Der Artikel beschreibt hausgemachte Maschine mit CNC. Der Hauptvorteil dieser Version der Maschine ist eine einfache Methode zum Anschließen von Schrittmotoren an einen Computer über den LPT-Anschluss.

Mechanisch

Bett
Das Bett unserer Maschine besteht aus 11-12 mm dickem Kunststoff. Das Material ist nicht kritisch, Aluminium kann verwendet werden, organisches Glas Sperrholz und jedes andere verfügbare Material. Die Hauptteile des Rahmens werden mit selbstschneidenden Schrauben befestigt. Auf Wunsch können Sie die Befestigungspunkte zusätzlich mit Klebstoff verzieren. Wenn Sie Holz verwenden, können Sie PVA-Kleber verwenden.

Messschieber und Führungen
Als Führungen wurden Stahlstangen mit einem Durchmesser von 12 mm, einer Länge von 200 mm (auf der Z-Achse 90 mm), zwei Stück pro Achse verwendet. Die Bremssättel bestehen aus Textolite mit den Abmessungen 25X100X45. Der Textolite hat drei Durchgangslöcher, zwei davon für Führungen und eines für eine Mutter. Die Führungsteile werden mit M6 Schrauben befestigt. Die Bremssättel X und Y oben haben 4 Gewindelöcher zur Befestigung des Tisches und der Z-Achsen-Baugruppe.

Bremssattel Z
Die Z-Achsenführungen sind an der X-Halterung durch eine Stahlplatte befestigt, die Übergangsplatte ist, Plattenabmessungen 45x100x4.

Schrittmotoren werden auf Befestigungselementen montiert, die aus Stahlblech mit einer Dicke von 2-3 mm bestehen können. Die Schraube muss mit einer flexiblen Welle, die als Gummischlauch verwendet werden kann, mit der Achse des Schrittmotors verbunden werden. Bei Verwendung einer starren Welle arbeitet das System nicht genau. Die Mutter besteht aus Messing, die in den Bremssattel eingeklebt wird.

Montage
Montage hausgemachte CNC Maschine, erfolgt in folgender Reihenfolge:

• Zuerst müssen Sie alle Führungskomponenten in die Bremssättel einbauen und mit den Seitenwänden verschrauben, die ursprünglich nicht an der Basis installiert waren.
• Wir bewegen den Bremssattel entlang der Führungen, bis wir eine reibungslose Fahrt erreichen.
• Wir ziehen die Schrauben fest und befestigen die Führungsteile.
• Wir befestigen einen Bremssattel, eine Führungsbaugruppe und eine Seitenwand an der Basis, wir verwenden selbstschneidende Schrauben zur Befestigung.
• Wir bauen die Z-Montage zusammen und befestigen sie zusammen mit der Adapterplatte am X-Bremssattel.
• Installieren Sie als nächstes die Leitspindeln zusammen mit den Kupplungen.
• Wir installieren Schrittmotoren und verbinden den Motorrotor und die Schraube mit einer Kupplung. Wir achten streng darauf, dass sich die Leitspindeln leichtgängig drehen.

Empfehlungen für die Montage der Maschine:
Muttern können auch aus Gusseisen sein, andere Materialien sollte man nicht verwenden, Schrauben kann man beliebig kaufen Baumarkt und auf Ihre Bedürfnisse zuschneiden. Bei Verwendung von Schrauben mit M6x1-Gewinde beträgt die Länge der Mutter 10 mm.

Maschinenzeichnungen.rar

Wir wenden uns dem zweiten Teil der Montage der CNC-Maschine mit unseren eigenen Händen zu, nämlich der Elektronik.

Elektronik

Netzteil
Als Stromquelle wurde ein 12V 3A Block verwendet. Das Gerät ist für den Antrieb von Schrittmotoren ausgelegt. Eine andere Spannungsquelle bei 5 V und mit einem Strom von 0,3 A wurde verwendet, um die Controller-Mikroschaltkreise mit Strom zu versorgen. Die Stromversorgung hängt von der Leistung der Schrittmotoren ab.

Wir präsentieren die Berechnung der Stromversorgung. Die Berechnung ist einfach - 3x2x1 \u003d 6A, wobei 3 die Anzahl der verwendeten Schrittmotoren, 2 die Anzahl der angetriebenen Wicklungen und 1 der Strom in Ampere ist.

Steuerungscontroller
Der Steuerregler wurde auf nur 3 Mikroschaltungen der 555TM7-Serie montiert. Der Controller benötigt keine Firmware und ist ziemlich einfach aufgebaut Schaltplan Dank dessen kann diese CNC-Maschine von einer Person, die sich nicht besonders mit Elektronik auskennt, mit ihren eigenen Händen hergestellt werden.

Beschreibung und Pinbelegung des LPT-Anschlusssteckers.

Stift.	Name	Richtung	Beschreibung
1	STROBE	Eingang und Ausgang	Wird nach Abschluss jeder Datenübertragung vom PC gesetzt
2..9	DO-D7	Fazit	Fazit
10	ASC	Eingang	Wird nach Empfang eines Bytes von einem externen Gerät auf „0“ gesetzt
11	BELEBT	Eingang	Das Gerät zeigt an, dass es besetzt ist, indem es diese Leitung auf „1“ setzt
12	Papier aus	Eingang	Für Drucker
13	Auswählen	Eingang	Das Gerät zeigt seine Betriebsbereitschaft an, indem es diese Leitung auf „1“ setzt
14	Autofeed
15	Error	Eingang	Zeigt einen Fehler an
16	Initialisieren	Eingang und Ausgang
17	Wählen Sie ein	Eingang und Ausgang
18..25	Masse GND	Masse	gemeinsame Leitung

Für das Experiment wurde ein Schrittmotor aus einem alten 5,25-Zoll verwendet. In dem Schema werden 7 Bits nicht verwendet. 3 Motoren verwendet. Sie können einen Schlüssel daran hängen, um den Hauptmotor (Fräser oder Bohrer) einzuschalten.

Treiber für Schrittmotoren
Zur Steuerung des Schrittmotors wird ein Treiber verwendet, der ein Verstärker mit 4 Kanälen ist. Das Design ist auf nur 4 Transistoren des Typs KT917 implementiert.

Sie können beispielsweise auch serielle Mikroschaltungen verwenden - ULN 2004 (9 Tasten) mit einem Strom von 0,5-0,6 A.

Zur Steuerung wird das Programm vri-cnc verwendet. Detaillierte Beschreibung und Anweisungen zur Verwendung des Programms sind auf .

Nachdem Sie diese CNC-Maschine mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut haben, werden Sie Eigentümer einer Maschine, die Kunststoffe bearbeiten (bohren, fräsen) kann. Stahlstich. Außerdem kann eine selbstgebaute CNC-Maschine als Plotter verwendet werden, auf der Sie Leiterplatten zeichnen und bohren können.

Basierend auf Materialien von der Website: vri-cnc.ru

Dies ist meine erste handgefertigte CNC-Maschine. verfügbare Materialien. Die Maschine kostet etwa 170 Dollar.

Ich habe lange davon geträumt, eine CNC-Maschine zusammenzubauen. Grundsätzlich brauche ich es zum Schneiden von Sperrholz und Kunststoff, zum Schneiden einiger Details für Modellbau, Eigenbau und andere Maschinen. Fast zwei Jahre lang juckte es mich in den Händen, die Maschine zusammenzubauen, und in dieser Zeit sammelte ich Teile, Elektronik und Wissen.

Die Maschine ist günstig, ihre Kosten sind minimal. Außerdem werde ich Wörter verwenden, die einem gewöhnlichen Menschen sehr beängstigend erscheinen und dies abschrecken kann selbst gebaut Maschine, aber eigentlich ist alles sehr einfach und in wenigen Tagen leicht zu meistern.

Elektronik auf Arduino + GRBL-Firmware montiert

Die Mechanik ist die einfachste, Sperrholzrahmen 10 mm + Schrauben und Bolzen 8 mm, Linearführungen aus einer Metallecke 25 * 25 * 3 mm + Lager 8 * 7 * 22 mm. Die Z-Achse läuft auf einem M8-Bolzen und die X- und Y-Achse auf T2,5-Riemen.

Spindel für CNC-Selbstbau, zusammengebaut aus einem bürstenlosen Motor und Spannzange+ Zahnriemenantrieb. Es ist zu beachten, dass der Spindelmotor von einer 24-Volt-Hauptstromversorgung versorgt wird. BEI technische Spezifikationen Es wird angezeigt, dass der Motor 80 Ampere hat, aber in Wirklichkeit verbraucht er unter starker Belastung 4 Ampere. Ich kann nicht erklären, warum das passiert, aber der Motor funktioniert gut und macht seinen Job.

Anfänglich war die Z-Achse auf selbstgebauten Linearführungen aus Winkeln und Lagern, später habe ich es umgebaut, Bilder und Beschreibung weiter unten.

Der Arbeitsraum beträgt etwa 45 cm in X und 33 cm in Y, 4 cm in Z. Aufgrund der ersten Erfahrungen werde ich die nächste Maschine mit großen Abmessungen bauen und zwei Motoren auf der X-Achse anbringen, einen von jeder Seite. Das liegt an der großen Schulter und deren Belastung beim Arbeiten im maximalen Abstand entlang der Y-Achse Jetzt gibt es einen Motor und dies führt zu einer Verformung der Teile, der Kreis wird bedingt etwas elliptisch zur resultierenden Durchbiegung des Schlittens entlang X.

Die nativen Lager des Motors lockerten sich schnell, da sie nicht für seitliche Belastung ausgelegt waren, aber hier wird es ernst. Deshalb habe ich zwei große Lager mit 8 mm Durchmesser oben und unten an der Achse verbaut, das hätte man sofort machen sollen, jetzt gibt es dadurch Vibrationen.

Hier auf dem Foto sehen Sie, dass die Z-Achse bereits auf anderen Linearführungen liegt, die Beschreibung folgt weiter unten.

Die Führer selbst sind sehr einfaches Design, ich habe es irgendwie zufällig auf Youtube gefunden. Dann schien mir dieses Design von allen Seiten ideal, ein Minimum an Aufwand, ein Minimum an Details, einfache Montage. Doch wie die Praxis gezeigt hat, funktionieren diese Anleitungen nicht lange. Das Foto zeigt, welche Art von Rille sich nach einer Woche meiner Testläufe der CNC-Maschine auf der Z-Achse gebildet hat.

Ich habe die selbstgebauten Z-Achsen-Schienen durch Möbelschienen ersetzt, die weniger als einen Dollar für zwei kosten. Ich habe sie gekürzt, einen Hub von 8 cm gelassen, es gibt noch alte Führungen auf der X- und Y-Achse, ich werde sie noch nicht ändern, ich habe vor, Teile für eine neue Maschine auf dieser Maschine zu schneiden, dann werde ich sie einfach zerlegen Dieses hier.

Ein paar Worte zu Fräsern. Ich habe noch nie mit CNC gearbeitet und habe sehr wenig Erfahrung im Fräsen. Ich habe mehrere Fräser in China gekauft, alle haben 3 und 4 Nuten, später habe ich festgestellt, dass diese Fräser gut für Metall sind, andere Fräser werden zum Fräsen von Sperrholz benötigt. Während neue Kutter die Entfernung von China nach Weißrussland zurücklegen, versuche ich, mit dem zu arbeiten, was ich habe.

Das Foto zeigt, wie ein 4-mm-Fräser auf 10-mm-Birkensperrholz brannte, ich verstand immer noch nicht warum, das Sperrholz war sauber und auf dem Fräser befand sich Ruß ähnlich wie Kiefernharz.

Weiter auf dem Foto ist ein 2 mm viergängiger Fräser nach dem Versuch, Kunststoff zu fräsen. Dieses Stück geschmolzenen Kunststoffs wurde dann sehr schlecht entfernt, indem ein wenig mit Drahtschneidern abgebissen wurde. Auch bei niedrigen Drehzahlen bleibt der Fräser stecken, 4 Rillen sind eindeutig für Metall :)

Neulich hatte mein Onkel Geburtstag, bei dieser Gelegenheit beschloss ich, ein Geschenk für mein Spielzeug zu machen :)

Als Geschenk fertigte er ein ganzes Haus aus Sperrholz an. Zuerst habe ich versucht, auf Schaumstoff zu fräsen, um das Programm zu überprüfen und das Sperrholz nicht zu beschädigen.

Aufgrund von Rückschlägen und Durchbiegungen wurde das Hufeisen erst ab dem siebten Mal ausgeschnitten.

Insgesamt wurde dieses Full House (in seiner reinen Form) ca. 5 Stunden gefräst + viel Zeit für das Verwöhnte.

Irgendwie habe ich einen Artikel über den Schlüsselhalter veröffentlicht, unten auf dem Foto ist der gleiche Schlüsselhalter, aber bereits auf einer CNC-Maschine geschnitten. Minimaler Aufwand, maximale Genauigkeit. Aufgrund des Spiels ist die Genauigkeit sicherlich nicht das Maximum, aber ich werde die zweite Maschine steifer machen.

Und ich schneide auch auf einer CNC-Maschine Zahnräder aus Sperrholz, das ist viel bequemer und schneller als das Schneiden mit einer Stichsäge mit meinen eigenen Händen.

Später habe ich auch Vierkantzahnräder aus Sperrholz ausgeschnitten, die drehen sich tatsächlich :)

Die Ergebnisse sind positiv. Jetzt werde ich eine neue Maschine entwickeln, ich werde Teile bereits auf dieser Maschine schneiden, manuelle Arbeit kommt praktisch auf die Montage an.

Sie müssen das Schneiden von Kunststoff beherrschen, da die Arbeit an einem selbstgebauten Roboterstaubsauger aufgestanden ist. Eigentlich hat mich der Roboter auch dazu gedrängt, meine eigene CNC zu bauen. Für den Roboter schneide ich Zahnräder und andere Teile aus Plastik.

Update: Jetzt kaufe ich gerade Messer mit zwei Kanten (3,175 * 2,0 * 12 mm), sie schneiden ohne starkes Scheuern auf beiden Seiten des Sperrholzes.

Für die Selbstmontage der Fräsmaschine müssen Sie eine CNC-Steuerung auswählen. Steuerungen sind als Mehrkanal erhältlich: 3- und 4-Achsen Schrittmotorsteuerungen, und Einkanal. Mehrkanal-Controller werden am häufigsten zur Steuerung kleiner verwendet Schrittmotoren, Größe 42 oder 57 mm (nema17 und nema23). Solche Motoren eignen sich zur Selbstmontage von CNC-Maschinen mit einem Arbeitsfeld von bis zu 1m. Bei Selbstmontage für eine maschine mit einem arbeitsfeld von mehr als 1 m sollten schrittmotoren der größe 86 mm (nema34) verwendet werden, um solche motoren anzusteuern, benötigen sie leistungsstarke einkanaltreiber mit einem steuerstrom von 4,2 a oder mehr.

Zur Steuerung von Desktop-Fräsmaschinen sind beispielsweise Steuerungen auf Basis spezialisierter Mikrochip-Treiber zur Schrittmotorsteuerung weit verbreitet, TB6560 bzw A3977. Dieser Chip enthält einen Controller, der die richtige Sinuswelle für erzeugt verschiedene Modi Halbschritt und hat die Fähigkeit Software Installation Wicklungsströme. Diese Treiber sind für den Betrieb mit Schrittmotoren bis 3 A, Schrittmotorgrößen NEMA17 42 mm und NEMA23 57 mm ausgelegt.

Controller-Verwaltung mit spezialisiertem oder oder Linux EMC2 und anderen, die auf einem PC installiert sind. Es wird empfohlen, einen Computer mit mindestens 1 GHz Prozessor und 1 GB Arbeitsspeicher zu verwenden. Der Desktop-Rechner Höchstpunktzahl im Vergleich zu Laptops und viel billiger. Darüber hinaus können Sie diesen Computer für andere Aufgaben verwenden, wenn er nicht mit dem Betrieb Ihrer Maschine beschäftigt ist. Bei der Installation auf einem Laptop oder PC mit 512 MB Speicher wird empfohlen, die .

Der parallele LPT-Anschluss dient zum Anschluss an einen Computer (bei einem Controller mit USB-Schnittstelle der USB-Anschluss). Wenn Ihr Computer nicht mit einem parallelen Anschluss ausgestattet ist (immer mehr Computer werden ohne diesen Anschluss auf den Markt gebracht), können Sie eine PCI-LPT- oder PCI-E-LPT-Anschlusserweiterungskarte oder einen dedizierten USB-LPT-Controller-Konverter erwerben, der eine Verbindung herstellt den Computer über USB-Anschluss.

Mit einer Desktop-Aluminium-Gravier- und Fräsmaschine CNC-2020AL, komplett mit einer Steuereinheit mit der Möglichkeit, die Spindeldrehzahl einzustellen, Abbildung 1 und 2, enthält die Steuereinheit einen Schrittmotortreiber auf einem TB6560AHQ-Chip, Schrittmotortreiber-Netzteile und ein Spindelnetzteil.

Bild 1

Figur 2

1. Eine der ersten CNC-Fräsmaschinensteuerungen auf Basis des TB6560-Chips erhielt den Spitznamen „Blue Board“, Bild 3. Diese Board-Option wurde in den Foren viel diskutiert, sie hat eine Reihe von Nachteilen. Der erste sind langsame PC817-Optokoppler, die beim Einrichten des MACH3-Maschinensteuerungsprogramms die Eingabe des maximal zulässigen Werts in den Feldern Step pulse und Dir pulse = 15 erfordern.Der zweite ist eine schlechte Anpassung der Optokopplerausgänge an die Eingänge des TB6560-Treiber, der durch die Fertigstellung der Schaltung gelöst wird, Abbildung 8 und 9. Drittens - Lineare Stromversorgungsregler der Platine und infolgedessen eine große Überhitzung, Schaltregler werden auf nachfolgenden Platinen verwendet. Viertens - das Fehlen einer galvanischen Trennung des Stromkreises. Spindelrelais 5A, was in den meisten Fällen nicht ausreicht und den Einsatz eines stärkeren Zwischenrelais erfordert. Zu den Vorteilen gehört das Vorhandensein eines Steckers zum Anschließen des Bedienfelds. Dieser Controller gilt nicht.

Figur 3

2. Die CNC-Maschinensteuerung kam nach dem „blauen Brett“ auf den Markt, das auch als rotes Brett bezeichnet wird, Bild 4.

Hier kommen eher hochfrequente (schnelle) 6N137 Optokoppler zum Einsatz. Spindelrelais 10A. Das Vorhandensein einer galvanischen Trennung für die Stromversorgung. Es gibt einen Stecker zum Anschließen des Treibers der vierten Achse. Praktischer Stecker zum Anschluss von Endschaltern.

Figur 4

3. Der mit TB6560-v2 gekennzeichnete Schrittmotorcontroller ist ebenfalls rot, aber vereinfacht, es gibt keine Leistungsentkopplung, Bild 5. Kleine Bauform, aber auch dadurch bedingt kleinere Größe Kühler.

Abbildung 5

4. Regler ein Aluminiumgehäuse, Bild 6. Das Gehäuse schützt den Controller vor Staub, Metallteilen und dient auch als guter Kühlkörper. Galvanische Leistungstrennung. Es gibt einen Anschluss für die Stromversorgung zusätzlicher Schaltkreise + 5 V. Schnelle Optokoppler 6N137. H Kondensatoren mit niedriger Impedanz und niedrigem ESR. Es gibt kein Steuerrelais zum Einschalten der Spindel, aber zwei Ausgänge zum Anschließen eines Relais (Transistor schaltet mit OK) oder einer PWM-Spindeldrehzahlsteuerung. Beschreibung des Anschlusses der Relaissteuersignale auf der Seite

Abbildung 6

5. 4-Achsen-Controller des CNC-Fräsers, USB-Schnittstelle, Abbildung 7.

Abbildung 7

Diese Steuerung arbeitet nicht mit dem MACH3-Programm, sie wird mit einem eigenen Maschinensteuerungsprogramm geliefert.

6. CNC-Maschinensteuerung auf dem Schrittmotortreiber von Allegro A3977, Abbildung 8.

Abbildung 8

7. Einkanal-Schrittmotortreiber für CNC-Maschine DQ542MA. Dieser Treiber kann mit verwendet werden Eigenfertigung Maschine mit einem großen Arbeitsfeld und Schrittmotoren für Strom bis zu 4,2 A, kann auch mit Nema34 86-mm-Motoren arbeiten, Bild 9.

Abbildung 9

Foto der Fertigstellung der blauen Schrittmotor-Steuerplatine auf dem TB6560, Abbildung 10.

Abbildung 10.

Diagramm zur Befestigung der blauen Stepper-Controller-Platine auf TB6560, Abbildung 11.

Schönen Tag! Und hier bin ich mit neuer Teil seine Geschichte über CNC - Werkzeugmaschine. Als ich anfing, den Artikel zu schreiben, hätte ich nicht einmal gedacht, dass er so umfangreich werden würde. Als ich über die Elektronik der Maschine geschrieben habe, habe ich geschaut und mich erschrocken - das A4-Blatt war beidseitig beschrieben, und es gab noch viel zu erzählen.

Am Ende kam es so heraus Handbuch zum Erstellen einer CNC-Maschine, Arbeitsmaschine, von Grund auf neu. Der Artikel besteht aus drei Teilen über eine Maschine: 1 – elektronisches Füllen, 2 – Mechanik der Maschine, 3 – alle Details zum Einrichten der Elektronik, der Maschine selbst und des Maschinensteuerungsprogramms.
Im Allgemeinen werde ich versuchen, in einem Material alles zu vereinen, was für jeden Anfänger nützlich und notwendig ist interessanter Fall, was er selbst auf verschiedenen Internetquellen gelesen und selbst durchgegangen ist.

Übrigens habe ich in diesem Artikel vergessen, Fotos von hergestellten Handarbeiten zu zeigen. Ich repariere das. Styroporbär und Sperrholzpflanze.

Vorwort

Nachdem ich meine kleine Maschine ohne nennenswerten Kraft-, Zeit- und Geldaufwand zusammengebaut hatte, interessierte ich mich ernsthaft für dieses Thema. Ich habe mir auf YouTube angesehen, wenn nicht alle, dann fast alle Videos, die sich auf Amateurmaschinen beziehen. Besonders beeindruckend waren die Fotografien von Produkten, die Menschen auf ihrer „ Startseite CNC". Ich habe geschaut und entschieden - ich werde meine große Maschine zusammenbauen! Also, auf einer Welle von Emotionen, ich habe es nicht gut überlegt, ich bin in eine neue und unbekannte Welt für mich eingetaucht CNC.

Wusste nicht, wo ich anfangen sollte. Als erstes habe ich mir einen normalen Schrittmotor bestellt Vexta 12 kg/cm, unter anderem mit der stolzen Aufschrift „made in Japan“.

Während er durch ganz Russland fuhr, saß er abends auf verschiedenen CNC-Foren und versuchte, eine Auswahl zu treffen STEP/DIR-Controller und Schrittmotortreiber. Ich habe drei Optionen in Betracht gezogen: auf einem Mikroschaltkreis L298, auf Außendienstmitarbeiter oder kaufen Sie fertiges Chinesisch TB6560 worüber es sehr widersprüchliche Bewertungen gab.

Bei manchen funktionierte es lange ohne Probleme, bei anderen brannte es beim kleinsten Benutzerfehler durch. Jemand schrieb sogar, dass er ausgebrannt sei, als er die Welle des damals mit der Steuerung verbundenen Motors leicht gedreht habe. Wahrscheinlich die Tatsache der Unzuverlässigkeit der Chinesen und spielte für die Wahl eines Schemas L297+ aktiv im Forum diskutiert. Das Schema ist wahrscheinlich wirklich unsterblich. die Feldtreiber des Treibers von Ampere sind um ein Vielfaches höher als das, was den Motoren zugeführt werden muss. Auch wenn Sie selbst löten müssen (dies ist nur ein Plus) und die Kosten für die Teile etwas höher ausfielen als für den chinesischen Controller, ist er jedoch zuverlässig, was wichtiger ist.

Ich schweife ein wenig vom Thema ab. Als das alles erledigt war, dachte ich noch nicht einmal daran, dass ich eines Tages darüber schreiben würde. Daher gibt es keine Fotos vom Montageprozess von Mechanik und Elektronik, nur wenige Fotos, die mit einer Handykamera aufgenommen wurden. Alles andere habe ich speziell für den Artikel angeklickt, schon zusammengebaut.

Der Fall des Lötkolbens hat Angst

Ich beginne mit dem Netzteil. Ich hatte vor, einen Impuls zu setzen, ich habe wahrscheinlich eine Woche lang daran herumgespielt, aber ich konnte die Aufregung, die aus dem Nichts kam, nicht besiegen. Ich ziehe die Trance mit 12 V auf - alles ist in Ordnung, ich ziehe sie mit 30 V auf - ein komplettes Durcheinander. Ich kam zu dem Schluss, dass eine Art Bullshit aufsteigt Rückmeldung vom 30. bis TL494 und ihren Turm niederreißen. Also gab ich diesen Impuls auf, da es mehrere TS-180 gab, von denen einer dem Mutterland als Power-Trance diente. Und was auch immer Sie sagen, ein Stück Eisen und Kupfer ist zuverlässiger als ein Haufen Bröckel. Der Transformator wurde auf die erforderlichen Spannungen zurückgespult, aber es waren + 30 V erforderlich, um die Motoren mit Strom zu versorgen, + 15 V, um sie mit Strom zu versorgen IR2104, +5V an L297, und ein Ventilator. Sie können 10 oder 70 auf die Motoren anwenden, Hauptsache, der Strom wird nicht überschritten, aber wenn Sie weniger tun, nehmen die maximale Geschwindigkeit und Leistung ab, aber der Transformator erlaubte dies nicht mehr. Ich brauchte 6-7A. Stabilisierte Spannungen 5 und 15 V, 30 „schwebend“ nach Ermessen unseres Stromnetzes belassen.

Während dieser ganzen Zeit saß ich jede Nacht am Computer und las, las, las. Einrichten der Steuerung, Auswählen von Programmen: Welches zeichnet man, welches bedient die Maschine, wie baut man Mechanik, etc. usw. Im Allgemeinen wurde es umso schrecklicher, je mehr ich las, und immer häufiger stellte sich die Frage „wozu brauche ich das?!“. Aber zum Rückzug war es zu spät, der Motor lag auf dem Tisch, die Details lagen irgendwo auf dem Weg – wir müssen weiter.

Es ist Zeit, die Platine zu löten. Verfügbar im Internet hat mir aus drei Gründen nicht gepasst:
1 - Der Laden, der die Teile bestellt hat, war nicht da IR2104 in DIP-Paketen, und sie schickten mir 8-SOICN. Sie sind auf der anderen Seite verkehrt herum auf die Platine gelötet, und dementsprechend war es notwendig, die Leiterbahnen zu spiegeln, und sie ( IR2104) 12 Stück.

2 - Widerstände und Kondensatoren werden auch in SMD-Gehäusen aufgenommen, um die Anzahl der zu bohrenden Löcher zu reduzieren.
3 - Der Kühler, den ich hatte, war kleiner und die extremen Transistoren waren außerhalb seines Bereichs. Es war notwendig, die Feldarbeiter auf einem Brett nach rechts und auf dem anderen nach links zu verschieben, also habe ich zwei Arten von Brettern gemacht.

Diagramm der Maschinensteuerung

Für die Sicherheit des LPT-Ports sind der Controller und der Computer über eine Optokopplerplatine verbunden. Ich habe das Schema und das Siegel von einer bekannten Seite genommen, aber ich musste es wieder ein bisschen für mich selbst wiederholen und unnötige Details entfernen.

Eine Seite der Platine wird über den USB-Anschluss mit Strom versorgt, die andere, die mit dem Controller verbunden ist, wird von einer + 5-V-Quelle mit Strom versorgt. Signale werden über Optokoppler übertragen. Alle Details zum Aufstellen des Controllers und zum Entkoppeln schreibe ich im dritten Kapitel, aber hier gehe ich nur auf die wichtigsten Punkte ein. Diese Entkopplungsplatine dient zum sicheren Anschluss der Schrittmotorsteuerung an den LPT-Port des Computers. Trennt den Computeranschluss vollständig elektrisch von der Maschinenelektronik und ermöglicht die Steuerung einer 4-Achsen-CNC-Maschine. Wenn die Maschine wie in unserem Fall nur drei Achsen hat, können unnötige Teile in der Luft hängen bleiben oder gar nicht gelötet werden. Es ist möglich, Endsensoren, eine Zwangsstopptaste, ein Spindelfreigaberelais und ein anderes Gerät, z. B. einen Staubsauger, anzuschließen.

Es war ein Foto der Optokopplerplatine aus dem Internet, und so sieht mein Garten nach dem Einbau in das Gehäuse aus. Zwei Bretter und ein Bündel Drähte. Aber es scheint keine Störungen zu geben, und alles funktioniert ohne Fehler.

Die erste Steuerplatine ist fertig, ich habe alles gecheckt und Schritt für Schritt getestet, so wie in der Anleitung. Ein Trimmer stellte einen kleinen Strom ein (dies ist aufgrund des Vorhandenseins von PWM möglich) und verband die Stromversorgung (Motoren) über eine Kette von 12 + 24-V-Glühbirnen, sodass es „nichts, wenn nichts“ war. Ich habe Außendienstmitarbeiter ohne Heizkörper.

Der Motor zischte. Die gute Nachricht ist, dass die PWM so funktioniert, wie sie sollte. Ich drücke eine Taste und es dreht sich! Ich habe vergessen zu erwähnen, dass dieser Controller für die Steuerung eines bipolaren Schrittmotors ausgelegt ist, d.h. einer mit 4 Drähten. Gespielt mit Schritt-/Halbschritt-Modi, aktuell. Im Halbschrittmodus verhält sich der Motor stabiler und entwickelt hohe Drehzahlen + die Genauigkeit steigt. Also habe ich den Jumper im "halben Schritt" gelassen. Mit dem maximal sicheren Strom für den Motor bei einer Spannung von etwa 30 V stellte sich heraus, dass der Motor bis zu 2500 U / min drehte! Meine erste Maschine ohne PWM hat nie von so etwas geträumt.))

Die nächsten beiden Motoren stärker bestellt, Nema bei 18kg/s, aber schon „made in China“.

Sie sind qualitativ minderwertig Vexta Schließlich sind China und Japan zwei verschiedene Dinge. Wenn Sie die Welle mit der Hand drehen, tun die Japaner das irgendwie leise, aber die Chinesen haben ein anderes Gefühl, aber dies hat sich bisher nicht auf die Arbeit ausgewirkt. Es gibt keine Kommentare für sie.

Ich habe die restlichen zwei Platinen gelötet, durch den "LED-Schrittmotor-Simulator" überprüft, alles scheint in Ordnung zu sein. Ich schließe einen Motor an - es funktioniert gut, aber nicht 2500 U / min, sondern etwa 3000! Nach dem bereits ausgearbeiteten Schema schließe ich den dritten Motor an die dritte Platine an, drehe mich ein paar Sekunden lang und stehe auf ... Ich schaue auf das Oszilloskop - an einem Ausgang gibt es keine Impulse. Ich nenne die Gebühr - eine von IR2104 durchbohrt.

Nun, vielleicht habe ich einen defekten, ich habe gelesen, dass dies bei dieser Mikruha häufig vorkommt. Ich löte ein neues (ich habe 2 Stück mit einem Rand genommen), der gleiche Unsinn - es wird für ein paar Sekunden STOP! Hier strengte ich mich an, und lass uns die Außendienstmitarbeiter überprüfen. Übrigens, mein Board hat IRF530(100V / 17A) vs. (50V / 49A), wie im Original. Maximal 3A gehen an den Motor, also ist eine Reserve von 14A mehr als genug, aber der Preisunterschied ist fast 2-mal zugunsten der 530er.
Also überprüfe ich die Außendienstmitarbeiter und was ich sehe ... Ich habe kein Bein gelötet! Und alle 30 V des Außendienstmitarbeiters flogen zum Ausgang dieses "Irka". Ich habe das Bein gelötet, alles noch einmal genau untersucht, ein anderes gesetzt IR2104, ich mache mir selbst Sorgen - das ist das letzte. Ich schaltete ihn ein und war sehr froh, als der Motor nach zwei Sekunden Betrieb nicht ausging. Modi links wie folgt: Motor Vexta- 1,5 A, Motor NEMA 2,5 A. Bei diesem Strom werden Drehzahlen von etwa 2000 erreicht, aber es ist besser, sie programmgesteuert zu begrenzen, um das Überspringen von Schritten zu vermeiden, und die Temperatur der Motoren bei lange Arbeitüberschreitet nicht die Sicherheit für Motoren. Der Netztransformator kommt ohne Probleme zurecht, da meist nur 2 Motoren gleichzeitig drehen, jedoch ist eine zusätzliche Luftkühlung für den Radiator wünschenswert.

Nun zur Installation von Außendienstmitarbeitern am Kühler, und es gibt 24 davon, falls es noch niemand bemerkt hat. In dieser Version des Boards befinden sie sich liegend, d.h. der Heizkörper legt sich einfach darauf und wird von etwas angezogen.

Natürlich ist es wünschenswert, ein festes Stück Glimmer anzubringen, um den Kühlkörper von den Transistoren zu isolieren, aber ich hatte keinen. Ausweg gefunden. Da bei der Hälfte der Transistoren geht das Gehäuse auf Plusleistung, sie können ohne Isolierung nur auf Wärmeleitpaste montiert werden. Und unter den Rest habe ich Glimmerstücke gelegt, die von sowjetischen Transistoren übrig geblieben sind. Den Kühler und die Platine habe ich an drei Stellen durchbohrt und mit Schrauben festgezogen. Ich bekam eine große Platine, indem ich drei separate Platinen an den Rändern lötete, während ich um den Umfang herum lötete, um die Festigkeit zu erhöhen Kupferkabel 1mm. Alle elektronische Füllung und platzierte das Netzteil auf einer Art Eisenchassis, ich weiß nicht einmal von was.

Ich schneide die seitliche und obere Abdeckung aus Sperrholz aus und lege einen Ventilator darauf.

Da ich mir vor langer Zeit eine CNC-Maschine zusammengebaut habe und diese schon seit längerem für Hobbyzwecke verwende, hoffe ich, dass meine Erfahrungen nützlich sind, ebenso wie die Quellcodes der Steuerung.

Ich habe versucht, nur die Momente aufzuschreiben, die mir persönlich wichtig erschienen.

Der Link zu den Controller-Quellen und der konfigurierten Eclipse + gcc-Shell usw. befindet sich an derselben Stelle wie das Video:

Geschichte der Schöpfung

Regelmäßig mit der Notwendigkeit konfrontiert, dieses oder jenes kleine „Ding“ zu tun Komplexe Form, dachte ursprünglich an einen 3D-Drucker. Und sogar damit angefangen. Aber nachdem ich die Foren gelesen und die Geschwindigkeit des 3D-Druckers, die Qualität und Genauigkeit des Ergebnisses, den Ausschussanteil und die strukturellen Eigenschaften von Thermoplasten bewertet hatte, wurde mir klar, dass dies nichts anderes als ein Spielzeug ist.

Der Auftrag für Komponenten aus China kam innerhalb eines Monats. Und nach 2 Wochen arbeitete die Maschine mit der Steuerung von LinuxCNC. Gesammelt von jeglichem Müll, der zur Hand war, weil ich schnell wollte (Profil + Stollen). Ich wollte es später wiederholen, aber wie sich herausstellte, stellte sich heraus, dass die Maschine ziemlich starr war und die Muttern an den Bolzen nicht einmal angezogen werden mussten. Das Design blieb also unverändert.

Die Inbetriebnahme der Maschine hat folgendes gezeigt:

1. Verwenden Sie keine 220-V-Bohrmaschine „China Noname“ als Spindel beste Idee. Es überhitzt und ist furchtbar laut. Das seitliche Spiel des Fräsers (Lager?) ist mit den Händen zu spüren.
2. Der Proxon-Bohrer ist leise. Der Auftrieb ist nicht spürbar. Aber es überhitzt und schaltet sich nach 5 Minuten aus.
3. Ein geliehener Computer mit einem bidirektionalen LPT-Anschluss ist nicht praktisch. Hat eine Weile gedauert (das Finden von PCI-LPT stellte sich als Problem heraus). Nimmt Platz ein. Und überhaupt..

Nach der Erstinbetriebnahme habe ich mir eine wassergekühlte Spindel bestellt und mich für eine Steuerung entschieden Lebensdauer der Batterie auf der billigsten Version von STM32F103, verkauft mit einem 320x240 LCD-Bildschirm.
Warum quälen die Leute immer noch hartnäckig 8-Bit-ATMega für relativ herausfordernde Aufgaben, und sogar durch den Arduino ist mir ein Rätsel. Wahrscheinlich lieben sie Herausforderungen.

Steuerungsentwicklung

Ich habe das Programm nach einer sorgfältigen Durchsicht der Quellen von LinuxCNC und gbrl erstellt. Allerdings wurden weder diese noch jene Quellcodes zur Berechnung der Flugbahn entnommen. Ich wollte versuchen, ein Berechnungsmodul ohne Float zu schreiben. Ausschließlich auf 32-Bit-Arithmetik.
Das Ergebnis passt mir für alle Betriebsarten und die Firmware wurde lange nicht angerührt.
Experimentell gewählte maximale Geschwindigkeit: X: 2000 mm/min Y: 1600 Z: 700 (1600 Schritt/mm. Modus 1/8).
Aber es ist nicht durch Controller-Ressourcen begrenzt. Knapp über dem ohnehin schon fiesen Geräusch hüpfender Schritte ziehen sich sogar gerade Strecken durch die Luft. Die preisgünstige chinesische Stepper-Steuerplatine des TB6560 ist nicht die beste Option.
Tatsächlich beträgt die Geschwindigkeit auf Holz (Buche, 5 mm Tiefe, d = 1 mm Fräser, Schritt 0,15 mm) nicht mehr als 1200 mm. Erhöht das Risiko eines Messerbruchs.

Das Ergebnis ist ein Controller mit folgender Funktionalität:

• Anschließen an einen externen Computer als Standard-USB-Massenspeichergerät (FAT16 auf SD-Karte). Arbeiten mit Standarddateien im G-Code-Format
• Löschen von Dateien über die Benutzeroberfläche des Controllers.
• Anzeigen der Flugbahn für die ausgewählte Datei (soweit der 640x320-Bildschirm dies zulässt) und Berechnen der Ausführungszeit. Tatsächlich Emulation der Ausführung mit der Summierung der Zeit.
• Zeigen Sie den Inhalt von Dateien in einem Testformular an.
• Modus manuelle Kontrolle von der Tastatur (bewegen und "0" setzen).
• Starten der Aufgabe für die ausgewählte Datei (G-Code).
• Ausführung anhalten/fortsetzen. (manchmal nützlich).
• Notstopp der Software.

Der Controller wird über denselben LPT-Anschluss mit der Stepper-Steuerplatine verbunden. Diese. es fungiert als Steuerrechner mit LinuxCNC/Mach3 und ist damit austauschbar.

Nach kreativen Experimenten zum Schnitzen von handgezeichneten Reliefs auf einem Baum und Experimenten mit Beschleunigungseinstellungen im Programm wollte ich auch Encoder an den Achsen. Gerade bei e-bay habe ich relativ günstige optische Encoder (1/512) gefunden, deren Steigung bei meinen Kugelgewindetrieben 5/512 = 0,0098mm war.
By the way, die Verwendung von optischen Encodern hohe Auflösung, ohne ein Hardwareschema für die Arbeit mit ihnen (der STM32 hat es) - es ist sinnlos. Weder die Interrupt-Verarbeitung noch eine Software-Abfrage werden jemals mit dem „Bounce“ fertig (ich sage das für ATMega-Fans).

Zunächst wollte ich für folgende Aufgaben:

1. Manuelle Positionierung auf dem Tisch mit hoher Präzision.
2. Kontrolle der verpassten Schritte mit Kontrolle der Abweichung der Flugbahn von der berechneten.

Ich habe jedoch eine andere Anwendung für sie gefunden, wenn auch in einer eher engen Aufgabe.

Verwendung von Encodern zur Bahnkorrektur einer Werkzeugmaschine mit Schrittmotoren

Mir ist aufgefallen, dass beim Ausschneiden des Reliefs, wenn die Beschleunigung in Z auf mehr als einen bestimmten Wert eingestellt wird, die Z-Achse langsam aber sicher nach unten zu kriechen beginnt. Allerdings ist die Freischnittzeit bei dieser Beschleunigung um 20 % kürzer. Am Ende des Schnitts des 17 x 20 cm großen Reliefs mit einer Stufe von 0,1 mm kann der Fräser um 1-2 mm von der berechneten Bahn nach unten gehen.
Eine Analyse der Situation in der Dynamik durch Encoder ergab, dass beim Anheben des Fräsers manchmal 1-2 Schritte verloren gehen.
Ein einfacher Schrittkorrekturalgorithmus mit einem Encoder ergibt eine Abweichung von nicht mehr als 0,03 mm und reduziert die Verarbeitungszeit um 20 %. Und selbst ein 0,1 mm Vorsprung an einem Baum ist kaum zu bemerken.

Entwurf

Ideal für Hobbyzwecke war die Desktop-Version mit einem etwas größeren Feld als DIN A4. Und ich habe immer noch genug davon.

beweglicher Tisch

Es bleibt mir immer noch ein Rätsel, warum sich alle für ein Design mit beweglichem Portal für Desktop-Rechner entscheiden. Sein einziger Vorteil ist die Möglichkeit, ein sehr langes Brett in Teilen zu verarbeiten oder, wenn Sie regelmäßig Material verarbeiten müssen, dessen Gewicht größer ist als das Gewicht des Portals.

Während der gesamten Betriebszeit war es noch nie nötig, ein Relief auf einem 3-Meter-Brett in Teilen auszuschneiden oder eine Steinplatte zu gravieren.

Der Schiebetisch hat für Desktop-Maschinen folgende Vorteile:

1. Das Design ist einfacher und Allgemeiner Fall, das Design ist steifer.
2. Alle Innereien (Netzteile, Platinen usw.) werden an einem festen Portal aufgehängt, und die Maschine erweist sich als kompakter und bequemer zu tragen.
3. Die Masse des Tisches und eines für die Bearbeitung typischen Werkstücks ist deutlich geringer als die Masse von Portal und Spindel.
4. Das Problem mit den Kabeln und Schläuchen der Wasserkühlung der Spindel entfällt praktisch.

Spindel

Ich möchte darauf hinweisen, dass diese Maschine nicht für die Leistungsverarbeitung geeignet ist. Eine CNC-Maschine für die Leistungsbearbeitung lässt sich am einfachsten auf der Basis einer herkömmlichen Fräsmaschine herstellen.

Meiner Meinung nach ist eine Maschine für die Leistungsmetallbearbeitung und eine Maschine mit Hochdrehzahlspindel für Holz/Kunststoff vollkommen verschiedene Typen Ausrüstung.

Erstellen Sie zu Hause universelle Maschine macht zumindest keinen sinn.

Die Wahl einer Spindel für eine Maschine mit einem solchen Kugelgewindetrieb und Führungen mit Linearlagern ist eindeutig. Dies ist eine Hochgeschwindigkeitsspindel.

Für eine typische Hochgeschwindigkeitsspindel (20.000 U/min) ist das Fräsen von Nichteisenmetallen (ganz zu schweigen von Stahl) ein extremer Modus für die Spindel. Nun, es sei denn, es ist sehr notwendig, und dann esse ich 0,3 mm pro Durchgang mit dem Gießen des Kühlmittels.
Die Spindel für die Maschine würde wassergekühlt empfehlen. Damit ist im Betrieb nur das „Singen“ von Schrittmotoren und das Gurgeln der Aquarienpumpe im Kühlkreislauf zu hören.

Was kann man auf so einer Maschine machen

Zunächst einmal war das Problem der Fälle für mich weg. Das Gehäuse beliebiger Form wird aus "Plexiglas" gefräst und entlang ideal glatter Schnitte mit einem Lösungsmittel zusammengeklebt.

Fiberglas weigerte sich, ein universelles Material zu sein. Die Genauigkeit der Maschine ermöglicht es Ihnen, einen Sitz für das Lager auszuschneiden, in den es kalt wird, wie es mit einer leichten Enge sein sollte, und Sie können es dann nicht herausziehen. Textolite-Zahnräder sind perfekt geschnitten mit einem ehrlichen Evolventenprofil.

Holzbearbeitung (Reliefs usw.) - ein breiter Spielraum für die Verwirklichung ihrer kreativen Impulse oder zumindest für die Umsetzung der Impulse anderer (fertige Modelle).

Aber Schmuck habe ich noch nicht probiert. Nirgendwo kann man die Flaschen anzünden / schmelzen / gießen. Obwohl ein Stück Schmuckwachs in den Startlöchern wartet.