Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Блок питания для шагового двигателя своими руками

Блок питания для шагового двигателя своими руками

Станок ЧПУ из принтера своими руками

Чтобы сделать станок ЧПУ из принтера Вам понадобятся:

• Запчасти от нескольких принтеров (в частности приводы и шпильки);
• Привод от винчестера;
• Несколько листов ДСП или фанеры, мебельные направляющие;
• Контроллер и драйвер;
• Крепежные материалы.

1. Основа представляет собой ящик из ДСП. Можно взять готовый или изготовить самостоятельно. Сразу учитываем, что внутренняя емкость ящика должна вмещать всю электронную начинку, поэтому высота борта рассчитывается от высоты платы с деталями, крепления и запаса до поверхности стола. Сборка основания и рамы из ДСП осуществляется посредством саморезов. При этом все детали должны быть ровными и закрепятся под прямым углом.

2. На крышку основы необходимо закрепить оси станка. Всего их три – X Y Z. Сначала крепим ось Y. Для изготовления направляющей используется мебельный полоз на шариковых подшипниках.

Лучше использовать по две направляющих для двух горизонтальных осей, в противном случае оси будут иметь значительный люфт.

Для вертикальной оси роль направляющей выполняют остатки винчестера, той его части, где двигался лазер.

В качестве ходового винта применяется шток от принтера. В данном случае для горизонтальных осей X Y — изготовлены винты диаметром 8 мм с резьбой. Для вертикальной оси Z применялся винт с резьбой диаметром 6 мм.

В качестве шагового двигателя используются приводы от старых принтеров. По одному приводу на каждую ось.

3. К плоскости шпилька крепиться посредством металлического уголка.

Вал двигателя соединяется со шпилькой через гибкую муфту. Все три оси крепятся к основанию через раму из ДСП. В данной конструкции фрезер будет двигаться только в вертикальной плоскости, а перемещение детали осуществляется за счет горизонтального перемещения платформы.

4. Электронный блок состоит из контроллера и драйвера. Контроллер выполнен на советских микросхемах К155ТМ7, для данного случая использовалось три штуки.

От каждой микросхемы провода идут к драйверу каждого из трех двигателей. Драйвер выполнен на транзисторе. В раскачке используется КТ 315, транзисторы КТ 814, КТ 815. От этих транзисторов электрический сигнал поступает на обмотку электрического привода.

При нормальном рабочем напряжении двигатели могут перегреваться из-за отсутствия в электронном блоке шин. Для предотвращения этого, для каждого двигателя нужно использовать компьютерный кулер.

Подробнее на видео ниже:

Тут варианта два.

Первый вариант – вы вооружаетесь паяльником, флюсом, припоем, лупой, и разбираетесь в микросхемах из принтера. Найдите управляющие платы принтера 12F675 и LВ1745. Работайте с ними, создав плату управления ЧПУ. Прикрепить их нужно будет сзади ЧПУ станка, под блоком питания (его тоже берем от принтера).

Второй вариант – используйте заводской контроллер ЧПУ станка. Навскидку – пятиосевой ЧПУ контроллер. Самодельная электроника – чудно, однако китайцы сильно демпингуют с ценами. Так что легким кликом мышки заказываем ЧПУ у них, ибо в России такой девайс ЧПУ не купишь. ЧПУ контроллер 5 Axis СNC Breakout Board дает возможность подключения 3-х входов концевых двигателей, кнопочку отключения, автоматизированное управление дремелем и целых 5 драйверов под управление шаговым двигателем самодельного станка.

Питается этот ЧПУ от USB-шнура. В самодельном варианте ЧПУ запитывать плату управления на основе микросхем принтера нужно от блока питания станка ЧПУ.

Шаговый двигатель для самодельного станка с ЧПУ придется выбирать мощностью до 35 вольт. При других мощностях контроллер ЧПУ рискует перегореть.

Блок питания снимите с принтера. Соедините проводкой блок питания, тумблер включения и выключения, контроллер ЧПУ и дремель.

К плате управления станком подведите провод от лэптопа/ПК. Иначе, как вы будете загружать в станок задания? О заданиях. Скачайте программу Math3 для рисования эскизов. Для непрофессионалов промышленного дизайна сойдет CorelDraw.

Резать этом самодельным станком ЧПУ можно фанеру (до 15 мм), текстолит до 3 мм, пластик, дерево. Изделия получатся не более 30-32 см в длину.

Размещение статьи в Интернете и печатных изданиях допускается только с согласия автора.

© «Энциклопедия Технологий и Методик» Патлах В.В. 1993-2007 гг.

Самодельный ЧПУ станок

Разделы сайта

  • Самодельный ЧПУ станок
  • 3D принтер
  • Чертежи 3D принтеров
  • Чертежи ЧПУ станков
  • 3D модели
  • Механика
  • Электроника
  • Книги по ЧПУ
  • Софт для ЧПУ станка
  • Обзоры
  • Видео
  • Лазерные граверы

Интересное предложение

Лучшее

  • Домашний 3D принтер
  • Простой контроллер для ЧПУ станка
  • Самодельный ЧПУ станок моделиста
  • Чертеж самодельного ЧПУ станка
  • Самодельный ЧПУ станок из МДФ

Статистика

При изготовлении ЧПУ станка своими руками встает вопрос — а от чего запитывать плату управления драйверами станка?

Так как обычно требуется 12 вольт, то часто используется компьютерный блок питания. Однако, такой подход в корне неправилен.

Дело в том, что у компьютерных блоков питания стабилизация идет только по пятивольтовой ветке питания и максимальный ток рассчитывается на 5 Ампер.

Гораздо правильнее использовать специализированный блок питания для самодельных ЧПУ станков и 3D принтеров.

Об одном таком блоке питания Heacent RepRap Prusa Mendel я и хочу рассказать сегодня.

Как видно из названия, RepRap Prusa Mendel разрабатывался для использования в 3D принтере RepRap, однако, он прекрасно подходит и для ЧПУ станков сделанных своими руками, его характеристики таковы:

Входное напряжение: 110-220 Вольт
Выходное напряжение: 12 Вольт
Сила тока: до 17А

Этот блок питания вполне справиться не только с питанием электроники, но и может быть использован для питания шаговых двигателей небольшого ЧПУ станка.

Читать еще:  Renault scenic какое масло лить в двигатель

В блоке питания Heacent RepRap Prusa Mendel стабилизированы обе линии 5 и 12 вольт, производитель дает гарантию на то, что изменения напряжения при нагрузках не будут превышать 15% от заявленного значения. Блок питания комплектуется инструкцией на английском языке, если вы плохо знаете язык, то можете воспользоваться услугами бюро заверенных переводов в Москве, там могут перевести любую инструкцию.

Габариты блока питания Heacent RepRap Prusa Mendel — 20,0 см х 9,6 см х 4,2 см, а его вес 520 грамм.

Формат устройства позволяет использовать его как в самодельно разработанных станках с ЧПУ управлением, так и в уже готовых комплексах.

Конечно, Heacent RepRap Prusa Mendel не подойдет в станки использующие шаговые двигатели требующие питания в 24 или 36 вольт, однако, в таких станках используется раздельное питание для платы управления и шаговых двигателей и рекомендуется устанавливать два раздельных блока питания, Heacent может использовать в них для питания электронной части станка.

В случае с 3D принтерами все гораздо проще, обычно в них используются маломощные шаговые двигатели с питанием от 12 вольт и максимальным токопотреблением в 1.5 Ампера. В этом случае, вы можете использовать блок питания Heacent RepRap Prusa Mendel для запитки как платы управления, так и шаговых двигателей трехмерного принтера.

Стоимость Heacent RepRap Prusa Mendel составляет 23.6$ (включая доставку до почтового отделения вашего района).

Купить блок питания для ЧПУ станка и 3D принтера можно тут .

К оплате принимаются WebMoney, PayPal или прямой перевод с банковской карты. Я рекомендую оплачивать с помощью WebMoney или PayPal и не светить карту в интеренете.

Как настроить Mach3, китайская синяя плата

Устанавливаем Mach3 на компьютер и обязательно (!) после установки программы производим перезагрузку компьютера. После этого на вашем рабочем столе появится несколько иконок Mach3 (Mach3Loader; Mach3Mill; Mach3Plasma). Для запуска фрезерного станка используется ярлык Mach3Mill.
После запуска программы может появиться окно, в котором ставим точку против «Normal Printer port Operation» и нажимаем «ОК». Если не появляется, то переходим дальше.

Следующим шагом выбираем основные единицы измерения. Заходим в меню «Config», нажимаем «Select Native Units» и выбираем либо дюймы, либо миллиметры, далее нажимаем ОК.

Теперь самое основное окно настройки: Заходим в меню «Config», нажимаем «Ports and Pins» и далее «Port Setup and Axis Selection». Устанавливаем все как на нижней картинке и нажимаем «ОК». Тут задается частота работы контроллера и адрес LPT порта. Максимальная частота для данного контроллера — 35000Hz. Частота может отличаться в зависимости от используемого контроллера.

Далее переходим на вкладку «Motor Outputs» или заходим в меню «Config», нажимаем «Ports and Pins» и далее «Motor Outputs». Устанавливаем все как на нижней картинке и нажимаем «ОК». И не забываем нажимать кнопку «Применить». Первый столбец «Signal» показывает настраиваемые выходы для приводов осей. «Enabled» — включен/выключен соответствующий выход. «Step Pin» — номер пина LPT порта соответствующий определенной оси, на этот пин подается частотный сигнал с определенным числом шагов для вращения шагового двигателя. «Dir Pin» — в этот пин LPT порта задается направление вращения шагового двигателя соответствующей оси.

Заходим в меню «Config», нажимаем «Ports and Pins» и далее «Input Signals». Устанавливаем все как на нижней картинке, далее движком находим строку «EStop» (картинка еще ниже) и тоже устанавливаем все как на ней. Далее нажимаем «ОК». В этой вкладке устанавливаются концевики (конечники), аварийная кнопка, то есть входящий сигнал.

Заходим в меню «Config», нажимаем «Ports and Pins» и далее «Input Signals». Устанавливаем все как на нижней картинке и нажимаем «ОК». На этой вкладке задается выходной сигнал для управления реле установленной на плате, например для включения / выключения шпинделя.

На этом основные настройки закончены, будем считать, что с установкой «пинов» закончено.

Настройка шаговых двигателей осей.

В процессе настройки надо вычислить необходимое количество подаваемых импульсов (шагов) на шаговый двигатель для перемещения управляющей гайки червячной передачи станка на заданную единицу измерения — 1мм.
Например, имеем шаговый двигатель с шагом 1.8 градуса, червячную передачу с шагом резьбы 1.25мм и контроллер, установленный на «полный шаг». Тогда при подаче на него 200 импульсов (шагов), его вал повернется на (1.8градуса х 200) = 360 градусов (полный оборот) и управляющая гайка червячной передачи сдвинется на 1.25мм.
Теперь, чтобы гайка сдвинулась на 1мм, надо соответственно уменьшить количество подаваемых на шаговый двигатель импульсов (шагов), которые определяются по формуле: 200/ 1.25мм = 160 импульсов (шагов). Т.е. при 160 импульсах(шагах) управляющая гайка при резьбе с ходом 1.25мм переместится на 1мм.
Если на контроллере установлен неполный шаг, например «полшага», то формула будет иметь следующий вид: 2х200/1.25мм = 320 импульсов (шагов).
Таким образом, изменяя степень «шага» в контроллере, а также зная ход резьбы червячной передачи, по аналогичной формуле можно в дальнейшем рассчитывать количество подаваемых на шаговый двигатель импульсов (шагов) для перемещения управляющей гайки на 1мм.
Учитывая, что наиболее оптимальная работа данного контроллера отмечена при установке «1/8 шага», возьмем за основу:
— шаг резьбы червячной передачи -1.25мм;
— контроллер установлен на «1/8 шаг», т.е. 1мм перемещения управляющей гайки будет соответствовать 8х200/1.25мм=1280 импульсов(шагов) шагового двигателя.
Примечание: перед началом «пусков» шаговых двигателей при выключенном питании на всех 3-х синих переключателях контроллера установим:

Читать еще:  Bmw 116i f20 сколько масла в двигателе

Current
Setting
(выходн
ой ток)

Decay
Mode
Settings

MicroSte
p
Settings (шаг)

Требуемые установки выделены жирным текстом с подчеркиванием — OF . В дальнейшем данные установки можно будет менять.

Заходим в меню «Config», нажимаем «Motor Tuning» и получаем следующую картинку:

Нажимаем «X Axis», набираем в «Steps per» значение шагов, которое мы вычислили — 1280. Передвигая ползунки «Accel» и «Velocity» подбираем скорость и ускорение двигателя оси Х. Для начала поставим «график» в значения скорости «Velocity» 200 мм в минуту, «Accel» — 0.1-0.2 сек., затем нажимаем «SAVE AXIS SETTINGS». Если кнопка «SAVE AXIS SETTINGS» не «подсвечивается», то немного двинем один из ползунков.
Аналогично поступаем с осями Y и Z, затем нажимаем «ОК».

Теперь переходим к пуску шаговых двигателей — «закрутке осей». Для этого заходим на главную страницу Mach и слева на клавиатуре компьютера нажимаем клавишу «Tab», после чего на экран справа выскочит пульт ручного управления «MPG MODE». Включаем питание контроллера, далее нажимаем на кнопку «RESET», при этом останавливается рядом находящаяся бегущая строка и должен появиться шум от подачи напряжения на шаговые двигатели. Затем левой кнопкой мыши нажимаем поочередно на кнопки осей X (+ -), Y(+ -), Z(+ -) пульта ручного управления, при этом шаговые двигатели данных осей должны начать вращаться.

1. Изменение направления вращения осей (реверс)

Заходим в меню «Config» и нажимаем «Homing/Limits». В
появившемся окне против нужной оси в графе «Reversed» меняем знак на птичку или крестик, затем нажимаем «ОК».

2. Загрузка программы с G-кодами и ее
запуск/остановка.

Заходим в меню «File» и нажимаем «Load G-Code». На появившемся окне выбираем нужную программу и нажимаем «Открыть».

Данная программа загружается и окно Mach приобретает следующий вид:

Далее останавливаем (при необходимости) бегущую строку кнопкой «Reset» и запускаем работу программы кнопкой «Cycle Start», остановка производится кнопкой «Stop».

3. Калибровка станка.

Это важная операция по настройке точности станка. В силу различных
технических причин, связанных с возможной неточностью механического хода осей станка, возможно возникновение погрешности, которое программа Mach позволяет откорректировать на программном уровне. Для этого на главном окне программы в управляющей строке нажимаем «Settings Alt 6», в новом окне нажимаем кнопку «Set Steps per Unit» (смотри картинки ниже).

Далее в появившемся окне «Axis Selection» выбираем точкой нужную для калибровки ось и нажимаем «ОК». Появляется следующее окно, в котором нужно установить заданное расстояние, например 150мм, и нажать «ОК». Станок включится и по этой оси «отъедет» на какое-то расстояние, которое потом надо будет точно измерить. Например, получилось 155мм. Это значит, что при задании станку расстояния 150мм, он фактически «проехал» 155мм. Это значение (155) вводим в открытое окно и нажимаем «ОК». Программа при этом автоматически определит погрешность и в дальнейшем начнет ее учитывать. «Учитывание» погрешности производится путем изменения количества подаваемых импульсов(шагов) на шаговый двигатель данной оси, проконтролировать изменение можно в окне «Steps per» меню «Config», далее «Motor Tuning».
Такую операцию надо провести в отношении каждой оси.

4. Подбор скорости оборотов шаговых двигателей и
режимов резания.

Скорость оборотов шаговых двигателей подбирается индивидуально к
каждому станку, исходя из следующего принципа — определяется максимальная скорость, при которой он начинает «запираться» (останавливаться) при работе, затем она уменьшается на 30-40%. При необходимости можно использовать и более низкие скорости, например при резке прочных материалов (металлов).
Подбор режимов резания тоже подбирается от минимальных значений до постепенного их повышения (скорость движения фрезы и ее заглубление). Появление излишнего «натужного» шума (рывков) при работе станка обычно свидетельствует о наступлении предельного режима.
Примерные режимы резания:
— при работе с деревом — скорость перемещения фрезы 3-5мм в сек, заглубление 2-3мм;
— с алюминием — скорость перемещения фрезы 3-4мм в сек, заглубление 0.1-0.3мм.

Это в целом все, что необходимо знать для первоначального запуска станка с Mach, остальное рекомендуется изучать по официальному Руководству этой программы.

Самостоятельное
подключение (коммутирование) контроллера, блока
питания и шаговых
двигателей.

Подключение шаговых двигателей к контроллеру.

Шаговые двигатели (ШД) обычно имеют следующую внутреннюю разводку своих проводов:

В практике чаще всего встречаются ШД с 4-мя или 6-ю проводами и соответственно они имеют разводку, которая указана в верхнем ряду рисунка, цвета проводов при этом тоже имеют стандартный вид.
Если ШД имеет 4 провода, то цвета следующие:
А+ — красный
А- — синий
В+ — черный
В- — зеленый
Если ШД имеет 6 проводов, то цвета следующие:
А+ — красный
средняя точка — белый
А- — синий
В+ — черный
средняя точка — желтый
В- — зеленый
Примечание: на всякий случай перед подключением ШД требуется проверить его внутреннюю разводку тестером.

Для подключения к контроллеру необходимо провода одного шагового двигателя ( А+, А- и В+, В-) подключить к соответствующим клеммам контроллера одной из осей, имеющим такое — же обозначение. Подключение к другим осям производится аналогично.
При подключении 6 проводного ШД, провода средних точек ( белый, желтый) обычно никуда не подключаются и «висят в воздухе». Иногда для обеспечения повышенной скорости вращения ШД, провода средних точек используют для подключения (смотри на рисунке схему «6Lead Higt Speed»), тогда оставшиеся 2 провода тоже должны «висеть в воздухе».
Обычно используются провода с внутренним сечением 0.35-0.75мм.

Читать еще:  Шевроле реззо двигатель как у нексии

Подключение контроллера к блоку питания и сети.

Постоянное выходное питание с блока питания подключается:
(+) к клемме 12/36v, (-) к клемме GND контроллера.
Подключение блока питания к сети 220в производится обычно с заземлением (3 провода).

Подключение китайского шпинделя, представляющего собой двигатель постоянного тока 12-48в (300вт), производится на свободные клеммы выходного постоянного напряжения блока питания. Обычно напряжения 24в вполне хватает для первоначального запуска станка, а также резки дерева и пластмасс. В дальнейшем рекомендуется этот шпиндель использовать с отдельным регулируемым блоком питания, рекомендуемое напряжение 35-40в, мощность не менее 250вт.

CNC станок из дерева на Arduino

Создаем CNC (ЧПУ) станок с использованием Arduino UNO R3, GCode Sender и GRBL.

Станок сделан из дерева. Готовьтесь к тому, что больше всего времени займет изготовление механической составляющей. С электроникой все несколько проще, но не менее интересно.

Фотографий будет много, текстовых пояснений – необходимый минимум. Фотографии приведены в конце каждого раздела проекта.

Необходимы материалы и компоненты

Из собственного опыта рекомендую приобрести все необходимые материалы перед началом любого проекта.

Список материалов и компонентов, которые вам понадобятся:

  • Фанера
  • Резьбовые валы
  • Стальные стержни
  • Шариковые подшипники
  • Гайки
  • Болты
  • Шаговые двигатели (в данном проекте использовались Nema 23)
  • Драйвера шаговых двигателей TB6560
  • Источник питания 24 В 15 А
  • Arduino UNO R3
  • Провода
  • Втулки из нейлона (капролона, фторопласта) и металлические втулки

Ссылки для заказа необходимого электронного оборудования, которое использовалось в проекте из Китая

Ось X

Для того, чтобы сделать основание, используется несколько деревянных брусков, в которых сделаны глухие и сквозные отверстия. После этого устанавливаются стальные резьбовой вал. Он выполняют роль привода для оси Х. Глухие отверстия служат упором для стальных валов, которые выполняют роль направляющих для оси Х. Резьбовой вал устанавливается по центру. При его вращении каретка (стол), перемещается вдоль оси Х. На толщине фанеры или деревянного бруска экономить не надо. Чем больше она весит, тем меньше наш станок будет вибрировать, соответственно, возрастает точность позиционирования.

Ось Y

Портальная конструкция оси Y очень схожа с конструкцией основания (ось Х). Портал (ось Y) устанавливается на подвижном столе, который перемещается по оси Х благодаря зафиксированной гайке под столом. Все это видно на рисунках, которые приведены ниже.

Ось Z

Ну и ось Z! Конструкция и сборка по принципу очень схожи с осями Х и Y. Эта ось обеспечивает вертикальное перемещение рабочего органа для подачи инструмента.

Сборка CNC станка

Собрать все это вместе несложно. Понадобится лишь несколько болтов-гаек. Размеры конструкции, которые приведены на рисунке приблизительные. Вы можете сделать ваш станок с управлением от Arduino больше или меньше. Единственное, на что стоит обратить внимание: не используйте клей, если какие-то детали поломались. Просто изготовьте новую деталь, иначе о жесткости вашего CNC станка говорить не придется.

Электроника

Теперь настало время подключить Arduino, драйвера и шаговые двигатели . Используйте по одному драйверу на отдельный шаговый мотор. Каждому драйверу надо питание для работы. Я использовал источник питания 24 В 15 А. Драйвера выбираются в зависимости от силы тока (А), которая требуется для шаговых двигателей. A+, A-, B+, B- соответствуют каждой из двух катушек моторов и их полюсам. CLK+ (Clock) подключается к пину step (шаг) на Arduino, CW+ (Clock Wise) подключается к пину direction (направление), CLK- и CW подключается к пину GND. EN+ EN- подключать не надо.

По ссылке ниже находится схема подключения Arduino GRBL и некоторые необходимые пояснения.

Загрузка и настройка GRBL на Arduino Uno R3

Подробная инструкция по загрузке GRBL на Arduino Uno R3 приведена на видео ниже. В описании приведены ссылки на программы и файлы GRBL. По сути ничего сложного нет. Загрузите код GRBL с помощью XLoader ( grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600. hex — https://raw.githubusercontent.com/grbl/grbl-builds/master/builds/grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600.hex ) на вашу плату Arduino. После этого откройте GCodeSender, чтобы подключить ваш Arduino к персональному компьютеру. Все! Ваша плата Arduino готова к использованию для управления CNC станком.

На еще одном видео ниже приведена инструкция по настроке GRBL под ваши шаговые двигатели (хоть и тоже на итальянском, но по видеоматериалу можно спокойно сориентироваться):

CAD/CAM рекомендации и видео рабочего CNC станка с управлением от Arduino

Для задания траектории обработки (профиля вашей будущей детали) используются чертежи из любой CAD программы. После этого используется CAM программа для формирования G кода. Я, например, использую MasterCam X7, которая одновременно выполняет задачи и CAD и CAM программы.

На видео ниже представлен конечный результат. Надеюсь, вам понравится и это даст вам дополнительную мотивацию для создания собственного CNC станка под управлением Arduino.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector