijvoorbeeld een rubberen slang, op de as van de stappenmotor worden aangesloten. Als u een starre as gebruikt, werkt het systeem niet nauwkeurig. De moer is gemaakt van messing en is in de remklauw gelijmd.

Montage
Montage zelfgemaakte CNC-machine machine, wordt in de volgende volgorde uitgevoerd:

• Eerst moet u alle geleidingscomponenten in de remklauwen installeren en deze aan de zijwanden vastschroeven, die niet eerst op de basis zijn geïnstalleerd.
• We verplaatsen de remklauw langs de geleiders totdat we een soepele beweging bereiken.
• Draai de bouten vast en bevestig de geleidingsdelen.
• We bevestigen de remklauw, de geleidingsconstructie en het zijframe aan de basis; voor de bevestiging gebruiken we zelftappende schroeven.
• Wij monteren montage Z en bevestigen deze samen met de adapterplaat aan steun X.
• Installeer vervolgens de geleideschroeven samen met de koppelingen.
• We installeren stappenmotoren door de motorrotor en de schroef met een koppeling te verbinden. We besteden er strikte aandacht aan om ervoor te zorgen dat de spindels soepel draaien.

Aanbevelingen voor het monteren van de machine:
Moeren kunnen ook van gietijzer worden gemaakt; het is niet nodig om andere materialen te gebruiken; schroeven kunnen overal worden gekocht ijzerhandel en trim naar uw wensen. Bij gebruik van schroeven met M6x1 schroefdraad bedraagt ​​de moerlengte 10 mm.

Machinetekeningen.rar

Laten we verder gaan met het tweede deel van het met onze eigen handen assembleren van een CNC-machine, namelijk de elektronica.

Elektronica

krachtbron
Als stroombron werd een 12Volt 3A-eenheid gebruikt. Het blok is ontworpen om stappenmotoren aan te drijven. Een andere spanningsbron van 5 volt en een stroomsterkte van 0,3 A werd gebruikt om de microcircuits van de controller van stroom te voorzien. De voeding is afhankelijk van het vermogen van de stappenmotoren.

Hier is de berekening van de stroomvoorziening. De berekening is eenvoudig: 3x2x1=6A, waarbij 3 het aantal gebruikte stappenmotoren is, 2 het aantal aangedreven wikkelingen en 1 de stroomsterkte in Ampère.

Controleur
De besturingscontroller werd samengesteld met behulp van slechts 3 microcircuits uit de 555TM7-serie. De controller heeft geen firmware nodig en werkt vrij eenvoudig schematisch diagram Dankzij dit kan deze CNC-machine worden gemaakt door iemand die niet bijzonder thuis is in elektronica.

Beschrijving en doel van de LPT-poortconnectorpinnen.

Vvyv.	Naam	Richting	Beschrijving
1	STROBOSCH	input en output	Stelt de pc in nadat elke gegevensoverdracht is voltooid
2..9	DO-D7	conclusie	Conclusie
10	VRAGEN	invoer	Instellen op "0" extern apparaat na ontvangst van de byte
11	DRUK BEZIG	invoer	Het apparaat geeft aan dat het bezet is door deze lijn op "1" te zetten
12	Papier uit	invoer	Voor drukkers
13	Selecteer	invoer	Het apparaat geeft aan dat het gereed is door deze regel op "1" te zetten
14	Automatische invoer
15	Fout	invoer	Geeft een fout aan
16	Initialiseren	input en output
17	Selecteer In	input en output
18..25	Aarde GND	GND	Gemeenschappelijke draad

Voor het experiment werd een stappenmotor van een oude 5,25 inch gebruikt. In de schakeling worden 7 bits niet gebruikt omdat Er worden 3 motoren gebruikt. Je kunt de sleutel om de hoofdmotor (frees of boormachine) aan te zetten eraan hangen.

Stuurprogramma voor stappenmotoren
Voor het aansturen van de stappenmotor wordt gebruik gemaakt van een driver, dit is een versterker met 4 kanalen. Het ontwerp is geïmplementeerd met slechts 4 transistors van het type KT917.

U kunt ook seriële microschakelingen gebruiken, bijvoorbeeld - ULN 2004 (9 toetsen) met een stroomsterkte van 0,5-0,6A.

Voor de besturing wordt gebruik gemaakt van het vri-cnc programma. Gedetailleerde beschrijving en instructies voor het gebruik van het programma vindt u op.

Door deze CNC-machine met uw eigen handen te assembleren, wordt u eigenaar van een machine die mechanische bewerkingen (boren, frezen) van kunststoffen kan uitvoeren. Gravure op staal. Ook kan een zelfgemaakte CNC-machine als plotter worden gebruikt, je kunt er printplaten op tekenen en boren.

Gebaseerd op materiaal van de site: vri-cnc.ru

Voor zelf-montage freesmachine, moet u een CNC-besturingscontroller selecteren. Controllers zijn verkrijgbaar als meerkanaals: 3 en 4 assen stappenmotor regelaars en enkelkanaals. Meerkanaalscontrollers worden meestal gevonden voor het aansturen van kleine stappenmotoren, maat 42 of 57 mm (nema17 en nema23). Dergelijke motoren zijn geschikt voor zelfmontage van CNC-machines met een werkveld tot 1 m. Wanneer u een machine met een werkveld van meer dan 1 m zelfstandig monteert, moet u stappenmotoren van standaardgrootte 86 mm (nema34) gebruiken; voor het aansturen van dergelijke motoren heeft u krachtige eenkanaals drivers nodig met een stuurstroom van 4,2 A en hoger.

Om desktopfreesmachines te besturen, worden op grote schaal controllers gebruikt die zijn gebaseerd op gespecialiseerde SD-drivermicroschakelingen, bijvoorbeeld TB6560 of A3977. Deze chip bevat een controller die de juiste sinusgolf genereert verschillende modi een halve stap en heeft de mogelijkheid software installatie kronkelende stromen. Deze drivers zijn ontworpen om te werken met stappenmotoren tot 3A, motorafmetingen NEMA17 42 mm en NEMA23 57 mm.

Besturing van de controller met behulp van gespecialiseerde of Linux EMC2 en andere geïnstalleerd op een pc. Het wordt aanbevolen om een ​​computer te gebruiken met een processorfrequentie van minimaal 1 GHz en 1 GB geheugen. Een desktopcomputer geeft topscores, vergeleken met laptops en veel goedkoper. Daarnaast kunt u deze computer voor andere taken gebruiken wanneer deze niet bezig is met het besturen van uw machine. Bij installatie op een laptop of pc met 512 MB geheugen wordt aanbevolen deze uit te voeren.

Om verbinding te maken met een computer wordt een parallelle LPT-poort gebruikt (voor een controller met een USB-interface een USB-poort). Als uw computer niet is uitgerust met een parallelle poort (steeds meer computers komen op de markt zonder deze poort), kunt u een PCI-LPT- of PCI-E-LPT-poortuitbreidingskaart of een gespecialiseerde USB-LPT-controller-converter aanschaffen die verbinding maakt op de computer via een USB-poort.

Met een desktop graveer- en freesmachine van aluminium CNC-2020AL, compleet met een besturingseenheid met de mogelijkheid om het spiltoerental aan te passen, figuur 1 en 2, bevat de besturingseenheid een stappenmotordriver op een TB6560AHQ-chip, voedingen voor de stappenmotor motorbestuurder en een spilvoeding.

foto 1

Figuur 2

1. Een van de eerste besturingscontrollers voor CNC-freesmachines op de TB6560-chip kreeg de bijnaam "blue board", figuur 3. Deze versie van het bord werd veel besproken op de forums, het heeft een aantal nadelen. De eerste zijn de trage PC817-optocouplers, die bij het instellen van het MACH3-machinebesturingsprogramma vereisen dat de maximaal toegestane waarde wordt ingevoerd in de velden Step pulse en Dir pulse = 15. De tweede is de slechte afstemming van de optocoupler-uitgangen met de ingangen van de TB6560-driver, die kan worden opgelost door het circuit aan te passen, figuur 8 en 9. De derde: - lineaire stabilisatoren voor de stroomvoorziening van het bord en, als gevolg daarvan, hoge oververhitting; op volgende borden worden schakelstabilisatoren gebruikt. De vierde is het ontbreken van galvanische isolatie van het voedingscircuit. Het spindelrelais is 5A, wat in de meeste gevallen niet genoeg is en het gebruik van een krachtiger tussenrelais vereist. De voordelen omvatten de aanwezigheid van een connector voor het aansluiten van een bedieningspaneel. Deze regelaar wordt niet gebruikt.

Figuur 3.

2. De CNC-machinebesturingscontroller kwam op de markt na het ‘blauwe bord’, bijgenaamd het rode bord, figuur 4.

Hier worden hogere frequentie (snelle) optocouplers 6N137 gebruikt. Spindelrelais 10A. Beschikbaarheid van galvanische isolatie voor stroomvoorziening. Er is een connector voor het aansluiten van de vierde as-driver. Handige connector voor het aansluiten van eindschakelaars.

Figuur 4.

3. De stappenmotorcontroller gemarkeerd met TB6560-v2 is ook rood, maar vereenvoudigd, er is geen vermogensontkoppeling, figuur 5. Klein formaat, maar als gevolg hiervan kleinere maat radiator

Figuur 5

4. De controller zit in een aluminium behuizing, figuur 6. De behuizing beschermt de controller tegen stof metalen onderdelen, het dient ook als een goed koellichaam. Galvanische scheiding voor voeding. Er is een connector voor het voeden van extra +5V-circuits. Snelle optocouplers 6N137. N condensatoren met lage impedantie en lage ESR. Er is geen relais voor het aansturen van het inschakelen van de spil, maar er zijn twee uitgangen voor het aansluiten van een relais (transistorschakelaars met OK) of PWM voor het regelen van de rotatiesnelheid van de spil. Beschrijving van het aansluiten van relaisbesturingssignalen op de pagina

Figuur 6

5. 4-assige controller van een CNC-frees- en graveermachine, USB-interface, figuur 7.

Figuur 7

Deze controller werkt niet met het MACH3-programma; hij wordt geleverd met een eigen machinebesturingsprogramma.

6. CNC-controller van de machine op de SD-driver van Allegro A3977, figuur 8.

Figuur 8

7.Single-channel stappenmotor driver voor CNC-machine DQ542MA. Dit stuurprogramma kan worden gebruikt wanneer eigen productie een machine met een groot werkveld en stappenmotoren met een stroomsterkte tot 4,2A, kan ook werken met Nema34 86mm motoren, Figuur 9.

Figuur 9

Foto van de aanpassing van de blauwe stappenmotorcontrollerkaart op de TB6560, figuur 10.

Figuur 10.

Schema voor het bevestigen van de blauwe stappenmotorcontrollerkaart op de TB6560, figuur 11.

"RFF" - kan zowel afzonderlijke 3 stappenmotordrivers als een kant-en-klaar bord met drivers voor 3-assige CNC met LPT-uitgang aansturen.
Dit bord is een alternatief voor een oude computer met een LPT-poort waarop MACH3 is geïnstalleerd.
Als de G-code in het MACH3-programma op de computer wordt geladen, wordt hier “RFF” van de SD-kaart gelezen.

1. Verschijning planken

1 - SLEUF voor SD-kaart;

2 - startknop;

3 - joystick voor handmatige bediening;

4 - LED (voor X- en Y-assen);

5 LED (voor Z-as);

6 - kabels voor de aan/uit-knop van de spil;

8 - conclusies laag niveau(-GND);

9 - pinnen op hoog niveau (+5v);

10 - pinnen op 3 assen (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), elk 2 pinnen;

11 - LPT-connectorpinnen (25 pinnen);

12 - LPT-connector (vrouwelijk);

13 - USB-connector (alleen voor +5V-voeding);

14 en 16 - spilfrequentieregeling (PWM 5 V);

15 - GND (voor spil);

17 - uitgang voor spil AAN en UIT;

18 - spiltoerentalregeling (analoog van 0 tot 10 V).

Bij aansluiting op een kant-en-klaar bord met drivers voor een 3-assige CNC met een LPT-uitgang:

Installeer jumpers tussen 10 pinnen en 11 pinnen.

8 en 9 pinnen met 11, deze zijn nodig als er extra aan en uit pinnen worden toegewezen voor de stuurprogramma's (er is geen specifieke standaard, dus dit kunnen willekeurige combinaties zijn, je kunt ze vinden in de beschrijving, of willekeurig :) -)

Bij aansluiting op afzonderlijke drivers met motoren:

Installeer jumpers tussen de 10 Step, Dir-pinnen van het "RFF" -bord en de Step, Dir-pinnen van uw stuurprogramma's. (vergeet niet om de drivers en motoren van stroom te voorzien)

Verbind "RFF" met het netwerk. Er gaan twee LED's branden.

Plaats de geformatteerde SD-kaart in LOT 1. Druk op RESET. Wacht tot de rechter LED gaat branden. (Ongeveer 5 seconden) Verwijder de SD-kaart.

Er verschijnt een tekstbestand met de naam "RFF".

Open dit bestand en voer de volgende variabelen in (hier in deze vorm en volgorde):

Voorbeeld:

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

V - voorwaardelijke waarde van 0 tot 10 van de beginsnelheid tijdens acceleratie (acceleratie).

Uitleg van commando's

D - stapsgewijze verbrijzeling geïnstalleerd op de motoraandrijvingen (moet op alle drie hetzelfde zijn).

L is de doorgangslengte van de wagen (portaal), met één omwenteling van de stappenmotor in mm (deze moet op alle drie hetzelfde zijn). Steek de stang uit het handvat in plaats van uit de frees en draai de motor handmatig een volledige slag, deze lijn is de L-waarde.

S - welk signaal de spil inschakelt, als 0 betekent - GND als 1 +5v betekent (kan experimenteel worden geselecteerd).

Dir X, Dir Y, Dir Z, de bewegingsrichting langs de assen, kan ook experimenteel worden geselecteerd door 0 of 1 in te stellen (dit wordt duidelijk in de handmatige modus).

F - snelheid bij stationair draaien (G0), als F=600, dan is de snelheid 600 mm/sec.

H - de maximale frequentie van uw spil (nodig om de spilfrequentie te regelen met behulp van PWM, bijvoorbeeld als H = 1000 en S1000 in de G-code is geschreven, dan is de uitvoer met deze waarde 5v, als S500 dan 2,5 v, enz., variabele S in G-code mag niet groter zijn dan de variabele H op SD.

De frequentie op deze pin is ongeveer 500 Hz.
UP - logica voor het besturen van SD-stuurprogramma's (er is geen standaard, het kan zo zijn hoog niveau+5V, en laag -) zet 0 of 1. (werkt bij mij in ieder geval. -)))

De regelaar zelf

Zie video: besturingskaart met 3-assige CNC

2. Voorbereiding van het besturingsprogramma (G_CODE)

Het bord is ontwikkeld voor ArtCam, dus het Control-programma moet een extensie hebben. TAP (vergeet niet om het in mm in te voeren, niet in inches).
Het G-codebestand dat op de SD-kaart is opgeslagen, moet G_CODE heten.

Als u een andere extensie heeft, bijvoorbeeld CNC, open dan uw bestand met Kladblok en sla het op als G_CODE.TAP.

x, y, z in G-code moeten met een hoofdletter geschreven worden, de punt moet een punt zijn, geen komma, en zelfs een geheel getal moet 3 nullen na de punt hebben.

Hier is het in deze vorm:

X5.000Y34.400Z0.020

3. Handmatige bediening

Handmatige bediening wordt uitgevoerd met behulp van een joystick, als u de variabelen niet hebt ingevoerd in de instellingen gespecificeerd in punt 1, “RFF” -bord
werkt niet, zelfs niet in de handmatige modus!!!
Om naar de handmatige modus te schakelen, moet u op de joystick drukken. Probeer het nu onder controle te houden. Kijkend naar het bord van bovenaf (SLOT 1 onderaan,
12 LPT-connector bovenaan).

Voorwaarts Y+, achteruit Y-, rechts X+, links X-, (als de beweging in de instellingen Dir X, Dir Y onjuist is, verander dan de waarde in het tegenovergestelde).

Druk nogmaals op de joystick. De 4e LED gaat branden, wat betekent dat u bent overgeschakeld naar Z-asbesturing Joystick omhoog - spil
moet omhoog gaan Z+, joystick omlaag - ga omlaag Z- (als de beweging onjuist is, verander dan de waarde in de Dir Z-instellingen
naar het tegenovergestelde).
Laat de spil zakken totdat de frees het werkstuk raakt. Klik op knop 2 start, dit is nu het nulpunt vanaf hier zal de uitvoering van de G-code beginnen.

4. Autonome werking (uitvoeren van G-code snijden)
Druk nogmaals op knop 2 en houd deze kort ingedrukt.

Nadat u de knop hebt losgelaten, begint het "RFF" -bord uw CNC-machine te besturen.

5. Pauzemodus
Druk kort op knop 2 terwijl de machine draait. Het zagen stopt en de spil komt 5 mm boven het werkstuk uit. Nu kunt u de Z-as zowel omhoog als omlaag besturen en hoeft u niet bang te zijn om nog dieper in het werkstuk te gaan, want nadat u opnieuw op knop 2 drukt, gaat het zagen verder vanaf de gepauzeerde waarde langs Z. In de pauzestatus kunt u de spil uit en aan met knop 6. De X- en Y-as staan ​​in de pauzemodus en kunnen niet worden bestuurd.

6. Noodstop van het werk terwijl de spil naar nul gaat

Door knop 2 tijdens de autonome werking lang ingedrukt te houden, zal de spil 5 mm boven het werkstuk komen, laat de knop niet los, 2 LED's gaan afwisselend knipperen, de 4e en 5e, wanneer het knipperen stopt, laat u de knop los en de de spindel zal bewegen nulpunt. Als u nogmaals op knop 2 drukt, wordt de taak uitgevoerd vanaf het begin van de G-code.

Ondersteunt commando's zoals G0, G1, F, S, M3, M6 om het spiltoerental te regelen, er zijn afzonderlijke pinnen: PWM van 0 tot 5 V en een tweede analoog van 0 tot 10 V.

Geaccepteerd opdrachtformaat:

X4.000Y50.005Z-0,100 M3 M6 F1000.0 S5000

Het is niet nodig om de regels te nummeren, er hoeven geen spaties te worden geplaatst, geef F en S alleen aan bij het wijzigen.

Een klein voorbeeld:

T1M6 G0Z5.000 G0X0.000Y0.000S50000M3 G0X17.608Y58.073Z5.000 G1Z-0.600F1000.0 G1X17.606Y58.132F1500.0 X17.599Y58.363 X17.597Y58.47 6 X17.603Y58.707 X17.605Y58.748

Demonstratie van de werking van de RFF-controller

De besturing voor de machine kan eenvoudig worden gemonteerd en Huismeester. Het instellen van de noodzakelijke parameters is niet moeilijk, het volstaat om rekening te houden met een paar nuances.

Zonder de juiste keuze controller voor de machine, het zal niet mogelijk zijn om de controller zelf voor de CNC op Atmega8 16au met uw eigen handen te monteren. Deze apparaten zijn onderverdeeld in twee typen:

• Meerkanaals. Dit omvat 3- en 4-assige controllers voor stappenmotoren.
• Enkel kanaal.

Kleine kogelmotoren worden het meest effectief bestuurd door meerkanaalscontrollers. De standaardmaten zijn in dit geval 42 of 57 millimeter. Dit geweldige optie voor zelfmontage van CNC-machines waarvan het werkveld maximaal 1 meter groot is.

Als u zelfstandig een machine op een microcontroller monteert met een veld van meer dan 1 meter, moet u motoren gebruiken die verkrijgbaar zijn in standaardgroottes tot 86 millimeter. In dit geval wordt aanbevolen om de besturing van krachtige eenkanaalsdrivers te organiseren, met een stuurstroom van 4,2 A en hoger.

Controllers met speciale driverchips zijn wijdverspreid geworden wanneer het nodig is om de controle over de werking van machines met frezen te organiseren. bureaubladtype. De beste optie er zal een chip zijn die wordt aangeduid als TB6560 of A3977. Dit product heeft een interne controller die helpt bij het genereren van de juiste sinusgolf voor modi die verschillende halve stappen ondersteunen. Wikkelstromen kunnen programmatisch worden ingesteld. Met microcontrollers is het bereiken van het resultaat eenvoudig.

Controle

De controller is eenvoudig te bedienen met behulp van gespecialiseerde software die op een pc is geïnstalleerd. Het belangrijkste is dat de computer zelf minimaal 1 GB geheugen heeft en een processor van minimaal 1 GHz.

U kunt laptops gebruiken, maar desktopcomputers geven in dit opzicht betere resultaten. En ze kosten veel minder. De computer kan worden gebruikt om andere problemen op te lossen wanneer de machines geen besturing nodig hebben. Het is goed als het mogelijk is om het systeem te optimaliseren voordat u met het werk begint.

De parallelle LPT-poort is het detail dat helpt bij het organiseren van de verbinding. Als de controller een USB-poort heeft, wordt een connector met de juiste vorm gebruikt. Tegelijkertijd worden er steeds meer computers geproduceerd die niet over een parallelle poort beschikken.

Het maken van de eenvoudigste versie van de scanner

Een van de meest eenvoudige oplossingen om een ​​zelfgemaakte CNC-machine te maken - gebruik onderdelen van andere apparatuur die is uitgerust met kogelmotoren. Oude printers vervullen deze functie perfect.

We nemen de volgende onderdelen uit eerdere apparaten:

1. De chip zelf.
2. Stappenmotor.
3. Een paar stalen staven.

Wanneer u een controllerbehuizing maakt, moet u de oude nemen kartonnen doos. Het is acceptabel om dozen van multiplex of PCB te gebruiken, het bronmateriaal doet er niet toe. Maar de eenvoudigste manier om karton te verwerken is het gebruik van een gewone schaar.

De lijst met tools ziet er als volgt uit:

• Soldeerbout in elkaar, compleet met toebehoren.
• Lijmpistool.
• Schaar gereedschap.
• Draadsnijders.

Ten slotte zijn voor het maken van de controller de volgende extra onderdelen nodig:

1. Connector met draad voor gemakkelijke aansluiting.
2. Cilindrische fitting. Dergelijke structuren zijn verantwoordelijk voor het voeden van het apparaat.
3. Spindels zijn staven met een specifieke schroefdraad.
4. Moer met geschikt voor loodschroef maten.
5. Schroeven, ringen, hout in de vorm van stukken.

We beginnen te werken aan het maken van een zelfgemaakte machine

Van de oude apparaten moet de stappenmotor samen met het bord worden verwijderd. De scanner hoeft alleen maar het glas te verwijderen en vervolgens een paar bouten te verwijderen. Je zult ook stalen staven moeten verwijderen die later zullen worden gebruikt om een ​​testportaal te maken.

De ULN2003-besturingschip zal een van de belangrijkste elementen worden. Het is mogelijk om onderdelen apart aan te schaffen als de scanner gebruik maakt van andere soorten chips. Als het gewenste apparaat op het bord aanwezig is, moet u het voorzichtig losmaken. De procedure voor het met uw eigen handen monteren van een controller voor CNC op Atmega8 16au is als volgt:

• Verwarm eerst het tin met een soldeerbout.
• Het verwijderen van de bovenste laag vereist het gebruik van zuigkracht.
• Plaats het ene uiteinde van de schroevendraaier onder de microschakeling.
• De punt van de soldeerbout moet elke pin van de microschakeling raken. Als aan deze voorwaarde is voldaan, kan het gereedschap worden ingedrukt.

Vervolgens wordt de microschakeling, eveneens met de grootste zorg, op het bord gesoldeerd. Voor de eerste proefstappen kunt u gebruik maken van mock-ups. Wij maken gebruik van de optie met twee krachtbussen. Eén ervan is verbonden met de positieve pool en de andere met de negatieve pool.

In de volgende fase wordt de uitgang van de tweede parallelle poortconnector verbonden met de uitgang in de chip zelf. De klemmen van de connector en de microschakeling moeten dienovereenkomstig worden aangesloten.

De nulpin is verbonden met de negatieve bus.

Een van de laatste fasen is het solderen van de stappenmotor aan het besturingsapparaat.

Het is goed als u de mogelijkheid heeft om de documentatie van de fabrikant van het apparaat te bestuderen. Zo niet, dan zul je zelf op zoek moeten gaan naar een passende oplossing.

De draden zijn aangesloten op de klemmen. Ten slotte is een ervan verbonden met de positieve bus.

Busbars en stopcontacten moeten worden aangesloten.

Hete lijm uit een pistool helpt de onderdelen vast te zetten, zodat ze niet afbreken.

Wij gebruiken Turbo CNC – een besturingsprogramma

Turbo CNC-software zal zeker werken met een microcontroller die de ULN2003-chip gebruikt.

• Wij gebruiken een gespecialiseerde website waar u software kunt downloaden.
• Elke gebruiker zal begrijpen hoe hij moet installeren.
• Dit programma werkt het beste onder MS-DOS. Sommige fouten kunnen optreden in de compatibiliteitsmodus op Windows.
• Maar aan de andere kant kunt u hiermee een computer bouwen met bepaalde kenmerken die compatibel zijn met deze specifieke software.

1. Na de eerste lancering van het programma verschijnt een speciaal scherm.
2. Je moet op de spatiebalk drukken. Zo komt de gebruiker in het hoofdmenu terecht.
3. Druk op F1 en selecteer vervolgens Configureren.
4. Vervolgens moet u op het item "aantal assen" klikken. Gebruik de Enter-toets.
5. Het enige dat overblijft is het invoeren van de hoeveelheid sojabonen die u wilt gebruiken. In dit geval hebben we één motor, dus we klikken op nummer 1.
6. Gebruik Enter om door te gaan. We hebben de F1-toets opnieuw nodig. Nadat u deze in het menu Configureren hebt gebruikt, selecteert u Axis configureren. Druk vervolgens tweemaal op de spatiebalk.

Drive Type - dit is het tabblad dat we nodig hebben, we bereiken het door talloze tab-drukken. De pijl omlaag helpt u bij het item Type te komen. We hebben een cel nodig met de naam Schaal. Vervolgens bepalen we hoeveel stappen de motor maakt tijdens slechts één omwenteling. Om dit te doen, hoeft u alleen maar het onderdeelnummer te kennen. Dan is het gemakkelijk te begrijpen hoeveel graden hij in slechts één stap roteert. Vervolgens wordt het aantal graden verdeeld in één stap. Zo berekenen we het aantal stappen.

De rest van de instellingen kunnen zo blijven originele vorm. Het getal dat in de cel Schaal wordt verkregen, wordt eenvoudigweg naar dezelfde cel gekopieerd, maar dan op een andere computer. De waarde 20 moet worden toegewezen aan de cel Versnelling. De standaardwaarde in dit gebied is 2000, maar deze is te hoog voor het systeem dat wordt gebouwd. Het initiële niveau is 20 en het maximum is 175. Vervolgens hoeft u alleen nog maar op TAB te drukken totdat de gebruiker het item Laatste fase bereikt. Hier moet je het getal 4 plaatsen. Druk vervolgens op Tab totdat we de rij X's bereiken, de eerste in de lijst. De eerste vier regels moeten de volgende items bevatten:

1000XXXXXXXXX
0100XXXXXXXXX
0010XXXXXXXXX
0001XXXXXXXXX

Er hoeven geen wijzigingen te worden aangebracht in de overige cellen. Selecteer gewoon OK. Dat is alles, het programma is geconfigureerd om met de computer en de actuatoren zelf te werken.

Goededag aan iedereen! En hier ben ik mee nieuw deel zijn verhaal over CNC machine. Toen ik begon met het schrijven van het artikel, had ik niet eens gedacht dat het zo omvangrijk zou worden. Toen ik over de elektronica van de machine schreef, keek ik en werd bang - het A4-blad was aan beide kanten bedekt met letters, en er was nog veel, veel te vertellen.

Uiteindelijk is het zo geworden handleiding voor het maken van een CNC-machine, werkende machine, helemaal opnieuw. Er zullen drie delen van een artikel over één machine bestaan: 1 - elektronisch vullen, 2 - mechanica van de machine, 3 - alle subtiliteiten van het instellen van de elektronica, de machine zelf en het machinebesturingsprogramma.
Over het algemeen zal ik proberen in één materiaal alles te combineren wat nuttig en noodzakelijk is voor elke beginner in dit interessante vak, wat ik zelf op verschillende internetbronnen heb gelezen en zelf heb doorgegeven.

Overigens vergat ik in dat artikel foto's te laten zien van de gemaakte ambachten. Ik ben dit aan het repareren. Piepschuim beer en multiplex plant.

Voorwoord

Nadat ik mijn kleine machine zonder veel moeite, tijd en geld had gemonteerd, raakte ik serieus geïnteresseerd in dit onderwerp. Ik heb op YouTube gekeken, zo niet alle, dan bijna alle video's met betrekking tot amateurmachines. Ik was vooral onder de indruk van de foto’s van de producten die mensen op hun “ thuis CNC" Ik keek en nam een ​​beslissing: ik zal de mijne verzamelen grote machine! Dus op een golf van emoties, zonder overal over na te denken, stortte ik me in een nieuwe en onbekende wereld CNC.

Ik wist niet waar ik moest beginnen. Allereerst heb ik een normale stappenmotor besteld Vexta met 12 kg/cm, overigens met het trotse opschrift “made in Japan”.

Terwijl hij door Rusland reisde, zat hij 's avonds op verschillende CNC-forums en probeerde hij een besluit te nemen over zijn keuze STEP/DIR-controller en stappenmotordrivers. Ik overwoog drie opties: op een chip L298, op veldwerkers, of koop kant-en-klaar Chinees TB6560 die zeer gemengde recensies had.

Voor sommigen werkte het lange tijd zonder problemen, voor anderen brandde het bij de geringste gebruikersfout door. Iemand schreef zelfs dat hij doorbrandde toen hij de as van de motor die op dat moment op de controller was aangesloten een beetje draaide. Waarschijnlijk speelde het feit van de onbetrouwbaarheid van de Chinezen in het voordeel van de keuze van het plan L297+ actief besproken op het forum. Het schema is waarschijnlijk echt onverwoestbaar omdat... De veldampère van de bestuurder is meerdere malen hoger dan wat aan de motoren moet worden geleverd. Ook al moet je het zelf solderen (dat is maar een pluspunt), en de kosten van de onderdelen waren iets meer dan die van een Chinese controller, maar het is betrouwbaar, wat belangrijker is.

Ik zal een beetje afwijken van het onderwerp. Toen dit allemaal achter de rug was, kwam niet eens de gedachte op dat ik er ooit over zou schrijven. Daarom zijn er geen foto's van het assemblageproces van mechanica en elektronica, slechts enkele foto's gemaakt met een mobiele telefooncamera. Al het andere werd specifiek voor het artikel aangeklikt, in reeds samengestelde vorm.

De soldeerboutkast is bang

Ik begin met de voeding. Ik was van plan een impuls te doen, ik heb er waarschijnlijk een week aan gesleuteld, maar ik kon de opwinding die uit het niets kwam nog steeds niet overwinnen. Ik verander de trans naar 12V - alles is in orde, maar als ik hem verander naar 30 is het een totale puinhoop. Ik kwam tot de conclusie dat er een soort onzin rondscharrelt feedback van 30v tot TL494 en vernietigt haar toren. Dus verliet ik deze impulsgenerator, gelukkig waren er verschillende TS-180's, waarvan er één het thuisland ging dienen als trance-stroomvoorziening. En wat je ook zegt, een stuk ijzer en koper zal betrouwbaarder zijn dan een hoop poeder. De transformator spoelde terug naar de vereiste spanningen, maar er was +30V nodig om de motoren van stroom te voorzien, +15V om de motoren van stroom te voorzien IR2104, +5V aan L297, en een ventilator. Je kunt er 10 of 70 aan de motoren leveren, het belangrijkste is om de stroom niet te overschrijden, maar als je minder doet, worden de maximale snelheid en het maximale vermogen verlaagd, maar de transformator stond niet meer toe omdat nodig 6-7A. Spanningen 5 en 15V stabiliseerden, 30 bleven “zwevend” naar goeddunken van ons elektriciteitsnetwerk.

Al die tijd zat ik elke avond achter de computer en las, las, las. De controller instellen, programma's kiezen: welke je moet tekenen, welke je de machine moet besturen, hoe je mechanica moet maken, enz. enzovoort. Over het algemeen geldt dat hoe meer ik las, hoe enger het werd, en steeds vaker rees de vraag “waarom heb ik dit nodig?!” Maar het was te laat om terug te trekken, de motor ligt op tafel, de onderdelen zijn ergens onderweg - we moeten doorgaan.

Het is tijd om het bord te solderen. Degenen die op internet beschikbaar zijn, bevielen mij niet om drie redenen:
1 - De winkel waar ik de onderdelen bestelde was niet beschikbaar IR2104 in DIP-pakketten, en ze stuurden me 8-SOICN. Ze worden vanaf de andere kant, ondersteboven, op het bord gesoldeerd en daarom was het nodig om de sporen te spiegelen, en hun ( IR2104) 12 stuks.

2 - Ik heb ook weerstanden en condensatoren in SMD-pakketten genomen om het aantal gaten dat geboord moest worden te verminderen.
3 - De radiator die ik had was kleiner en de buitenste transistors bevonden zich buiten zijn gebied. Het was nodig om de veldschakelaars op het ene bord naar rechts en op het andere naar links te verschuiven, dus heb ik twee soorten borden gemaakt.

Diagram van de machinebesturing

Voor de veiligheid van de LPT-poort waren de controller en de computer met elkaar verbonden via een optische isolatiekaart. Ik heb het diagram en de zegel van een bekende site overgenomen, maar opnieuw moest ik het een beetje opnieuw maken om het naar mijn zin te maken en onnodige details verwijderen.

De ene kant van het bord wordt gevoed via een USB-poort, de andere, aangesloten op de controller, wordt gevoed via een +5V-bron. Signalen worden verzonden via optocouplers. Alle details over het instellen van de controller en het ontkoppelen zal ik in het derde hoofdstuk schrijven, maar hier noem ik alleen de hoofdpunten. Dit ontkoppelingsbord is ontworpen om een ​​stappenmotorcontroller veilig aan te sluiten op de LPT-poort van een computer. Isoleert de computerpoort volledig elektrisch van de machine-elektronica en maakt het mogelijk een 4-assige CNC-machine te besturen. Als de machine maar drie assen heeft, zoals in ons geval, kunnen onnodige onderdelen in de lucht blijven hangen of helemaal niet worden gesoldeerd. Het is mogelijk om limietsensoren, een geforceerde stopknop, een spilschakelrelais en een ander apparaat, zoals een stofzuiger, aan te sluiten.

Dit was een foto van het optocouplerbord van internet, en zo ziet mijn tuin eruit na installatie in de behuizing. Twee planken en een heleboel draden. Maar er lijkt geen interferentie te zijn en alles werkt zonder fouten.

Het eerste controllerbord is klaar, ik heb alles gecontroleerd en stap voor stap getest, zoals in de instructies. Met behulp van een trimmer stelde ik een kleine stroom in (dit is mogelijk dankzij de aanwezigheid van PWM) en verbond ik de stroom (op de motoren) via een ketting van 12+24V-lampen, zodat er “niets of niets” was. ” Mijn veldwerkers zitten zonder radiator.

De motor siste. Het goede nieuws is dat de PWM werkt zoals het hoort. Ik druk op de toets en hij draait! Ik vergat te vermelden dat deze controller is ontworpen om een ​​bipolaire stappenmotor te besturen, d.w.z. degene met 4 draden aangesloten. Ik speelde met de step/half-step en current modes. In de halve-stapmodus gedraagt ​​de motor zich stabieler en ontwikkelt hij hogere snelheden + neemt de nauwkeurigheid toe. Dus liet ik de springer in de “halve stap” staan. Met de maximale veilige stroom voor de motor bij een spanning van ongeveer 30V was het mogelijk om de motor tot 2500 tpm te laten draaien! Mijn eerste machine zonder PWM heeft hier nooit van gedroomd.))

Ik bestelde de volgende twee motoren krachtiger, Nema met 18kg/s, maar al “made in China”.

Ze zijn inferieur in kwaliteit Vexta China en Japan zijn tenslotte verschillende dingen. Als je de as met je hand ronddraait, gebeurt het bij een Japanner op de een of andere manier zachtjes, maar bij de Chinezen is het gevoel anders, maar tot nu toe heeft dit geen invloed op het werk. Er zijn geen opmerkingen over hen.

Ik heb de twee overgebleven printplaten gesoldeerd, gecontroleerd met de "LED-stappenmotorsimulator", alles leek in orde. Ik sluit één motor aan - hij werkt geweldig, maar niet 2500 tpm, maar ongeveer 3000! Volgens het reeds uitgewerkte schema sluit ik de derde motor aan op het derde bord, draait een paar seconden en stopt... Ik kijk met een oscillator - er zijn geen pulsen op één uitgang. Ik noem de vergoeding - een van IR2104 gebroken.

Nou, oké, misschien heb ik een defect exemplaar, ik heb gelezen dat dit vaak gebeurt met dit kleine ding. Ik soldeer een nieuwe in (ik nam 2 stuks met een reserve), dezelfde onzin - hij draait een paar seconden en STOP! Hier werd ik gespannen en laten we de veldwerkers eens controleren. Mijn bord heeft dat overigens wel IRF530(100V/17A) versus (50V/49A), zoals in het origineel. Er gaat maximaal 3A naar de motor, dus een reserve van 14A is ruim voldoende, maar het prijsverschil is bijna 2 keer in het voordeel van de 530's.
Dus ik controleer de veldapparatuur en wat ik zie... Ik heb niet één been gesoldeerd! En alle 30V van de veldwerker vloog naar de uitgang van deze "irka". Ik heb de poot gesoldeerd, alles nog eens goed geïnspecteerd en er nog een gemonteerd. IR2104, ik maak me zelf zorgen - dit is de laatste. Ik zette hem aan en was erg blij toen de motor na twee seconden gebruik niet stopte. De modi bleven als volgt: motor Vexta– 1,5A, motor NEMA 2,5A. Met deze stroom worden ongeveer 2000 omwentelingen bereikt, maar het is beter om ze programmatisch te beperken om het overslaan van stappen te voorkomen, en de temperatuur van de motoren tijdens langdurig gebruik niet hoger is dan wat veilig is voor de motoren. De stroomtransformator kan zonder problemen overweg, omdat meestal slechts 2 motoren tegelijkertijd draaien, maar de radiator extra luchtkoeling nodig heeft.

Nu over het installeren van veldwachters op de radiator, en het zijn er 24, mocht iemand het nog niet gemerkt hebben. In deze versie van het bord bevinden ze zich liggend, d.w.z. de radiator rust er gewoon op en wordt ergens door aangetrokken.

Het is natuurlijk raadzaam om een ​​stevig stuk mica te plaatsen om het koellichaam van de transistors te isoleren, maar die had ik niet. Ik heb een oplossing als deze gevonden. Omdat Bij de helft van de transistors gaat de behuizing naar de plusvoeding; deze kunnen zonder isolatie gemonteerd worden, enkel met koelpasta. En onder de rest legde ik stukjes mica die overbleven van Sovjet-transistors. De radiateur en de plaat heb ik op drie plaatsen doorgeboord en met bouten vastgezet. Ik kreeg één groot bord door drie afzonderlijke planken langs de randen te solderen, terwijl ik rond de omtrek soldeerde voor sterkte koperdraad 1 mm. Alle elektronische vulling en de voeding was op een soort ijzeren chassis geplaatst, ik weet niet eens waarom.

Ik heb de zij- en bovenkappen uit multiplex gesneden en er een ventilator bovenop geplaatst.