Вход на сайт
Самодельная электроника для чпу станка
Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 1. Электроника станка
Всем доброго времени суток! А вот и я с новой частью своего рассказа о ЧПУ - станке. Когда начинал писать статью даже не думал, что она получится настолько объемной. Когда написал про электронику станка посмотрел и испугался – лист А4 исписан с двух сторон, а ещё очень и очень много чего нужно рассказать.
В итоге получилось этакое руководство по созданию станка ЧПУ, рабочего станка, с ноля. Будет три части статьи об одном станке: 1-электронная начинка, 2-механика станка, 3-все тонкости настройки электроники, самого станка, и программы управления станком.
В общем попытаюсь объединить в одном материале всё полезное и необходимое каждому начинающему в этом интересном деле, то что сам прочел на разных интернет-ресурсах и пропустил через себя.
Содержание / Contents
Кстати, в той статье я забыл показать фотографии изготовленных поделок. Исправляю это. Пенопластовый медведь и фанерное растение.
После того, как собрал свой маленький станочек без существенных затрат сил, времени и средств, меня всерьез заинтересовала эта тема. Посмотрел на ютубе, если не все, то почти все ролики, связанные с любительскими станками. Особенно впечатлили фотографии изделий, которые люди делают на своих «home CNC». Посмотрел и принял решение – буду собирать свой большой станок! Вот так на волне эмоций, хорошо всё не обдумал погрузился в новый и неизведанный для себя мир CNC. Не знал с чего начать. Первым делом заказал нормальный шаговый двигатель Vexta на 12 кг/см, между прочим с гордой надписью «made in Japan».
Пока тот ехал через всю Россию, сидел вечерами на разных ЧПУ-шных форумах и пытался определиться в выборе контроллера STEP/DIR и драйвера шаговых двигателей. Рассматривал три варианта: на микросхеме L298, на полевиках, либо же купить готовый китайский TB6560 о котором были очень противоречивые отзывы.
У одних он работал без проблем продолжительное время, у других сгорал при малейшей ошибки пользователя. Кто-то даже писал, что у него сгорел, когда тот немножко провернул вал двигателя, подключенного в это время к контроллеру. Наверное факт ненадежности китайца и сыграл в пользу выбора схемы L297+IRFZ44 активно обсуждаемой на форуме. Схема наверное и в самом деле неубиваемая т.к. полевики драйвера по амперам в несколько раз превышают то, что нужно подавать на моторы. Пусть и самому паять надо (это же только в плюс), и по стоимости деталей выходило чуть больше, чем китайский контроллер, зато надежно, что важнее.
Немного отступлю от темы. Когда всё это делалось, даже не возникло мысли, что когда-нибудь буду об этом писать. Поэтому нет фотографий процесса сборки механики и электроники, только несколько фоток, сделанных на камеру мобильника. Всё остальное щелкал специально для статьи, в уже собранном виде.
Начну с блока питания. Планировал сделать импульсный, провозился с ним наверное неделю, но так и не смог победить возбуд, который шел непонятно откуда. Мотаю транс на 12в – всё ОК, мотаю на 30-полная неразбериха. Пришел к выводу, что какая-то бяка лезет по обратной связи с 30в на TL494 и сносит ей башню. Так и забросил этот импульсник, благо было несколько ТС-180 один из которых пошел служить родине в качестве транса питания. Да и что ни говори, а кусок железа и меди будет надежнее кучки рассыпухи. Трансформатор перемотал на нужные напряжения, а нужно было +30в на питание моторчиков, +15в на питание IR2104, +5в на L297, и вентилятор. На двигатели можно подавать 10, а можно и 70, главное не превышать по току, но, если сделать меньше – снижаются максимальные обороты и сила, а вот больше не позволял трансформатор т.к. нужно было 6-7А. Напряжения 5 и 15в застабилизировал, 30 оставил «плавающими» на усмотрение нашей электросети.
Всё это время ежевечернее сидел за компьютером и читал, читал, читал. Настройка контроллера, выбор программ: какой рисовать, какой управлять станком, как изготовить механику и тд. и тп. В общем, чем больше читал, тем страшнее становилось, и всё чаще возникал вопрос «нафига мне это надо?!». Но отступать было поздно, двигатель на столе, детали где-то в пути – надо продолжать.
Пришло время паять плату. Имеющиеся в интернете мне не подошли по трем причинам:
1 - В магазине, котором заказывал детали не оказалось IR2104 в DIP корпусах, и мне прислали 8-SOICN. На плату они припаиваются с другой стороны, перевернутые, и соответственно нужно было зеркалить дорожки, а их (IR2104) 12 штук.
2 - Резисторы и конденсаторы также взял в SMD корпусах для уменьшения количества отверстий, которые нужно было сверлить.
3 - Имеющийся у меня радиатор был меньшего размера и крайние транзисторы были вне его площади. Нужно было смещать полевики на одной плате вправо, а на другой влево, поэтому изготовил два вида платы.
Для безопасности LPT порта, контроллер и компьютер соединил через плату опторазвязки. Схему и печатку взял на одном известном сайте, но опять же пришлось немного переделать её под себя и убрать лишние детали.
Одна сторона платы питается через USB порт, другая, подключенная к контроллеру - от источника +5в. Сигналы передаются через оптроны. Все подробности о настройке контроллера и развязки напишу в третьей главе, здесь же упомяну только основные моменты. Данная плата развязки предназначена для безопасного подключения контроллера шагового двигателя к LPT порту компьютера. Полностью электрически изолирует порт компьютера от электроники станка, и позволяет управлять 4-х осевым ЧПУ станком. Если станок имеет только три оси, как в нашем случае, ненужные детали можно оставить висеть в воздухе, либо вообще их не впаивать. Имеется возможность подключения концевых датчиков, кнопки принудительной остановки, реле включения шпинделя и другого устройства, например пылесоса.
Это было фото платы опторазвязки взятое из интернета, а вот так выглядит мой огород после установки в корпус. Две платы и куча проводов. Но вроде бы наводок никаких нет, и всё работает без ошибок.
Первая плата контроллера готова, всё проверил и пошагово протестировал, как в инструкции. Подстроечником выставил небольшой ток (это возможно благодаря наличию ШИМ), и подключил питание (двигателей) через цепочку лампочек 12+24в, чтобы было «ничё, если чё». У меня же полевики стоят без радиатора.
Двигатель зашипел. Хорошая новость, значит ШИМ работает как надо. Нажимаю клавишу и он крутится! Забыл упомянуть, что этот контроллер предназначен для управления биполярным шаговым двигателем т.е. тем, у которого подключаются 4 провода. Игрался с режимами шаг/полушаг, током. В режиме полушаг двигатель ведёт себя стабильнее и развивает большие обороты + увеличивается точность. Так и оставил перемычку в «полушаге». С максимальным безопасным для двигателя током при напряжении примерно 30в получилось раскрутить двигатель до 2500 об/мин! Моему первому станку без ШИМ такое и не снилось. ))
Следующие два мотора заказал помощнее, Nema на 18кг/с, но уже «made in China».
По качеству они уступают Vexta, всё-таки Китай и Япония разные вещи. Когда вращаешь вал рукой у японца это происходит как-то мягко, а от китайцев ощущение другое, но на работе это пока что никак не сказалось. Замечаний к ним нет.
Спаял две оставшиеся платы, проверил через «светодиодный симулятор шагового двигателя», вроде бы всё хорошо. Подключаю один мотор – работает отлично, но уже не 2500 оборотов, а около 3000! По уже отработанной схеме подключаю третий мотор к третей плате, крутится пару секунд и встал… Смотрю осциллом – на одном выводе импульсов нет. Прозваниваю плату – одна из IR2104 пробита.
Ну ладно, может бракованная попалась, читал что часто такое бывает с этой микрухой. Впаиваю новую (брал с запасом 2 штуки), та же ерунда – пару секунд крутит и STOP! Тут я поднапрягся, и давай проверять полевики. Кстати, в моей плате установлены IRF530 (100В/17А) против IRFZ44 (50В/49А), как в оригинале. На мотор будет идти максимум 3А, так что запаса в 14А хватит с избытком, а вот разница в цене почти в 2 раза в пользу 530-ых.
Так вот, проверяю полевики и что я вижу…не припаял одну ножку! И на выход этой "ирки" полетели все 30В с полевика. Припаял ножку, ещё раз внимательно всё осмотрел, ставлю ещё одну IR2104, сам волнуюсь – это же последняя. Включил и был очень счастлив, когда двигатель не остановится после двух секунд работы. Режимы оставил такие: двигатель Vexta – 1,5А, двигатель NEMA 2,5А. При таком токе достигаются обороты примерно 2000, но лучше ограничить их программно во избежании пропуска шагов, и температура двигателей при длительной работе не превышает безопасную для моторов. Трансформатор питания справляется без проблем, ведь обычно одновременно крутятся только 2 мотора, но радиатору желательно дополнительное воздушное охлаждение.
Теперь про установку полевиков на радиатор, а их 24 штуки, если кто не заметил. В этом варианте платы они расположены лежа, т.е. радиатор просто на них ложится и чем-либо притягивается.
Конечно, желательно положить сплошной кусок слюды для изоляции радиатора от транзисторов, но у меня его не было. Выход нашел такой. Т.к. у половины транзисторов корпус идёт на плюс питания их можно крепить без изоляции, просто на термопасту. А под оставшиеся я положил кусочки слюды, оставшиеся от советских транзисторов. Радиатор и плату просверлил в трех местах насквозь и стянул болтиками. Одну большую плату я получил путем спаивания трех отдельных плат по краям, при этом для прочности впаял по периметру медный провод 1мм. Всю электронную начинку и блок питания разместил на каком–то железном шасси, даже не знаю от чего.
Боковые и верхнюю крышку вырезал из фанеры, и сверху поставил вентилятор.
В лицевой панели просверлил отверстия под многочисленные светодиоды индикации режимов работы.
Для быстро подключения/отключения двигателей и блока управления использовал разъёмы из прошлого тысячелетия. И контакт хороший и нужный ток держат без каких-либо последствий для себя.
Для того, чтобы не запутаться где какой индикатор и тумблер, нарисовал, приклеил такую бумажку, пропущенную через ламинатор.
Электронная часть закончилась. Следующая глава полностью посвящена железякам. До встречи!
Все материалы найдены в свободном доступе на просторах Сети. У каждой схемы есть автор и не хочется никого обидеть - на авторство никак не претендую.
Ниже чертежи платы развязки и самого контроллера, подстроенные под себя.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Спасибо за внимание! Продолжение следует.
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
Виктор (alchedat)
с. Алчедат, Кемеровская обл.
О себе автор ничего не сообщил.
4 потрясающих станка с ЧПУ своими руками, которые вы можете построить сегодня
В зависимости от того, сколько углов вы разрезаете с помощью фрезерного станка с ЧПУ и насколько сложен ваш проект фрезерного станка с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, вероятно, самый дорогой, самый сложный в изготовлении, но самый гибкий DIY Станок с ЧПУ. Хотя было создано несколько фрезерных станков с ЧПУ с нуля, вам лучше преобразовать ручной фрезерный станок в ЧПУ, пока у вас не появится большой опыт работы с ЧПУ. Таким образом, одно из первых решений, которое вам нужно будет принять и которое определит множество других решений для вас в дальнейшем, - это какой ручной фрезерный станок преобразовать.
Есть много возможностей. Некоторые из них, которые следует рассмотреть в порядке от самого тяжелого / самого дорогого к самому легкому / дешевому, включают:
- Фрезерный станок для колен в стиле Бриджпорта: они дорогие, а тяжелое колено не особенно хорошо подходит для ЧПУ. OTOH, есть много коленных станков с ЧПУ, и ничто не говорит «фрезерный станок», как Bridgeport. Я бы не выбрал один, если бы хотел с самого начала заняться ЧПУ, но если он у вас уже есть, нет необходимости рассматривать что-либо еще.
- RF-45 и клоны: это постельные мельницы китайского производства, которые доступны из самых разных мест и во всевозможных вариантах. Они имеют рабочий диапазон и жесткость, как у бриджпорта, но без тяжелого колена, поэтому они лучше подходят для проектов с ЧПУ. Их самый большой недостаток - их шпиндель, который ограничен 1600 об / мин. Планируйте преобразование ременного привода в какой-то момент, прежде чем вы полностью реализуете потенциал одного из этих заводов.
- Grizzly G0704: Эти фрезы немного меньше RF-45, но они являются идеальной платформой для ЧПУ.Такие люди, как Хосс из Hossmachine, могут предоставить полную информацию обо всем, что вам нужно знать, о планах и часто о комплектах, которые помогут с преобразованием. Если стол и путешествия достаточно велики для ваших проектов, это будет более дешевый и быстрый проект, чем RF-45.
- Sieg X2: Это аккуратные маленькие машинки, очень популярные. Не думаю, что я стал бы меньше, чем X2, но вы можете делать с ним удивительные вещи, как продемонстрировал Hossmachine (полностью автоматический сменщик инструмента и корпус в стиле VMC).
Вот отличная статья о выборе станка-донора для проекта DIY CNC Mill.
Важное примечание:
Некоторые новички задумываются о переделке сверлильного станка в фрезерный. Даже не начинай идти по этому пути. Для получения посредственного результата потребуется столько усилий, что оно того не стоит.
Вот несколько типичных машин:
Переделка мельницы My DIY RF-45…
Hoss G0704 на довольно ранней стадии: он добавил намного больше!
.ndongmo / Самодельный пишущий станок с ЧПУ: Проект «Сделай сам», который состоит из конструирования и реализации плоттера с ЧПУ с использованием старых пишущих DVD дисков.
перейти к содержанию Зарегистрироваться- Почему именно GitHub? Особенности →
- Обзор кода
- Управление проектами
- Интеграции
- Действия
- Пакеты
- Безопасность
- Управление командой
- Хостинг
- мобильный
- Истории клиентов →
- Безопасность →
- Команда
- Предприятие
Необычный самодельный станок с ЧПУ | Hackaday
Вот довольно необычный самодельный станок с ЧПУ, которого мы раньше не видели!
[ModHappy] недавно принял вызов спроектировать и построить станок с ЧПУ из дешевых и легко доступных компонентов в хозяйственном магазине.
Бродя по магазину, он заметил островок сантехники и начал играть с трубами из ПВХ на полу, сильно запутав сотрудников магазина. Он сконструировал раму, но все еще нуждался в способе достижения линейного движения.На его призывы ответили на электрическом острове, где он использовал настенные крепления для кабелепровода! Им потребовалась лишь небольшая модификация, чтобы перейти от захвата трубы к скольжению по ней. Спустя несколько крепежных элементов, несколько шаговых двигателей от сломанного сканера, привод CD-ROM для оси Z, несколько соединенных вместе соединителей с помощью установочных винтов, и механическая сборка была завершена.
На стороне управления он использовал дешевую китайскую плату драйверов TB6560 с ЧПУ от eBay, которую он немного модифицировал для повышения надежности.Все это работает под LinuxCNC (который является бесплатным) на его старом ноутбуке - приятно отметить, что его также можно запустить вживую, если вы еще не разбираетесь в ОС Linux.
Не торопитесь после перерыва, чтобы увидеть его в действии, нарисовав потрясающий логотип сайта!
Если вы ищете станок с ЧПУ своими руками, который будет немного более надежным, вот версия с болтовым соединением, в которой вместо трубы из ПВХ используются металлические трубы.
.
