Pagpili ng controller para sa pagkontrol sa stepper motors, engraving, milling, lathes, at foam cutter. CNC milling machine na may autonomous controller sa STM32 Homemade controller para sa diagram ng CNC machine

Para sa pagpupulong sa sarili milling machine, kailangan mong pumili ng CNC control controller. Available ang mga controller bilang multi-channel: 3 at 4 na axis mga controller ng stepper motor, at single-channel. Ang mga multichannel controller ay kadalasang nakikitang kumokontrol sa maliit mga stepper motor, karaniwang laki 42 o 57mm (nema17 at nema23). Ang ganitong mga motor ay angkop para sa self-assembly ng mga CNC machine na may isang working field na hanggang 1 m. Kapag nakapag-iisa na nag-iipon ng isang makina na may isang gumaganang patlang na higit sa 1 m, dapat mong gamitin ang mga stepper na motor na may karaniwang sukat na 86mm (nema34) upang makontrol ang mga naturang motor kakailanganin mo ang mga makapangyarihang driver ng single-channel na may kontrol na kasalukuyang 4.2A at mas mataas.

Para makontrol ang mga desktop milling machine, malawakang ginagamit ang mga controller na nakabatay sa mga specialized na motor driver control chip, halimbawa, TB6560 o A3977. Ang microcircuit na ito ay naglalaman ng isang controller na bumubuo ng tamang sinusoid para sa iba't ibang mga half-step na mode at may kakayahang magtakda ng mga winding na alon gamit ang program. Ang mga driver na ito ay idinisenyo upang gumana sa mga stepper motor hanggang sa 3A, mga laki ng motor na NEMA17 42mm at NEMA23 57mm.

Pagkontrol sa controller gamit ang dalubhasa o Linux EMC2 at iba pang naka-install sa isang PC. Inirerekomenda na gumamit ng computer na may dalas ng processor na hindi bababa sa 1 GHz at 1 GB na memorya. Nagbibigay ang isang desktop computer pinakamahusay na mga resulta, kumpara sa mga laptop at mas mura. Bilang karagdagan, maaari mong gamitin ang computer na ito para sa iba pang mga gawain kapag hindi ito abala sa pagkontrol sa iyong makina. Kapag nag-i-install sa isang laptop o PC na may 512MB memory, inirerekumenda na isagawa.

Upang kumonekta sa isang computer, ginagamit ang isang parallel na LPT port (para sa isang controller na may USB interface, isang USB port). Kung ang iyong computer ay hindi nilagyan ng parallel port (parami nang parami ang mga computer na inilalabas nang walang port na ito), maaari kang bumili ng PCI-LPT o PCI-E-LPT port expander card o isang espesyal na USB-LPT controller-converter na kumokonekta sa computer sa pamamagitan ng USB port.

Gamit ang desktop engraving at milling machine na gawa sa aluminum CNC-2020AL, kumpleto sa control unit na may kakayahang ayusin ang spindle speed, Figure 1 at 2, ang control unit ay naglalaman ng stepper motor driver sa isang TB6560AHQ chip, mga power supply para sa stepper motor driver at isang spindle power supply.

figure 1

Larawan 2

1. Ang isa sa mga unang control controller para sa CNC milling machine sa TB6560 chip ay tinawag na "blue board", Figure 3. Ang bersyon na ito ng board ay tinalakay ng maraming sa mga forum na ito ay may ilang mga disadvantages. Ang una ay ang mabagal na optocoupler na PC817, na nangangailangan, kapag nagse-set up ng machine control program na MACH3, na ipasok ang maximum wastong halaga sa mga field Step pulse at Dir pulse = 15. Ang pangalawa ay hindi magandang pagtutugma ng mga output ng optocoupler na may mga input ng driver ng TB6560, na maaaring malutas sa pamamagitan ng pagbabago ng circuit, Figure 8 at 9. Ang pangatlo ay ang mga linear regulators ng power supply ng board at, bilang isang resulta, mayroong maraming overheating sa kasunod na mga board, ginagamit ang mga pulse stabilizer; Ang ikaapat ay ang kakulangan ng galvanic isolation ng power supply circuit. Ang spindle relay ay 5A, na sa karamihan ng mga kaso ay hindi sapat at nangangailangan ng paggamit ng isang mas malakas na intermediate relay. Kasama sa mga pakinabang ang pagkakaroon ng isang connector para sa pagkonekta ng isang control panel. Hindi ginagamit ang controller na ito.

Larawan 3.

2. Ang CNC machine control controller ay pumasok sa merkado pagkatapos ng "blue board", na binansagan ang red board, Figure 4.

Ang mas mataas na dalas (mabilis) na mga optocoupler 6N137 ay ginagamit dito. Spindle relay 10A. Availability ng galvanic isolation para sa power supply. Mayroong connector para sa pagkonekta sa ikaapat na axis driver. Maginhawang konektor para sa pagkonekta ng mga switch ng limitasyon.

Larawan 4.

3. Ang stepper motor controller na may markang TB6560-v2 ay pula din, ngunit pinasimple, walang power decoupling, Figure 5. Maliit na sukat, ngunit bilang resulta nito mas maliit na sukat radiator

Larawan 5

4. Controller sa isang aluminum case, Figure 6. Pinoprotektahan ng case ang controller mula sa mga bahagi ng alikabok at metal; Galvanic isolation para sa power supply. May connector para sa pagpapagana ng mga karagdagang +5V circuit. Mabilis na mga optocoupler 6N137. N mababang-impedance at Mababang ESR capacitors. Walang relay para sa pagkontrol sa pag-on ng spindle, ngunit mayroong dalawang output para sa pagkonekta sa isang relay (transistor switch na may OK) o PWM para sa pagkontrol sa bilis ng pag-ikot ng spindle. Paglalarawan ng pagkonekta ng mga signal ng kontrol ng relay sa pahina

Larawan 6

5. 4-axis controller ng CNC milling at engraving machine, USB interface, Figure 7.

Larawan 7

Ang controller na ito ay hindi gumagana sa MACH3 program; ito ay kasama ng sarili nitong machine control program.

6. CNC controller ng makina sa SD driver mula sa Allegro A3977, Figure 8.

Larawan 8

7.Single-channel stepper motor driver para sa CNC machine DQ542MA. Maaaring gamitin ang driver na ito kapag sariling produksyon ang isang makina na may malaking patlang ng trabaho at mga stepper na motor na may agos na hanggang 4.2A, ay maaari ding gumana sa mga Nema34 86mm na motor, Figure 9.

Larawan 9

Larawan ng pagbabago ng blue stepper motor controller board sa TB6560, Figure 10.

Larawan 10.

Scheme para sa pag-aayos ng blue stepper motor controller board sa TB6560, Figure 11.

"RFF" - maaaring kontrolin ang parehong hiwalay na 3 stepper motor driver at isang handa na board na may mga driver para sa 3-axis CNC na may LPT output.
Ang board na ito ay isang alternatibo sa isang lumang computer na may LPT port kung saan naka-install ang MACH3.
Kung ang G-code ay na-load sa programa ng MACH3 sa computer, pagkatapos ay narito ang "RFF" mula sa SD card.

1. Hitsura mga board

1 - SLOT para sa SD card;

2 - pindutan ng pagsisimula;

3 - manual control joystick;

4 - LED (para sa X at Y axes);

5 LED (para sa Z axis);

6 - mga lead para sa spindle power button;

8 - mababang antas ng mga pin (-GND);

9 - mataas na antas ng mga pin (+5v);

10 - mga pin sa 3 axes (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), 2 pin bawat isa;

11 - LPT connector pin (25 pins);

12 - LPT connector (babae);

13 - USB connector (para lamang sa +5v power supply);

14 at 16 - kontrol sa dalas ng suliran (PWM 5 V);

15 - GND (para sa suliran);

17 - output para sa spindle ON at OFF;

18 - kontrol ng bilis ng spindle (analog mula 0 hanggang 10 V).

Kapag kumokonekta sa isang handa na board na may mga driver para sa isang 3-axis CNC na may LPT na output:

Mag-install ng mga jumper sa pagitan ng 10 pin at 11 pin.

8 at 9 na mga pin na may 11, kinakailangan ang mga ito kung ang mga karagdagang on at off na pin ay inilalaan para sa mga driver (walang tiyak na pamantayan, kaya ang mga ito ay maaaring maging anumang mga kumbinasyon, maaari mong mahanap ang mga ito sa paglalarawan, o nang random :) -)

Kapag kumokonekta sa hiwalay na mga driver na may mga motor:

Mag-install ng mga jumper sa pagitan ng 10 Step, Dir pin ng "RFF" board at ng Step, Dir pin ng iyong mga driver. (huwag kalimutang magbigay ng kuryente sa mga driver at motor)

Ikonekta ang "RFF" sa network. Dalawang LED ang sisindi.

Ipasok ang na-format na SD card sa LOT 1. Pindutin ang RESET. Maghintay hanggang umilaw ang kanang LED. (Humigit-kumulang 5 segundo) Alisin ang SD card.

Isang text file na pinangalanang "RFF" ang lalabas dito.

Buksan ang file na ito at ilagay ang mga sumusunod na variable (Dito sa form at sequence na ito):

Halimbawa:

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 - conditional value mula 0 hanggang 10 ng paunang bilis sa panahon ng acceleration (acceleration).

Mga paliwanag ng mga utos

D - hakbang na pagdurog na naka-install sa mga driver ng motor (dapat pareho sa lahat ng tatlo).

Ang L ay ang haba ng pagpasa ng karwahe (portal), na may isang rebolusyon ng stepper motor sa mm (dapat itong pareho sa lahat ng tatlo). Ipasok ang baras mula sa hawakan sa halip na ang pamutol at manu-manong iikot ang motor ng isang buong pagliko, ang linyang ito ang magiging halaga ng L.

S - kung aling signal ang umiikot sa spindle, kung 0 ay nangangahulugan - GND kung 1 ay nangangahulugang +5v (maaaring mapili sa eksperimentong paraan).

Ang Dir X, Dir Y, Dir Z, ang direksyon ng paggalaw sa kahabaan ng mga palakol, ay maaari ding mapili sa pamamagitan ng pag-eksperimento sa pamamagitan ng pagtatakda ng 0 o 1 (ito ay magiging malinaw sa manual mode).

F - bilis sa idle (G0), kung F=600, ang bilis ay 600mm/sec.

H - ang maximum na dalas ng iyong spindle (kinakailangan upang makontrol ang dalas ng spindle gamit ang PWM, halimbawa, kung ang H = 1000, at ang S1000 ay nakasulat sa G-code, kung gayon ang output na may ganitong halaga ay magiging 5v, kung S500 pagkatapos ay 2.5 v, atbp., ang variable na S sa G code ay hindi dapat mas malaki kaysa sa variable na H sa SD.

Ang dalas sa pin na ito ay humigit-kumulang 500 Hz.
UP - lohika para sa pagkontrol sa mga driver ng SD (walang pamantayan, maaari itong maging tulad ng mataas na antas+5V, at mababa -) set 0 o 1. (gumagana para sa akin sa anumang kaso. -)))

Ang controller mismo

Tingnan ang video: control board na may 3-axis CNC

2. Paghahanda ng control program (G_CODE)

Ang board ay binuo para sa ArtCam, kaya ang Control Program ay dapat may extension. TAP (tandaang ilagay ito sa mm, hindi pulgada).
Ang G-code file na naka-save sa SD card ay dapat na may pangalang G_CODE.

Kung mayroon kang ibang extension, halimbawa CNC, buksan ang iyong file gamit ang notepad at i-save ito bilang G_CODE.TAP.

Ang x, y, z sa G-code ay dapat na naka-capitalize, ang tuldok ay dapat na isang tuldok, hindi isang kuwit, at kahit na ang isang integer ay dapat na may 3 zero pagkatapos ng tuldok.

Narito ito sa form na ito:

X5.000Y34.400Z0.020

3. Manu-manong kontrol

Ang manu-manong kontrol ay isinasagawa gamit ang isang joystick, kung hindi mo pa naipasok ang mga variable sa mga setting na tinukoy sa punto 1, "RFF" board
hindi gagana kahit sa manual mode!!!
Upang lumipat sa manual mode, kailangan mong pindutin ang joystick. Ngayon subukang kontrolin ito. Pagtingin sa board mula sa itaas (SLOT 1 sa ibaba,
12 LPT connector sa itaas).

Ipasa ang Y+, pabalik na Y-, kanan X+, kaliwa X-, (kung ang mga setting ng Dir X, Dir Y ay hindi tama, baguhin ang halaga sa kabaligtaran).

Pindutin muli ang joystick. Ang ika-4 na LED ay sisindi, na nangangahulugang lumipat ka sa Z-axis na kontrol sa Joystick - spindle
dapat tumaas Z+, joystick pababa - bumaba Z- (kung mali ang paglipat, baguhin ang halaga sa mga setting ng Dir Z
sa kabaligtaran).
Ibaba ang spindle hanggang sa mahawakan ng cutter ang workpiece. I-click ang button 2 start, ngayon ito ang zero point mula dito magsisimula ang execution ng G-code.

4. Autonomous na operasyon (nagsasagawa ng G-code cutting)
Pindutin muli ang button 2, saglit na pinipigilan ito.

Pagkatapos bitawan ang button, magsisimulang kontrolin ng "RFF" board ang iyong CNC machine.

5. Pause mode
Pindutin sandali ang button 2 habang tumatakbo ang makina, hihinto ang pagputol at tataas ang spindle ng 5mm sa itaas ng workpiece. Ngayon ay maaari mong kontrolin ang Z axis sa parehong pataas at pababa, at huwag matakot na pumunta nang mas malalim sa workpiece, dahil pagkatapos pindutin muli ang pindutan 2, ang pagputol ay magpapatuloy mula sa naka-pause na halaga sa kahabaan ng Z. Sa estado ng pag-pause, maaari mong i-on ang spindle off at on gamit ang button 6. Ang X at Y axes ay nasa Pause mode ay hindi makokontrol.

6. Pang-emergency na paghinto ng trabaho na ang spindle ay magiging zero

Sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan 2 nang mahabang panahon sa panahon ng autonomous na operasyon, ang spindle ay tataas ng 5 mm sa itaas ng workpiece, huwag bitawan ang pindutan, 2 LEDs, ika-4 at ika-5, ay magsisimulang mag-flash nang halili, kapag huminto ang pagkislap, bitawan ang pindutan at ang ang spindle ay lilipat sa zero point. Ang pagpindot muli sa button 2 ay isasagawa ang trabaho mula sa simula ng G-code.

Sinusuportahan ang mga utos tulad ng G0, G1, F, S, M3, M6 upang kontrolin ang bilis ng spindle mayroong magkahiwalay na mga pin: PWM mula 0 hanggang 5 V at isang pangalawang analog mula 0 hanggang 10 V.

Tinanggap na format ng command:

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

Hindi na kailangang bilangin ang mga linya, walang mga puwang, at ipahiwatig lamang ang F at S kapag nagbabago.

Isang maliit na halimbawa:

T1M6 G0Z5.000 G0X0.000Y0.000S50000M3 G0X17.608Y58.073Z5.000 G1Z-0.600F1000.0 G1X17.606Y58.132F1500.937 X17.603Y58.707 X17.605Y58.748

Pagpapakita ng operasyon ng RFF controller

Ang controller para sa makina ay madaling tipunin at handyman sa bahay. Ang pagtatakda ng mga kinakailangang parameter ay hindi mahirap;

Kung wala ang tamang pagpili controller para sa makina, hindi posible na i-assemble ang controller mismo para sa CNC sa Atmega8 16au gamit ang iyong sariling mga kamay. Ang mga device na ito ay nahahati sa dalawang uri:

Multichannel. Kabilang dito ang 3 at 4 axis controllers para sa stepper motors.
Isang channel.

Ang mga maliliit na bola na motor ay pinaka-epektibong kinokontrol ng mga multi-channel na controller. Ang mga karaniwang sukat sa kasong ito ay 42 o 57 millimeters. Ito ay isang mahusay na opsyon para sa self-assembly ng mga CNC machine na ang working field ay hanggang 1 metro ang laki.

Kung nakapag-iisa kang mag-assemble ng makina sa isang microcontroller na may field na higit sa 1 metro, dapat mong gamitin ang mga motor na available sa mga karaniwang sukat hanggang sa 86 millimeters. Sa kasong ito, inirerekumenda na ayusin ang kontrol ng makapangyarihang mga driver ng single-channel, na may control current na 4.2 A at mas mataas.

Ang mga controllers na may mga espesyal na driver chip ay naging laganap kapag kinakailangan upang ayusin ang kontrol sa pagpapatakbo ng mga makina na may table-top milling machine. Ang pinakamahusay na pagpipilian magkakaroon ng chip na itinalaga bilang TB6560 o A3977. Ang produktong ito ay may controller sa loob na tumutulong sa pagbuo ng tamang sine wave para sa mga mode na sumusuporta sa iba't ibang kalahating hakbang. Maaaring itakda ang winding currents sa pamamagitan ng programming. Sa mga microcontroller, madali ang pagkamit ng resulta.

Kontrol

Ang controller ay madaling kontrolin gamit ang espesyal na software na naka-install sa isang PC. Ang pangunahing bagay ay ang computer mismo ay may hindi bababa sa 1 GB ng memorya, at isang processor na hindi bababa sa 1 GHz.

Maaari kang gumamit ng mga laptop, ngunit ang mga desktop computer ay nagbibigay ng mas mahusay na mga resulta sa bagay na ito. At mas mababa ang gastos nila. Ang computer ay maaaring gamitin upang malutas ang iba pang mga problema kapag ang mga makina ay hindi nangangailangan ng kontrol. Mabuti kung posible na i-optimize ang system bago simulan ang trabaho.

Ang parallel LPT port ay ang detalyeng tumutulong sa pag-aayos ng koneksyon. Kung ang controller ay may USB port, pagkatapos ay ginagamit ang isang connector ng naaangkop na hugis. Kasabay nito, parami nang parami ang mga computer na ginagawa na walang parallel port.

Ginagawa ang pinakasimpleng bersyon ng scanner

Isa sa pinaka mga simpleng solusyon Para sa gawang bahay na paglikha CNC machine - ang paggamit ng mga bahagi mula sa iba pang kagamitan na nilagyan ng ball motors. Ang mga lumang printer ay ganap na gumaganap ng function na ito.

Kinukuha namin ang mga sumusunod na bahagi na nakuha mula sa mga nakaraang device:

Ang chip mismo.
Stepper motor.
Isang pares ng bakal na bar.

Kapag gumagawa ng controller case, kailangan mong kunin ang luma kahon ng karton. Ito ay katanggap-tanggap na gumamit ng mga kahon na gawa sa playwud o PCB, ang pinagmulang materyal ay hindi mahalaga. Ngunit ang pinakamadaling paraan upang maproseso ang karton ay ang paggamit ng regular na gunting.

Ang listahan ng mga tool ay magiging ganito:

Pinagsasama-sama ang bakal, kumpleto sa mga accessories.
Pandikit na baril.
Kasangkapan ng gunting.
Mga pamutol ng kawad.

Sa wakas, ang paggawa ng controller ay mangangailangan ng mga sumusunod na karagdagang bahagi:

Connector na may wire para sa maginhawang koneksyon.
Cylindrical na socket. Ang ganitong mga istraktura ay may pananagutan sa pagpapagana ng aparato.
Ang mga tornilyo ng lead ay mga tungkod na may tiyak na sinulid.
Nut na may mga sukat na angkop para sa lead screw.
Mga tornilyo, washers, kahoy sa anyo ng mga piraso.

Nagsisimula kaming magtrabaho sa paglikha ng isang gawang bahay na makina

Ang stepper motor kasama ang board ay dapat na alisin mula sa mga lumang device. Kailangan lang alisin ng scanner ang salamin at pagkatapos ay alisin ang ilang bolts. Kakailanganin mo ring alisin ang mga bakal na baras na gagamitin sa ibang pagkakataon upang lumikha ng isang portal ng pagsubok.

Ang ULN2003 control chip ay magiging isa sa mga pangunahing elemento. Posibleng bumili ng mga piyesa nang hiwalay kung gumagamit ang scanner ng iba pang mga uri ng chips. Kung ang nais na aparato ay naroroon sa pisara, maingat na alisin ang pagkakasolder nito. Ang pamamaraan para sa pag-assemble ng controller para sa CNC sa Atmega8 16au gamit ang iyong sariling mga kamay ay ang mga sumusunod:

Una, painitin ang lata gamit ang isang panghinang na bakal.
Ang pag-alis sa tuktok na layer ay mangangailangan ng paggamit ng pagsipsip.
Ilagay ang isang dulo ng screwdriver sa ilalim ng microcircuit.
Ang dulo ng panghinang na bakal ay dapat hawakan ang bawat pin ng microcircuit. Kung matugunan ang kundisyong ito, maaaring pindutin ang tool.

Susunod, ang microcircuit ay ibinebenta sa board, na may lubos na pangangalaga. Para sa mga unang hakbang sa pagsubok, maaari kang gumamit ng mga mock-up. Ginagamit namin ang opsyon na may dalawang power bus. Ang isa sa kanila ay konektado sa positibong terminal, at ang isa sa negatibong terminal.

Sa susunod na yugto, ang output ng pangalawang parallel port connector ay konektado sa output sa chip mismo. Ang mga terminal ng connector at ang microcircuit ay dapat na konektado nang naaayon.

Ang zero pin ay konektado sa negatibong bus.

Isa sa huling yugto– paghihinang ng stepper motor sa control device.

Mabuti kung mayroon kang pagkakataong pag-aralan ang dokumentasyon mula sa tagagawa ng device. Kung hindi, kakailanganin mong maghanap ng angkop na solusyon sa iyong sarili.

Ang mga wire ay konektado sa mga terminal. Sa wakas, ang isa sa kanila ay konektado sa positibong bus.

Dapat na konektado ang mga busbar at power socket.

Ang mainit na pandikit mula sa isang baril ay makakatulong sa pag-secure ng mga bahagi upang hindi sila masira.

Gumagamit kami ng Turbo CNC - isang control program

Ang Turbo CNC software ay tiyak na gagana sa isang microcontroller na gumagamit ng ULN2003 chip.

Gumagamit kami ng isang espesyal na website kung saan ka makakapag-download ng software.
Maiintindihan ng sinumang user kung paano mag-install.
Eksakto programang ito pinakamahusay na gumagana sa ilalim ng MS-DOS. Maaaring lumabas ang ilang error sa compatibility mode sa Windows.
Ngunit, sa kabilang banda, ito ay magpapahintulot sa iyo na bumuo ng isang computer na may ilang mga katangian na katugma sa partikular na software na ito.

Pagkatapos ng unang paglulunsad ng programa, lilitaw ang isang espesyal na screen.
Kailangan mong pindutin ang spacebar. Ito ay kung paano napupunta ang user sa pangunahing menu.
Pindutin ang F1, at pagkatapos ay piliin ang I-configure.
Susunod, kailangan mong i-click ang item na "bilang ng Axis". Gamitin ang Enter key.
Ang natitira na lang ay ilagay ang dami ng soybeans na balak mong gamitin. Sa kasong ito, mayroon kaming isang motor, kaya nag-click kami sa numero 1.
Upang magpatuloy, gamitin ang Enter. Kakailanganin namin muli ang F1 key, pagkatapos gamitin ito sa Configure menu, piliin ang Configure Axis. Pagkatapos ay pindutin ang space bar nang dalawang beses.

Uri ng Drive - ito ang tab na kailangan namin, naabot namin ito sa pamamagitan ng maraming pagpindot sa Tab. Tinutulungan ka ng pababang arrow na makarating sa item na Uri. Kailangan namin ng isang cell na tinatawag na Scale. Susunod, tinutukoy namin kung gaano karaming mga hakbang ang ginagawa ng makina sa isang rebolusyon lamang. Upang gawin ito, alamin lamang ang numero ng bahagi. Pagkatapos ay magiging madaling maunawaan kung gaano karaming mga degree ang umiikot sa isang hakbang lamang. Susunod, ang bilang ng mga degree ay nahahati sa isang hakbang. Ito ay kung paano namin kalkulahin ang bilang ng mga hakbang.

Ang natitirang mga setting ay maaaring iwanang gaya ng dati. Ang numerong nakuha sa Scale cell ay kinokopya lang sa parehong cell, ngunit sa ibang computer. Ang value na 20 ay dapat italaga sa Acceleration cell. Ang default na halaga sa lugar na ito ay 2000, ngunit ito ay masyadong mataas para sa system na binuo. Ang paunang antas ay 20, at ang maximum ay 175. Susunod, ang natitira na lang ay pindutin ang TAB hanggang sa maabot ng user ang item na Huling Yugto. Dito kailangan mong ilagay ang numero 4. Susunod, pindutin ang Tab hanggang sa maabot namin ang hilera ng X, ang una sa listahan. Ang unang apat na linya ay dapat maglaman ng mga sumusunod na item:

1000XXXXXXXXX
0100XXXXXXXXX
0010XXXXXXXXX
0001XXXXXXXXX

Walang mga pagbabagong kailangang gawin sa natitirang mga cell. Piliin lamang ang OK. Iyon lang, ang programa ay na-configure upang gumana sa computer at ang mga actuator mismo.

Magandang araw sa lahat! At narito ako sa isang bagong bahagi ng aking kuwento tungkol sa CNC machine. Noong sinimulan kong isulat ang artikulo, hindi ko naisip na ito ay magiging napakalaki. Nang sumulat ako tungkol sa electronics ng makina, tumingin ako at natakot - ang A4 sheet ay natatakpan ng nakasulat sa magkabilang panig, at marami pa rin, maraming sasabihin.

Sa huli naging ganito gabay sa paglikha ng isang CNC machine, gumaganang makina, mula sa simula. Magkakaroon ng tatlong bahagi ng isang artikulo tungkol sa isang makina: 1-electronic filling, 2-mechanics ng machine, 3-lahat ng mga subtleties ng pag-set up ng electronics, ang makina mismo, at ang machine control program.
Sa pangkalahatan, susubukan kong pagsamahin sa isang materyal ang lahat ng bagay na kapaki-pakinabang at kinakailangan para sa bawat nagsisimula sa kawili-wiling negosyong ito, kung ano ang nabasa ko mismo sa iba't ibang mga mapagkukunan sa Internet at dumaan sa aking sarili.

Sa pamamagitan ng paraan, sa artikulong iyon nakalimutan kong magpakita ng mga larawan ng mga likhang sining. Inaayos ko na ito. Styrofoam bear at halaman ng playwud.

Paunang Salita

Matapos kong tipunin ang aking maliit na makina nang walang makabuluhang paggastos ng pagsisikap, oras at pera, naging seryoso akong interesado sa paksang ito. Napanood ko sa YouTube, kung hindi lahat, halos lahat ng mga video na may kaugnayan sa mga baguhan na makina. Lalo akong humanga sa mga larawan ng mga produkto na ginagawa ng mga tao sa kanilang " bahay CNC" Tumingin ako at gumawa ng desisyon - kukunin ko ang sarili ko malaking makina! Kaya, sa isang alon ng mga emosyon, nang hindi pinag-iisipan ang lahat, napunta ako sa isang bago at hindi kilalang mundo CNC.

Hindi ko alam kung saan magsisimula. Una sa lahat, nag-order ako ng isang normal na stepper motor Vexta sa pamamagitan ng 12 kg/cm, sa pamamagitan ng paraan na may ipinagmamalaking inskripsiyon na "ginawa sa Japan".

Habang naglalakbay siya sa buong Russia, nakaupo siya sa gabi sa iba't ibang mga forum ng CNC at sinubukang magpasya sa kanyang pinili STEP/DIR controller at mga driver ng stepper motor. Isinaalang-alang ko ang tatlong mga pagpipilian: sa isang maliit na tilad L298, sa mga manggagawa sa bukid, o bumili ng mga handa na Chinese TB6560 na may napakahalo-halong mga pagsusuri.

Para sa ilan ito ay nagtrabaho nang walang problema sa loob ng mahabang panahon, para sa iba ay nasunog ito sa kaunting error ng user. May sumulat pa na nasunog ito nang bahagya niyang pinihit ang baras ng motor na nakakonekta sa controller noong oras na iyon. Marahil ang katotohanan ng hindi mapagkakatiwalaan ng mga Tsino ay nilalaro pabor sa pagpili ng pamamaraan L297+ aktibong tinalakay sa forum. Ang scheme ay malamang na talagang hindi masisira dahil... Ang field amperes ng driver ay ilang beses na mas mataas kaysa sa kung ano ang kailangang ibigay sa mga motor. Kahit na kailangan mong maghinang ito sa iyong sarili (iyan ay isang plus lamang), at ang halaga ng mga bahagi ay higit pa sa isang Chinese controller, ngunit ito ay maaasahan, na mas mahalaga.

Ilihis ko ng kaunti ang paksa. Nang magawa ang lahat ng ito, hindi man lang naisip na isusulat ko pa ang tungkol dito. Samakatuwid, walang mga larawan ng proseso ng pagpupulong ng mga mekanika at electronics, iilan lamang ang mga larawan na kinunan gamit ang isang mobile phone camera. Ang lahat ng iba pa ay partikular na na-click para sa artikulo, sa naka-assemble na form.

Ang kaso ng panghinang na bakal ay natatakot

Magsisimula ako sa power supply. I planned to do an impulse one, I tinkered with it for probably a week, pero hindi ko pa rin ma-overcome ang excitement na nanggagaling out of nowhere. Binago ko ang trans sa 12V - lahat ay OK, binago ko ito sa 30 at ito ay isang kumpletong gulo. Dumating ako sa konklusyon na ang ilang uri ng bug ay gumagapang sa feedback mula 30V hanggang TL494 at giniba ang kanyang tore. Kaya't tinalikuran ko ang impulse generator na ito, sa kabutihang palad mayroong ilang TS-180s, ang isa ay napunta upang maglingkod sa tinubuang-bayan bilang isang trance power supply. At anuman ang iyong sabihin, ang isang piraso ng bakal at tanso ay magiging mas maaasahan kaysa sa isang tumpok ng pulbos. I-rewound ang transpormer sa mga kinakailangang boltahe, ngunit kailangan nito ng +30V para ma-power ang mga motor, +15V sa power IR2104, +5V sa L297, at isang fan. Maaari kang magbigay ng 10 o 70 sa mga motor, ang pangunahing bagay ay hindi lalampas sa kasalukuyang, ngunit kung gagawin mo ang mas kaunti, ang maximum na bilis at kapangyarihan ay nabawasan, ngunit ang transpormer ay hindi pinapayagan ang higit pa dahil kailangan 6-7A. Nag-stabilize ang mga boltahe 5 at 15v, 30 ang naiwan na "lumulutang" sa pagpapasya ng aming electrical network.

Sa lahat ng oras na ito, gabi-gabi akong nakaupo sa computer at nagbabasa, nagbabasa, nagbabasa. Pagse-set up ng controller, pagpili ng mga programa: alin ang iguguhit, alin ang magkokontrol sa makina, kung paano gumawa ng mekanika, atbp. atbp. Sa pangkalahatan, habang mas nagbabasa ako, mas nakakatakot ito, at mas madalas na lumitaw ang tanong: "Bakit kailangan ko ito?!" Ngunit huli na upang umatras, ang makina ay nasa mesa, ang mga bahagi ay nasa isang lugar - dapat tayong magpatuloy.

Oras na para maghinang ng board. Ang mga available sa Internet ay hindi nababagay sa akin sa tatlong dahilan:
1 - Ang tindahan kung saan ako nag-order ng mga bahagi ay hindi magagamit IR2104 sa DIP packages, at pinadalhan nila ako ng 8-SOICN. Ang mga ito ay ibinebenta sa board mula sa kabilang panig, nakabaligtad, at naaayon ay kinakailangan upang i-mirror ang mga track, at ang kanilang ( IR2104) 12 piraso.

2 - Kumuha din ako ng mga resistor at capacitor sa mga pakete ng SMD upang mabawasan ang bilang ng mga butas na kailangang ma-drill.
3 - Ang radiator na mayroon ako ay mas maliit at ang mga panlabas na transistor ay nasa labas ng lugar nito. Kinakailangang ilipat ang mga switch ng field sa isang board sa kanan, at sa isa pa sa kaliwa, kaya gumawa ako ng dalawang uri ng mga board.

Diagram ng controller ng makina

Para sa seguridad ng LPT port, ang controller at computer ay konektado sa pamamagitan ng optical isolation board. Kinuha ko ang diagram at signet mula sa isang kilalang site, ngunit muli ay kinailangan kong gawing muli ito nang kaunti upang maging angkop sa aking sarili at alisin ang mga hindi kinakailangang detalye.

Ang isang bahagi ng board ay pinapagana sa pamamagitan ng isang USB port, ang isa, nakakonekta sa controller, ay pinapagana mula sa isang +5V na pinagmulan. Ang mga signal ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga optocoupler. Isusulat ko ang lahat ng mga detalye tungkol sa pag-set up ng controller at decoupling sa ikatlong kabanata, ngunit dito ko lang babanggitin ang mga pangunahing punto. Ang decoupling board na ito ay idinisenyo upang ligtas na ikonekta ang isang stepper motor controller sa LPT port ng isang computer. Ganap na elektrikal na ihiwalay ang port ng computer mula sa electronics ng makina, at pinapayagan kang kontrolin ang isang 4-axis na CNC machine. Kung ang makina ay may tatlong axes lamang, tulad ng sa aming kaso, ang mga hindi kinakailangang bahagi ay maaaring iwanang nakabitin sa hangin, o hindi na soldered sa lahat. Posibleng ikonekta ang mga limit sensor, forced stop button, spindle switch relay at isa pang device, gaya ng vacuum cleaner.

Ito ay isang larawan ng optocoupler board na kinuha mula sa Internet, at ito ang hitsura ng aking hardin pagkatapos ng pag-install sa kaso. Dalawang board at isang bungkos ng mga wire. Ngunit tila walang panghihimasok, at lahat ay gumagana nang walang mga pagkakamali.

Ang unang controller board ay handa na, sinuri ko ang lahat at sinubukan ito nang sunud-sunod, tulad ng sa mga tagubilin. Gamit ang isang trimmer, nagtakda ako ng isang maliit na kasalukuyang (ito ay posible salamat sa pagkakaroon ng PWM), at ikinonekta ang kapangyarihan (sa mga motor) sa pamamagitan ng isang kadena ng 12 + 24V na mga bombilya, upang mayroong "wala, kung mayroon man. ” Ang aking mga manggagawa sa bukid ay walang radiator.

Sumirit ang makina. Magandang balita, pagkatapos ay gumagana ang PWM ayon sa nararapat. Pinindot ko ang susi at umikot ito! Nakalimutan kong banggitin na ang controller na ito ay idinisenyo upang kontrolin ang isang bipolar stepper motor i.e. yung may 4 wires na konektado. Naglaro ako gamit ang step/half-step at kasalukuyang mga mode. Sa kalahating hakbang na mode, ang makina ay kumikilos nang mas matatag at nagkakaroon ng mas mataas na bilis + pagtaas ng katumpakan. Kaya iniwan ko ang jumper sa "kalahating hakbang". Sa pinakamataas na ligtas na kasalukuyang para sa makina sa boltahe na humigit-kumulang 30V, posible na paikutin ang makina hanggang sa 2500 rpm! Ang aking unang makina na walang PWM ay hindi pinangarap ito.))

Inutusan ko ang susunod na dalawang makina na mas malakas, Nema ng 18kg/s, ngunit “made in China” na.

Sila ay mababa sa kalidad Vexta, kung tutuusin, magkaibang bagay ang China at Japan. Kapag pinaikot mo ang baras gamit ang iyong kamay, sa isang Hapon ito ay nangyayari kahit papaano, ngunit sa mga Intsik ay iba ang pakiramdam, ngunit sa ngayon ay hindi ito nakakaapekto sa trabaho. Walang mga komento tungkol sa kanila.

Inihinang ko ang dalawang natitirang board, sinuri ang mga ito gamit ang "LED stepper motor simulator", tila maayos ang lahat. Ikinonekta ko ang isang motor - mahusay itong gumagana, ngunit hindi 2500 rpm, ngunit mga 3000! Ayon sa naka-work out na scheme, ikinonekta ko ang ikatlong motor sa ikatlong board, umiikot ng ilang segundo at huminto... Tumingin ako sa isang oscillator - walang mga pulso sa isang output. Tinatawag ko ang bayad - isa sa IR2104 sira.

Well, okay, baka nagkaroon ako ng depekto, nabasa ko na madalas itong nangyayari sa maliit na bagay na ito. Naghinang ako sa isang bago (kumuha ako ng 2 piraso na may ekstrang), ang parehong bagay na walang kapararakan - lumiliko ito ng ilang segundo at STOP! Dito ako natigilan, at tingnan natin ang mga manggagawa sa bukid. Sa pamamagitan ng paraan, ang aking board ay mayroon IRF530(100V/17A) kumpara sa (50V/49A), tulad ng sa orihinal. Ang maximum na 3A ay mapupunta sa motor, kaya ang isang reserbang 14A ay higit pa sa sapat, ngunit ang pagkakaiba sa presyo ay halos 2 beses na pabor sa 530s.
Kaya, tinitingnan ko ang mga field device at kung ano ang nakikita ko... Hindi ako nagsolder ng isang paa! At ang lahat ng 30V mula sa field worker ay lumipad sa output ng "irka" na ito. Inihinang ko ang binti, siniyasat muli ang lahat ng mabuti, at nag-install ng isa pa. IR2104, nag-aalala ako sa sarili ko - ito na ang huli. Binuksan ko ito at tuwang-tuwa ako nang hindi huminto ang makina pagkatapos ng dalawang segundong operasyon. Ang mga mode ay naiwan tulad ng sumusunod: engine Vexta– 1.5A, motor NEMA 2.5A. Sa kasalukuyang ito, humigit-kumulang 2000 rebolusyon ang naabot, ngunit mas mainam na limitahan ang mga ito sa software upang maiwasan ang paglaktaw ng mga hakbang, at ang temperatura ng makina ay nasa mahabang trabaho hindi lalampas sa mga ligtas na halaga para sa mga motor. Ang transpormer ng kapangyarihan ay nakayanan nang walang mga problema, dahil kadalasan ay 2 motor lamang ang umiikot sa parehong oras, ngunit ang radiator ay nangangailangan ng karagdagang paglamig ng hangin.

Ngayon tungkol sa pag-install ng mga field guard sa radiator, at mayroong 24 sa kanila, kung sinuman ang hindi nakapansin. Sa bersyong ito ng board sila ay matatagpuan nakahiga, i.e. ang radiator ay nakasalalay lamang sa kanila at naaakit ng isang bagay.

Siyempre, ipinapayong maglagay ng isang solidong piraso ng mika upang ihiwalay ang heatsink mula sa mga transistor, ngunit wala ako nito. Nakahanap ako ng solusyon tulad nito. kasi Para sa kalahati ng mga transistor, ang pabahay ay napupunta sa plus power supply; At sa ilalim ng iba ay naglalagay ako ng mga piraso ng mika na natitira mula sa mga transistor ng Sobyet. Pinag-drill ko ang radiator at ang board sa tatlong lugar at hinigpitan ang mga ito gamit ang mga bolts. Nakakuha ako ng isang malaking board sa pamamagitan ng paghihinang ng tatlong magkakahiwalay na board sa mga gilid, habang naghihinang sa paligid ng perimeter para sa lakas kawad na tanso 1mm. Lahat elektronikong palaman at ang power supply ay inilagay sa ilang uri ng bakal na tsasis, hindi ko alam kung bakit.

Pinutol ko ang gilid at itaas na mga takip mula sa playwud, at naglagay ng fan sa itaas.

Sa iba't ibang uri ng mga controller, hinahanap ng mga user ang mga circuit na iyon para sa self-assembly na magiging katanggap-tanggap at pinaka-epektibo. Parehong ginagamit ang mga single-channel at multi-channel na device: 3- at 4-axis controllers.

Mga opsyon sa device

Ang mga multi-channel na stepper motor controllers (stepper motors) na may karaniwang sukat na 42 o 57 mm ay ginagamit sa kaso ng isang maliit na patlang ng pagtatrabaho ng makina - hanggang sa 1 m Kapag nag-assemble ng isang makina na may mas malaking larangan ng pagtatrabaho - higit sa 1 m , kailangan ang karaniwang sukat na 86 mm. Maaari itong kontrolin gamit ang isang single-channel driver (kontrol ang kasalukuyang lampas sa 4.2 A).

Ang isang makina na may kontrol sa numero, sa partikular, ay maaaring kontrolin ng isang controller na nilikha batay sa mga dalubhasang driver chips na nilalayon para gamitin para sa mga stepper motor hanggang sa 3A. Ang CNC controller ng makina ay kinokontrol ng isang espesyal na programa. Naka-install ito sa isang PC na may dalas ng processor na higit sa 1 GHz at kapasidad ng memorya na 1 GB). Sa mas maliit na volume, na-optimize ang system.

PAKITANDAAN! Kung ikukumpara sa isang laptop, kung ikinonekta mo ang isang desktop computer, makakakuha ka ng mas mahusay na mga resulta, at ito ay mas mura.

Kapag ikinonekta ang controller sa isang computer, gumamit ng USB o LPT parallel port connector. Kung hindi available ang mga port na ito, gagamitin ang mga expander board o controller converter.

Iskursiyon sa kasaysayan

Ang mga milestone ng teknolohikal na pag-unlad ay maaaring balangkasin sa eskematiko tulad ng sumusunod:

Ang unang controller sa chip ay conventionally na tinatawag na "blue board". Ang pagpipiliang ito ay may mga disadvantages at ang scheme ay nangangailangan ng pagpapabuti. Ang pangunahing bentahe ay mayroong isang connector, at ang control panel ay konektado dito.
Kasunod ng asul, lumitaw ang isang controller na tinatawag na "red board". Gumamit na ito ng mga fast (high-frequency) optocoupler, isang 10A spindle relay, power isolation (galvanic) at isang connector kung saan ikokonekta ang mga pang-apat na axis driver.
Ang isa pang katulad na aparato na may mga pulang marka ay ginamit din, ngunit mas pinasimple. Sa tulong nito, posible na kontrolin ang isang maliit na desktop type machine - isa sa mga 3-axis.

Ang susunod sa linya ng teknolohikal na pag-unlad ay isang controller na may galvanic isolation para sa power supply, mabilis na optocoupler at mga espesyal na capacitor, pagkakaroon ng aluminum housing na nagbibigay ng proteksyon mula sa alikabok. Sa halip na isang control relay na i-on ang spindle, ang disenyo ay may dalawang output at ang kakayahang kumonekta sa isang relay o PWM (pulse width modulation) speed control.
Ngayon, para sa paggawa ng isang homemade milling at engraving machine na may stepper motor, mayroong mga pagpipilian - isang 4-axis controller, isang stepper motor driver mula sa Allegro, isang single-channel na driver para sa isang makina na may malaking field ng trabaho.

MAHALAGA! Huwag mag-overload ang motor sa pamamagitan ng paggamit ng mas mataas at mas mataas na bilis.

Controller na gawa sa mga scrap na materyales

Karamihan sa mga manggagawa ay mas gusto ang kontrol sa pamamagitan ng LPT port para sa karamihan ng mga amateur-level na control program. Sa halip na gumamit ng isang set ng mga espesyal na microcircuits para sa layuning ito, ang ilang mga tao ay nagtatayo ng controller mula sa mga scrap na materyales - mga transistor na may epekto sa field mula sa nasunog. mga motherboard(sa isang boltahe na higit sa 30 volts at isang kasalukuyang ng higit sa 2 amperes).

At dahil ang isang makina para sa pagputol ng foam plastic ay nilikha, ang imbentor ay gumamit ng mga incandescent lamp ng kotse bilang kasalukuyang limiter, at ang SD ay inalis mula sa mga lumang printer o scanner. Ang controller na ito ay na-install nang walang mga pagbabago sa circuit.

gawin ang pinakasimpleng makina Do-it-yourself CNC, kapag i-disassembling ang scanner, bilang karagdagan sa SD, ang ULN2003 chip at dalawang steel rod ay tinanggal, pupunta sila sa portal ng pagsubok. Bilang karagdagan kakailanganin mo:

Isang karton na kahon (kung saan mai-mount ang katawan ng device). Ang isang opsyon na may textolite o plywood sheet ay posible, ngunit ang karton ay mas madaling i-cut; mga piraso ng kahoy;
mga tool - sa anyo ng mga wire cutter, gunting, screwdriver; pandikit na baril at mga accessory sa paghihinang;
opsyon sa board na angkop para sa isang homemade CNC machine;
connector para sa LPT port;
isang hugis-silindro na socket para sa pag-aayos ng isang power supply;
mga elemento ng koneksyon - mga sinulid na rod, nuts, washers at screws;
programa para sa TurboCNC.

Pagtitipon ng isang gawang bahay na aparato

Simula nang magtrabaho sa isang homemade CNC controller, ang unang hakbang ay ang maingat na paghihinang sa chip breadboard na may dalawang power bus. Susunod ay ang koneksyon ng ULN2003 output at ang LPT connector. Susunod, ikinonekta namin ang natitirang mga pin ayon sa diagram. Ang zero pin (25th parallel port) ay konektado sa negatibong pin sa power bus ng board.

Pagkatapos ang motor ay konektado sa control device, at ang power supply socket ay konektado sa kaukulang bus. Upang matiyak ang pagiging maaasahan ng mga koneksyon sa kawad, ang mga ito ay naayos na may mainit na pandikit.

Ang pagkonekta sa Turbo CNC ay hindi magiging mahirap. Ang programa ay epektibo sa MS-DOS at katugma din sa Windows, ngunit sa kasong ito, posible ang ilang mga error at pagkabigo.

Ang pagkakaroon ng na-configure ang programa upang gumana sa controller, maaari kang gumawa ng isang pagsubok axis. Ang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon para sa pagkonekta sa mga makina ay ang mga sumusunod:

Sa mga butas na drilled sa parehong antas sa tatlo mga bloke ng kahoy, ipasok ang mga bakal na baras at i-secure gamit ang maliliit na turnilyo.
Ang SD ay konektado sa pangalawang bar, inilalagay ito sa mga libreng dulo ng mga rod at i-screw ito gamit ang mga turnilyo.
Ang lead turnilyo ay sinulid sa ikatlong butas at isang nut ay naka-install. Ang tornilyo na ipinasok sa butas ng pangalawang bar ay naka-screw hanggang sa huminto ito upang ito ay dumaan sa mga butas na ito at lumabas sa motor shaft.
Susunod, kailangan mong ikonekta ang baras sa baras ng makina na may isang piraso ng goma hose at isang wire clamp.
Ang mga karagdagang turnilyo ay kinakailangan upang ma-secure ang running nut.
Ang ginawang stand ay nakakabit din sa pangalawang bloke gamit ang mga turnilyo. Pahalang na antas Madaling iakma gamit ang mga karagdagang turnilyo at mani.
Karaniwan, ang mga motor ay konektado kasama ng mga controller at nasubok para sa tamang koneksyon. Sinusundan ito ng pagsuri sa CNC scaling at pagpapatakbo ng isang test program.
Ang natitira na lang ay gawin ang katawan ng device at ito ang magiging huling yugto ng gawain ng mga gumagawa ng mga homemade machine.

Kapag nagprograma ng pagpapatakbo ng isang 3-axis na makina, walang mga pagbabago sa mga setting para sa unang dalawang palakol. Ngunit kapag nagprograma ng unang 4 na yugto ng pangatlo, ipinakilala ang mga pagbabago.

Pansin! Gamit ang isang pinasimple na diagram ng controller ng ATMega32 (Appendix 1), sa ilang mga kaso maaari kang makatagpo ng hindi tamang pagproseso ng Z axis - half-step mode. Ngunit sa buong bersyon ang mga board nito (Appendix 2), ang mga axes na alon ay kinokontrol ng panlabas na hardware na PWM.

Konklusyon

Sa mga controllers, pinagsama-samang CNC machine - isang malawak na hanay ng mga gamit: sa mga plotter, maliliit na milling cutter, nagtatrabaho sa kahoy at mga bahaging plastik, steel engraver, miniature drilling machine.

Ginagamit din ang mga device na may axial functionality sa mga plotter; mga naka-print na circuit board. Kaya ang mga pagsisikap na ginugol sa pagpupulong ng mga bihasang manggagawa ay tiyak na magbubunga sa hinaharap na magsusupil.