Bộ điều khiển tự chế cho sơ đồ máy CNC. Máy phay CNC với bộ điều khiển tự động trên STM32
Bài viết mô tả máy tự chế bằng CNC. Ưu điểm chính tùy chọn này máy công cụ - một phương pháp đơn giản để kết nối động cơ bước với máy tính qua cổng LPT.
Bộ phận cơ khí
giường
Giường máy của chúng tôi được làm bằng nhựa có độ dày 11-12mm. Chất liệu không quan trọng, bạn có thể sử dụng nhôm, thủy tinh hữu cơ, ván ép và bất kỳ vật liệu nào khác vật liệu có sẵn. Các bộ phận chính của khung được gắn bằng vít tự khai thác, nếu muốn, bạn có thể trang trí thêm các điểm buộc bằng keo, nếu dùng gỗ thì có thể dùng keo PVA.
Caliper và hướng dẫn
Các thanh thép có đường kính 12mm, dài 200mm (trục Z 90mm), hai mảnh trên mỗi trục, được sử dụng làm thanh dẫn hướng. Thước cặp được làm bằng textolite với kích thước 25X100X45. Textolite có ba lỗ xuyên qua, hai trong số đó dành cho thanh dẫn hướng và một lỗ dành cho đai ốc. Các bộ phận dẫn hướng được gắn chặt bằng vít M6. Hỗ trợ X và Y ở phần trên có 4 Lỗ renđể gắn bàn và cụm trục Z.
Caliper Z
Các thanh dẫn hướng trục Z được gắn vào giá đỡ X thông qua một tấm thép là tấm chuyển tiếp, kích thước của tấm là 45x100x4.
Động cơ bước được gắn trên các ốc vít có thể được làm bằng thép tấm có độ dày 2-3mm. Vít phải được nối với trục của động cơ bước bằng trục mềm, có thể là ống cao su. Nếu bạn sử dụng trục cứng, hệ thống sẽ không hoạt động chính xác. Đai ốc được làm bằng đồng thau, được dán vào thước cặp.
Cuộc họp
Cuộc họp CNC tự chế máy được thực hiện theo trình tự sau:
- Trước tiên, bạn cần lắp tất cả các bộ phận dẫn hướng vào thước cặp và vặn chúng vào các thành bên, những thành phần này không được lắp lần đầu trên đế.
- Chúng tôi di chuyển thước cặp dọc theo các thanh dẫn hướng cho đến khi đạt được chuyển động trơn tru.
- Siết chặt các bu lông, cố định các bộ phận dẫn hướng.
- Chúng tôi gắn thước cặp, cụm dẫn hướng và khung bên vào đế, chúng tôi sử dụng vít tự khai thác để buộc chặt.
- Chúng tôi lắp ráp cụm Z và cùng với tấm tiếp hợp, gắn nó vào giá đỡ X.
- Tiếp theo, lắp vít me cùng với các khớp nối.
- Chúng tôi lắp đặt động cơ bước bằng cách kết nối rôto động cơ và vít bằng khớp nối. Chúng tôi chú ý nghiêm ngặt để đảm bảo rằng các vít me quay trơn tru.
Khuyến nghị lắp ráp máy:
Đai ốc cũng có thể được làm từ gang; không cần sử dụng vật liệu khác; ốc vít có thể mua ở bất kỳ đâu. cửa hàng phần cứng và cắt tỉa cho phù hợp với nhu cầu của bạn. Khi sử dụng vít có ren M6x1 thì chiều dài đai ốc sẽ là 10 mm.
Bản vẽ máy.rar
Hãy chuyển sang phần thứ hai của việc lắp ráp máy CNC bằng chính đôi tay của chúng ta, cụ thể là thiết bị điện tử.
Thiết bị điện tử
đơn vị năng lượng
Một thiết bị 12Volt 3A được sử dụng làm nguồn điện. Khối này được thiết kế để cấp nguồn cho động cơ bước. Một nguồn điện áp khác 5 Volt và dòng điện 0,3 A được sử dụng để cấp nguồn cho các vi mạch điều khiển. Nguồn điện phụ thuộc vào công suất của động cơ bước.
Đây là cách tính toán nguồn điện. Phép tính rất đơn giản - 3x2x1=6A, trong đó 3 là số lượng động cơ bước được sử dụng, 2 là số cuộn dây được cấp nguồn, 1 là dòng điện tính bằng Ampe.
Bộ điều khiển
Bộ điều khiển điều khiển được lắp ráp chỉ bằng 3 vi mạch dòng 555TM7. Bộ điều khiển không yêu cầu phần sụn và có cách sử dụng khá đơn giản sơ đồ, nhờ đó, chiếc máy CNC này có thể được chế tạo bởi một người không rành về điện tử.
Mô tả và mục đích của các chân kết nối cổng LPT.
| Vvyv. | Tên | Phương hướng | Sự miêu tả |
| 1 | nhấp nháy | đầu vào và đầu ra | Cài đặt PC sau mỗi lần truyền dữ liệu hoàn tất |
| 2..9 | DO-D7 | Phần kết luận | Phần kết luận |
| 10 | HỎI | đầu vào | Đặt thành "0" thiết bị bên ngoài sau khi nhận được byte |
| 11 | BẬN | đầu vào | Thiết bị báo đang bận bằng cách đặt dòng này thành "1" |
| 12 | Giấy ra | đầu vào | Dành cho máy in |
| 13 | Lựa chọn | đầu vào | Thiết bị cho biết rằng nó đã sẵn sàng bằng cách đặt dòng này thành "1" |
| 14 | Tự động nạp | ||
| 15 | Lỗi | đầu vào | Chỉ ra một lỗi |
| 16 | Khởi tạo | đầu vào và đầu ra | |
| 17 | Chọn vào | đầu vào và đầu ra | |
| 18..25 | GND mặt đất | GND | Dây chung |
Đối với thử nghiệm, một động cơ bước từ một chiếc 5,25 inch cũ đã được sử dụng. Trong mạch, 7 bit không được sử dụng vì 3 động cơ được sử dụng. Bạn có thể treo chìa khóa để bật động cơ chính (máy xay hoặc máy khoan) trên đó.
Trình điều khiển cho động cơ bước
Để điều khiển động cơ bước, người ta sử dụng trình điều khiển, đó là bộ khuếch đại có 4 kênh. Thiết kế được thực hiện chỉ bằng 4 bóng bán dẫn loại KT917.
Ví dụ, bạn cũng có thể sử dụng các vi mạch nối tiếp - ULN 2004 (9 phím) với dòng điện 0,5-0,6A.
Chương trình vri-cnc được sử dụng để điều khiển. Miêu tả cụ thể và hướng dẫn sử dụng chương trình có tại.
Bằng cách tự tay lắp ráp chiếc máy CNC này, bạn sẽ trở thành chủ nhân của một chiếc máy có khả năng thực hiện gia công cơ khí (khoan, phay) nhựa. Khắc trên thép. Ngoài ra, một máy CNC tự chế có thể được sử dụng làm máy vẽ, bạn có thể vẽ và khoan các bảng mạch in trên đó.
Dựa trên các tài liệu từ trang web: vri-cnc.ru
Vì tự lắp ráp máy phay, bạn cần chọn bộ điều khiển điều khiển CNC. Bộ điều khiển có sẵn dưới dạng đa kênh: 3 và 4 trục bộ điều khiển động cơ bước và kênh đơn. Bộ điều khiển đa kênh thường được dùng để điều khiển động cơ bước nhỏ, kích thước 42 hoặc 57mm (nema17 và nema23). Những động cơ như vậy phù hợp để tự lắp ráp máy CNC với phạm vi làm việc lên tới 1 m. Khi lắp ráp độc lập một máy có phạm vi làm việc lớn hơn 1 m, bạn nên sử dụng động cơ bước có kích thước tiêu chuẩn 86mm (nema34), để điều khiển những động cơ như vậy, bạn sẽ cần trình điều khiển một kênh mạnh mẽ với dòng điều khiển từ 4.2A trở lên.
Để điều khiển máy phay để bàn, bộ điều khiển dựa trên vi mạch điều khiển SD chuyên dụng được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như TB6560 hoặc A3977. Con chip này chứa bộ điều khiển tạo ra sóng hình sin chính xác cho chế độ khác nhau nửa bước và có cơ hội cài đặt phần mềm dòng điện quanh co. Các trình điều khiển này được thiết kế để hoạt động với động cơ bước lên đến 3A, kích thước động cơ NEMA17 42mm và NEMA23 57mm.
Điều khiển bộ điều khiển bằng Linux EMC2 chuyên dụng và các bộ điều khiển khác được cài đặt trên PC. Nên sử dụng máy tính có tần số bộ xử lý ít nhất là 1 GHz và bộ nhớ 1 GB. Một máy tính để bàn mang lại điểm cao nhất, so với máy tính xách tay và rẻ hơn nhiều. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng máy tính này cho các công việc khác khi nó không bận điều khiển máy của bạn. Khi cài đặt trên laptop, PC có bộ nhớ 512MB nên thực hiện.
Để kết nối với máy tính, người ta sử dụng cổng LPT song song (đối với bộ điều khiển có giao diện USB, cổng USB). Nếu máy tính của bạn không được trang bị cổng song song (ngày càng có nhiều máy tính được ra mắt không có cổng này), bạn có thể mua thẻ mở rộng cổng PCI-LPT hoặc PCI-E-LPT hoặc bộ chuyển đổi bộ điều khiển USB-LPT chuyên dụng kết nối vào máy tính thông qua cổng USB.
Với máy khắc và phay để bàn làm bằng nhôm CNC-2020AL, hoàn chỉnh với bộ điều khiển có khả năng điều chỉnh tốc độ trục chính Hình 1 và 2, bộ điều khiển chứa bộ điều khiển động cơ bước trên chip TB6560AHQ, bộ cấp nguồn cho máy bước bộ điều khiển động cơ và nguồn điện trục chính.
bức tranh 1
Hình 2
1. Một trong những bộ điều khiển đầu tiên cho máy phay CNC trên chip TB6560 có biệt danh là “bảng xanh”, Hình 3. Phiên bản bảng này đã được thảo luận rất nhiều trên các diễn đàn, nó có một số nhược điểm. Đầu tiên là bộ ghép quang PC817 chậm, khi thiết lập chương trình điều khiển máy MACH3, yêu cầu nhập giá trị tối đa cho phép vào các trường Xung Bước và xung Dir = 15. Thứ hai là khả năng kết hợp kém giữa đầu ra của bộ ghép quang với đầu vào của trình điều khiển TB6560, có thể được giải quyết bằng cách sửa đổi mạch, Hình 8 và 9. Thứ ba - bộ ổn định tuyến tính cho nguồn điện của bo mạch và do đó gây ra hiện tượng quá nhiệt cao, bộ ổn định chuyển mạch được sử dụng trên các bo mạch tiếp theo. Thứ tư là thiếu khả năng cách ly điện của mạch cấp nguồn. Rơle trục chính là 5A, trong hầu hết các trường hợp là không đủ và cần sử dụng rơle trung gian mạnh hơn. Những ưu điểm bao gồm sự hiện diện của đầu nối để kết nối bảng điều khiển. Bộ điều khiển này không được sử dụng.
Hình 3.
2. Bộ điều khiển điều khiển máy CNC gia nhập thị trường sau “bảng xanh”, có biệt danh là bảng đỏ, Hình 4.
Bộ ghép quang tần số cao hơn (nhanh) 6N137 được sử dụng ở đây. Rơle trục chính 10A. Có sẵn sự cách ly điện để cung cấp điện. Có một đầu nối để kết nối bộ điều khiển trục thứ tư. Đầu nối thuận tiện để kết nối các công tắc giới hạn.
Hinh 4.
3. Bộ điều khiển động cơ bước được đánh dấu TB6560-v2 cũng có màu đỏ, nhưng được đơn giản hóa, không có bộ tách nguồn, Hình 5. Kích thước nhỏ, nhưng do điều này kích thước nhỏ hơn tản nhiệt
Hình 5
4. Bộ điều khiển được đựng trong một hộp nhôm. Hình 6. Hộp đựng bảo vệ bộ điều khiển khỏi bụi bẩn bộ phận kim loại, nó cũng đóng vai trò như một bộ tản nhiệt tốt. Cách ly điện để cung cấp điện. Có một đầu nối để cấp nguồn cho các mạch +5V bổ sung. Bộ ghép quang nhanh 6N137. N tụ điện trở kháng thấp và ESR thấp. Không có rơle để điều khiển trục xoay bật, nhưng có hai đầu ra để kết nối rơle (công tắc bóng bán dẫn có OK) hoặc PLC để điều khiển tốc độ quay trục chính. Mô tả kết nối tín hiệu điều khiển rơle trên trang
Hình 6
5. Bộ điều khiển 4 trục của máy phay và khắc CNC, giao diện USB, Hình 7.
Hình 7
Bộ điều khiển này không hoạt động với chương trình MACH3; nó đi kèm với chương trình điều khiển máy riêng.
6. Bộ điều khiển CNC của máy trên trình điều khiển SD từ Allegro A3977, Hình 8.
Hình 8
7. Trình điều khiển động cơ bước một kênh cho máy CNC DQ542MA. Trình điều khiển này có thể được sử dụng khi tự sản xuất một máy có trường làm việc rộng và động cơ bước có dòng điện lên tới 4,2A, cũng có thể hoạt động với động cơ Nema34 86mm, Hình 9.
Hình 9
Ảnh sửa đổi board điều khiển động cơ bước màu xanh trên TB6560, Hình 10.
Hình 10.
Sơ đồ sửa board điều khiển động cơ bước màu xanh trên TB6560 Hình 11.
"RFF" - có thể điều khiển cả trình điều khiển động cơ bước 3 riêng biệt và bảng mạch làm sẵn với trình điều khiển cho CNC 3 trục với đầu ra LPT.
Bảng này là sự thay thế cho máy tính cũ có cổng LPT được cài đặt MACH3.
Nếu mã G được tải vào chương trình MACH3 trên máy tính thì ở đây nó sẽ được đọc “RFF” từ thẻ SD.
1. Vẻ bề ngoài bảng
1 - KHE CẮM cho thẻ SD;
2 - nút khởi động;
3 - cần điều khiển bằng tay;
4 - LED (đối với trục X và Y);
5 đèn LED (đối với trục Z);
6 - dây dẫn cho nút nguồn trục xoay;
8 - kết luận cấp thấp(-GND);
9 - chân cấp cao (+5v);
10 - chân trên 3 trục (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), mỗi trục 2 chân;
11 - Chân kết nối LPT (25 chân);
12 - Đầu nối LPT (cái);
13 - Đầu nối USB (chỉ dành cho nguồn điện +5v);
14 và 16 - điều khiển tần số trục chính (PWM 5 V);
15 - GND (đối với trục chính);
17 - đầu ra cho BẬT và TẮT trục chính;
18 - điều khiển tốc độ trục chính (tương tự từ 0 đến 10 V).
Khi kết nối với bảng làm sẵn có trình điều khiển cho máy CNC 3 trục có đầu ra LPT:
Cài đặt các jumper giữa 10 chân và 11 chân.
8 và 9 chân với 11, chúng cần thiết nếu các chân bật và tắt bổ sung được phân bổ cho trình điều khiển (không có tiêu chuẩn cụ thể nên đây có thể là bất kỳ sự kết hợp nào, bạn có thể tìm thấy chúng trong phần mô tả hoặc ngẫu nhiên :) -)
Khi kết nối với bộ điều khiển riêng biệt với động cơ:
Cài đặt các chân nhảy giữa các chân 10 Step, Dir của bo mạch "RFF" và các chân Step, Dir của trình điều khiển của bạn. (đừng quên cung cấp điện cho trình điều khiển và động cơ)
Kết nối "RFF" với mạng. Hai đèn LED sẽ sáng lên.
Lắp thẻ SD đã được định dạng vào LÔ 1. Nhấn RESET. Đợi cho đến khi đèn LED bên phải sáng lên. (Khoảng 5 giây) Tháo thẻ SD.
Một tệp văn bản có tên "RFF" sẽ xuất hiện trên đó.
Mở tệp này và nhập các biến sau (Ở đây ở dạng và trình tự này):
Ví dụ:
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 - giá trị có điều kiện từ 0 đến 10 của tốc độ ban đầu trong quá trình tăng tốc (tăng tốc).
Giải thích các lệnh
D - máy nghiền bước được cài đặt trên bộ điều khiển động cơ (phải giống nhau trên cả ba bộ điều khiển).
L là chiều dài chuyển động của cỗ xe (cổng), với một vòng quay của động cơ bước tính bằng mm (cả ba đều phải giống nhau). Chèn thanh từ tay cầm thay vì máy cắt và xoay động cơ theo cách thủ công một vòng, đường này sẽ là giá trị L.
S - tín hiệu nào bật trục quay, nếu 0 nghĩa là - GND nếu 1 nghĩa là +5v (có thể chọn bằng thực nghiệm).
Dir X, Dir Y, Dir Z, hướng chuyển động dọc theo các trục, cũng có thể được chọn bằng thực nghiệm bằng cách đặt 0 hoặc 1 (nó sẽ trở nên rõ ràng ở chế độ thủ công).
F - tốc độ không tải (G0), nếu F=600 thì tốc độ là 600 mm/giây.
H - tần số tối đa của trục xoay của bạn (cần thiết để điều khiển tần số trục xoay bằng cách sử dụng xung điện xung, ví dụ: nếu H = 1000 và S1000 được ghi bằng mã G, thì đầu ra có giá trị này sẽ là 5v, nếu S500 thì 2,5 v, v.v., biến S trong mã G không được lớn hơn biến H trên SD.
Tần số ở chân này là khoảng 500 Hz.
UP - logic để điều khiển trình điều khiển SD (không có tiêu chuẩn, nó có thể giống như cấp độ cao+ 5V và thấp -) đặt 0 hoặc 1. (phù hợp với tôi trong mọi trường hợp. -)))
Bản thân bộ điều khiển
Xem video: board điều khiển bằng CNC 3 trục
2. Chuẩn bị chương trình điều khiển (G_CODE)
Bảng được phát triển cho ArtCam nên chương trình Control phải có phần mở rộng. TAP (nhớ ghi theo mm chứ không phải inch).
Tệp mã G được lưu trên thẻ SD phải được đặt tên là G_CODE.
Nếu bạn có tiện ích mở rộng khác, chẳng hạn như CNC, thì hãy mở tệp của bạn bằng notepad và lưu dưới dạng G_CODE.TAP.
x, y, z trong G-code phải viết hoa, dấu chấm phải là dấu chấm chứ không phải dấu phẩy và thậm chí số nguyên phải có 3 số 0 sau dấu chấm.
Đây là dạng này:
X5.000Y34.400Z0.020
3. Điều khiển bằng tay
Điều khiển thủ công được thực hiện bằng cần điều khiển, nếu bạn chưa nhập các biến trong cài đặt được chỉ định ở điểm 1, bảng “RFF”
sẽ không hoạt động ngay cả trong chế độ thủ công!!!
Để chuyển sang chế độ thủ công, bạn phải nhấn phím điều khiển. Bây giờ hãy cố gắng kiểm soát nó. Nhìn bảng từ trên xuống (SLOT 1 ở phía dưới,
12 đầu nối LPT ở trên cùng).
Tiến Y+, lùi Y-, phải X+, trái X-, (nếu chuyển động trong cài đặt Dir X, Dir Y không chính xác, hãy thay đổi giá trị thành ngược lại).
Nhấn phím điều khiển một lần nữa. Đèn LED thứ 4 sẽ sáng lên nghĩa là bạn đã chuyển sang điều khiển trục Z. Cần điều khiển lên - trục xoay
nên đi lên Z+, cần điều khiển xuống - đi xuống Z- (nếu di chuyển không chính xác, hãy thay đổi giá trị trong cài đặt Dir Z
ngược lại).
Hạ trục chính xuống cho đến khi dao cắt chạm vào phôi. Nhấp vào nút 2 bắt đầu, bây giờ đây là điểm 0, từ đây quá trình thực thi mã G sẽ bắt đầu.
4. Vận hành tự động (thực hiện cắt mã G)
Nhấn nút 2 lần nữa, giữ nhanh nút này.
Sau khi nhả nút, bảng "RFF" sẽ bắt đầu điều khiển máy CNC của bạn.
5. Chế độ tạm dừng
Nhấn nhanh nút 2 trong khi máy đang chạy, quá trình cắt sẽ dừng và trục xoay sẽ nhô lên trên phôi gia công 5mm. Bây giờ bạn có thể điều khiển trục Z lên và xuống mà không ngại tiến sâu hơn vào phôi, vì sau khi nhấn lại nút 2, quá trình cắt sẽ tiếp tục từ giá trị đã tạm dừng dọc theo Z. Ở trạng thái tạm dừng, bạn có thể xoay tắt và bật trục xoay bằng nút 6. Không thể điều khiển được trục X và Y ở chế độ Tạm dừng.
6. Dừng công việc khẩn cấp khi trục chính về 0
Bằng cách giữ nút 2 trong một thời gian dài trong quá trình vận hành tự động, trục xoay sẽ cao hơn phôi 5 mm, không nhả nút, 2 đèn LED sẽ bắt đầu nhấp nháy luân phiên, thứ 4 và thứ 5, khi đèn nhấp nháy dừng lại, hãy nhả nút và trục chính sẽ di chuyển đến điểm không. Nhấn nút 2 lần nữa sẽ thực hiện công việc từ đầu mã G.
Hỗ trợ các lệnh như G0, G1, F, S, M3, M6 để điều khiển tốc độ trục chính có các chân riêng biệt:PWM từ 0 đến 5 V và một analog thứ hai từ 0 đến 10 V.
Định dạng lệnh được chấp nhận:
X4.000Y50.005Z-0.100 M3 M6 F1000.0 S5000
Không cần đánh số dòng, không cần đánh dấu cách, chỉ ghi F và S khi thay đổi.
Một ví dụ nhỏ:
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
Trình diễn hoạt động của bộ điều khiển RFF
Bộ điều khiển của máy có thể dễ dàng lắp ráp và chủ nhà. Việc thiết lập các tham số cần thiết không khó, chỉ cần tính đến một số sắc thái là đủ.
Không có sự lựa chọn đúng đắn bộ điều khiển cho máy, sẽ không thể tự tay bạn lắp ráp bộ điều khiển cho CNC trên Atmega8 16au. Các thiết bị này được chia thành hai loại:
- Đa kênh. Điều này bao gồm bộ điều khiển 3 và 4 trục cho động cơ bước.
- Kênh đơn.
Động cơ bi nhỏ được điều khiển hiệu quả nhất bằng bộ điều khiển đa kênh. Kích thước tiêu chuẩn trong trường hợp này là 42 hoặc 57 mm. Cái này lựa chọn tuyệt vờiđể tự lắp ráp các máy CNC có phạm vi làm việc có kích thước lên tới 1 mét.
Nếu bạn lắp ráp độc lập một máy trên bộ vi điều khiển có trường dài hơn 1 mét, thì bạn phải sử dụng động cơ có kích thước tiêu chuẩn lên đến 86 mm. Trong trường hợp này, nên tổ chức điều khiển các trình điều khiển một kênh mạnh mẽ, có dòng điện điều khiển từ 4,2 A trở lên.
Bộ điều khiển với chip điều khiển đặc biệt đã trở nên phổ biến khi cần tổ chức điều khiển hoạt động của máy bằng dao phay. loại máy tính để bàn. Sự lựa chọn tốt nhất sẽ có một con chip được chỉ định là TB6560 hoặc A3977. Sản phẩm này có bộ điều khiển bên trong giúp tạo ra sóng hình sin chính xác cho các chế độ hỗ trợ các nửa bước khác nhau. Dòng điện cuộn dây có thể được thiết lập theo chương trình. Với bộ vi điều khiển, việc đạt được kết quả thật dễ dàng.
Điều khiển
Bộ điều khiển dễ dàng điều khiển bằng phần mềm chuyên dụng được cài đặt trên PC. Điều chính là bản thân máy tính có bộ nhớ ít nhất 1 GB và bộ xử lý ít nhất 1 GHz.
Bạn có thể sử dụng máy tính xách tay, nhưng máy tính để bàn cho kết quả tốt hơn về mặt này. Và chúng có giá thấp hơn nhiều. Máy tính có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề khác khi máy móc không cần điều khiển. Thật tốt nếu có thể tối ưu hóa hệ thống trước khi bắt đầu công việc.
Cổng LPT song song là chi tiết giúp tổ chức kết nối. Nếu bộ điều khiển có cổng USB thì đầu nối có hình dạng thích hợp sẽ được sử dụng. Đồng thời, ngày càng có nhiều máy tính được sản xuất không có cổng song song.
Tạo phiên bản đơn giản nhất của máy quét
Một trong những điều nhất giải pháp đơn giảnđể tạo ra một chiếc máy CNC tự chế - sử dụng các bộ phận từ các thiết bị khác được trang bị động cơ bi. Máy in cũ thực hiện chức năng này một cách hoàn hảo.
Chúng tôi lấy các phần sau được trích xuất từ các thiết bị trước đó:
- Bản thân con chip.
- Động cơ bước.
- Một cặp thanh thép.
Khi tạo case điều khiển cần lấy case cũ thùng các - tông. Có thể chấp nhận sử dụng hộp làm bằng gỗ dán hoặc PCB, nguồn nguyên liệu không quan trọng. Nhưng cách dễ nhất để xử lý bìa cứng là sử dụng kéo thông thường.
Danh sách các công cụ sẽ trông như thế này:
- Hàn sắt lại với nhau, đầy đủ phụ kiện.
- Súng bắn keo.
- Dụng cụ cắt kéo.
- Máy cắt dây.
Cuối cùng, việc tạo bộ điều khiển sẽ yêu cầu các phần bổ sung sau:
- Đầu nối có dây để kết nối thuận tiện.
- Ổ cắm hình trụ. Các cấu trúc như vậy có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho thiết bị.
- Vít chì là các thanh có ren cụ thể.
- Nut phù hợp cho vít chì kích cỡ.
- Vít, vòng đệm, gỗ ở dạng miếng.
Chúng tôi bắt đầu công việc tạo ra một chiếc máy tự chế
Động cơ bước cùng với bo mạch phải được tháo ra khỏi các thiết bị cũ. Máy quét chỉ cần tháo kính ra rồi tháo vài con bu lông. Bạn cũng sẽ cần phải loại bỏ các thanh thép sẽ được sử dụng sau này để tạo cổng thử nghiệm.
Chip điều khiển ULN2003 sẽ trở thành một trong những thành phần chính. Có thể mua riêng các bộ phận nếu máy quét sử dụng các loại chip khác. Nếu thiết bị mong muốn có trên bảng, hãy cẩn thận hàn nó lại. Quy trình lắp ráp bộ điều khiển CNC trên Atmega8 16au bằng tay của chính bạn như sau:
- Đầu tiên, làm nóng thiếc bằng mỏ hàn.
- Loại bỏ lớp trên cùng sẽ yêu cầu sử dụng lực hút.
- Đặt một đầu của tuốc nơ vít bên dưới vi mạch.
- Đầu mỏ hàn phải chạm vào từng chân của vi mạch. Nếu điều kiện này được đáp ứng, công cụ có thể được nhấn.
Tiếp theo, vi mạch được hàn lên bảng một cách cẩn thận nhất. Đối với các bước dùng thử đầu tiên, bạn có thể sử dụng mô hình mô phỏng. Chúng tôi sử dụng tùy chọn với hai bus điện. Một trong số chúng được kết nối với cực dương và cực còn lại với cực âm.
Ở giai đoạn tiếp theo, đầu ra của đầu nối cổng song song thứ hai được kết nối với đầu ra trong chính chip. Các cực của đầu nối và vi mạch phải được kết nối tương ứng.
Chân số 0 được kết nối với bus âm.
Một trong những giai đoạn cuối cùng là hàn động cơ bước vào thiết bị điều khiển.
Thật tốt nếu bạn có cơ hội nghiên cứu tài liệu từ nhà sản xuất thiết bị. Nếu không, bạn sẽ phải tự mình tìm kiếm một giải pháp phù hợp.
Các dây được kết nối với các thiết bị đầu cuối. Cuối cùng, một trong số chúng được kết nối với bus tích cực.
Thanh cái và ổ cắm điện cần được kết nối.
Keo nóng từ súng sẽ giúp cố định các bộ phận để chúng không bị vỡ.
Chúng tôi sử dụng Turbo CNC - một chương trình điều khiển
Phần mềm Turbo CNC chắc chắn sẽ hoạt động với bộ vi điều khiển sử dụng chip ULN2003.
- Chúng tôi sử dụng một trang web chuyên biệt nơi bạn có thể tải xuống phần mềm.
- Bất kỳ người dùng nào cũng sẽ hiểu cách cài đặt.
- Chương trình này hoạt động tốt nhất trong MS-DOS. Một số lỗi có thể xuất hiện trong chế độ tương thích trên Windows.
- Tuy nhiên, mặt khác, điều này sẽ cho phép bạn xây dựng một máy tính với một số đặc điểm nhất định tương thích với phần mềm cụ thể này.
- Sau lần khởi chạy đầu tiên của chương trình, một màn hình đặc biệt sẽ xuất hiện.
- Bạn phải nhấn phím cách. Đây là cách người dùng kết thúc trong menu chính.
- Nhấn F1 rồi chọn Cấu hình.
- Tiếp theo, bạn cần nhấp vào mục “số trục”. Sử dụng phím Enter.
- Tất cả những gì còn lại là nhập số lượng đậu nành mà bạn dự định sử dụng. Trong trường hợp này, chúng ta có một động cơ nên chúng ta bấm vào số 1.
- Để tiếp tục, hãy sử dụng Enter. Chúng ta sẽ cần lại phím F1, sau khi sử dụng nó trong menu Cấu hình, hãy chọn Cấu hình Trục. Sau đó nhấn phím cách hai lần.
Loại ổ đĩa - đây là tab chúng tôi cần, chúng tôi tiếp cận nó bằng cách nhấn Tab nhiều lần. Mũi tên xuống giúp bạn đến mục Loại. Chúng ta cần một ô có tên là Quy mô. Tiếp theo, chúng tôi xác định động cơ thực hiện bao nhiêu bước chỉ trong một vòng quay. Để làm điều này, chỉ cần biết số phần. Khi đó sẽ dễ hiểu nó quay được bao nhiêu độ chỉ trong một bước. Tiếp theo, số độ được chia thành một bước. Đây là cách chúng tôi tính toán số bước.
Phần còn lại của cài đặt có thể được để lại dưới dạng Mẫu ban đầu. Số thu được trong ô Tỷ lệ chỉ được sao chép vào cùng một ô nhưng trên một máy tính khác. Giá trị 20 phải được gán cho ô Tăng tốc. Giá trị mặc định trong vùng này là 2000, nhưng nó quá cao đối với hệ thống đang được xây dựng. Cấp độ ban đầu là 20 và tối đa là 175. Tiếp theo, tất cả những gì còn lại là nhấn TAB cho đến khi người dùng đến mục Giai đoạn cuối. Ở đây bạn cần đặt số 4. Tiếp theo, nhấn Tab cho đến khi chúng ta đến hàng X, hàng đầu tiên trong danh sách. Bốn dòng đầu tiên phải chứa các mục sau:
1000XXXXXXXXX
0100XXXXXXXXX
0010XXXXXXXXX
0001XXXXXXXXX
Không cần thực hiện thay đổi nào đối với các ô còn lại. Chỉ cần chọn OK. Thế là xong, chương trình được cấu hình để hoạt động với máy tính và chính các bộ truyền động.
Chúc mọi người một ngày tốt lành! Và tôi ở đây với phần mới câu chuyện của anh ấy về Máy cnc. Khi bắt đầu viết bài, tôi thậm chí còn không nghĩ rằng nó sẽ dày dặn đến vậy. Khi viết về phần điện tử của máy, tôi nhìn mà thấy sợ - tờ A4 đầy chữ viết cả hai mặt, và vẫn còn rất nhiều, rất nhiều điều để kể.
Cuối cùng thì nó thành ra thế này hướng dẫn tạo máy CNC, máy làm việc, từ đầu. Sẽ có ba phần của một bài viết về một chiếc máy: 1-làm đầy điện tử, 2-cơ khí của máy, 3-tất cả những điều phức tạp trong việc thiết lập thiết bị điện tử, bản thân máy và chương trình điều khiển máy.
Nói chung, tôi sẽ cố gắng kết hợp trong một tài liệu mọi thứ hữu ích và cần thiết cho mọi người mới bắt đầu tham gia lĩnh vực kinh doanh thú vị này, những gì bản thân tôi đã đọc trên nhiều nguồn Internet khác nhau và đã tự mình trải qua.
Nhân tiện, trong bài viết đó tôi đã quên đưa ra những bức ảnh về đồ thủ công được làm ra. Tôi đang sửa cái này. Nhà máy sản xuất ván ép và gấu xốp.
Lời nói đầu
Sau khi tôi lắp ráp chiếc máy nhỏ của mình mà không tốn nhiều công sức, thời gian và tiền bạc, tôi thực sự quan tâm đến chủ đề này. Tôi đã xem trên YouTube, nếu không phải tất cả thì gần như toàn bộ các video liên quan đến máy móc nghiệp dư. Tôi đặc biệt ấn tượng với những bức ảnh chụp sản phẩm mà mọi người tạo ra trên “ gia công CNC" Tôi đã xem xét và đưa ra quyết định - Tôi sẽ tự mình thu thập cỗ máy lớn! Vì vậy, trong một làn sóng cảm xúc, không suy nghĩ thấu đáo mọi chuyện, tôi lao vào một thế giới mới chưa từng biết đến CNC.Tôi không biết bắt đầu từ đâu. Trước hết, tôi đặt mua một động cơ bước bình thường Vexta Nhân tiện, tăng thêm 12 kg/cm với dòng chữ đầy tự hào “sản xuất tại Nhật Bản”.
Trong khi đi du lịch khắp nước Nga, anh ấy đã ngồi vào các buổi tối trên nhiều diễn đàn CNC khác nhau và cố gắng quyết định lựa chọn của mình Bộ điều khiển BƯỚC/TRỰC TIẾP và trình điều khiển động cơ bước. Tôi đã cân nhắc ba lựa chọn: trên một con chip L298, về công nhân hiện trường, hoặc mua hàng Trung Quốc làm sẵn TB6560đã có những đánh giá rất trái chiều.
Đối với một số người, nó hoạt động mà không gặp vấn đề gì trong một thời gian dài, đối với những người khác, nó bị hỏng do một lỗi nhỏ nhất của người dùng. Thậm chí có người còn viết rằng nó bị cháy khi anh vặn nhẹ trục động cơ nối với bộ điều khiển lúc đó. Có lẽ thực tế là người Trung Quốc không đáng tin cậy ủng hộ việc lựa chọn sơ đồ L297+được thảo luận sôi nổi trên diễn đàn. Kế hoạch này có lẽ thực sự không thể phá hủy được bởi vì... Cường độ dòng điện của người lái cao hơn nhiều lần so với mức cần cung cấp cho động cơ. Mặc dù bạn phải tự hàn nó (đó chỉ là một điểm cộng) và giá thành của các bộ phận cao hơn một chút so với bộ điều khiển của Trung Quốc, nhưng nó đáng tin cậy, điều này quan trọng hơn.
Tôi sẽ lạc đề một chút khỏi chủ đề. Khi tất cả những điều này đã xong, tôi thậm chí còn không hề nảy sinh ý nghĩ rằng mình sẽ viết về nó. Vì vậy, không có bức ảnh nào ghi lại quá trình lắp ráp cơ khí, điện tử mà chỉ có một vài bức ảnh chụp bằng camera điện thoại. Mọi thứ khác đều được nhấp vào dành riêng cho bài viết, ở dạng đã được lắp ráp sẵn.
Trường hợp hàn sắt thì sợ
Tôi sẽ bắt đầu với việc cung cấp năng lượng. Tôi đã định làm một việc thôi thúc, tôi đã mày mò nó có lẽ trong một tuần, nhưng tôi vẫn không thể vượt qua được sự phấn khích không biết từ đâu ập đến. Tôi thay đổi chuyển đổi thành 12V - mọi thứ đều ổn, nhưng khi tôi thay đổi thành 30 thì mọi thứ hoàn toàn hỗn loạn. Tôi đi đến kết luận rằng có một thứ nhảm nhí nào đó đang lan tràn khắp nơi nhận xét từ 30v đến TL494 và phá hủy tòa tháp của cô ấy. Vì vậy, tôi đã từ bỏ chiếc máy phát xung lực này, may mắn thay có vài chiếc TS-180, một trong số đó đã được dùng để phục vụ quê hương với tư cách là nguồn cung cấp năng lượng xuất thần. Và dù bạn có nói gì thì một miếng sắt và đồng sẽ đáng tin cậy hơn một đống bột. Máy biến áp quấn lại đến điện áp yêu cầu, nhưng cần +30V để cấp nguồn cho động cơ, +15V để cấp nguồn IR2104, +5V bật L297, và một người hâm mộ. Bạn có thể cung cấp 10 hoặc 70 cho động cơ, điều chính là không vượt quá dòng điện, nhưng nếu bạn làm ít hơn, tốc độ và công suất tối đa sẽ giảm, nhưng máy biến áp không cho phép nhiều hơn vì cần 6-7A. Điện áp 5 và 15v ổn định, 30 còn lại “nổi” theo quyết định của mạng điện của chúng tôi.
Suốt thời gian đó, tối nào tôi cũng ngồi trước máy tính và đọc, đọc, đọc. Cài đặt bộ điều khiển, chọn chương trình: vẽ cái nào, điều khiển máy cái nào, chế tạo cơ khí như thế nào, v.v. và như thế. Nói chung, càng đọc, nó càng trở nên đáng sợ và ngày càng có nhiều câu hỏi nảy sinh “tại sao tôi lại cần cái này ?!” Nhưng đã quá muộn để rút lui, động cơ đã nằm trên bàn, các bộ phận đang ở đâu đó trên đường đi - chúng ta phải tiếp tục.
Đã đến lúc hàn bảng. Những cái có sẵn trên Internet không phù hợp với tôi vì ba lý do:
1 - Cửa hàng nơi tôi đặt mua linh kiện không có sẵn IR2104 trong các gói DIP và họ gửi cho tôi 8-SOICN. Chúng được hàn lên bảng từ phía bên kia, lộn ngược và do đó cần phải phản chiếu các đường ray và ( IR2104) 12 miếng.
2 - Tôi cũng lấy điện trở và tụ điện trong gói SMD để giảm số lỗ cần khoan.
3 - Bộ tản nhiệt mà tôi có nhỏ hơn và các bóng bán dẫn bên ngoài nằm ngoài khu vực của nó. Cần phải chuyển các công tắc trường trên một bảng sang phải và bảng kia sang trái, vì vậy tôi đã làm hai loại bảng.
Sơ đồ điều khiển máy
Để bảo mật cổng LPT, bộ điều khiển và máy tính được kết nối thông qua bảng cách ly quang. Tôi lấy sơ đồ và chữ ký từ một trang web nổi tiếng, nhưng một lần nữa tôi phải làm lại một chút cho phù hợp với bản thân và loại bỏ những chi tiết không cần thiết.
Một mặt của bo mạch được cấp nguồn qua cổng USB, mặt còn lại, được kết nối với bộ điều khiển, được cấp nguồn từ nguồn +5V. Tín hiệu được truyền qua bộ ghép quang. Tôi sẽ viết tất cả chi tiết về việc thiết lập bộ điều khiển và tách rời trong chương thứ ba, nhưng ở đây tôi sẽ chỉ đề cập đến những điểm chính. Bảng tách rời này được thiết kế để kết nối an toàn bộ điều khiển động cơ bước với cổng LPT của máy tính. Cách ly hoàn toàn cổng máy tính với thiết bị điện tử của máy và cho phép bạn điều khiển máy CNC 4 trục. Nếu máy chỉ có ba trục, như trong trường hợp của chúng tôi, các bộ phận không cần thiết có thể được treo lơ lửng trong không khí hoặc hoàn toàn không được hàn. Có thể kết nối các cảm biến giới hạn, nút dừng cưỡng bức, rơle công tắc trục chính và một thiết bị khác, chẳng hạn như máy hút bụi.
Đây là ảnh chụp bảng ghép quang được lấy từ Internet và đây là khu vườn của tôi sau khi lắp vào hộp. Hai tấm ván và một bó dây. Nhưng dường như không có sự can thiệp nào và mọi thứ đều hoạt động không có lỗi.
Bảng điều khiển đầu tiên đã sẵn sàng, tôi đã kiểm tra mọi thứ và thử nghiệm từng bước như trong hướng dẫn. Bằng cách sử dụng một chiếc tông đơ, tôi đặt một dòng điện nhỏ (điều này có thể thực hiện được nhờ sự hiện diện của xung điện) và kết nối nguồn điện (với động cơ) thông qua một chuỗi bóng đèn 12 + 24V, để “không có gì, nếu có. ” Công nhân hiện trường của tôi không có bộ tản nhiệt.
Động cơ rít lên. Tin tốt là xung điện đang hoạt động bình thường. Tôi nhấn phím và nó quay! Tôi quên đề cập rằng bộ điều khiển này được thiết kế để điều khiển động cơ bước lưỡng cực, tức là. một với 4 dây kết nối. Tôi đã chơi với chế độ bước/nửa bước và hiện tại. Ở chế độ nửa bước, động cơ hoạt động ổn định hơn và phát triển tốc độ cao hơn + độ chính xác tăng lên. Vì vậy, tôi đã để jumper ở “nửa bước”. Với dòng điện an toàn tối đa cho động cơ ở điện áp xấp xỉ 30V, có thể quay động cơ lên tới 2500 vòng/phút! Chiếc máy đầu tiên của tôi không có điều khiển từ xa chưa bao giờ mơ đến điều này.))
Tôi ra lệnh cho hai động cơ tiếp theo mạnh hơn, Nema tăng thêm 18kg/s nhưng đã được sản xuất tại Trung Quốc.
Họ kém hơn về chất lượng Vexta, xét cho cùng thì Trung Quốc và Nhật Bản là những thứ khác nhau. Khi bạn xoay trục bằng tay, với người Nhật, nó diễn ra nhẹ nhàng, nhưng với người Trung Quốc thì cảm giác lại khác, nhưng cho đến nay điều này vẫn không ảnh hưởng đến công việc. Không có bình luận nào về họ.
Tôi hàn hai bảng còn lại, kiểm tra chúng bằng “bộ mô phỏng động cơ bước LED”, mọi thứ có vẻ ổn. Tôi kết nối một động cơ - nó hoạt động tốt, nhưng không phải 2500 vòng / phút mà là khoảng 3000 vòng / phút! Theo sơ đồ đã lập sẵn, tôi kết nối động cơ thứ ba với bảng thứ ba, quay trong vài giây và dừng... Tôi nhìn bằng bộ dao động - không có xung nào trên một đầu ra. Tôi gọi phí - một trong IR2104 vỡ.
Được rồi, có lẽ tôi đã gặp phải một cái bị lỗi, tôi đọc được rằng điều này thường xảy ra với chuyện nhỏ nhặt này. Tôi hàn một cái mới (tôi lấy 2 cái dự phòng), điều tương tự vô nghĩa - nó quay trong vài giây và DỪNG! Ở đây tôi căng thẳng và hãy kiểm tra các công nhân hiện trường. Nhân tiện, bảng của tôi có IRF530(100V/17A) so với (50V/49A), như trong bản gốc. Tối đa 3A sẽ đi vào động cơ nên dự trữ 14A là quá đủ, nhưng giá chênh lệch gần gấp 2 lần so với 530.
Vì vậy, tôi kiểm tra các thiết bị hiện trường và những gì tôi thấy... Tôi không hàn một chân nào cả! Và tất cả 30V từ công nhân hiện trường đều bay đến đầu ra của “irka” này. Tôi hàn chân, kiểm tra lại mọi thứ cẩn thận và lắp một cái khác. IR2104, Bản thân tôi cũng lo lắng - đây là lần cuối cùng. Tôi bật nó lên và rất vui khi động cơ không dừng sau hai giây hoạt động. Các chế độ còn lại như sau: động cơ Vexta– 1.5A, động cơ NEMA 2,5A. Với dòng điện này, đạt được khoảng 2000 vòng quay, nhưng tốt hơn hết bạn nên hạn chế chúng theo chương trình để tránh bỏ qua các bước và nhiệt độ của động cơ khi hoạt động lâu dài không vượt quá mức an toàn cho động cơ. Máy biến áp không gặp vấn đề gì vì thường chỉ có 2 động cơ quay cùng lúc, nhưng bộ tản nhiệt cần làm mát không khí bổ sung.
Bây giờ về việc lắp đặt các tấm bảo vệ hiện trường trên bộ tản nhiệt, và có 24 cái, nếu ai chưa để ý. Trong phiên bản bảng này, chúng được đặt nằm, tức là. bộ tản nhiệt chỉ nằm trên chúng và bị thu hút bởi thứ gì đó.
Tất nhiên, nên đặt một miếng mica chắc chắn để cách ly tản nhiệt với các bóng bán dẫn, nhưng tôi không có. Tôi tìm thấy một giải pháp như thế này. Bởi vì Đối với một nửa số bóng bán dẫn, vỏ được chuyển sang nguồn điện cộng, chúng có thể được gắn mà không cần cách điện, chỉ bằng keo tản nhiệt. Và bên dưới phần còn lại, tôi đặt những mảnh mica còn sót lại từ các bóng bán dẫn của Liên Xô. Tôi khoan bộ tản nhiệt và bo mạch ở ba vị trí và siết chặt chúng bằng bu lông. Tôi có được một tấm ván lớn bằng cách hàn ba tấm ván riêng biệt dọc theo các cạnh, đồng thời hàn xung quanh chu vi để tăng độ bền dây đồng 1mm. Tất cả nhồi điện tử và bộ nguồn được đặt trên một loại khung sắt nào đó, tôi thậm chí còn không biết tại sao.
Tôi cắt các tấm bìa bên và mặt trên từ ván ép, rồi đặt một chiếc quạt lên trên.
