Da biste sami sastavili glodalicu, morate odabrati CNC upravljački kontroler. Kontroleri su dostupni kao višekanalni: 3 i 4 osi kontroleri koračnih motora, i jednokanalni. Višekanalni regulatori se najčešće nalaze za upravljanje malim koračnim motorima, veličine 42 ili 57mm (nema17 i nema23). Takvi motori su prikladni za samomontažu CNC strojeva s radnim poljem do 1 m. Kada samostalno sastavljate stroj s radnim poljem većim od 1 m, trebali biste koristiti koračne motore standardne veličine 86 mm (nema34); za upravljanje takvim motorima trebat će vam snažni jednokanalni upravljački programi s upravljačkom strujom od 4,2 A i više.

Za upravljanje stolnim strojevima za glodanje naširoko se koriste kontroleri temeljeni na specijaliziranim mikro krugovima SD drajvera, na primjer, TB6560 ili A3977. Ovaj čip sadrži kontroler koji generira ispravan sinusni val za različite načine rada s pola koraka i ima mogućnost instalacija softvera struje namotaja. Ovi pogonski programi dizajnirani su za rad s koračnim motorima do 3A, veličine motora NEMA17 42 mm i NEMA23 57 mm.

Upravljanje kontrolerom pomoću specijaliziranih ili Linux EMC2 i drugih instaliranih na računalu. Preporuča se korištenje računala s frekvencijom procesora od najmanje 1 GHz i 1 GB memorije. Stolno računalo daje vrhunski rezultati, u usporedbi s prijenosnim računalima i puno jeftinije. Osim toga, ovo računalo možete koristiti za druge zadatke kada nije zauzeto kontrolom vašeg stroja. Prilikom instalacije na prijenosno ili osobno računalo s 512 MB memorije, preporučuje se izvršiti.

Za povezivanje s računalom koristite paralelni LPT priključak (za kontroler s USB sučeljem USB priključak). Ako vaše računalo nije opremljeno paralelnim priključkom (sve više i više računala se izdaje bez ovog priključka), možete kupiti PCI-LPT ili PCI-E-LPT karticu za proširenje porta ili specijalizirani USB-LPT kontroler-pretvarač koji povezuje na računalo putem USB priključka.

Uz stolni stroj za graviranje i glodanje izrađen od aluminija CNC-2020AL, u kompletu s upravljačkom jedinicom s mogućnošću podešavanja brzine vretena, slika 1 i 2, upravljačka jedinica sadrži drajver koračnog motora na čipu TB6560AHQ, napajanje za steper pogon motora i napajanje vretena.

slika 1

Slika 2

1. Jedan od prvih kontrolnih kontrolera za CNC glodalice na čipu TB6560 dobio je nadimak "plava ploča", slika 3. O ovoj verziji ploče se puno raspravljalo na forumima, ima niz nedostataka. Prvi su spori optokapleri PC817, koji zahtijevaju, prilikom postavljanja upravljačkog programa stroja MACH3, unos maksimalne dopuštena vrijednost u poljima Step pulse i Dir pulse = 15. Drugo je loše podudaranje izlaza optokaplera s ulazima drajvera TB6560, što se može riješiti modificiranjem kruga, slika 8 i 9. Treće je linearni stabilizatori napajanje ploče i kao rezultat toga postoji puno pregrijavanja, preklopni stabilizatori koriste se na sljedećim pločama. Četvrti je nedostatak galvanske izolacije kruga napajanja. Relej vretena je 5A, što u većini slučajeva nije dovoljno i zahtijeva upotrebu snažnijeg međureleja. Prednosti uključuju prisutnost konektora za spajanje upravljačke ploče. Ovaj regulator se ne koristi.

Slika 3.

2. Kontroler CNC stroja ušao je na tržište nakon "plave ploče", nazvane crvena ploča, slika 4.

Ovdje se koriste optokapleri viših frekvencija (brzi) 6N137. Relej vretena 10A. Dostupnost galvanske izolacije za napajanje. Postoji konektor za spajanje pokretača četvrte osi. Praktični konektor za spajanje krajnjih prekidača.

Slika 4.

3. Kontroler koračnog motora s oznakom TB6560-v2 također je crvene boje, ali pojednostavljen, nema odvajanja snage, Slika 5. Mala veličina, ali kao rezultat toga, veličina radijatora je manja.

Slika 5

4. Kontroler u aluminijskom kućištu, slika 6. Kućište štiti kontroler od prašine i metalnih dijelova, a služi i kao dobar hladnjak. Galvanska izolacija za napajanje. Postoji konektor za napajanje dodatnih +5V krugova. Brzi optokapleri 6N137. N kondenzatori niske impedancije i Low ESR. Ne postoji relej za kontrolu uključivanja vretena, ali postoje dva izlaza za spajanje releja (tranzistorski prekidači sa OK) ili PWM za kontrolu brzine vrtnje vretena. Opis spajanja upravljačkih signala releja na stranici

Slika 6

5. 4-osni kontroler CNC stroja za glodanje i graviranje, USB sučelje, slika 7.

Slika 7

Ovaj kontroler ne radi s programom MACH3; dolazi s vlastitim programom za upravljanje strojem.

6. CNC kontroler stroja na SD drajveru iz Allegro A3977, slika 8.

Slika 8

7.Jednokanalni upravljački program koračnog motora za CNC stroj DQ542MA. Ovim drajverom se može samostalno izraditi stroj sa velikim radnim poljem i koračnim motorima struje do 4,2A, a može raditi i sa Nema34 86mm motorima, slika 9.

Slika 9

Fotografija modifikacije plave upravljačke ploče koračnog motora na TB6560, slika 10.

Slika 10.

Shema za pričvršćivanje plave upravljačke ploče koračnog motora na TB6560, slika 11.

1. Izgled ploče

1 - UTOR za SD karticu;

2 - gumb za pokretanje;

3 - upravljačka palica za ručno upravljanje;

4 - LED (za X i Y osi);

5 LED (za Z os);

6 - vodi za gumb za napajanje vretena;

8 - pinovi niske razine (-GND);

9 - pinovi visoke razine (+5v);

10 - igle na 3 osi (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir), po 2 igle;

11 - pinovi LPT konektora (25 pinova);

12 - LPT konektor (ženski);

13 - USB konektor (samo za +5v napajanje);

14 i 16 - kontrola frekvencije vretena (PWM 5 V);

15 - GND (za vreteno);

17 - izlaz za ON i OFF vreteno;

18 - kontrola brzine vretena (analogno od 0 do 10 V).

Prilikom spajanja na gotovu ploču s upravljačkim programima za 3-osni CNC koji ima LPT izlaz:

Postavite kratkospojnike između 10 i 11 pinova.

8 i 9 pinova od 11, oni su potrebni ako su dodijeljeni za upravljačke programe dodatne igle uključeno i isključeno (ne postoji određeni standard, tako da to mogu biti bilo koje kombinacije, možete ih pronaći u opisu ili nasumično :) -)

Pri povezivanju na zasebne pogone s motorima:

Instalirajte kratkospojnike između 10 Step, Dir pinova "RFF" ploče i Step, Dir pinova vaših upravljačkih programa. (ne zaboravite napajati drajvere i motore)

Spojite "RFF" na mrežu. Zasvijetlit će dvije LED diode.

Umetnite formatiranu SD karticu u LOT 1. Pritisnite RESET. Pričekajte dok desna LED dioda ne zasvijetli. (Otprilike 5 sekundi) Uklonite SD karticu.

Na njemu će se pojaviti tekstualna datoteka pod nazivom "RFF".

Otvorite ovu datoteku i unesite sljedeće varijable (ovdje u ovom obliku i slijedom):

Primjer:

V=5 D=8 L=4.0 S=0 Smjer X=0 Smjer Y=1 Smjer Z=1 F=600 H=1000 UP=0

V- uvjetno značenje od 0 do 10 početna brzina tijekom akceleracije (ubrzanja).

Objašnjenja naredbi

D - stepenasto drobljenje instalirano na motornim pokretačima (trebalo bi biti isto na sva tri).

L je duljina prolaza kolica (portala), s jednim okretajem koračnog motora u mm (treba biti ista na sva tri). Umetnite šipku iz ručke umjesto rezača i ručno okrenite motor za jedan puni krug, ova linija će biti L vrijednost.

S - koji signal uključuje vreteno, ako je 0 znači - GND ako je 1 znači +5v (može se odabrati eksperimentalno).

Dir X, Dir Y, Dir Z, smjer kretanja duž osi, također se može odabrati eksperimentalno postavljanjem 0 ili 1 (postat će jasno u ručnom načinu rada).

F - brzina u praznom hodu (G0), ako je F=600, onda je brzina 600mm/sec.

H - maksimalna frekvencija vašeg vretena (potrebna za kontrolu frekvencije vretena pomoću PWM-a, na primjer, ako je H = 1000, a S1000 je napisano u G-kodu, tada će izlaz s ovom vrijednošću biti 5v, ako je S500 onda 2,5 v, itd., varijabla S u kodu G ne smije biti veća od varijable H na SD.

Frekvencija na ovom pinu je oko 500 Hz.
UP - logika za kontrolu SD drajvera (nema standarda, može biti kao visoka razina+5V, i nisko -) postavite 0 ili 1. (meni radi u svakom slučaju. -)))

Sam kontroler

Pogledajte video: upravljačka ploča s 3-osnim CNC-om

2. Priprema upravljačkog programa (G_CODE)

Ploča je razvijena za ArtCam, dakle Kontrolni program mora imati nastavak. TAP (ne zaboravite staviti u mm, a ne inče).
Datoteka G-koda spremljena na SD karticu mora imati naziv G_CODE.

Ako imate drugu ekstenziju, na primjer CNC, otvorite svoju datoteku koristeći notepad i spremite je kao G_CODE.TAP.

x, y, z u G-kodu moraju biti velikim slovima, točka mora biti točka, a ne zarez, a čak i cijeli broj mora imati 3 nule iza točke.

Evo ga u ovom obliku:

X5.000Y34.400Z0.020

3. Ručna kontrola

Ručno upravljanje se provodi pomoću joysticka, ako niste unijeli varijable u postavkama navedenim u točki 1, “RFF” ploča
neće raditi ni u ručnom načinu rada!!!
Ići ručni mod morate pritisnuti joystick. Sada pokušajte to kontrolirati. Gledajući ploču odozgo (SLOT 1 na dnu,
12 LPT konektor na vrhu).

Naprijed Y+, nazad Y-, desno X+, lijevo X-, (u slučaju netočnog kretanja u Postavke smjera X, Dir Y, obrnuti vrijednost).

Ponovno pritisnite joystick. 4. LED će zasvijetliti, što znači da ste se prebacili na upravljanje osi Z. Joystick gore - vreteno
treba ići gore Z+, joystick dolje - ići dolje Z- (ako je pomak netočan, promijenite vrijednost u postavkama Dir Z
na suprotno).
Spustite vreteno sve dok rezač ne dotakne obradak. Kliknite na gumb 2 start, sada je ovo nulta točka odavde će započeti izvršenje G-koda.

4. Autonomni rad (izvođenje rezanja G-kodom)
Ponovno pritisnite gumb 2, kratko ga držite.

Nakon otpuštanja gumba, "RFF" ploča će početi kontrolirati vaš CNC stroj.

5. Način pauze
Kratko pritisnite tipku 2 dok stroj radi, rezanje će se zaustaviti i vreteno će se podići 5 mm iznad obratka. Sada možete kontrolirati os Z i gore i dolje, i ne bojte se čak ići dublje u obradak, jer nakon ponovnog pritiska tipke 2, rezanje će se nastaviti od pauzirane vrijednosti duž Z. U stanju pauze možete okrenuti isključite i uključite vreteno tipkom 6. Osi X i Y u načinu pauze ne mogu se kontrolirati.

6. Hitno zaustavljanje rada s vretenom koje ide na nulu

Dugim držanjem gumba 2 tijekom autonomnog rada, vreteno će se podići 5 mm iznad obratka, ne otpuštati gumb, 2 LED diode, 4. i 5., će početi naizmjenično treperiti, kada treptanje prestane, otpustite gumb i vreteno će se pomaknuti do nulte točke. Ponovnim pritiskom gumba 2 izvršit ćete zadatak od početka G-koda.

Podržava naredbe kao što su G0, G1, F, S, M3, M6 za kontrolu brzine vretena, postoje zasebni pinovi: PWM od 0 do 5 V i drugi analogni od 0 do 10 V.

Prihvaćeni format naredbe:

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

Nema potrebe numerirati retke, nema potrebe stavljati razmake, označite F i S samo pri promjenama.

Mali primjer:

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

Demonstracija rada RFF kontrolera

S obzirom da sam već davno za sebe složio CNC stroj i već ga duže vrijeme redovito koristim u hobi svrhe, nadam se da će moje iskustvo biti od koristi, ali i izvorni kodovi kontrolor.

Nastojao sam napisati samo one točke koje sam osobno smatrao važnima.

Link na izvore kontrolera i konfiguriranu Eclipse+gcc shell, itd. nalazi se na istom mjestu kao i video:

Povijest stvaranja

Redovito susrećući se s potrebom da napravim jednu ili onu sitnicu složenog oblika, prvo sam razmišljao o 3D printeru. I čak je to počeo raditi. Ali čitajući forume i procjenjujući brzinu 3D printera, kvalitetu i točnost rezultata, postotak grešaka i strukturna svojstva termoplasta, shvatio sam da ovo nije ništa više od igračke.

Narudžba komponenti iz Kine stigla je u roku od mjesec dana. I nakon 2 tjedna stroj je radio s LinuxCNC kontrolom. Sastavljao sam ga od svega što sam imao pri ruci, jer sam htio brzo (profil + klinovi). Namjeravao sam to ponoviti kasnije, ali, kako se ispostavilo, stroj se pokazao prilično krutim, a matice na klinovima nisu morale biti zategnute niti jednom. Dakle, dizajn je ostao nepromijenjen.

Početni rad stroja pokazao je sljedeće:

Korištenje 220V "china noname" bušilice kao vretena nije dobra ideja. Pregrijava se i užasno je glasan. Rukom se osjeti bočna igra glodala (ležajevi?).
Proxon bušilica je tiha. Igra se ne primjećuje. Ali se pregrije i ugasi nakon 5 minuta.
Posuđeno računalo s dvosmjernim LPT priključkom nije zgodno. Posuđen na neko vrijeme (pronalaženje PCI-LPT-a pokazalo se kao problem). Zauzima prostor. I općenito govoreći..

Nakon prve uporabe, naručio sam vreteno s vodenim hlađenjem i odlučio napraviti kontroler za njega život baterije na najjeftinijoj verziji STM32F103, koja se prodaje u kompletu s LCD zaslonom od 320x240.
Zašto ljudi još uvijek tvrdoglavo muče 8-bitnu ATMegu za relativno složene zadatke, pa čak i kroz Arduino, za mene je misterij. Vjerojatno vole poteškoće.

Razvoj kontrolera

Napravio sam program nakon pažljivog pregledavanja izvora LinuxCNC i gbrl. Međutim, nisam uzeo ni jedan ni drugi izvor za izračunavanje putanje. Htio sam pokušati napisati modul za izračun bez korištenja float. Isključivo na 32-bitnoj aritmetici.
Rezultat mi odgovara za sve načine rada i dugo nisam dirao firmware.
Maksimalna brzina, odabrana eksperimentalno: X: 2000 mm/min Y: 1600 Z: 700 (1600 koraka/mm. način rada 1/8).
Ali nije ograničen resursima kontrolera. Samo što je odvratan zvuk preskakanja stepenica čak i na ravnim dionicama kroz zrak jači. Proračunska kineska koračna upravljačka ploča na TB6560 nije najbolja opcija.
Zapravo, ne postavljam brzinu za drvo (bukva, dubina 5 mm, d=1 mm rezač, korak 0,15 mm) na više od 1200 mm. Povećava se vjerojatnost kvara rezača.

Rezultat je kontroler sa sljedećom funkcionalnošću:

Kako se spojiti na vanjsko računalo standardni usb uređaj za masovnu pohranu (FAT16 na SD kartici). Rad sa standardnim datotekama formata G-koda
Brisanje datoteka putem korisničkog sučelja kontrolera.
Pregledajte putanju odabrane datoteke (koliko to dopušta zaslon 640x320) i izračunajte vrijeme izvršenja. Zapravo, emulacija izvršenja sa zbrajanjem vremena.
Pregledajte sadržaj datoteka u testnom obliku.
Način ručnog upravljanja s tipkovnice (pomicanje i postavljanje "0").
Započnite izvršavanje zadatka pomoću odabrane datoteke (G-kod).
Pauziraj/nastavi izvršenje. (ponekad korisno).
Hitno zaustavljanje softvera.

Kontroler će biti spojen na upravljačku ploču stepera preko istog LPT konektora. Oni. djeluje kao upravljačko računalo s LinuxCNC/Mach3 i zamjenjivo je s njim.

Nakon kreativnih eksperimenata u izrezivanju ručno crtanih reljefa na drvu, te eksperimenata s postavkama ubrzanja u programu, poželio sam i dodatne enkodere na osi. Upravo sam na e-bayu pronašao relativno jeftine optičke ekokodere (1/512), čiji je korak dijeljenja za moje kuglične vijače bio 5/512 = 0,0098 mm.
Usput, korištenje optičkih kodera visoka rezolucija, bez hardverskog sklopa za rad s njima (ima ga STM32) je besmislen. Niti obrada prekida, niti, pogotovo, softverska anketa nikada se neće nositi s "odbijanjem" (ovo govorim za ljubitelje ATMega).

Prije svega, želio sam sljedeće zadatke:

Ručno pozicioniranje na stolu s visokom preciznošću.
Kontrola propuštenih koraka uz kontrolu odstupanja putanje od izračunate.

No, našao sam im drugu namjenu, iako u prilično uskom poslu.

Korištenje enkodera za ispravljanje putanje stroja s koračnim motorima

Primijetio sam da kod izrezivanja reljefa, pri postavljanju Z akceleracije na više od određene vrijednosti, Z os počinje polako ali sigurno puzati prema dolje. No, vrijeme rezanja reljefa s ovim ubrzanjem je 20% manje. Po završetku izrezivanja reljefa 17x20 cm s korakom od 0,1 mm, rezač se može spustiti 1-2 mm od izračunate putanje.
Analiza situacije u dinamici pomoću enkodera pokazala je da se prilikom podizanja rezača ponekad izgube 1-2 koraka.
Jednostavan algoritam korekcije koraka pomoću enkodera daje odstupanje od najviše 0,03 mm i smanjuje vrijeme obrade za 20%. A i izbočinu od 0,1 mm na drvu teško je primijetiti.

Oblikovati

Desktop verziju s poljem nešto većim od A4 smatrao sam idealnom opcijom za hobi. I ovo mi je još uvijek dovoljno.

Pokretni stol

Još uvijek mi je misterij zašto svi biraju dizajn s pomičnim portalom za stolne strojeve. Njegova jedina prednost je mogućnost obrade vrlo dugačke ploče u dijelovima ili, ako morate redovito obrađivati materijal koji teži od težine portala.

Tijekom cijelog vremena rada nikada nije bilo potrebe za izrezivanjem reljefa dio po dio na ploči od 3 metra ili urezivanjem na kamenu ploču.

Pokretni stol ima sljedeće prednosti za stolne strojeve:

Dizajn je jednostavniji i opći slučaj, struktura je čvršća.
Svi unutarnji dijelovi (napajanje, ploče, itd.) obješeni su na fiksni portal i stroj je kompaktniji i praktičniji za nošenje.
Težina stola i komada tipskog materijala za obradu znatno je manja od težine portala i vretena.
Problem s kabelima i crijevima za hlađenje vode vretena praktički nestaje.

Vreteno

Želio bih napomenuti da ovaj stroj nije za obradu energije. Najlakši način za izradu CNC stroja za obradu energije je na bazi konvencionalne glodalice.

Po mom mišljenju, stroj za energetsku obradu metala i stroj s brzohodnim vretenom za obradu drva/plastike su apsolutno različiti tipovi oprema.

U najmanju ruku, nema smisla stvarati univerzalni stroj kod kuće.

Izbor vretena za stroj s ovom vrstom kugličnog navrtanja i vodilicama s linearnim ležajevima je jednostavan. Ovo je vreteno velike brzine.

Za tipično vreteno velike brzine (20 000 o/min), glodanje obojenih metala (čelik ne dolazi u obzir) je ekstremni način rada vretena. Pa, osim ako je stvarno potrebno i tada ću pojesti 0,3 mm po prolazu s zalijevanjem rashladne tekućine.
Preporučio bih vodeno hlađeno vreteno za stroj. Tijekom rada možete čuti samo "pjevanje" koračnih motora i klokotanje akvarijske pumpe u krugu hlađenja.

Što se može učiniti na takvom stroju?

Prije svega, riješio sam se stambenog problema. Tijelo bilo kojeg oblika je mljeveno od "pleksiglasa" i zalijepljeno otapalom duž idealno glatkih rezova.

Fiberglass je postao univerzalni materijal. Preciznost stroja omogućuje vam da izrežete ležište za ležaj, u koje će stati hladno, očekivano, uz laganu napetost, a zatim se ne može izvući. Zupčanici od tekstolita savršeno su izrezani s poštenim evolventnim profilom.

Obrada drva (reljefi i sl.) širok je prostor za ostvarenje vlastitih kreativnih poriva ili, u najmanju ruku, za ostvarenje tuđih poriva (konfekcijski modeli).

Jednostavno nisam probala nakit. Nema se gdje kalcinirati/otapiti/lijevati tikvice. Iako blok voska za nakit čeka na svoja vrata.

cnc kontroleri. CNC glodalica s autonomnim upravljačem na STM32