Статията описва домашна машинас CNC. Основното предимство на тази версия на машината е прост метод за свързване на стъпкови двигатели към компютър чрез LPT порта.

Механични

легло
Леглото на нашата машина е изработено от пластмаса с дебелина 11-12 мм. Материалът не е критичен, може да се използва алуминий, органично стъклошперплат и всеки друг наличен материал. Основните части на рамката са закрепени с помощта на самонарезни винтове, ако желаете, можете допълнително да украсите точките на закрепване с лепило, ако използвате дърво, можете да използвате PVA лепило.

Дебеломери и водачи
Като водачи са използвани стоманени пръти с диаметър 12 мм, дължина 200 мм (по оста Z 90 мм), по две части на ос. Дебеломерите са изработени от текстолит с размери 25X100X45. Текстолитът има три проходни отвора, два от които за водачи и един за гайка. Направляващите части са фиксирани с винтове M6. Дебеломерите X и Y в горната част имат 4 отвори с резбаза фиксиране на масата и модула на оста Z.

шублер Z
Водачите на оста Z са закрепени към опората X чрез стоманена плоча, която е преходна, с размери на плочата 45x100x4.

Стъпковите двигатели са монтирани на крепежни елементи, които могат да бъдат изработени от листова стомана с дебелина 2-3 мм. Винтът трябва да бъде свързан към оста на стъпковия двигател с помощта на гъвкав вал, който може да се използва като гумен маркуч. Когато използвате твърд вал, системата няма да работи точно. Гайката е изработена от месинг, който е залепен в шублера.

Сглобяване
Сглобяване домашно CNCмашина, се извършва в следната последователност:

• Първо трябва да инсталирате всички направляващи компоненти в шублерите и да ги завиете към страничните стени, които първоначално не са били монтирани на основата.
• Преместваме шублера по водачите, докато постигнем плавно движение.
• Затягаме болтовете, фиксирайки направляващите части.
• Прикрепяме шублер, направляващ модул и странична стена към основата, използваме самонарезни винтове за закрепване.
• Сглобяваме Z модула и заедно с адаптерната плоча го прикрепяме към X шублер.
• След това монтирайте водещите винтове заедно с съединителите.
• Инсталираме стъпкови двигатели, свързващи ротора на двигателя и винта с муфа. Обръщаме стриктно внимание на факта, че водещите винтове се въртят плавно.

Препоръки за сглобяване на машината:
Гайките могат да бъдат направени и от чугун, не трябва да използвате други материали, винтове могат да бъдат закупени от всеки магазин за железарияи подрежете, за да отговарят на вашите нужди. Когато използвате винтове с резба M6x1, дължината на гайката ще бъде 10 мм.

Машинни чертежи.rar

Обръщаме се към втората част от сглобяването на CNC машината със собствените си ръце, а именно към електрониката.

електроника

Захранване
Като източник на захранване е използван блок 12V 3A. Устройството е предназначено за захранване на стъпкови двигатели. Друг източник на напрежение при 5V и с ток 0.3A беше използван за захранване на микросхемите на контролера. Захранването зависи от мощността на стъпковите двигатели.

Представяме изчислението на захранването. Изчислението е просто - 3x2x1 \u003d 6A, където 3 е броят на използваните стъпкови двигатели, 2 е броят на захранваните намотки, 1 е токът в ампери.

Контролен контролер
Контролерът е сглобен само на 3 микросхеми от серията 555TM7. Контролерът не изисква фърмуер и има доста проста електрическа схема, благодарение на това, тази машина с ЦПУ може да бъде направена от човек, който не е особено запознат със собствените си ръце в електрониката.

Описание и определяне на щифтове на конектора на LPT порта.

щифт.	име	Посока	Описание
1	СТРОБ	вход и изход	Задава се от компютър след приключване на всеки трансфер на данни
2..9	DO-D7	заключение	Заключение
10	ПИТАМ	вход	Задайте на "0" от външно устройство след получаване на байт
11	ЗАЕТ	вход	Устройството показва, че е заето, като задава тази линия на "1"
12	хартията	вход	За принтери
13	Изберете	вход	Устройството показва, че е готово, като зададе този ред на "1"
14	Автоматично подаване
15	грешка	вход	Показва грешка
16	Инициализирайте	вход и изход
17	Изберете В	вход и изход
18..25	Заземяване GND	GND	общ проводник

За експеримента е използван стъпков двигател от стар 5,25-инчов. В схемата не се използват 7 бита. Използвани са 3 двигателя. На него можете да окачите ключ, за да включите главния двигател (резачка или бормашина).

Драйвер за стъпкови двигатели
За управление на стъпковия двигател се използва драйвер, който е усилвател с 4 канала. Дизайнът е реализиран само на 4 транзистора от типа KT917.

Можете също да използвате серийни микросхеми, например - ULN 2004 (9 клавиша) с ток от 0,5-0,6A.

За управление се използва програмата vri-cnc. Подробно описаниеи инструкциите за използване на програмата са включени.

След като сглобите тази CNC машина със собствените си ръце, вие ще станете собственик на машина, способна да обработва (пробиване, фрезоване) пластмаси. Гравиране на стомана. Също така домашно направена CNC машина може да се използва като плотер, можете да рисувате и пробивате печатни платки върху нея.

Въз основа на материали от сайта: vri-cnc.ru

Това е първата ми ръчно изработена CNC машина. налични материали. Цената на машината е около $170.

Мечтаех да сглобя машина с ЦПУ от дълго време. По принцип ми трябва за рязане на шперплат и пластмаса, изрязване на някои детайли за моделиране, самоделка и други машини. Ръцете ме сърбяха да сглобя машината почти две години, през което време събирах части, електроника и знания.

Машината е бюджетна, цената й е минимална. Освен това ще използвам думи, които може да изглеждат много страшни за обикновен човек и това може да изплаши самостоятелно изграденимашина, но всъщност всичко е много просто и лесно за овладяване за няколко дни.

Електроника, сглобена на Arduino + GRBL фърмуер

Механиката е най-простата, рамка от шперплат 10мм + винтове и болтове 8мм, линейни водачи от метален ъгъл 25*25*3мм + лагери 8*7*22мм. Оста Z се движи върху шпилка M8, а осите X и Y върху ремъци T2.5.

Шпиндел за CNC самоделен, сглобен от безчетков мотор и цангова скоба+ задвижване на зъбен ремък. Трябва да се отбележи, че шпинделният двигател се захранва от 24 волтово основно захранване. AT технически спецификациие посочено, че мотора е 80 ампера, но реално консумира 4 ампера при сериозно натоварване. Не мога да обясня защо се случва това, но двигателят работи добре и си върши работата.

Първоначално оста Z беше на самостоятелно направени линейни водачи от ъгли и лагери, по-късно я преработих, снимки и описание по-долу.

Работното пространство е около 45 см в X и 33 см в Y, 4 см в Z. Предвид първия опит ще направя следващата машина с големи размери и ще сложа два мотора по оста X, по един от всяка страна. Това се дължи на голямото рамо и натоварването върху него, когато работата се извършва на максимално разстояние по оста Y. Сега има един двигател и това води до изкривяване на частите, кръгът се оказва малко елиптичен поради до полученото отклонение на каретата по протежение на X.

Родните лагери на двигателя бързо се разхлабиха, защото не бяха предназначени за странично натоварване, но тук е сериозно. Затова монтирах два големи лагера с диаметър 8 мм отгоре и отдолу на оста, това трябваше да се направи веднага, сега има вибрации поради това.

Тук на снимката можете да видите, че оста Z вече е на други линейни водачи, описанието ще бъде по-долу.

Самите водачи са много прост дизайн, някак случайно го намерих в Youtube. Тогава този дизайн ми се стори идеален от всички страни, минимум усилия, минимум детайли, прост монтаж. Но както показа практиката, тези ръководства не работят дълго. Снимката показва какъв жлеб се е образувал по оста Z след една седмица мои тестови работи на CNC машината.

Смених самоделните релси по ос z с мебелни, които струват по-малко от долар за двама. Скъсих ги оставих ход 8 см. По осите X и Y все още има стари водачи, няма да ги сменям още, смятам да изрежа части за нова машина на тази машина, тогава само ще разглобя този.

Няколко думи за фрезите. Никога не съм работил с ЦПУ и имам много малък опит в фрезоването. Купих няколко фрези в Китай, всички имат 3 и 4 канала, по-късно разбрах, че тези фрези са добри за метал, други фрези са необходими за фрезоване на шперплат. Докато новите фрези покриват разстоянието от Китай до Беларус, аз се опитвам да работя с това, което имам.

Снимката показва как 4 мм резец изгори върху 10 мм брезов шперплат, все още не разбрах защо, шперплатът беше чист, а на резачката имаше сажди, подобни на борова смола.

По-нататък на снимката има 2 мм четиристартова фреза след опит за фрезоване на пластмаса. Това парче разтопена пластмаса след това беше много лошо отстранено, отхапано малко с ножици за тел. Дори при ниски скорости фрезата все още се забива, 4 канала явно са за метал :)

Онзи ден чичо ми имаше рожден ден, по този повод реших да направя подарък на моята играчка :)

Като подарък той направи пълна къща от шперплат. На първо място се опитах да фрезова пяна пластмаса, за да проверя програмата и да не разваля шперплата.

Поради хлабини и отклонения, подковата беше изрязана едва от седмия път.

Общо този фул хаус (в чист вид) беше смлян за около 5 часа + много време за това, което беше развалено.

Някак си публикувах статия за ключодържателя, по-долу на снимката е същият ключодържател, но вече изрязан на CNC машина. Минимално усилие, максимална точност. Поради хлабината точността със сигурност не е максимална, но ще направя втората машина по-твърда.

И аз също изрязвам зъбни колела от шперплат на машина с ЦПУ, това е много по-удобно и по-бързо от рязане с прободен трион със собствените си ръце.

По-късно изрязах и квадратни зъбни колела от шперплат, те всъщност се въртят :)

Резултатите са положителни. Сега ще разработя нова машина, ще режа вече части на тази машина, ръчен трудна практика се свежда до сглобяване.

Трябва да овладеете рязането на пластмаса, защото работата по домашна прахосмукачка робот стана. Всъщност роботът също ме подтикна да създам свое собствено CNC. За робота ще изрежа зъбни колела и други части от пластмаса.

Актуализация: Сега купувам прави фрези с два ръба (3.175*2.0*12 мм), те режат без силно надраскване от двете страни на шперплата.

За самостоятелно сглобяване на фрезовата машина трябва да изберете CNC контролер. Контролерите се предлагат като многоканални: 3- и 4-осни контролери на стъпков двигател, и едноканален. Най-често се установява, че многоканалните контролери управляват малки стъпкови двигатели, размер 42 или 57 мм (nema17 и nema23). Такива двигатели са подходящи за самостоятелно сглобяване на машини с ЦПУ с работно поле до 1м. В самостоятелно сглобяванеза машина с работно поле повече от 1 м трябва да се използват стъпкови двигатели с размер 86 ​​мм (nema34), за управление на такива двигатели ще ви трябват мощни едноканални драйвери с управляващ ток от 4,2A или повече.

За управление на настолни фрези, контролери, базирани на специализирани микрочипове-драйвери за управление на стъпков двигател, са широко разпространени, напр. TB6560 или A3977. Този чип съдържа контролер, който генерира правилната синусоида за различни режимиполовин стъпка и има способността инсталиране на софтуертокове на намотка. Тези драйвери са проектирани да работят със стъпкови двигатели до 3A, стъпкови двигатели с размери NEMA17 42mm и NEMA23 57mm.

Управление на контролер с помощта на специализиран или или Linux EMC2 и други, инсталирани на компютър. Препоръчително е да използвате компютър с поне 1GHz процесор и 1GB памет. Настолен компютър най-добри резултатив сравнение с лаптопите и много по-евтино. Освен това можете да използвате този компютър за други задачи, когато не е зает с работата на вашата машина. Когато инсталирате на лаптоп или компютър с 512MB памет, се препоръчва да стартирате .

Паралелният LPT порт се използва за свързване към компютър (за контролер с USB интерфейс, USB портът). Ако вашият компютър не е оборудван с паралелен порт (все повече и повече компютри се пускат без този порт), можете да закупите карта за разширител на PCI-LPT или PCI-E-LPT порт или специален конвертор на USB-LPT контролер, който се свързва към компютъра чрез USB порт.

С настолна алуминиева гравираща и фрезова машина CNC-2020AL, в комплект с контролен блок с възможност за регулиране на скоростта на шпиндела, Фигура 1 и 2, управляващият блок съдържа драйвер за стъпков двигател на чип TB6560AHQ, захранвания на драйвера на стъпков двигател и захранване на шпиндела.

снимка 1

Фигура 2

1. Един от първите CNC контролери за фрезова машина, базиран на чипа TB6560, получи прякора "синята дъска", Фигура 3. Тази опция за платка е обсъждана много във форумите, тя има редица недостатъци. Първият е бавни оптрони PC817, който изисква при настройка на програмата за управление на машината MACH3 да се въведе максимално допустимата стойност в полетата Step impulse и Dir impulse = 15. Второто е лошо съвпадение на изходите на оптроните с входовете на TB6560 драйвер, който се решава чрез финализиране на веригата, Фигура 8 и 9. Трето - Линейни регулатори на захранване на платката и в резултат на голямо прегряване, превключващи регулатори се използват на следващите платки. Четвърто - липсата на галванична изолация на захранващата верига. Реле на шпиндела 5А, което в повечето случаи не е достатъчно и изисква използването на по-мощно междинно реле. Предимствата включват наличието на конектор за свързване на контролния панел. Този контролер не се прилага.

Фигура 3

2. Контролерът за управление на CNC машината влезе на пазара след "синята дъска", наречена червената дъска, Фигура 4.

Тук се използват по-високочестотни (бързи) оптрони 6N137. Реле на шпиндела 10А. Наличието на галванична изолация за захранване. Има конектор за свързване на драйвера на четвъртата ос. Удобен конектор за свързване на крайни изключватели.

Фигура 4

3. Контролерът на стъпков двигател с маркировка TB6560-v2 също е червен, но опростен, няма разделяне на мощността, Фигура 5. Малък размер, но и в резултат на това по-малък размеррадиатор.

Фигура 5

4. Контролер в алуминиев корпус, фигура 6. Корпусът предпазва контролера от прах, метални части, а също така служи като добър радиатор. Галванична силова изолация. Има конектор за захранване на допълнителни вериги +5V. Бързи оптрони 6N137. Х нисък импеданс и ниски ESR кондензатори. Няма реле за управление на включване на шпиндела, но има два изхода за свързване на реле (транзисторни превключватели с ОК) или PWM управление на скоростта на шпиндела. Описание на свързване на релейни управляващи сигнали на страницата

Фигура 6

5. 4-осен контролер на CNC рутер, USB интерфейс, Фигура 7.

Фигура 7

Този контролер не работи с програмата MACH3, той идва със собствена програма за управление на машината.

6. CNC машинен контролер на драйвера на стъпковия двигател от Allegro A3977, Фигура 8.

Фигура 8

7. Едноканален драйвер за стъпков двигател за CNC машина DQ542MA. Този драйвер може да се използва с самостоятелно производствомашина с голямо работно поле и стъпкови двигатели за ток до 4.2A, може да работи и с двигатели Nema34 86mm, Фигура 9.

Фигура 9

Снимка на финализирането на синята платка за контрол на стъпков двигател на TB6560, Фигура 10.

Фигура 10.

Диаграма за фиксиране на синята платка на степер контролера на TB6560, Фигура 11.

Добър ден на всички! И ето ме с нова частнеговата история за CNC - инструментална машина. Когато започнах да пиша статията, дори не мислех, че ще се окаже толкова обемна. Когато писах за електрониката на машината, погледнах и се уплаших - листът А4 беше изписан от двете страни и имаше още много за разказване.

В крайна сметка се оказа така ръководство за създаване на CNC машина, работеща машина, от нулата. Ще има три части на статията за една машина: 1-електронно пълнене, 2-механика на машината, 3-всички подробности за настройката на електрониката, самата машина и програмата за управление на машината.
Като цяло ще се опитам да съчетая в един материал всичко полезно и необходимо за всеки начинаещ в това интересен случай, което самият той е прочел в различни интернет ресурси и е преминал през себе си.

Между другото, в тази статия забравих да покажа снимки на направени занаяти. Поправям това. Завод за мечки и шперплат от стиропор.

Предговор

След като сглобих малката си машина без значителни разходи на усилия, време и пари, се заинтересувах сериозно от тази тема. Гледах в YouTube, ако не всички, то почти всички видеа, свързани с любителски машини. Особено впечатляващи бяха снимките на продукти, които хората правят на своите “ Домашно CNC". Погледнах и реших - ще сглобя моята голяма машина! И така, на вълна от емоции, не го обмислих добре, потопих се в нов и непознат свят за себе си CNC.

Не знаех откъде да започна. Преди всичко поръчах нормален стъпков двигател Vexta 12 кг/см, освен всичко друго с гордия надпис "произведено в Япония".

Докато караше през цяла Русия, той седеше вечер на различни CNC форуми и се опитваше да направи избор STEP/DIR контролери драйвери за стъпкови двигатели. Обмислих три варианта: на микросхема L298, на полеви работници, или купете готови китайски TB6560за които имаше много противоречиви отзиви.

За някои работеше без проблеми дълго време, за други изгоря при най-малката потребителска грешка. Някой дори написа, че е изгорял, когато леко завъртя вала на двигателя, свързан по това време към контролера. Вероятно фактът на ненадеждността на китайците играе в полза на избора на схема L297+активно обсъждани във форума. Схемата вероятно наистина е неубиваема. половите драйвери на драйвера по ампера са няколко пъти по-високи от това, което трябва да се подава към двигателите. Дори ако трябва да запоявате сами (това е само плюс), а цената на частите излезе малко повече от китайския контролер, но е надежден, което е по-важно.

Ще се отклоня малко от темата. Когато всичко това беше направено, дори не си мислех, че някой ден ще пиша за това. Следователно няма снимки от процеса на сглобяване на механика и електроника, само няколко снимки, направени на камера на мобилен телефон. Всичко останало щракнах специално за статията, вече сглобено.

Случаят на поялника се страхува

Ще започна със захранването. Планирах да направя импулс, въртя се с него сигурно седмица, но не можах да победя вълнението, което дойде от нищото. Навивам транса на 12v - всичко е ОК, навивам го на 30 - пълна бъркотия. Стигнах до извода, че някакви глупости се катерят обратна връзкаот 30 до TL494и събори кулата й. Така че изоставих този импулс, тъй като имаше няколко TS-180, единият от които отиде да служи на родината като силов транс. И каквото и да кажете, парче желязо и мед ще бъдат по-надеждни от куп разпадащи се. Трансформаторът се пренави до необходимите напрежения, но беше необходимо + 30V за захранване на двигателите, + 15V за захранване IR2104, +5v включен L297, и вентилатор. Можете да приложите 10 или 70 към двигателите, основното е да не превишавате тока, но ако направите по-малко, максималната скорост и мощност намаляват, но трансформаторът вече не го позволява. Имах нужда от 6-7А. Стабилизирани напрежения 5 и 15v, оставени 30 "плаващи" по преценка на нашата електрическа мрежа.

През цялото това време всяка вечер седях пред компютъра и четях, четях, четях. Настройка на контролера, избор на програми: коя да нарисува, коя да управлява машината, как да направи механика и т.н. и т.н. Като цяло, колкото повече четях, толкова по-ужасно ставаше и все по-често възникваше въпросът „за какво ми трябва това?!“. Но беше твърде късно за отстъпление, двигателят беше на масата, подробностите бяха някъде по пътя - трябва да продължим.

Време е за запояване на платката.Наличното в интернет не ме устройва поради три причини:
1 - Магазинът, който е поръчал частите, не е там IR2104в DIP пакети и ми изпратиха 8-SOICN. Те са запоени към платката от другата страна, с главата надолу и съответно беше необходимо да се огледат пистите, а те ( IR2104) 12 броя.

2 - Резисторите и кондензаторите също са взети в SMD пакети, за да се намали броят на дупките, които трябва да бъдат пробити.
3 - Радиаторът, който имах, беше по-малък и крайните транзистори бяха извън зоната му. Наложи се да се преместят полските работници на едната дъска вдясно, а на другата наляво, така че направих два вида дъски.

Схема на машинния контролер

За безопасността на LPT порта, контролерът и компютърът са свързани чрез оптронна платка. Взех схемата и печатката от един познат сайт, но отново трябваше да го преработя малко за себе си и да премахна ненужните детайли.

Едната страна на платката се захранва през USB порта, а другата, свързана към контролера, се захранва от +5V източник. Сигналите се предават чрез оптрони. Ще напиша всички подробности за настройката на контролера и отделянето на връзката в трета глава, но тук ще спомена само основните моменти. Тази разделителна платка е проектирана за безопасно свързване на контролера на стъпковия двигател към LPT порта на компютъра. Напълно електрически изолира компютърния порт от електрониката на машината и ви позволява да управлявате 4-осова CNC машина. Ако машината има само три оси, както в нашия случай, ненужните части могат да бъдат оставени да висят във въздуха или изобщо да не се запояват. Възможно е свързване на крайни сензори, бутон за принудително спиране, реле за разрешаване на шпиндела и друго устройство, като прахосмукачка.

Беше снимка на оптронната платка взета от интернет, а ето как изглежда моята градина след монтаж в кутията. Две дъски и куп жици. Но изглежда няма намеса и всичко работи без грешки.

Първата контролна платка е готова, проверих всичко и го тествах стъпка по стъпка, както е в инструкциите. Зададох малък ток като тример (това е възможно поради наличието на ШИМ) и свързах захранването (моторите) през верига от 12 + 24v крушки, така че да е „нищо, ако нищо“. Имам полеви работници без радиатор.

Двигателят изсъска.Добрата новина е, че PWM работи както трябва. Натискам клавиш и той се върти! Забравих да спомена, че този контролер е предназначен да управлява биполярен стъпков двигател, т.е. един с 4 проводника. Играе се с режими стъпка / половин стъпка, текущо. В режим на половин стъпка двигателят се държи по-стабилно и развива високи скорости + точността се увеличава. Така че оставих джъмпера в "половин стъпка". При максималния безопасен ток за двигателя при напрежение около 30V се оказа, че върти двигателя до 2500 об/мин! Първата ми машина без ШИМ никога не е мечтала за такова нещо.))

Следващите два двигателя са поръчани по-мощни, Nemaпри 18 kg/s, но вече „произведено в Китай“.

Те са с по-ниско качество VextaВ крайна сметка Китай и Япония са две различни неща. Когато въртиш вала с ръка, японците го правят някак меко, но китайците имат друго усещане, но засега това не е повлияло на работата. За тях няма коментари.

Запоих останалите две платки, проверих през "LED стъпков мотор симулатор", всичко изглежда е наред. Свързвам един мотор - работи добре, но не 2500 оборота, а около 3000! Според вече разработената схема свързвам третия мотор към третата платка, върти се за няколко секунди и става ... Гледам осцилоскопа - няма импулси на един изход. Викам таксата - една от IR2104пробит.

Е, може би имам дефектен, четох, че това често се случва с тази микруха. Запоявах нов (взех 2 броя с марж), същата глупост - превръща се СТОП за няколко секунди! Тук се напрягах, а хайде да проверим работниците на полето. Между другото, моята дъска има IRF530(100V / 17A) срещу (50V / 49A), както в оригинала. Максимум 3A ще отиде на двигателя, така че резервът от 14A ще бъде повече от достатъчен, но разликата в цената е почти 2 пъти в полза на 530s.
И така, проверявам теренните работници и това, което виждам ... Не запоявах единия крак! И всичките 30V от полевия работник отлетяха към изхода на тази "ирка". Запоих крака, внимателно разгледах всичко отново, сложих още един IR2104, аз самият се притеснявам - това е последното. Включих го и бях много доволен, когато двигателят не спря след две секунди работа. Оставени режими, както следва: двигател Vexta- 1.5A, двигател NEMA 2.5A. С този ток се постигат обороти от около 2000, но е по-добре да се ограничават програмно, за да се избегне пропускането на стъпки и температурата на двигателите при дълга работане надвишава безопасното за двигатели. Силовият трансформатор се справя без проблеми, защото обикновено се въртят само 2 мотора едновременно, но за радиатора е желателно допълнително въздушно охлаждане.

Сега за инсталирането на полеви работници на радиатора, а те са 24, ако някой не е забелязал. В тази версия на дъската те са разположени в легнало положение, т.е. радиатора просто ляга върху тях и е привлечен от нещо.

Разбира се, желателно е да се сложи плътно парче слюда за изолиране на радиатора от транзисторите, но аз нямах такъв. Намерил изход. Защото в половината от транзисторите корпуса отива на плюс мощност, могат да се монтират без изолация, само на термо паста. А под останалото сложих парчета слюда, останала от съветските транзистори. Пробих на три места радиатора и платката и го затегнах с болтове. Получих една голяма платка, като запоявах три отделни платки около ръбовете, докато запоявах по периметъра за здравина Меден проводник 1 мм. всичко електронно пълненеи постави захранването на някакво желязно шаси, дори не знам от какво.

Изрязах страничния и горния капак от шперплат и сложих вентилатор отгоре.

Тъй като отдавна сглобих за себе си CNC машина и отдавна я използвам за хоби цели, надявам се опитът ми да бъде полезен, както и изходните кодове на контролера.

Опитах се да напиша само онези моменти, които лично ми се струваха важни.

Връзката към източниците на контролера и конфигурираната обвивка Eclipse + gcc и т.н. са на същото място като видеото:

История на създаването

Редовно се сблъсквате с необходимостта да направите това или онова малко „нещо“ сложна форма, първоначално мислех за 3D принтер. И дори започна да го прави. Но след като прочетох форумите и оцених скоростта на 3D принтера, качеството и точността на резултата, процента на брака и структурните свойства на термопластите, разбрах, че това не е нищо повече от играчка.

Поръчката за компоненти от Китай дойде след месец. И след 2 седмици машината работеше с управление от LinuxCNC. Събран от всеки боклук, който беше под ръка, защото исках бързо (профил + шипове). Щях да го повторя по-късно, но, както се оказа, машината се оказа доста твърда и гайките на шпилките не трябваше да се затягат нито веднъж. Така че дизайнът остана непроменен.

Първоначалната работа на машината показа, че:

1. Не използвайте бормашина 220V “china noname” като шпиндел най-добрата идея. Прегрява и е ужасно силен. Страничната хлабина на фрезата (лагерите?) се усеща на ръка.
2. Бормашината Proxon е тиха. Асансьорът не се забелязва. Но прегрява и се изключва след 5 минути.
3. Компютърът назаем с двупосочен LPT порт не е удобен. Взето за известно време (намирането на PCI-LPT се оказа проблем). Заема място. И най-общо казано..

След първоначалната операция поръчах шпиндел с водно охлаждане и реших да направя контролер за живот на батериятана най-евтината версия на STM32F103, продаван с LCD екран 320x240.
Защо хората все още упорито измъчват 8-битов ATMega за относително предизвикателни задачи, и дори през Arduino е мистерия за мен. Вероятно обичат предизвикателствата.

Разработване на контролер

Създадох програмата след внимателен преглед на източниците на LinuxCNC и gbrl. Въпреки това, нито тези, нито онези изходни кодове за изчисляване на траекторията бяха взети. Исках да опитам да напиша модул за изчисление, без да използвам float. Изключително на 32-битова аритметика.
Резултатът ме устройва за всички режими на работа и фърмуера не е пипан дълго време.
Максимална скорост, избрана експериментално: X:2000mm/min Y:1600 Z:700 (1600 стъпка/мм. режим 1/8).
Но това не е ограничено от ресурсите на контролера. Точно над и без това гадния звук от прескачане на стъпки, дори прави се простира във въздуха. Бюджетната китайска платка за управление на степер на TB6560 не е най-добрият вариант.
Всъщност скоростта върху дърво (бук, дълбочина 5 мм, d = 1 мм фреза, стъпка 0,15 мм) е не повече от 1200 мм. Увеличава риска от счупване на фреза.

Резултатът е контролер със следната функционалност:

• Свързване към външен компютър като стандартно USB устройство за съхранение (FAT16 на SD карта). Работа със стандартни файлове във формат G-code
• Изтриване на файлове през потребителския интерфейс на контролера.
• Преглед на траекторията за избрания файл (доколкото позволява екранът 640x320) и изчисляване на времето за изпълнение. Всъщност емулация на изпълнение със сумиране на времето.
• Преглеждайте съдържанието на файловете в тестов формуляр.
• режим ръчно управлениеот клавиатурата (преместване и настройка на "0").
• Стартиране на задачата за избрания файл (G-код).
• Пауза/възобновяване на изпълнението. (понякога полезно).
• Спиране на софтуер за спешни случаи.

Контролерът ще бъде свързан към контролната платка на степер през същия LPT конектор. Тези. той действа като контролен компютър с LinuxCNC/Mach3 и е взаимозаменяем с него.

След творчески експерименти за издълбаване на ръчно рисувани релефи върху дърво и експерименти с настройки за ускорение в програмата, исках и енкодери по осите. Само в e-bay намерих сравнително евтини оптични енкодери (1/512), чийто стъпка за моите сачмени винтове беше 5/512 = 0,0098 мм.
Между другото, използването на оптични енкодери с висока резолюция, без хардуерна схема за работа с тях (при STM32 я има) - безсмислено е. Нито прекъсване на обработката, нито, освен това, софтуерна анкета никога няма да се справят с „отскачането“ (казвам това за феновете на ATMega).

На първо място исках за следните задачи:

1. Ръчно позициониране на масата с висока точност.
2. Контрол на пропуснатите стъпки с контрол на отклонението на траекторията от изчислената.

Намерих им обаче друго приложение, макар и в доста тясна задача.

Използване на енкодери за коригиране на пътя на машинен инструмент със стъпкови двигатели

Забелязах, че при изрязване на релефа, при настройка на ускорението в Z на повече от определена стойност, оста Z започва бавно, но сигурно да пълзи надолу. Но времето за рязане на релефа с това ускорение е с 20% по-малко. В края на изрязването на релефа 17x20 cm със стъпка от 0,1 mm, фрезата може да се спусне с 1-2 mm от изчислената траектория.
Анализ на ситуацията в динамиката от енкодери показа, че при повдигане на фреза понякога се губят 1-2 стъпки.
Прост алгоритъм за корекция на стъпки с помощта на енкодер дава отклонение от не повече от 0,03 mm и намалява времето за обработка с 20%. И дори изпъкналост от 0,1 мм на дърво е трудно да се забележи.

Дизайн

Идеалният вариант за хоби цели беше настолната версия с поле малко по-голямо от A4. И все още ми стига.

подвижна маса

За мен все още остава загадка защо всеки избира дизайн с подвижен портал за настолни машини. Единственото му предимство е възможността да обработва много дълга дъска на части или, ако трябва да обработвате редовно материал, чието тегло е по-голямо от теглото на портала.

През целия период на експлоатация никога не е имало нужда да се изрязва релеф върху 3-метрова дъска на части или да се прави гравюра върху каменна плоча.

Плъзгащата се маса има следните предимства за настолни машини:

1. Дизайнът е по-опростен и общ случай, дизайнът е по-твърд.
2. Всички вътрешности (захранващи устройства, табла и др.) са окачени на фиксиран портал, а машината се оказва по-компактна и по-удобна за пренасяне.
3. Масата на масата и парче типичен материал за обработка е значително по-ниска от масата на портала и шпиндела.
4. Проблемът с кабелите и маркучите на водното охлаждане на шпиндела практически изчезва.

Вретено

Бих искал да отбележа, че тази машина не е за енергийна обработка. Машината с ЦПУ за енергийна обработка е най-лесна за изпълнение на базата на конвенционална фрезова машина.

Според мен машина за силова металообработка и машина с високооборотен шпиндел за дърво/пластмаси е напълно различни видовеоборудване.

Създавайте у дома универсална машинапоне няма смисъл.

Изборът на шпиндел за машина с този тип сачмен винт и водачи с линейни лагери е еднозначен. Това е високоскоростен шпиндел.

За типичен високоскоростен шпиндел (20 000 об/мин), фрезоването на цветни метали (дори да не говорим за стомана) е екстремен режим за шпиндела. Е, освен ако не е много необходимо, и тогава ще ям 0,3 мм на преминаване с поливане на охлаждащата течност.
Шпинделът за машината би препоръчал водно охлаждане. При него по време на работа се чува само „пеенето“ на стъпковите двигатели и клокоченето на аквариумната помпа в охладителната верига.

Какво може да се направи на такава машина

На първо място при мен изчезна проблемът с случаите. Корпусът с всякаква форма е фрезован от "плексиглас" и залепен заедно с разтворител по идеално гладки разрези.

Фибростъклото отказа да бъде универсален материал. Точността на машината ви позволява да изрежете гнездо за лагера, в което той ще изстине, както трябва да бъде с леко стегнатост, и след това не можете да го издърпате. Текстолитните зъбни колела са перфектно нарязани с честен еволвентен профил.

Дървообработване (релефи и др.) - широк обхват за реализация на техните творчески импулси или поне за изпълнение на импулси на други хора (готови модели).

Но не съм пробвала бижута. Няма къде да се запалят/разтопят/наливат колбите. Въпреки че един кюлче от восък за бижута чака в крилете си.