Get Adobe Flash player
    Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса     Копирование материалов     разрешено с обязательной ссылкой     на этот сайт     Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса    

УЧПУ

Привод ШД L297 + IR2104 + 555

Видео этого работающего привода

Начать настройку привода нужно с внимательного осмотра платы на предмет не пропаянных деталей и слипшихся дорожек. Очень желательно микросхемы таймера, L297 и IR2104 (в DIP корпусе) не впаивать в плату, а вставлять в панельки т.е. вам может потребоваться несколько раз убирать деталь с платы.

СХЕМА

 

Начнем с таймера. Микросхема NE555 — это прецизионный интегральный таймер и служит для переключения режимов работа/удержание. Это нужно для того, чтобы во время простоя одного или нескольких двигателей, на них подавался бы не рабочий ток в некоторых случаях достигающий нескольких Ампер, а ток, достаточный для удержания вала двигателя от проворота. Время перехода в режим удержания можно изменять по своему усмотрению заменой электролитического конденсатора С11 на конденсатор большей или меньшей емкости. В оригинале схемы стоит конденсатор р на 10 мкФ, при этом время перехода в удержание примерно 1 секунда. Лучше поставить на 4,7 мкФ.

Регулировка тока режимов работа/удержание производится подстроечными резисторами R17, R18. Рекомендуют устанавливать ток удержания равный 50% от рабочего. Ток, подаваемый на двигатели, вычисляется довольно просто. Для этого замкнем Степ на общий, тем самым включив рабочий режим. Вольтметром смотрим, что у нас на среднем выводе R18 (15 ножка L297) относительно общего. Там должно быть напряжение в пределах 0-1В, что соответствует току 0-5А. Все измерения и регулировки на этом этапе производятся с отключенным блоком индикации. Теперь найдем и установим ток равный 1А. Для этого сопротивление резистора R9 (R10) оно у нас 0,2 Ом умножим на желаемый ток – 1А и получим 0,2. Т.е. для установки тока в 1 Ампер, между средним выводом R18 и землёй должно быть 0,2В. Для двух Ампер (0,2×2=0,4) подстройкой R18 поднимаем напряжение до 0,4В и т.д. Резисторы R17-R18 должны быть многооборотными. Для установки тока режима удержания, разъединяем Степ с общим, и подстроечником R18 выставляем нужное вам напряжение и соответственно нужный ток двигателей. Щуп мультиметра при этом оставляем всё на той же 15-й ножке микросхемы. Теперь подключаем узел индикации и ещё раз проверяем токи режимов раб/удержания  т.к. они могут немного измениться. Резистор R19 лучше поставить номиналом на 3,9 кОм.

Подключаем питание +5в к плате, должен загореться светодиод режима удержания. Замыкаем Step на общий, этот светодиод гаснет и загорается другой – режима работы. Повторяя несколько раз это наблюдайте за световой индикацией режимов. Переход из работы в удержание должен происходить с небольшой задержкой, порядка 1 секунды, а из удержания в работу переключаться мгновенно.

Микросхема L297 не требует какой-либо настройки, но для проверки правильности работы понадобится осциллограф. Подключаем питание, на L297 также как и на NE555 нужно подавать стабилизированные +5В. Если сигналов нет – ни в коем случае не пытайтесь проверить плату в работе, если не хотите увидеть фейерверк, который покажут 8 полевиков во главе с шаговым двигателем.

Можно подключать питание к IR2104 и полевикам, и смотреть, как крутятся движки. Питание на ШД для страховки, лучше подавать через одну или несколько автомобильных лампочек, в зависимости от того, сколько Вольт вы решили пульнуть на шаговики. В двигателе находим 2 обмотки и подключаем, как в схеме. Подключив питание ШД должны зашипеть – верный признак работы ШИМ. Теперь несколько раз коснемся Степом общего провода и смотрим как на это реагирует двигатель. Он должен немного проворачиваться каждый раз, когда вы касаетесь выводом Step минусовой дорожки. Если моторчик шагает в разные стороны – значит неправильно подключена одна из обмоток двигателя. Нужно поменять местами провода на любой из обмоток.

Если вы заметили на плате установлено два джампера: «HALF/FULL» для переключения режимов работы двигатели ШАГ/ПОЛУШАГ, и «PHASE/INH 1,2» — определяет то как будет происходить стабилизация тока. Вряд ли в собранной и настроенной плате вам понадобится переключать режимы работы, а JP2 вообще категорически запрещается подключать к плюсу, поэтому советую намертво соединить перемычками JP1 к +5В переведя двигатели в режим полушаг, а JP2 запаять на общий.

Привод в сборе

 

Применение драйверов ir2104 вместо L298 обусловлено возможностью использования полевых транзисторов значительно более мощных по току и напряжению, и еще — при выходе из строя L298 следом могут выгорать выходы  L297.

 

По материалам https://datagor.ru

 

 

 

Автономный пульт управления STEP/DIR приводами.

Смотреть ВИДЕО рабочего пульта

При работе с различными приводами двигателей, управляемых сигналами Step/Dir, может возникнуть необходимость в таком инструменте, как автономный пульт — по сути генератор импульсов. В интернет можно найти разные варианты реализации такой схемы, хороший и простой вариант опубликованный на  портале «РАДИОКОТ» был выбран из-за применения микроконтроллера, что обеспечивает упрощение схемотехники…

pult

Печатная  плата была перетрассирована под планарные (smd) элементы, а именно резисторы, конденсаторы и сам MCU PIC16F628A. Оптопара применена  сдвоенная скоростная — HCPL2630(dip8). Алгоритм работы можно прочитать в авторской статье.

pult1

pult2

 

Во всех отношениях устройство отрабатывает заложенные автором функции.

Файлы фотошаблонов и монтаж в архиве:

pult

Step-Dir сервопривод двигателя постоянного тока

Сервопривод Чена  (авторский сайт)

top

Теория и практика.

Это экспериментальная версия  системы управления сервомотором(SMC)  постоянного тока (DC)  с открытым кодом. Ее можно использовать практически как есть, или модифицировать. Для операций механизма сервопривода требуется обратная связь в режиме реального времени, таких как: позиционирование положения вала, регулирование скорости и крутящего момента.  Этот пример  подходит для реализации на любых встраиваемых 32-битных RISC-процессорах с промежуточным программным обеспечением. В этом проекте, все операции обрабатываются  дешевым 8-и битным микроконтроллером.
В последнее время, большинство следящих систем использует асинхронный двигатель под названием «AC сервомотор», чтобы снизить общую стоимость оборудования. Двигатель переменного тока для сервопривода  является своего рода двигателем постоянного тока, разницу между сервоприводами переменного и постоянного тока представляет только силовой  драйвер двигателя внутри самого привода.

Аппаратная часть

zblock1

На рисунке  показана блок-схема  SMC. Эта схема использует только  микроконтроллер AVR и управление драйвером двигателя в режиме ШИМ. Все следящие и управляющие операции обрабатываются программным обеспечением процессора сервопривода.  Аналоговые компоненты в этом сервоприводе  не используются.
AVR обрабатывает,  помимо серво функций,  также команды движения от управляющего хост-контроллера.  Высокая эффективность мощного драйвера (H-bridge) двигателя достигается в режиме ШИМ. Он может управлять двигателем мощностью до 50 Вт при напряжении питания 12В.
Разъем ISP для программирования AVR,  также может использоваться для подключения светодиодного табло. Хост-интерфейс  может быть подключен к последовательному порту компьютера напрямую. На разъем P4   можно подавать импульсы команд step/dir, как и в большинстве шаговых сервоприводов.

smc

 

Программное обеспечение и алгоритм.

zblock2

 

Этот рисунок  показывает теоретический принцип управления механизмом сервопривода позиционирования. Информация о текущем положении двигателя, подается обратно в серво-контроллер с потенциометра или датчика вращения. Положение вала двигателя  сравнивается с заданным положением, а затем, вал двигателя приводится в движение до достижения положения соответствующего заданной  ошибки.
Серво компаратор состоит из ошибки усилителя и ПИД-фильтров. До 1980-х годов, в схемах сервоприводов использовались  аналоговые  ОУ, преобразователь типа частота-напряжение, дифференциальный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, СИФУ, блок нелинейного токоограничения и множество других различных аналоговых каскадов.

Надо заметить, что наладка таких приводов представляла собой длинную последовательность  весьма непростых и точных действий инженера-наладчика, обычно это был специальный альбом инструкций…  После 1990-х годов,  стали популярны цифровая обработка сигналов  и новые алгоритмы для сервоприводов, такие как ИИ (искусственный интеллект) управления, четкая и нечеткая логика и т.п.

zblock3

Такая конфигурация схемы привода, с несколькими цепями обратных связей,  является самой популярной и основной архитектурой сервоприводов в настоящее время и  называется «Каскадное управление».  В такой схеме общая производительность сервопривода увеличивается.

В современных сервоприводах все эти операции обрабатываются программным обеспечением. Дискретная аппроксимация сервопривода значительно быстрее, чем период опроса от механической реакции. Как правило, частота обновления от 1  до нескольких кГц . В настоящее время, выполняется большинством микроконтроллеров без цифровой обработки сигналов. С такой скоростью обновления (кГц), каждая операция обрабатывается в течение 92 мкс, так что AVR может быть использован для обработки и управления сервоприводом с легкостью.

Итак сам привод SMC

Этот сервопривод может работать в четырех различных  режимах:

  • режим позиционирования (слежения),
  • режим постоянной скорости,
  • режиме постоянного крутящего момента,
  • режим постоянного напряжения.

Режимы работы определяются данными процесса сервопривода. Каждой операцией можно управлять с помощью хост-контроллера через последовательный интерфейс. Этот привод  может работать, как автономный контроллер движения, с  обновлением встроенного программного обеспечения.

Параметры, такие как усиление и ограничение, могут быть изменены динамически. Тем не менее, SMC не имеет функции автоматической настройки, так что нужно  вручную настроить параметры привода, исходя из свойств фактического двигателя нагрузки.  AVR имеет 128 байт энергонезависимой памяти данных, серво параметры могут быть сохранены или загружены в память.

Позиционирование

Для позиционирования положения двигателя, используются импульсы таймера с частотой 52 кГц для опроса  квадратурных сигналов из инкрементного вращающегося датчика — энкодера, которые обновляют текущий регистр позиции. Как правило, счетчик аппаратного буфера используется, как интерфейс датчика, для уменьшения нагрузки процессора в процессе позиционирования. Входные сигналы обрабатываются  програмно, чтобы уменьшить внешние компоненты.

zblock4 Максимальная скорость следования импульсов от энкодера — меньше частоты дискретизации программного обеспечения. Если скорость ввода  превышает частоту дискретизации, количество ошибок будет расти, и соответствия между фактическим положением двигателя и заданной позиций будут потеряны. Для увеличения скорости считывания используется  специальный алгоритм, который применяется к коду ошибки. Он может принимать скорость ввода количества импульсов в два раза быстрее, чем частота дискретизации. Таким образом,  количество входных импульсов может достигать максимальной скорости до 104kГц.  Например, при количестве 400 импульсов на оборот (400 PPR) , которые соответствуют 1600 циклов на оборот (1600 CPR) инкрементного датчика (см. рисунок)  , максимальная скорость вращения достигнет:

                     2 * 52k[sps] / 1600[cpr] * 60 = 3900[rpm]


На самом деле, максимальная скорость  будет немного меньше, в следствии запаздывания времени реакции на прерывание, а также механической точности датчика.

Алгоритм программы одновременно обрабатывает два процесса:

zflow2

zflow1

 

Один процесс исполняет команды управления, в то время как другой, в режиме реального времени, исполняет серво операции с двигателем.

Сервопривод управляется командами хост-контроллера через последовательный интерфейс.  Формат данных N81, со скоростью передачи данных 38.4K бит в секунду. Он может быть подключен к последовательному порту компьютера напрямую.

Описание основных команд можно прочитать на авторском сайте, а также исходники прошивки и модификацию схемы.

 

step

 

 

На этом рисунке показаны результаты измерения времени реакции позиционирования вала двигателя марки UGTMEM-A1SA51 по отношению к управляющему импульсу.

Существуют специальные программы, например SERVOTUNING, для COM-порта под ОС WINDOWS, которые позволяют выполнить точную настройку согласования привода и двигателя. Подробнее тут.

 

И несколько слов о цифровом табло.

Это 8-и символьный цифровой 7-и сегментный светодиодный дисплей, который управляется по трем линиям ввода/вывода.
Это табло можно использовать, как бортовой дисплей привода SMC, подключенный к порту программирования MCU AVR, конечно же после его программирования.

ispled1

 

 

Сервопривод в сборе.

motor

В интернете можно найти материалы модификаций этого привода. Простая и удачная альтернатива замены шаговых двигателей в малогабаритных системах с УЧПУ, однако, для мощных моторов, где требуется динамическое токорегулирование двигателя этот привод не подходит.

Обсудить на форуме

Дампер

Что такое дампер?

При резком замедлении шагового двигателя, он превращается в генератор и начинает заряжать конденсаторы фильтра блока питания. Диоды выпрямителя блока питания закрываются и напряжение на конденсаторах фильтра бесконтрольно растет до тех пор, пока не превысит предельно допустимое значение для данных микросхем драйверов, осуществляя начало пробоя микросхем. Напряжение на конденсаторах фильтра начинает падать, диоды выпрямителя блока питания открываются, поддерживая процесс пробоя. После этого одна или несколько микросхем, уже с помощью всей мощности блока питания сгорает, выводя из строя даже печатные дорожки.

Электрическая схема дампера

Эта схема защищает драйвер шагового двигателя или серво-двигателя от повреждений во время периодов возврата энергии, при работе около максимально допустимого напряжения питания драйвера.
Энергетическая отдача возникает, когда большие инерционные нагрузки быстро тормозятся из высокой скорости. Энергия, запасенная в момент инерции (кинетическая энергия) должны быть удалена и рассеяна. Драйвер (через внутренние диоды) будет возвращать эту энергию обратно к источнику питания, как возвратный ток, который приведет к росту напряжения источника питания (заряжаются конденсаторы на плате и в блоке питания). Если напряжение питания уже около максимально допустимого для драйвера, это дополнительное напряжение пробивает сам драйвер.
Эта схема чувствительна к направлению тока. Когда ток идет к драйверу, то схема ничего не делает. Если ток меняет направление (то есть, возникает возвратный ток), то он шунтируется на землю.

Описание схемы:
Обычно ток питания проходя через открытый диод D1, закрывает Q2 с помощью R2. Если направление тока меняется, D1 закрывается и обратное напряжение возникает на R1. Это напряжение открывает составной транзистор Q1. Возвратный ток теперь течет с драйвера, через Q1 на землю, через R3 33 ома 10W. Основная цель R3 является ограничение рассеиваемой мощности Q3 в пределах безопастной области вторичного пробоя (SOA).
Детали:
Q1 TIP147 (коэфф. усиления примерно 1000, предельное напряжение 100в, составной p-n-p) можно заменить на отечественные аналог — КТ825 или собрать из двух транзисторов.
D1 любой с током больше чем у блока питания, предельное напряжение 100в (лучше Шотки, или сборка Шотки с диодами в паралель, меньше грется будет, тогда предельное напряжение придется выбрать меньше 100в). Нужен небольшой радиатор.

Если диод D1 кремневый (мощный) то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,8В (прямое падение напряжения на диоде) умноженная на максимальный ток постоянно потребляемый контроллером 6А (при длительной работе всех шаговиков) равна 4,8 Вт, диод греется и нужен небольшой радиатор
если диод D1 Шотки, то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,4В * 6А=2,4 Вт, меньше греется и наверно нужен совсем небольшой радиатор.
если диод D1 сборка Шотки с диодами включенными в паралель (выглядит как мощный транзистор, прямое падение напряжения 0,3В), то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,3В * 6А=1,8 Вт, грется еще меньше и наверно можно использовать без радиатора, или в качестве небольшого радиатора можно использовать саму печатную плату, оставив на ней побольше медной фольги около сборки Шотки, прикрутив её болтиком.
Можно попробовать взять мощную сборку Шотки из двух диодов соединить их в паралель (меньше прямое падение напряжения) и пропустить через них ток в 6А и посмотреть в течении продолжительного времени, как будут грется и нужен ли небольшой радиатор.

Все вышеописаное, относиться к блоку питания с током 6А.
Для других токов, потребляемых контроллером можно легко прикинуть мощность выделяющиеся на диоде.
Составной транзистор Q1 TIP147 в штатном режиме не греется совем, он закрыт. В момент гашения возвратного тока мощность выделяющиеся на составном транзисторе м.б. оценена как 2В * 6А=12Вт, но за очень короткое время. Транзистор просто не успеет нагреться, т.е. среднея рассеиваемая мощность очень мала. Практически вся мощность возвратного тока выделяется на R3 33 ом 10Вт, т.е. транзистору Q1 радиатор не нужен. Два резистора 1Ком (R1 и R2) обычные маленькие резисторы 0,25Вт. Конденсатор С1 — уже находиться в самом драйвере, на плате Дампера его можно не ставить.

Параллельно резистору R3, можно подключить светодиод (анод к транзистору, катод на общий) который будет включаться, когда напряжение на драйвере превысит напряжение блока питания — когда дампер включиться. Последовательно со светодиодом подключить токоограничивающий резистор. Светолиод будет служить индикатором срабатывания дампера.

Эта схема  работает с блоком питания на любое напряжение, и может использоваться и как отдельный универсальный дампер.
Дампер по схеме Geckodrive.

Прочитать про модификацию  ТУТ

Крепеж. часть 1

Характеристики некоторых крепёжных изделий для станкостроения, доступных в хозяйственных и строительных  магазинах.

Винт с цилиндрической головкой DIN912 (с внутренним шестигранником)

Винт с метрической резьбой и цилиндрической головкой с шестигранным углублением под ключ. Сделан из оцинкованной стали. Класс прочности 8.8. Соответствие ГОСТ 11738

Типоразмеры

М3 х 6 М4 х 8 М5 х 10 М6 х 10 М8 х 10 М10 х 16 М12 х 20
М3 х 8 М4 х 10 М5 х 12 М6 х 12 М8 х 12 М10 х 20 М12 х 30
М3 х 10 М4 х 12 М5 х 16 М6 х 16 М8 х 16 М10 х 25 М12 х 40
М3 х 12 М4 х 16 М5 х 20 М6 х 20 М8 х 20 М10 х 30 М12 х 50

М4 х 20 М5 х 25 М6 х 25 М8 х 25 М10 х 35 М12 х 60

М4 х 25 М5 х 30 М6 х 30 М8 х 30 М10 х 40 М12 х 70

М4 х 30 М5 х 35 М6 х 35 М8 х 35 М10 х 45 М12 х 80

М4 х 40 М5 х 40 М6 х 40 М8 х 40 М10 х 50 М12 х 100


М5 х 45 М6 х 45 М8 х 45 М10 х 55


М5 х 50 М6 х 50 М8 х 50 М10 х 60


М5 х 60 М6 х 60 М8 х 55 М10 х 70



М6 х 70 М8 х 60 М10 х 80



М6 х 80 М8 х 70 М10 х 100



М6 х 100 М8 х 80




М8 х 100

 

Гайка соединительная TRT

Производится из стали и покрывается цинком с белым пассированием.
Гайка соединяет разнообразные изделия с внутренней метрической резьбой.

Характеристики
  Обозначение
 диаметр  резьбы,мм
   номинальный размер
под ключ, мм
  номинальная  длина гайки, мм
TRT 5 5 8 25
TRT 6 6 10 28
TRT 8 8 13 28
TRT 10 10 17 30
TRT 12 12 19 40
TRT 14 14 22 40
TRT 16 16 24 45
TRT 20 20 28 50
TRT 24 24 32 60

 

Шпилька резьбовая оцинкованная.

 

 

 

Технические характеристики:
Ассортимент D резьбы Шаг рерьбы, мм L длина, мм Мин. разруш. сила, кН Вес 1000 шт., кг
8×1000 M8 1,25 1000 14,60 316,80
10×1000 M10 1,50 1000 23,20 500,00
10×2000 M10 1,50 2000 23,20 1000,00
12×1000 M12 1,75 1000 33,70 721,00
12×2000 M12 1,75 1000 33,70 1442,00
14×1000 M14 2,00 1000 46,00 1023,00
16×1000 M16 2,00 1000 62,80 1325,00

 

Продолжение следует…

 

 

 

 

Обзор ШД серии FL57STH

Шаговые двигатели серии FL57STH с крутящим моментом (3.9 – 18.9 кг.см)

Основные технические характеристики:

Наименование Значение
Угловой шаг 1.8°
Погрешность углового шага ±5% (полный шаг, без нагрузки)
Погрешность сопротивления ±10%
Погрешность индуктивности ±20%
Повышение температуры 80°C Max.(рабочий ток, 2 фазы)
Рабочая температура -20°C~+50°C
Сопротивление изоляции 100MΩMin. ,500VDC
Диэлектрическая прочность 500VAC for one minute
Радиальное биение вала 0.02Max. (450 g-load)
Осевое биение вала 0.08Max. (450 g-load)

Технические характеристики шаговых двигателей серии FL57STH:

Модель Напря- жение пита- ния Ток/ фаза Сопр./ фаза Инд./ фаза Крутя- щий момент Кол- во выв. Момент инер- ции ротора Вес Дли- на
вал с одной стороны В A Ω (Ом) мГн кг.см г-см2 кг мм
FL57STH41- 1006A 5.7 1 5.7 5.4 3.9 6 120 0.45 41
FL57STH41- 2006A 2.8 2 1.4 1.4
FL57STH41- 3006A 1.9 3 0.63 0.6
FL57STH41- 2804A 2 2.8 0.7 1.4 5.5 4
FL57STH51- 1006A 6.6 1 6.6 8.2 7.2 6 275 0.65 51
FL57STH51- 2006A 3.3 2 1.65 2.2
FL57STH51- 3006A 2.2 3 0.74 0.9
FL57STH51- 2804A 3.3 2.8 0.83 2.2 10.1 4
FL57STH56- 1006A 7.4 1 7.4 10 9.0 6 300 0.7 56
FL57STH56- 2006A 3.6 2 1.8 2.5
FL57STH56- 3006A 2.3 3 0.75 1.1
FL57STH56- 2804A 2.5 2.8 0.9 2.5 12.6 4
FL57STH76- 1006A 8.6 1 8.6 14 13.5 6 480 1 76
FL57STH76- 2006A 4.5 2 2.25 3.6
FL57STH76- 3006A 3 3 1 1.6
FL57STH76- 2804A 3.2 2.8 1.13 3.6 18.9 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Габаритные размеры:

Электрическая схема (4 и 6 выводов):


Расчет напряжения питания шд производится по формуле

Umax = 1000 x √ L

Где:

Umax  — максимальное напряжение питания (Вольт)

L  — индуктивность фазы (Гн)

LPT интерфейс для EMC2

Современный уровень развития средств автоматизации достиг всех сфер человеческого бытия. Создание роботов и автоматизированных инструментов в различных отраслях, и повседневного обихода,  стало теперь обычным явлением давно перешагнувшим грань фантастических романов недавнего прошлого.

Сегодня одну из сфер инженерных и радиолюбительских интересов прочно занимают самодельные станки с УЧПУ и все больше мобильные роботы. Конечно же речь не идет о концептуальных проектах промышленного уровня, и тем более милитари — в стиле популярного научно-фантастического фильма  ТЕРМИНАТОР…

Появление в свободном доступе управляющих программ с GPL, в частности  такой как EMC2, сняло ограничение еще 10 лет назад радикально сдерживавшее развитие подобной технологии,  как «домашнее ЧПУ».  Управление механизмами, как роботов, так и станков, требует управляющего компьютера, желательно работающего с ОС в режиме «реального времени», и универсального интерфейса связи. Интерфейсов на самом деле очень много — от индустриальных до примитивных, самый простой и популярный на сегодняшний день — это LPT-порт.

На сайте ROBOZONE  можно заказать готовую плату или  скачать полную  документацию по созданию  интерфейса

Интерфейсная плата с опторазвязкой порта LPT для станка ЧПУ (CNC) V2.2

Удачная конструкция из разряда «работает сразу после сборки» представляет собой набор быстродействующих оптронов для управления контроллерами шаговых двигателей. Плата интерфейса позволяет управлять 4-мя любыми контроллерами двигателей для станков ЧПУ с поддержкой сигналов STEP, DIR, ENABLE, двумя силовыми элементами станка, имеет высокоскоростной выход для управления скоростью шпинделя (PWM)  и позволяет подключать разнообразные датчики (LIMIT, HOME, E-STOP) в необходимых комбинациях (5 входов). При составлении управляющей программы необходимо учитывать что сигнал ENABLE общий для всех четырех каналов. Схема довольна проста:

Монтажная схема этого интерфейса и периферии станка  выглядит примерно так:

В заключении нужно упомянуть о некоторых незначительных конструктивных недоработках, которые, в общем, никак не ухудшают качество этого интерфейса. Одним словом, если вам нужен хороший рабочий  интерфейс с оптической развязкой для LPT, это то что вам нужно.

Как всегда все вопросы можно обсудить на форуме..

Контроллер для проверки биполярных шаговых двигателей

Смотреть ВИДЕО этого контроллера

У биполярного шагового двигателя есть 2 обмотки, без отводов от середины (в отличие от униполярных), поэтому для запуска такого двигателя нужны схемы изменяющие полюсовку напряжения на обмотках.

Для управления обмотками был использован микроконтроллер PIC12F629 и простые транзисторные H-мосты. Схема показана на рисунке.

Вся схема  размещен на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

 

Алгоритм работает так: при нажатии на одну из кнопок двигатель начинается вращаться в ту или иную сторону. Когда обе кнопки отпущены — на двигатель ничего не подается. А если зажать обе кнопки, двигатель будет заторможен на текущем шаге. Вместо кнопок, естественно, можно подавать сигналы с внешнего микроконтроллера — это позволит применить данную схему, скажем, для управления ходовыми двигателями робота (да еще и с тормозом).

Аархив содержит файл прошивки микроконтроллера, рисунок печатной платы — можно скачать ТУТ

 

По материалам Библиотека радиосхем

Таблицы G-кодов

G-код — условное именование языка программирования устройств с числовым программным управлением (ЧПУ). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была одобрена в феврале 1980 года как стандарт RS274D. Комитет ISO утвердил G-код, как стандарт ISO 6983-1:1982, Госкомитет по стандартам СССР — как ГОСТ 20999-83. В советской технической литературе G-код обозначается, как код ИСО 7-бит (ISO 7-bit).

Производители систем управления используют G-код в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.

Программа, написанная с использованием G-кода, имеет жесткую структуру. Все команды управления объединяются в кадры — группы, состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода строки (CR/LF) и имеет номер, за исключением первого кадра программы и комментариев. Первый (а в некоторых случаях ещё и последний) кадр содержит только один символ «%». Завершается программа командой M02 или M30. Комментарии к программе размещаются в круглых скобках, как после программных кодов, так и в отдельном кадре.

Порядок команд в кадре строго не оговаривается, но традиционно предполагается, что первыми указываются подготовительные команды, (например, выбор рабочей плоскости), затем команды перемещения, затем выбора режимов обработки и технологические команды.

Подпрограммы могут быть описаны после команды M02, но до M30. Начинается подпрограмма с кадра вида Lxx, где xx — номер подпрограммы, заканчивается командой M17.

 

Сводная таблица кодов

Основные (называемые в стандарте подготовительными) команды языка начинаются с буквы G:

  • Перемещение рабочих органов оборудования с заданной скоростью (линейное и круговое)
  • Выполнение типовых последовательностей (таких, как обработка отверстий и резьб)
  • Управление параметрами инструмента, системами координат, и рабочих плоскостей
Подготовительные (основные) команды
Коды Описание
G00-G03 Позиционирование инструмента
G17-G19 Переключение рабочих плоскостей (XY, ZX, YZ)
G20-G21 Не стандартизовано
G40-G44 Компенсация размера различных частей инструмента (длина, диаметр)
G53-G59 Переключение систем координат
G80-G85 Циклы сверления, растачивания, нарезания резьбы
G90-G91 Переключение систем координат (абсолютная, относительная)

 Таблица основных команд

Команда Описание Пример
G00 Ускоренное перемещение инструмента (холостой ход) G0 X0 Y0 Z100
G01 Линейная интерполяция G01 X0 Y0 Z100 F200
G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке G02 X15 Y15 R5 F200
G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки G03 X15 Y15 R5 F200
G04 Задержка выполнения программы, способ задания величины задержки зависит от реализации системы управления G04
G15 Отмена полярной системы координат G15 X15 Y22.5; G15;
G16 Полярная система координат (X радиус Y угол) G16 X15 Y22.5
G17 Выбор рабочей плоскасти X-Y
G18 Выбор рабочей плоскасти X-Z
G19 Выбор рабочей плоскасти Y-Z
G40 Отмена компенсации радиуса инструмента G1 G40 X0 Y0 F200
G41 Компенсировать радиус инструмента слева от траектории G41 X15 Y15 D1 F100
G42 Компенсировать радиус инструмента справа от траектории G42 X15 Y15 D1 F100
G43 Компенсировать длину инструмента положительно G43 X15 Y15 Z100 H1 S1000 M3
G44 Компенсировать длину инструмента отрицательно G44 X15 Y15 Z4 H1 S1000 M3
G49 Отмена компенсации длины инструмента G49 Z100
G53 Отключить смещение начала системы координат станка G53 G0 X0 Y0 Z0
G54-G59 Переключиться на заданную оператором систему координат G54 G0 X0 Y0 Z100
G70 Программировать в inch M70
G71 Программировать в мм M71
G73 Вращать M73
G75 Фрезеровка четырехугольной камеры по часовой стрелке ,против движения M75
G76 Фрезеровка четырехугольной камеры против часовой стрелке ,по движению M75
G77 Фрезеровка круглой камеры против часовой стрелке ,по движению M77
G78 Фрезеровка круглой камеры по часовой стрелке ,против движения M78
G80 Отмена циклов сверления, растачивания, нарезания резьбы метчиком и т. д. G80
G81 Цикл сверления G81 X0 Y0 Z-10 R3 F100
G82 Цикл сверления с задержкой G82 X0 Y0 Z-10 R3 P100 F100
G83 Цикл прерывистого сверления (с полным выводом сверла) G83 X0 Y0 Z-10 R3 Q8 F100
G84 Цикл нарезания резьбы G95 G84 M29 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411
G90 Задание абсолютных координат опорных точек траектории G90 G1 X0.5 Y0.5 F10
G91 Задание координат инкрементально последней введённой опорной точки G91 G1 X4 Y5 F100
G94 F (подача) — в формате мм/мин. G94 G80 Z100
G95 F (подача) — в формате мм/об. G95 G84 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411

максимум 4 команды в кадре

 Таблица технологических кодов

Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают такие действия, как:

  • Сменить инструмент
  • Включить/выключить шпиндель
  • Включить/выключить охлаждение
  • Работа с подпрограммами
Вспомогательные (технологические) команды
Код Описание Пример
M00 Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт» на пульте управления, так называемый «безусловный технологический останов» G0 X0 Y0 Z100 M0
M01 Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт», если включён режим подтверждения останова G0 X0 Y0 Z100 M1
M02 Конец программы, без сброса модальных функций M02
M03 Начать вращение шпинделя по часовой стрелке M3 S2000
M04 Начать вращение шпинделя против часовой стрелки M4 S2000
M05 Остановить вращение шпинделя M5
M06 Сменить инструмент T15 M6
M07 Включить дополнительное охлаждение M3 S2000 M7
M08 Включить основное охлаждение. Иногда использование более одного M-кода в одной строке (как в примере) недопустимо, для этого используются M13 и M14 M3 S2000 M8
M09 Выключить охлаждение G0 X0 Y0 Z100 M5 M9
M13 Включить охлаждение и вращение шпинделя по часовой стрелке S2000 M13
M14 Включить охлаждение и вращение шпинделя против часовой стрелки S2000 M14
M17 Конец подпрограммы M17
M25 Замен инструмента в ручную M25
M97 Запуск подпрограммы, находящейся в той же программе (где P — номер кадра, в случае примера переход осуществится к строке N25), действует не везде, предположительно — только на станках HAAS M97 P25
M98 Запуск подпрограммы, находящейся отдельно от основной программы (где P — номер подпрограммы, в случае примера переход осуществится к программе O1015) M98 P1015
M99 Конец подпрограммы M99
M30 Конец программы, со сбросом модальных функций M30

 

не больше одного кода в кадре

Параметры команд

Параметры команд задаются буквами латинского алфавита

Код Описание Пример
X Координата точки траектории по оси X G0 X100 Y0 Z0
Y Координата точки траектории по оси Y G0 X0 Y100 Z0
Z Координата точки траектории по оси Z G0 X0 Y0 Z100
P Параметр команды G04 P101
F Скорость рабочей подачи G1 G91 X10 F100
S Скорость вращения шпинделя S3000 M3
R Параметр стандартного цикла или радиус дуги (расширение стандарта) G81 R1 0 R2 −10 F50 или G1 G91 X12.5 R12.5
D Параметр коррекции выбранного инструмента G1 G41 D1 X10. F150.
P Число вызовов подпрограммы L82 P10
I,J,K Параметры дуги при круговой интерполяции G03 X10 Y10 I0 J0 F10
L Вызов подпрограммы с данной меткой L12

 

Измерительный инструмент и стандарты

Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса (НТП), применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода, управляющих устройств (контроллеров), исполнительных устройств, устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека.

Числовое программное управление (ЧПУ) означает компьютеризованную систему управления, считывающую инструкции специализированного языка программирования (например, G-код) и управляющую приводами металло-, дерево- и пластмасообрабатывающих станков и станочной оснасткой.

Станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ. Помимо металлорежущих (например, фрезерные или токарные), существует оборудование для резки листовых заготовок, для обработки давлением.

Аббревиатура ЧПУ соответствует двум англоязычным — NC и CNC, — отражающим эволюцию развития систем управления оборудованием.

  • Системы типа NC (англ. Numerical control), появившиеся первыми, предусматривали использование жестко заданных схем управления обработкой — например, задание программы с помощью штекеров или переключателей, хранение программ на внешних носителях. Каких-либо устройств оперативного хранения данных, управляющих процессоров не предусматривалось.
  • Более современные системы ЧПУ, называемые CNC (англ. Computer numerical control)

Материал Википедиии

Сегодня на просторах интернет очень много материала об изготовлении станков с ЧПУ в домашних условиях. Конечно же НТП, сегодня,  дал возможность простому обывателю приобрести не дорого довольно точные инструменты и материалы. Однако,  настоящие инструменты и материалы промышленного станкостроения никогда не будут стоить «копейки»  и продаваться  в каждом уличном ларьке.

Работа на оборудовании с УЧПУ требует от человека  обязательное знание измерительных инструментов и стандартов .

В этой таблице приведены основные классы точности ГОСТ 8026-92

Первый и главный инструмент измерений это ЛИНЕЙКА.

В свободной продаже (магазины инструментов) можно встретить, например, довольно точные и относительно не дорогие линейки фирмы KWB

Технические характеристики:

Длина: 800 мм
Ширина: 58 мм
Толщина: 10 мм

Дополнительные опции и комплектация:

Изготовленная из оксидированного алюминия прецезионная линейка LINE MASTER  с направляющими пазами образует основу системы LINE MASTER, обладающей непревзойденным разнообразием возможностей применения. Шкала в мм нанесена специальной краской на основе искусственных смол и поэтому чрезвычайно устойчива к истиранию. Прецезионные линейки LINE MASTER  удовлетворяют требованиям 2-го класса точности Федерального физико-технического института Федеративной Республики Германии.

Второму классу  точности этого инструмента соответсвует отклонение не более 16 микрон (менее 2 «соток»).

Или  можно приобрести специализированные  поверочные линейки  типа ЛТ, ЛД, ЛЧ и пр.,

Более подробно в этом файле:

gost-8026-92

Надо заметить, что стоимость и точность этих инструментов оправдывает себя только в рамках индустриального производства.

 

Другой тип главного измерительного инструмента УГОЛЬНИК

Поверочные угольники соответствуют ГОСТ 3749-77

Поверочный угольник УП

Более подробно об этих угольниках  в этом файле:

ugolniki_poverochnye_90°_tekhnicheskie_usloviya

К сожалению,  в свободной продаже таких угольников нет,  и купить их можно только в специализированных магазинах или через  интернет.

Без этих двух базовых инструментов создание сколь нибудь  точных механизмов невозможно.

Конечно же такой инструмент как штанген-циркуль, микрометр и пр., являются обязательным  дополнением.

Точная механика это в первую очередь математика и тригонометрия, а они, как известно, не терпят дилетантского отношения и подхода.

 

 

 

 

 

 

 

 

  • ЗАДАТЬ ВОПРОС