برای خود مونتاژ ماشین فرز، باید یک کنترلر کنترل CNC را انتخاب کنید. کنترلرها به صورت چند کاناله در دسترس هستند: 3 و 4 محور کنترلرهای استپر موتور، و تک کاناله. کنترل‌کننده‌های چند کاناله اغلب برای کنترل موتورهای پله‌ای کوچک با سایز 42 یا 57 میلی‌متر (nema17 و nema23) یافت می‌شوند. چنین موتورهایی برای خود مونتاژ ماشین های CNC با میدان کاری تا 1 متر مناسب هستند. هنگام مونتاژ ماشینی با میدان کاری بیش از 1 متر، باید از موتورهای پله ای با اندازه 86 میلی متر (nema34) استفاده شود، برای کنترل چنین موتورهایی به درایورهای تک کاناله قدرتمند با جریان کنترل 4.2 آمپر یا بیشتر نیاز دارید.

برای کنترل ماشین‌های فرز رومیزی، کنترل‌کننده‌های مبتنی بر ریزتراشه‌ها-درایورهای تخصصی برای کنترل موتور پله‌ای گسترده هستند، به عنوان مثال، TB6560 یا A3977. این تراشه حاوی کنترل کننده ای است که موج سینوسی صحیح را برای حالت های مختلف نیم مرحله ای تولید می کند و قابلیت تنظیم برنامه ای جریان های سیم پیچ را دارد. این درایورها برای کار با موتورهای پله ای تا 3 آمپر، موتورهای پله ای سایز NEMA17 42 میلی متر و NEMA23 57 میلی متر طراحی شده اند.

مدیریت کنترلر با استفاده از تخصصی یا لینوکس EMC2 و سایر موارد نصب شده روی رایانه شخصی. توصیه می شود از رایانه ای با حداقل پردازنده 1 گیگاهرتز و حافظه 1 گیگابایت استفاده کنید. یک کامپیوتر رومیزی نتایج بهتری نسبت به لپ‌تاپ‌ها دارد و بسیار ارزان‌تر است. علاوه بر این، زمانی که مشغول کار با دستگاه شما نیست، می توانید از این رایانه برای کارهای دیگر استفاده کنید. هنگام نصب بر روی لپ تاپ یا رایانه شخصی با حافظه 512 مگابایتی، توصیه می شود که .

پورت موازی LPT برای اتصال به کامپیوتر استفاده می شود (برای یک کنترلر با رابط USB، پورت USB). اگر رایانه شما به پورت موازی مجهز نیست (کامپیوترهای بیشتری بدون این پورت منتشر می شوند)، می توانید کارت توسعه دهنده پورت PCI-LPT یا PCI-E-LPT یا مبدل کنترلر USB-LPT تخصصی که به آن متصل می شود، خریداری کنید. کامپیوتر از طریق پورت USB. .

با دستگاه حکاکی و فرز آلومینیوم رومیزی CNC-2020AL، کامل با یک واحد کنترل با قابلیت تنظیم سرعت اسپیندل، شکل 1 و 2، واحد کنترل شامل یک درایور موتور پله ای بر روی تراشه TB6560AHQ، منابع تغذیه درایور استپر موتور و منبع تغذیه اسپیندل

تصویر 1

شکل 2

1. یکی از اولین کنترل کننده های ماشین فرز CNC بر اساس تراشه TB6560 به "تخته آبی" ملقب شد، شکل 3. این گزینه برد در انجمن ها بسیار مورد بحث قرار گرفته است، دارای معایبی است. اولی اپتوکوپلرهای کند PC817 است که هنگام تنظیم برنامه کنترل ماشین MACH3 باید حداکثر مقدار مجاز را در فیلدهای Step pulse و Dir pulse = 15 وارد کند. دومی تطبیق ضعیف خروجی اپتوکوپلرها با ورودی های درایور TB6560 که با نهایی کردن مدار حل شده است، شکل 8 و 9. سوم - رگولاتورهای منبع تغذیه خطی برد و در نتیجه گرمای بیش از حد بزرگ، رگولاتورهای سوئیچینگ در بردهای بعدی استفاده می شود. چهارم - عدم جداسازی گالوانیکی مدار قدرت. رله اسپیندل 5A که در اکثر موارد کافی نیست و نیاز به استفاده از رله میانی قوی تری دارد. از مزایای آن می توان به وجود کانکتور برای اتصال کنترل پنل اشاره کرد. این کنترلر اعمال نمی شود.

شکل 3

2. کنترل کننده کنترل دستگاه CNC بعد از «تخته آبی» با نام مستعار تخته قرمز، شکل 4 وارد بازار شد.

در اینجا از اپتوکوپلرهای فرکانس بالا (سریع) 6N137 استفاده می شود. رله اسپیندل 10A. وجود عایق گالوانیکی برای منبع تغذیه. یک کانکتور برای اتصال درایور محور چهارم وجود دارد. کانکتور مناسب برای اتصال سوئیچ های محدود.

شکل 4

3. کنترلر استپر موتور با علامت TB6560-v2 نیز قرمز است، اما ساده شده است، هیچ قطع برق وجود ندارد، شکل 5. اندازه کوچک، اما در نتیجه، اندازه رادیاتور نیز کوچکتر است.

شکل 5

4. کنترلر در یک محفظه آلومینیومی، شکل 6. کیس از کنترلر در برابر نفوذ گرد و غبار قطعات فلزی محافظت می کند، همچنین به عنوان یک هیت سینک خوب عمل می کند. عایق برق گالوانیکی یک کانکتور برای تغذیه مدارهای اضافی + 5 ولت وجود دارد. اپتوکوپلرهای سریع 6N137. اچ خازن های امپدانس کم و ESR پایین. رله کنترل روشن شدن اسپیندل وجود ندارد، اما دو خروجی برای اتصال رله (سوئیچ های ترانزیستور با OK) یا کنترل PWM سرعت اسپیندل وجود دارد. شرح اتصال سیگنال های کنترل رله در صفحه

شکل 6

5. کنترلر 4 محوری روتر CNC، رابط USB، شکل 7.

شکل 7

این کنترلر با برنامه MACH3 کار نمی کند، برنامه کنترل ماشین خودش را دارد.

6. کنترل کننده دستگاه CNC روی درایور استپر موتور از Allegro A3977، شکل 8.

شکل 8

7. درایور استپر موتور تک کاناله برای دستگاه CNC DQ542MA. از این درایور می توان برای تولید مستقل ماشینی با میدان کاری بزرگ و موتورهای پله ای تا جریان 4.2 آمپر استفاده کرد، همچنین می تواند با موتورهای 86 میلی متری نما34 کار کند، شکل 9.

شکل 9

عکس نهایی شدن برد کنترلر استپر موتور آبی در TB6560 شکل 10.

شکل 10.

نمودار تثبیت برد کنترلر استپر آبی روی TB6560، شکل 11.

در میان طیف گسترده ای از کنترلرها، کاربران به دنبال خود مونتاژ مدارهایی هستند که قابل قبول و موثرترین باشند. هر دو دستگاه تک کانال و دستگاه های چند کاناله استفاده می شود: کنترل کننده های 3 محوره و 4 محوره.

گزینه های دستگاه

کنترلرهای چند کاناله موتورهای پله ای (موتورهای پله ای) با اندازه های 42 یا 57 میلی متر در مورد زمین کاری کوچک دستگاه - تا 1 متر استفاده می شود. هنگام مونتاژ دستگاه با میدان کاری بزرگتر - بیش از 1 متر. ، اندازه 86 میلی متر مورد نیاز است. می توان آن را با استفاده از یک درایور تک کاناله (جریان کنترل بیش از 4.2 A) کنترل کرد.

برای کنترل یک ماشین با کنترل عددی، به ویژه، می توان با یک کنترل کننده ایجاد شده بر اساس ریز مدارهای تخصصی - درایورهایی که برای استفاده برای موتورهای پله ای تا 3A در نظر گرفته شده است. کنترلر CNC دستگاه توسط یک برنامه خاص کنترل می شود. این بر روی رایانه شخصی با فرکانس پردازنده بیش از 1 گیگاهرتز و ظرفیت حافظه 1 گیگابایت نصب می شود. با حجم کمتر، سیستم بهینه شده است.

توجه داشته باشید! اگر با یک لپ تاپ مقایسه شود، پس در مورد اتصال یک کامپیوتر ثابت - بهترین نتیجه، و ارزان تر است.

هنگام اتصال کنترلر به رایانه، از رابط پورت موازی USB یا LPT استفاده کنید. اگر این پورت ها در دسترس نیستند، از بردهای گسترش دهنده یا کنترل کننده های مبدل استفاده کنید.

گشت و گذار در تاریخ

نقاط عطف پیشرفت فناوری را می توان به صورت شماتیک به شرح زیر توصیف کرد:

• اولین کنترل کننده روی تراشه به طور مشروط "تخته آبی" نامیده می شد. این گزینه دارای اشکالاتی است و این طرح باید بهبود یابد. مزیت اصلی این است که یک کانکتور وجود دارد و کنترل پنل به آن متصل شده است.
• به دنبال رنگ آبی، یک کنترلر ظاهر شد، به نام "تخته قرمز". قبلاً از اپتوکوپلرهای سریع (فرکانس بالا)، رله اسپیندل 10 آمپر، جداسازی برق (گالوانیکی) و کانکتوری که درایورهای محور چهارم وصل می‌شد استفاده می‌کرد.
• دستگاه مشابه دیگری با علامت قرمز نیز استفاده شد، اما ساده تر. با کمک آن، می توان یک دستگاه کوچک از نوع رومیزی را کنترل کرد - از بین دستگاه های 3 محور.

• بعدی در خط پیشرفت فنی یک کنترل کننده با عایق برق گالوانیکی، اپتوکوپلرهای سریع و خازن های ویژه بود که دارای یک بدنه آلومینیومی است که از گرد و غبار محافظت می کند. به جای یک رله کنترلی که اسپیندل را روشن می کرد، طراحی دارای دو خروجی و قابلیت اتصال رله یا کنترل سرعت PWM (مدولاسیون عرض پالس) بود.
• اکنون برای ساخت ماشین فرز و حکاکی خانگی با موتور پله ای، گزینه هایی وجود دارد - یک کنترلر 4 محوره، یک درایور موتور پله ای از Allegro، یک درایور تک کانال برای دستگاهی با زمین کاری بزرگ.

مهم! با استفاده از سرعت زیاد و بالا، استپر موتور را اضافه بار نکنید.

کنترل کننده ضایعات

اکثر افراد DIYer کنترل از طریق پورت LPT را برای اکثر برنامه های کنترل سطح آماتور ترجیح می دهند. برخی از افراد به جای استفاده از مجموعه ای از ریزمدارهای ویژه برای این منظور، یک کنترلر از مواد بداهه - ترانزیستورهای اثر میدانی از مادربردهای سوخته (با ولتاژ بیش از 30 ولت و جریان بیش از 2 آمپر) می سازند.

و از آنجایی که دستگاهی برای برش فوم ساخته شد، مخترع از لامپ های رشته ای خودرو به عنوان محدود کننده جریان استفاده کرد و SD از چاپگرها یا اسکنرهای قدیمی حذف شد. چنین کنترل کننده ای بدون تغییر در مدار نصب شد.

برای ساخت ساده ترین دستگاه CNC با دستان خود، با جداسازی اسکنر، علاوه بر استپر موتور، تراشه ULN2003 و دو میله فولادی نیز حذف می شوند، به درگاه تست می روند. علاوه بر این، شما نیاز خواهید داشت:

• جعبه مقوایی (بدنه دستگاه از آن مونتاژ می شود). یک نوع با ورق textolite یا تخته سه لا امکان پذیر است، اما مقوا راحت تر است. تکه های چوب؛
• ابزار - به شکل سیم برش، قیچی، پیچ گوشتی؛ تفنگ چسب و لوازم جانبی لحیم کاری؛
• گزینه تخته ای که برای دستگاه CNC خانگی مناسب است.
• کانکتور برای پورت LPT؛
• یک سوکت سیلندر شکل برای تنظیم منبع تغذیه؛
• عناصر اتصال - میله های رزوه ای، مهره ها، واشرها و پیچ ها؛
• برنامه برای TurboCNC

مونتاژ یک دستگاه خانگی

هنگام شروع کار بر روی یک کنترلر CNC خانگی، اولین قدم این است که تراشه را با دقت روی تخته نان با دو ریل برق لحیم کنید. سپس اتصال خروجی ULN2003 و کانکتور LPT انجام می شود. در مرحله بعد، نتایج باقی مانده طبق طرح به هم متصل می شوند. پایه صفر (درگاه موازی 25) به پایه منفی روی ریل برق برد متصل است.

سپس استپر موتور به دستگاه کنترل وصل می شود و سوکت منبع تغذیه به باس مربوطه متصل می شود. برای اطمینان از اتصالات سیم، آنها را با چسب حرارتی ثابت می کنند.

اتصال Turbo CNC دشوار نخواهد بود. این برنامه با MS-DOS کارآمد است، با ویندوز نیز سازگار است، اما در این صورت برخی خطاها و خرابی ها ممکن است.

با تنظیم برنامه برای کار با کنترلر، می توانید یک محور تست بسازید. ترتیب اقدامات برای اتصال ماشین ها به شرح زیر است:

• میله های فولادی در سوراخ هایی که در همان سطح در سه میله چوبی حفر شده اند وارد می شوند و با پیچ های کوچک ثابت می شوند.
• SD به میله دوم متصل می شود، آن را روی انتهای آزاد میله ها قرار می دهد و با استفاده از پیچ پیچ می شود.
• یک پیچ سربی از سوراخ سوم عبور می کند و یک مهره قرار می گیرد. پیچی که در سوراخ میله دوم قرار داده شده است تا انتهای آن پیچ می شود تا با عبور از این سوراخ ها روی شفت موتور خارج شود.
• در مرحله بعد، میله با یک تکه شلنگ لاستیکی و یک گیره سیمی به شفت موتور متصل می شود.
• برای محکم کردن مهره به پیچ های اضافی نیاز است.
• پایه ساخته شده نیز با پیچ به میله دوم متصل می شود. سطح افقی با پیچ ها و مهره های اضافی تنظیم می شود.
• معمولا موتورها با کنترلرها به هم متصل می شوند و برای اتصال صحیح تست می شوند. این با بررسی پوسته پوسته شدن CNC، اجرای برنامه آزمایشی دنبال می شود.
• باقی مانده است که بدنه دستگاه ساخته شود و این آخرین مرحله کار کسانی خواهد بود که ماشین آلات خانگی ایجاد می کنند.

هنگام برنامه ریزی عملکرد یک دستگاه 3 محوره، در تنظیمات برای دو محور اول - بدون تغییر. اما هنگام برنامه نویسی 4 فاز اول سوم، تغییراتی ارائه می شود.

توجه! با استفاده از نمودار ساده شده کنترلر ATMega32 (پیوست 1)، در برخی موارد، ممکن است با پردازش نادرست محور Z - حالت نیم گام مواجه شوید. اما در نسخه کامل برد او (پیوست 2)، جریان های محور توسط یک PWM سخت افزاری خارجی تنظیم می شود.

نتیجه

در کنترل کننده های مونتاژ شده توسط ماشین های CNC - طیف گسترده ای از کاربردها: در پلاترها، ماشین های فرز کوچک که با قطعات چوبی و پلاستیکی کار می کنند، حکاکی های فولادی، ماشین های حفاری مینیاتوری.

دستگاه هایی با عملکرد محوری نیز در پلاترها استفاده می شوند که می توان از آنها برای ترسیم و تولید بردهای مدار چاپی استفاده کرد. بنابراین تلاشی که برای مونتاژ توسط صنعتگران صرف می شود قطعاً در کنترلر آینده نتیجه خواهد داد.

1. ظاهر هیئت

1 - اسلات برای کارت SD.

2 - دکمه شروع؛

3 - جوی استیک کنترل دستی;

4 - LED (برای محورهای X و Y);

5 LED (برای محور Z)؛

6 - نتیجه گیری برای دکمه پاور اسپیندل؛

8 - خروجی های سطح پایین (-GND);

9 - خروجی های سطح بالا (+5v);

10 - پین برای 3 محور (Xstep، Xdir، Ystep، Ydir، Zstep، Zdir) 2 پین برای هر کدام؛

11 - پین اتصال LPT (25 پین)؛

12 - کانکتور LPT (مونث);

13 - کانکتور USB (فقط برای منبع تغذیه + 5 ولت);

14 و 16 - کنترل فرکانس اسپیندل (PWM 5 V)؛

15 - GND (برای اسپیندل)؛

17 - خروجی برای روشن و خاموش کردن اسپیندل.

18 - کنترل سرعت اسپیندل (آنالوگ از 0 تا 10 ولت).

هنگام اتصال به یک برد آماده با درایورهای یک CNC 3 محوره که دارای خروجی LPT است:

جامپرها را بین 10 پین و 11 پین نصب کنید.

پین‌های 8 و 9 از 11، در صورت اختصاص پین‌های فعال و غیرفعال اضافی برای درایورها مورد نیاز هستند (استاندارد خاصی وجود ندارد، بنابراین می‌تواند هر ترکیبی باشد، می‌توانید آنها را در توضیحات پیدا کنید یا با تایپ کردن :) -)

هنگام اتصال به درایورهای جداگانه با موتور:

جامپرها را بین 10 پین Step، Dir تخته "RFF" و Step، Dir درایورهای خود نصب کنید. (تامین برق درایورها و موتورها را فراموش نکنید)

"RFF" را در شبکه روشن کنید. دو LED روشن می شود.

یک کارت SD فرمت شده را در LOT 1 وارد کنید. RESET را فشار دهید. صبر کنید تا LED سمت راست روشن شود. (حدود 5 ثانیه) کارت SD را بردارید.

یک فایل متنی با نام "RFF" روی آن ظاهر می شود.

این فایل را باز کنید و متغیرهای زیر را وارد کنید (در این فرم و ترتیب):

مثال:

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

V - مقدار شرطی از 0 تا 10 سرعت اولیه در هنگام شتاب (شتاب).

توضیحات فرمان

د - مجموعه تقسیم زمین در درایورهای موتور (باید در هر سه یکسان باشد).

L طول گذرگاه کالسکه (گانتری)، با یک دور چرخش استپر موتور بر حسب میلی متر (باید در هر سه یکسان باشد). میله را به جای کاتر از دسته وارد کنید و موتور را یک دور کامل به صورت دستی حرکت دهید، این خط مقدار L خواهد بود.

S - چه سیگنالی اسپیندل را روشن می کند، اگر 0 به معنای - GND اگر 1 به معنای + 5v باشد (می توانید به صورت تجربی انتخاب کنید).

Dir X، Dir Y، Dir Z، جهت حرکت در امتداد محورها را نیز می توان به صورت تجربی با تنظیم 0 یا 1 انتخاب کرد (در حالت دستی مشخص می شود).

F - سرعت بیکار (G0)، اگر F=600 باشد، سرعت 600 میلی متر بر ثانیه است.

H - حداکثر فرکانس اسپیندل شما (برای کنترل فرکانس اسپیندل با استفاده از PWM لازم است، فرض کنید اگر H=1000 باشد و S1000 در G-code نوشته شده باشد، خروجی در این مقدار 5 ولت خواهد بود، اگر S500 2.5 ولت باشد. و غیره، متغیر S در G-code نباید از H در SD بزرگتر باشد.

فرکانس این پین حدود 500 هرتز است.
UP - منطق کنترل درایور موتور پله ای، (هیچ استانداردی وجود ندارد، می تواند هم بالا + 5 ولت باشد و هم کم -) 0 یا 1 را تنظیم کنید. (به هر حال برای من کار می کند. -)))

خود کنترلر

ویدیو را ببینید: برد کنترل CNC 3 محوره

2. تهیه برنامه کنترل (G_CODE)

برد تحت ArtCam توسعه یافته است، بنابراین برنامه کنترل باید با پسوند باشد. TAP (به یاد داشته باشید که در میلی متر قرار دهید، نه اینچ).
فایل G-code ذخیره شده در کارت SD باید G_CODE نام داشته باشد.

اگر پسوند دیگری مانند CNC دارید، سپس فایل خود را با notepad باز کنید و آن را به عنوان G_CODE.TAP ذخیره کنید.

x، y، z در G-code باید با حروف بزرگ باشد، نقطه باید یک نقطه باشد، نه کاما، و حتی یک عدد صحیح باید با 3 صفر بعد از نقطه باشد.

در اینجا به این شکل است:

X5.000Y34.400Z0.020

3. کنترل دستی

کنترل دستی با استفاده از جوی استیک انجام می شود، اگر متغیرها را در تنظیمات مشخص شده در بند 1، برد "RFF" وارد نکرده باشید.
حتی در حالت دستی کار نخواهد کرد!
برای تغییر حالت دستی، جوی استیک را فشار دهید. حالا سعی کنید آن را مدیریت کنید. از بالا به تخته نگاه کنید (شکاف 1 در پایین،
12 کانکتور LPT در بالا).

به جلو Y+، به عقب Y-، راست X+، سمت چپ X-، (اگر حرکت در تنظیمات Dir X، Dir Y اشتباه است، مقدار را به عکس تغییر دهید).

جوی استیک را دوباره فشار دهید. LED چهارم روشن می شود، به این معنی که شما برای کنترل محور Z تغییر مکان داده اید. جوی استیک بالا - اسپیندل
باید Z+ بالا برود، جوی استیک پایین بیاید - پایین بروید Z- (در صورت حرکت اشتباه در تنظیمات Dir Z، مقدار را تغییر دهید
برعکس).
دوک را پایین بیاورید تا کاتر قطعه کار را لمس کند. دکمه شروع 2 را فشار دهید، اکنون این نقطه صفر است از اینجا اجرای G-code آغاز می شود.

4. عملیات آفلاین (انجام برش کد G)
دکمه 2 را دوباره با کمی نگه داشتن فشار دهید.

پس از رها کردن دکمه، برد "RFF" شروع به کنترل دستگاه CNC شما می کند.

5. حالت مکث
هنگامی که دستگاه در حال کار است، دکمه 2 را به طور خلاصه فشار دهید، برش متوقف می شود و دوک به اندازه 5 میلی متر از قطعه کار بالا می رود. اکنون می توانید محور Z را هم به سمت بالا و هم پایین کنترل کنید، حتی از فرو رفتن در قطعه کار نترسید، زیرا پس از فشار دادن مجدد دکمه 2، برش از مقدار مکث در امتداد Z ادامه می یابد. در حالت مکث، خاموش و روشن می شود. دوک با دکمه 6 موجود است. محورهای X و Y در حالت مکث قابل کنترل نیستند.

6. توقف اضطراری کار با حرکت دوک به سمت صفر

با نگه داشتن دکمه 2 برای مدت طولانی در حین کار خودکار، دوک به اندازه 5 میلی متر از قطعه کار بالا می رود، دکمه را رها نکنید، 2 LED به طور متناوب شروع به چشمک زدن می کنند، 4 و 5، هنگامی که چشمک زدن متوقف شد، دکمه را رها کنید و دوک به نقطه صفر حرکت می کند. با فشار دادن مجدد دکمه 2، کار از همان ابتدای G-code اجرا می شود.

از دستوراتی مانند G0، G1، F، S، M3، M6 برای کنترل سرعت اسپیندل پشتیبانی می کند.خروجی های جداگانه وجود دارد: PWM از 0 تا 5 ولت و آنالوگ دوم از 0 تا 10 ولت.

فرمت فرمان پذیرفته شده:

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

خطوط نیازی به شماره گذاری ندارند، فاصله ها نباید تنظیم شوند، F و S باید فقط هنگام تغییر نشان داده شوند.

مثال کوچک:

T1M6 G0Z5.000 G0X0.000Y0.000S50000M3 G0X17.608Y58.073Z5.000 G1Z-0.600F1000.0 G1X17.606Y58.132F1500.0 X17.599Y58.363 X17.597Y58.476 X17.603Y58.707 X17.6058.707 X17.6058.748 X17.6058.748

نمایش کنترلر RFF

از آنجایی که مدت ها پیش یک دستگاه CNC برای خودم مونتاژ کردم و مدت زیادی است که از آن برای اهداف سرگرمی استفاده می کنم، امیدوارم تجربه من و همچنین کدهای منبع کنترل کننده مفید باشد.

سعی کردم فقط آن لحظاتی را بنویسم که شخصاً برایم مهم به نظر می رسید.

پیوند به منابع کنترلر و پوسته Eclipse + gcc پیکربندی شده و غیره در همان مکان ویدیو قرار دارند:

تاریخچه خلقت

من که مرتباً با نیاز به ساختن یک "چیز" کوچک با شکل پیچیده روبرو بودم، در ابتدا به یک چاپگر سه بعدی فکر کردم. و حتی شروع به انجام آن کرد. اما پس از خواندن انجمن ها و ارزیابی سرعت چاپگر سه بعدی، کیفیت و دقت نتیجه، درصد رد و ویژگی های ساختاری ترموپلاستیک ها، متوجه شدم که این چیزی بیش از یک اسباب بازی نیست.

سفارش قطعات از چین در یک ماه رسید. و بعد از 2 هفته دستگاه با کنترل LinuxCNC کار می کرد. جمع آوری شده از هر زباله ای که در دست بود، زیرا می خواستم به سرعت (پروفایل + ناودانی). قرار بود بعداً آن را دوباره انجام دهم ، اما همانطور که معلوم شد ، دستگاه کاملاً سفت و سخت بود و مهره های روی گل میخ ها حتی یک بار هم لازم نیست سفت شوند. بنابراین طرح بدون تغییر باقی ماند.

عملکرد اولیه دستگاه نشان داد که:

1. استفاده از مته 220 ولتی "چین نونام" به عنوان دوک ایده خوبی نیست. بیش از حد گرم می شود و صدای وحشتناکی دارد. بازی کناری کاتر (بلبرینگ؟) با دست احساس می شود.
2. مته پروکسون بی صدا است. بالابر قابل توجه نیست. اما بیش از حد گرم می شود و بعد از 5 دقیقه خاموش می شود.
3. یک کامپیوتر قرض گرفته شده با یک پورت LPT دو طرفه مناسب نیست. مدتی گرفته شد (پیدا کردن PCI-LPT یک مشکل بود). فضا را اشغال می کند. و به طور کلی..

پس از عملیات اولیه، من یک اسپیندل آب خنک سفارش دادم و تصمیم گرفتم یک کنترلر برای عملکرد خودکار در ارزان ترین نسخه STM32F103 بسازم که به طور کامل با صفحه نمایش LCD 320x240 فروخته می شود.
اینکه چرا مردم هنوز سرسختانه ATMega 8 بیتی را برای کارهای نسبتاً پیچیده و حتی از طریق آردوینو عذاب می دهند، برای من یک راز است. آنها احتمالا عاشق چالش هستند.

توسعه کنترلر

من برنامه را پس از بررسی دقیق منابع LinuxCNC و gbrl ایجاد کردم. با این حال، نه آن کدها و نه آن کدهای منبع برای محاسبه مسیر انتخاب نشدند. می خواستم سعی کنم بدون استفاده از float یک ماژول محاسبه بنویسم. منحصراً در محاسبات 32 بیتی.
نتیجه برای همه حالت های عملیاتی مناسب من است و مدت زیادی است که سیستم عامل آن لمس نشده است.
حداکثر سرعت انتخاب شده آزمایشی: X:2000mm/min Y:1600 Z:700 (حالت 1/8 1600 گام در میلی‌متر).
اما توسط منابع کنترل کننده محدود نمی شود. درست بالاتر از صدای ناخوشایند پرش پله‌ها، حتی مستقیماً در هوا امتداد می‌یابد. برد کنترل استپر چینی ارزان قیمت در TB6560 بهترین گزینه نیست.
در واقع سرعت روی چوب (راش، عمق 5 میلی متر، d = 1 میلی متر کاتر، گام 0.15 میلی متر) بیش از 1200 میلی متر نیست. خطر شکستن کاتر را افزایش می دهد.

نتیجه یک کنترلر با عملکرد زیر است:

• اتصال به یک رایانه خارجی به عنوان یک دستگاه ذخیره سازی انبوه USB استاندارد (FAT16 در کارت SD). کار با فایل های استاندارد G-code
• حذف فایل ها از طریق رابط کاربری کنترلر.
• مشاهده مسیر برای فایل انتخابی (تا جایی که صفحه نمایش 640x320 اجازه می دهد) و محاسبه زمان اجرا. در واقع شبیه سازی اجرا با جمع زمان.
• مشاهده محتویات فایل ها به صورت آزمایشی
• حالت کنترل دستی از صفحه کلید (حرکت و تنظیم "0").
• شروع کار برای فایل انتخابی (G-code).
• توقف/ازسرگیری اجرا. (گاهی مفید است).
• توقف نرم افزار اضطراری

کنترلر از طریق همان کانکتور LPT به برد کنترل استپر متصل می شود. آن ها به عنوان یک کامپیوتر کنترلی با LinuxCNC/Mach3 عمل می کند و با آن قابل تعویض است.

پس از آزمایش‌های خلاقانه بر روی حکاکی نقش برجسته‌های دست‌کشیده روی درخت، و آزمایش‌هایی با تنظیمات شتاب در برنامه، رمزگذارهایی را نیز روی محورها می‌خواستم. فقط در e-bay رمزگذارهای نوری نسبتاً ارزانی (1/512) پیدا کردم که گام آنها برای بال اسکروهای من 5/512 = 0.0098 میلی متر بود.
به هر حال، استفاده از رمزگذارهای نوری با وضوح بالا بدون طرح سخت افزاری برای کار با آنها (STM32 آن را دارد) بی معنی است. نه پردازش را قطع می‌کند و نه، علاوه بر این، یک نظرسنجی نرم‌افزاری هرگز با "جهش" مقابله نمی‌کند (این را برای طرفداران ATMega می‌گویم).

اول از همه، من برای وظایف زیر می خواهم:

1. قرار دادن دستی روی میز با دقت بالا.
2. کنترل مراحل از دست رفته با کنترل انحراف مسیر از مسیر محاسبه شده.

با این حال، من برنامه دیگری برای آنها پیدا کردم، البته در یک کار نسبتاً باریک.

استفاده از رمزگذار برای تصحیح مسیر ماشین ابزار با موتورهای پله ای

متوجه شدم که هنگام بریدن ریلف، هنگام تنظیم شتاب در Z روی بیش از یک مقدار مشخص، محور Z به آرامی اما مطمئناً شروع به خزش می کند. اما زمان برش امدادی با این شتاب 20 درصد کمتر است. در پایان برش نقش برجسته 17x20 سانتی متر با یک پله 0.1 میلی متر، کاتر می تواند 1-2 میلی متر از مسیر محاسبه شده پایین بیاید.
تجزیه و تحلیل وضعیت دینامیک توسط انکودرها نشان داد که وقتی کاتر بالا می رود، گاهی اوقات 1-2 مرحله از بین می رود.
یک الگوریتم تصحیح گام ساده با استفاده از یک رمزگذار انحراف بیش از 0.03 میلی متر را نمی دهد و زمان پردازش را 20٪ کاهش می دهد. و حتی یک برآمدگی 0.1 میلی متری روی درخت نیز به سختی قابل توجه است.

طرح

گزینه ایده آل برای اهداف سرگرمی نسخه دسکتاپ با میدان کمی بزرگتر از A4 بود. و من هنوز به اندازه کافی از آن دارم.

میز متحرک

هنوز برای من یک راز باقی مانده است که چرا همه طرحی را با یک پورتال متحرک برای ماشین های رومیزی انتخاب می کنند. تنها مزیت آن توانایی پردازش یک برد بسیار طولانی در قطعات یا اگر مجبور به پردازش مواد به طور منظم هستید که وزن آن بیشتر از وزن درگاه است.

در تمام مدت بهره برداری هرگز نیازی به بریدن نقش برجسته روی تخته 3 متری به صورت قطعات یا حکاکی روی تخته سنگی نبوده است.

میز کشویی مزایای زیر را برای ماشین های رومیزی دارد:

1. طراحی ساده تر و به طور کلی طراحی سفت تر است.
2. تمام قلوه‌ها (منبع تغذیه، تخته‌ها و غیره) روی یک پورتال ثابت آویزان می‌شوند و دستگاه فشرده‌تر و حمل راحت‌تر به نظر می‌رسد.
3. جرم میز و یک قطعه از مواد معمولی برای پردازش به طور قابل توجهی کمتر از جرم پورتال و دوک است.
4. مشکل کابل ها و شیلنگ های خنک کننده آب اسپیندل عملا از بین می رود.

دوک

من می خواهم توجه داشته باشم که این دستگاه برای پردازش برق نیست. دستگاه CNC برای پردازش قدرت ساده ترین کار را بر اساس یک ماشین فرز معمولی انجام می دهد.

به نظر من یک دستگاه فلزکاری قدرتی و یک ماشین کاری چوب/پلاستیک با سرعت بالا انواع تجهیزات کاملاً متفاوتی هستند.

ایجاد یک ماشین جهانی در خانه حداقل معنی ندارد.

انتخاب دوک برای ماشینی با این نوع بال اسکرو و راهنماهایی با یاتاقان های خطی بدون ابهام است. این یک اسپیندل با سرعت بالا است.

برای یک اسپیندل معمولی با سرعت بالا (20000 دور در دقیقه)، آسیاب فلزات غیر آهنی (حتی در مورد فولاد صحبت نمی شود) یک حالت شدید برای اسپیندل است. خوب، مگر اینکه خیلی ضروری باشد، و سپس با آبیاری مایع خنک کننده، 0.3 میلی متر در هر پاس می خورم.
اسپیندل ماشین خنک شدن با آب را توصیه می کند. با آن، در حین کار فقط صدای "آواز" موتورهای پله ای و غرغر پمپ آکواریوم در مدار خنک کننده شنیده می شود.

روی چنین ماشینی چه کاری می توان انجام داد

اولا مشکل پرونده ها برای من برطرف شد. بدنه هر شکلی از "پلکسی گلاس" آسیاب شده و با یک حلال در امتداد برش های کاملاً صاف به هم چسبانده می شود.

فایبرگلاس از اینکه یک ماده جهانی باشد خودداری کرد. دقت دستگاه به شما این امکان را می دهد که یک صندلی برای یاتاقان جدا کنید که در آن سرد می شود، همانطور که باید با کمی سفت شدن باشد و سپس نمی توانید آن را بیرون بکشید. چرخ دنده های Textolite کاملاً با یک پروفیل درهم بریده درست می شوند.

نجاری (نقش برجسته و غیره) - دامنه وسیعی برای تحقق انگیزه های خلاقانه آنها یا حداقل برای اجرای انگیزه های دیگران (مدل های آماده).

اما من زیورآلات را امتحان نکردم. جایی برای احتراق / ذوب / ریختن فلاسک ها وجود ندارد. اگرچه یک نوار موم جواهرات در بال ها منتظر است.