Mach3 как подключить шпиндель

Управление шпинделем MACH3

Итак, после долгих и мучительных проб и ошибок я решил поделиться с вами результатами своих работ. Традиционно управление идет непосредственно с пульта частотного преобразователя далее ЧП расположенного на самом ЧП, при помощи интерфейсной платы RS485 или при помощи реле и PWM сигнала.

О последнем и пойдет разговор как о самом простом и дешевом способе управления. Для этого нам понадобится лишь четыре провода и чуточку терпения.

Наши подопытные ЧП HY02D223B и плата опторазвязки mach3 подключаем все согласно схемы ниже.

Контакты FOR и DCM подключаются к реле и отвечают за запуск и остановку шпинделя. Контакты ACM и VI подключаются к контактам PWM 0-10в.

На этом с подключением все, перейдем к настройкам ЧП. Все изменения в настройках подразумивают что у вас уже настроен и работает ЧП.

Затем следует очень интересный параметр PD070 — он имеет 4 значения

Логично было бы установить значение 0 так как наш PWM регулируется от 0-10 вольт. Но с этими настройками ЧП категорически не хотел управляться. По этому выставляем значение 4 и после этого чтобы число оборотов соответствовало заданным необходимо выставить значения PD072-PD075 согласно нашей умной книжке.

Параметры PD073 и PD072 устанавливаем согласно характеристик указанных на корпусе шпинделя (50 это базовые настройки ЧП) В моем случае 400. Если после запуска число оборотов будет не соответствовать можно изменить в небольших пределах параметр PD072

Теперь перейдем к настройке MACH3

1.Убедитесь, что плата управления подключена к компьютеру и на нее подано питание. Здесь показана настройка для платы, подключаемой через стандартный LPT-порт компьютера.

2.Загрузите Mach3, выбрав ваш рабочий профиль.

4.Выберите вкладку Port Setup and Axis Selection

5.Проверьте что порт, к которому подключена плата, включен(Port enabled), и значение Port Address соответствует действительности. Если вы используете обычный ПК с LPT-портом на материнской плате, то параметры по умолчанию обычно подходят. Обратите внимание что Mach3 обозначает порты логическими номерами 1 и 2.

6.Перейдите на вкладку Spindle Setup. Проверьте что управление реле включено (Disable Spindle Relays снята). Назначьте номер логического выхода, который будет применяться для включения/выключения шпинделя. Следует пояснить, что эта цифра может иметь значение от 1 до 6, она не является номером физического вывода на порте, а используется только внутри Mach3, как промежуточная переменная. Также вы можете заметить, что вы можете создать два выхода, один для включения вращения по часовой стрелке, другой – против часовой. Для простого варианта подключения двигателя эту возможность можно использовать только для случая, когда вы хотите изменять направление вращения трехфазного двигателя без инвертора, например на токарном станке. При этом вам будет нужно установить второе реле с измененным порядком фаз.

7.В разделе General Parameters нужно задать время задержки на разгон и торможение. Это время, на которое Mach3 прекращает движение по осям, чтобы шпиндель успел выйти на рабочий режим. Измерьте время, за которое ваш шпиндель раскручивается до максимальных оборотов, и впишите это значение с некоторым запасом.

CW Delay Soin UP — время разгона по часовой стрелке

CСW Delay Soin UP — время разгона против часовой стрелке

CW Delay Soin DOWN— время торможения по часовой стрелке

CСW Delay Soin DOWN— время торможения против часовой стрелке

8.Перейдите на вкладку Output Signals. Теперь найдите в таблице заданный ранее логический номер выхода, который задали в предыдущем пункте. Убедитесь, что он включен(Enabled). Впишите логический номер порта 1 или 2, к которому подключена плата (Port#). Впишите физический номер вывода LPT-порта, который управляет реле(Pin Number). Задайте, какой логический уровень 0 или 1 будет соответствовать включенному состоянию шпинделя(Active Low).

9.Теперь необходимо проверить еще один важный момент. В Mach3 предусмотрен специальный сигнал накачки (Charge Pump), он представляет собой меандр частотой около 10кГц и присутствует на выходе только если запущен Mach3 и(или) отжата кнопка Reset. Специальная электронная схема на плате управления следит за этим сигналом, и разрешает включать шпиндель и двигать осями только при его наличии. Такое решение необходимо по двум причинам. Первая – до загрузки Mach3 и во время загрузки Windows выводы LPT-порта могут хаотично переключаться и находиться в неопределенном логическом состоянии, что может вызвать случайное включение шпинделя, вторая – из соображений безопасности, т.е. при зависании ядра Mach3 или обрыва управляющего кабеля, шпиндель и привода станка гарантировано отключатся.

Если ваша плата управления имеет вышеописанную функцию, то на вкладке Output Signals найдите сигнал Charge Pump, убедитесь, что он включен, и назначьте соответствующие номера порта и вывода.

10.Теперь все готово для проверки работоспособности. Нажмите кнопку включения шпинделя на рабочем экране Mach3 или введите команду “M3” в строке ручного ввода команд. Убедитесь, что реле включается, и шпиндель разгоняется до максимальных оборотов за время задержки (Dwell). Отключить шпиндель можно командой “M5” или кнопкой на экране.

Управление частотой инвертора из Mach3

Перейдите на вкладку Spindle Setup, отметьте пункты Use Spindle Motor Output и PWM Control, задайте частоту ШИМ равной 500 Гц и сохраните все изменения.

Последнее, что необходимо сделать, выбрать в главном меню пункт Spindle Pulleys…, и в полях Min Speed и Max Speed указать минимальные и максимальные обороты шпинделя. Это важно сделать, так как именно отсюда Mach3 берет границы допустимых оборотов.

Теперь можно перейти к проверке работы. Убедитесь что питание инвертора и платы управления включено, в строке ручного ввода команд Mach3 введите команду “M3 S24000”, убедитесь, что шпиндель выходит на заданные обороты, проверьте соответствие заданных оборотов с реальной частотой вращения в разных точках (например 6, 12, 18 тыс об/мин). Если вы видите достаточно сильное отклонение, то необходимо подстроить характеристику зависимости частоты от входного управляющего напряжения с помощью параметров PD073 и PD072 в ЧП.

В моем случае после долгих плясок с осцилографом вокруг станка мне удалось настроить более менее точно регулирование частоты вращения шпинделя.

Теперь шпиндель сам запускается в начале программы, выходит на нужные обороты и выключается после ее окончании.

Источник

mach3 настройка шпинделя

mach3 настройка шпинделя

управление шпинделем чпу

В меню порты и контакты (ports and pins). на вкладке выходы моторов (Motor Outputs) шпиндель прописан как ось.

выходные сигналы. Настройки для шпинделя.

В окне, которое вы видите, надо активировать выход 1 (output 1). Это выход реле шпинделя. Я задам этот вывод как ножку 17 параллельного порта. Вводя 1 в столбик Port и число 17 в столбик pin (номер контакта) Потому что включаю этот вывод. (зелёная галочка в первом столбике (Enabled). Далее нажатием кнопки (apply) я сохраняю настройки. К слову сказать на сайте есть схема подключения платы mach3. И в этом же окне нажимаем кнопку выходы моторов ( Motor Outputs). Здесь в строке (шпиндель)Spindle, в столбиках Dir Low Ative, Step Low Aktive надо поставить галочку. Потому что надо указать к какому контакту платы подключено реле включения шпинделя. В моём станке номер контакта (Dir pin 17). В столбике Step pin, Step port, Dir port проставить 1. Смотрите картинку, которая расположена ниже этого текста.

выходы моторов

Step port и Dir port по умолчанию везде 1. (у нас один порт LPT) Галочка низкий уровень сигнала, крестик высокий.

Теперь в этом же окне переходим на вкладку настройки шпинделя (Spindle Setup)

вкладка настройки шпинделя

настройки шпинделя

Выше, на вкладке выходы моторов (Motor Outputs) я задавал параметры. В которых ножку 1 порта и вывод 17, для подключения реле (включается низким уровнем) активировал. Потому что это указывает программе, что когда бы я не захотел запустить шпиндель, по часовой или против, активируется вывод 17. В этих настройках предполагается, что реверс делается механически или электрически и не управляется программой.

Пункт управление мотором. Поставить галочки напротив использовать выход мотора шпинделя и упр. ШИМ. Базовая частота ШИМ поставить 500. Напротив пункта минимум поставить 5 процентов.

Пункт общие параметры.( General Parameters)-здесь надо прописать время для разгона шпинделя. Я везде поставил 1 секунду.

Если используется высокоскоростной шпиндель, которому требуется время для разгона, чтобы увеличить скорость или снизить этот параметр надо использовать. Подбирается экспериментально. Если Вы читаете эту статью, значит скоро вам понадобится система аспирации. Можете это посмотреть на другой странице этого сайта.

P.S. Это время задержки будет распространятся и на включение самого шпинделя при нажатии кнопки F5. В том случае если шпиндель будет включатся с клавиатуры или кнопкой в программе. Но при выполнении программы, сначала включится шпиндель, а после указанной задержки начнётся выполнение программы.

Переходим на экран диагностика (Diаgnostics Screen) Alt +7 Убеждаемся, что станок не в режиме СТОП. Включаю (в окне) кнопку вкл. шпинделя (Spindle Toggle) Если всё правильно, увидим красный мигающий диод возле Output 1.(только в том случае, когда управление шпинделя ручное, не из программы) Шпиндель запустится, повторное нажатие остановит шпиндель.

экран диагностика

Источник

Настройка Mach3

Чтобы пропустить этап настройки можно скачать готовые профили под станок, подробнее в статье Быстрый старт в Маch3

Mach3 и его драйвер параллельного порта соединяется с оборудованием станка через параллельный порт (порт принтера). Если ваш компьютер не оборудован параллельным портом (всё больше и больше компьютеров выпускается без этого порта), вы можете приобрести специальную плату – USB-LPT, которая подключается к компьютеру через USB порт, или приобрести плату расширителя портов PCI-LPT или PCI-E-LPT.

1. После установки программы Mach3 проверяем работу драйвера.

После установки программы запускаем файл DriverTest.exe, при корректной работе драйвера наблюдаем картинку, рисунок 1.

Рисунок 1 Проверка работы драйвера программы Mach3.

Если нет, следует проверить следующее:

1) операционная система Windows 32bit

Рисунок 2. Просмотр настроек LPT порта

Mach3 поддерживает работу только с портами LPT1 или LPT2, если при установке внешней платы номер порта LPT3, то его нужно изменить в диспетчере устройств на LPT1.

Например если адрес порта CE00, то в Мach3 необходимо изменить 0х378(рисунок 4) на 0хCE00. Подробнее о том ка это сделать в статье «Подключение контроллера с использованием платы PCI-LPT»

Если используется переходник USB-LPT, скачать драйвер для переходника USB по ссылке https://cloud.mail.ru/public/6kXS/3CddBpHpG

А также скопировать файл mach3usb.dll(скачать здесь) в папку c:\mach3\plugins.

Контроллеры ТB6560HQT предназначены для управления биполярными шаговыми двигателями с максимальным током обмотки до 3,5 А. В эту категорию попадает абсолютное большинство двигателей с типоразмером до NEMA23, т.е. имеющих размер по боковой стороне до 2,3 дюйма или 57см.

Рисунок 3 Контроллер управления станком с ЧПУ в закрытом алюминиевом корпусе(на фото со снятой крышкой, для работы в режиме 1/2 шага переключатель 5 в положении ON, переключатель 6 в положении OFF, в контроллерах из комплекта станка переключатели уже выставлены, изменения не требуются)

Переключение режимов обеспечивается выбором положений DIP-переключателей М1 и М2 для каждого из каналов контроллера (в контроллерах из комплекта станка переключатели уже выставлены, изменения не требуются!).

Напряжение питания двигателей и контроллера – от 12 вольт до 36 вольт.

Контроллер и все двигатели питаются от одного источника.

Для улучшения работы контроллера и повышения скоростных качеств предусмотрена возможность установки скорости спада тока в обмотке, это обеспечивается изменением положений DIP-переключателей S7-S8 для каждого канала контроллера.

УСТАНОВКА

ТОКА

УСТАНОВКА СКОРОСТИ

СПАДА ТОКА

S8

РЕЖИМ ДРОБЛЕНИЯ

ШАГА

S5

S6

2. Установка порта.

В меню «config»(«Конфигурации») выбираем «Port and Pins» (Порты и Пины) ставим галку на нужный порт, рисунок 4.

Рисунок 4. Установка(выбор) порта управления станком.

3 Настройка пинов управления двигателями

Выберите вкладку «Motor Outputs»(«Выходы двигателей») и сделайте изменения, как на рисунке 5.

Для станков с 4-мя моторами добавляются пины по A-axis =Enabled Step Pin= 8, Dir Pin = 9.

Если необходимо изменить направление вращения двигателей, то нужно установить галочку в поле Dir LowActive напротив нужной оси.

Рисунок 5. Настройка пинов управления шаговыми двигателями в программе Mach3.

Рисунок 6. Настройка входного сигнала EStop.

4 Настройка выходных сигналов, управление включением контроллера.

На вкладке Output Signals сделать изменения в соответствии с рисунком 7.

Рисунок 7 Настройка выходных сигналов программы Mach3.

Примечание. Если после окончания настройки при нажатии кнопки Reset не произошло включение контроллера(включение контроллера слышно по шипению шаговых двигателей, и при управлении перемещением со стрелок клавиатуры, шаговые двигатели не вращаются, то необходимо инвертировать сигнал управления включением контроллера, сделать это можно щелкнув мышкой в поле Active Low (рисунок 7) для изменения галочки на крестик, и нажать кнопку «применить» ).

Для станков cnc-2535al, пин управляющий включением контроллера номер 14, рисунок 8

Рисунок 8 Настройка выходных сигналов программы Mach3.

5 Установка скоростей холостых перемещений и передаточных чисел.

В меню «config»(«Конфигурации»)выбираем пункт «Motor Tuning» (Настройка двигателей)

Передаточные числа, скорости и ускорения устанавливаются раздельно для каждой оси, поэтому выбираем нужную ось, например «ось X» (Axis X) и вводим данные для нее, затем сохраняем данные и переходим к следующей оси.

Передаточное число (для установленного ходового винта ЧПУ станка)

В окошке «Шагов на мм» (Step per mm) данные вводятся в соответствии с таблицей для винтовых передач, соединенных напрямую с двигателем, имеющим угол одного шага 1,8 градуса.

Шаг винта мм

Полный шаг

1/2 шага

1/8 шага

1/16 шага

Внимание! разделитель дробной части точка не запятая.

Устанавливаем для оси Х(аналогично для Y) количество шагов на мм

Для Моделист2030 c винтом М12 Steps per равным «228.57142»

Для алюминиевого станка cnc-2020al (200мм х 200мм) c винтом TR10 Steps per равным «200»

Для алюминиевого станка cnc-2535al (250мм х 350мм) c винтом TR14 Steps per равным «100»

Для Моделист3030 c винтом TR12 Steps per равным «133.333333»

Для Моделист3040, Моделист4060, Моделист4080 и алюминиевых станков (cnc-1522al2, cnc-2535al2, cnc-3040al, cnc-3040al2, cnc-6090al) c ШВП1605 Steps per равным «80».

Для Моделист4090, Моделист6090, Моделист60120 и алюминиевых станков Моделист (Моделист60120al, Моделист90120al, Моделист120120al) c ШВП1610 по Y, Steps per для оси Y равным «40», для остальных осей «80».

Cкорость перемещений Velocity ставим не более 3000 для станков с ШВП1605, не более 1000 для моделист2020 и 2030, ускорение Acceleration устанавливаем равным «50», длительность импульса шага Step Pulse и Dir Pulse устанавливаем равным «15», то есть как на картинке, рисунок 9.

Рисунок 9. Настройка передаточного числа, скорости холостых перемещений и ускорений.

затем нажимаем кнопку SAVE AXIS SETTING для сохранения

Переходим на вкладку Z Axis. Устанавливаем для оси Z:

Для Моделист2030 c винтом оси Z М12 Steps per равным «228,57142»

Для Моделист3030 и станка из алюминия cnc-2020al (200мм х 200мм) c винтом оси Z TR10 Steps per равным «200»

Для станка из алюминия cnc-2535al (250мм х 350мм) c винтом оси Z TR14 Steps per равным «100»

Для алюминиевых станков c винтом оси Z ШВП1605 Steps per равным «80»

Для Моделист3040-4060-4090 c винтом оси Z TR12 Steps per равным «133.333333».

Cкорость перемещений Velocity ставим аналогично описанному в разделе оси Х.

Автоматическое вычисление значений «steps per»(шагов на мм), то есть калибровка осей.

Рисунок 10. Автоматическая калибровка

Перемещаем калибруемую ось в начальную точку.

6. Настройка ведомой оси(только для 4х моторных станков Моделист3030М и Моделист60100 и Моделист90120)

Рисунок 12. Настройка ведомой оси

Рисунок 11. Выбор настройки ведомой оси

7. Включение питания контроллера

Подключаем кабель LPT к контроллеру и компьютеру.

Включаем питание контроллера. В главном окне программы MACH3 нажимаем клавишу «Cброс» (Reset), чтобы рамка вокруг неё не мигала и светилась зеленым цветом, рисунок 13.

Рисунок 13. Порядок старта

В этот момент двигатели должны зафиксировать свое положение и слегка зашуметь., если этого не произошло проверьте пункт 1.

Если контроллер уже настроенный из комплекта станка переходим к пункту 8.

8 Проверка работы

Если направление движения не верное, изменить его можно меню config->port and pins->motor outputs изменить значение Dir Low Active в нужном канале, рисунок 14.

Рисунок 14. Изменение направления перемещения.

После этого можно загрузить и запустить на выполнение программу резки. Предварительно установив инструмент над начальной точкой реза, обычно это
левый ближний угол станка и высоту детали, нажимаем кнопки ZeroX, ZeroY, ZeroZ как на картинке, рисунок 15.

Рисунок 15. Проверка работы

Рисунок 16 Контроль размеров детали и положения на столе.

Нажимаем кнопку Cycle Start и наблюдаем в окне Tool и на станке перемещения инструмента.

На этом настройка закончена.

При желании можно поэкспериментировать с установкой разных скоростей и ускорений, выбирая те, которые вас больше устраивают и при которых двигатели вращаются устойчиво без пропуска шагов и подергиваний.

Добившись максимально возможной скорости, имейте ввиду, что для реальной устойчивой работы эти значения желательно снизить на 20-40%.

Можно также поэкспериментировать со скоростью спада тока в обмотках, но это лучше делать на готовом станке.

В дальнейшем для работы используйте инструкцию программы MACH3..

Mach3 и его драйвер параллельного порта соединяется с оборудованием станка через один (иногда через два) параллельный порт (порт принтера). Если ваш компьютер не оборудован параллельным портом (всё больше и больше компьютеров выпускается без этого порта), вы можете приобрести специальную плату – USB-LPT, которая подключается к компьютеру через USB порт, или приобрести плату расширителя портов PCI-LPT или PCI-E-LPT.

Mach3 генерирует импульсы шага и сигналы направления, выполняя последовательно команды G-кодовой управляющей программы (УП), и посылает их на порт(ы) компьютера или внешний контроллер. Платы электропривода двигателей осей вашего станка должны принимать сигналы шага и сигналы направления (step и dir), выдаваемые программой Mach3. Так обычно работают все шаговые двигатели и современные сервосистемы постоянного и переменного тока, оснащенные цифровыми энкодерами (датчиками положения).

Чтобы настроить систему с ЧПУ на использование Mach3, вам необходимо установить ПО Mach3 на ваш компьютер и правильно подключить электроприводы ваших двигателей к порту компьютера.

Mach3 очень гибкая программа, созданная для управления такими машинами, как фрезерные станки, токарные станки, плазменные резаки и трассировщики. Характеристики станков, управляемых Mach3, следующие:

· Частичное ручное управление. Кнопка Аварийного останова (EStop) обязательно должна присутствовать на любом станке.

· Две или три оси, расположенные под прямым углом друг к другу (обозначаемые как X, Y, и Z)

· Инструмент, движущийся относительно заготовки. Начальные положения осей фиксируются относительно заготовки. Относительность движения заключается в том, что (1) движется инструмент (например, фреза, зажатая в шпинделе, перемещается по оси Z или токарный инструмент, закрепленный в зажиме, совершает движение в направлении осей X и Z) или (2) перемещается стол и закрепленная на нем заготовка (например, на консольно-фрезерном станке происходит перемещение стола по направлениям осей X, Y и Z, когда инструмент и шпиндель неподвижны).

· Выключатели, сообщающие, когда инструмент находится в положении «База».

· Выключатели, определяющие ограничения разрешенного относительного движения инструмента.

· Управляемый «шпиндель». Шпиндель может вращать инструмент (фрезу) или заготовку (точение).

· До трех дополнительных осей. Они могут быть определены как ротационные (т.е. их движение измеряется в градусах) или линейные. Каждая из дополнительных линейных осей может быть подчинена оси X, Y, или Z. Они будут перемещаться вместе, управляемые УП или вашими ручными переездами, но обращение к ним осуществляется по отдельности (для получения детального описания см. параграф 5.6.4).

· Выключатель или выключатели, соединенные в защитную цепь станка.

· Управление способом подачи охлаждения (жидкостного и/или газообразного)

· Энкодеры, датчики положения со стеклянной шкалой, которые могут показывать положение узлов станка

В большинстве случаев, станок подключается к компьютеру, на котором установлен Mach3, через параллельный (принтерный) порт(ы) компьютера. Простой станок использует один порт, комплексному – иногда требуется два. Управление специальными функциями, такими как LCD дисплей, смена инструмента, фиксирование осей или конвейер для отвода стружки, происходит посредством подключения специального устройства ModBus (например, PLC или Homan Design ModIO контроллер). Также соединение может происходить через «эмулятор клавиатуры», который генерирует псевдо нажатия клавиш в ответ на сигналы ввода. Mach3 управляет сразу шестью осями, координируя их одновременное движение с помощью линейной интерполяции, или осуществляя круговую интерполяцию по двум осям (из X, Y и Z), в то же время линейно интерполируя оставшиеся четыре с помощью угла, охваченного круговой интерполяцией. Таким образом, при необходимости инструмент может перемещаться по сужающейся винтовой траектории. Подача на протяжении этих передвижений поддерживается в соответствии со значением, указанным в вашей управляющей программе (УП), согласно ограничениям ускорения и максимальной скорости осей. Вы можете вручную передвигаться по осям, используя различные способы ручных Переездов. Если механизм вашего станка представляет собой руку робота или гексапод, то Mach3 не сможет им управлять, потому что в этом случае потребуются кинематические вычисления, чтобы соотнести положение «инструмента» в точках X,Y и Z с длиной и вращением «руки» станка. Mach3 может запускать шпиндель, вращать его в любом направлении и выключать его. Также возможно управление скоростью вращения (в об/мин) и наблюдение за углом его наклона для выполнения таких задач, как нарезание резьбы. Mach3 может включать и выключать два типа подачи охлаждения. Mach3 наблюдает за аварийными выключателями Estop и контролирует использование выключателей Баз, защитного оборудования и концевых выключателей. Mach3 сохраняет базу данных параметров до 256 единиц различного инструмента. Однако, если в вашем станке предусмотрена автоматическая смена инструмента или магазина, вам придется управлять ею самостоятельно. В Mach3 имеется возможность задания макросов, но для работы с этой
функцией пользователю нужно знать программирование.

Варианты приводов движения по осям
Шаговые и серво двигатели
Есть два возможных типа движущей силы для приводов осей
1 Шаговый двигатель
2 Серводвигатель (пост. или перем. тока)
Каждый из них может передвигать оси движение посредством ходовых винтов (прямых или шарико-винтовых), ремней, цепей, шестерен или червячной передачи. Способ передачи движения определяет скорость и крутящий момент получаемый от двигателя, зависящие от передаточного отношения редуктора, характеристик механического привода. Свойства биполярного шагового двигателя:

· Простое 4-х проводное подключение к двигателю

· Почти не требует ухода

· Скорость двигателя ограничена примерно 1000 оборотами в минуту, а вращающий момент ограничен, примерно, 3000 унциями на дюйм (21 Nm). Максимальная скорость определяется при работе двигателя или электроники привода на их максимально допустимом напряжении. Максимальный вращающий момент определяется при работе двигателя на его максимально допустимой силе тока (в амперах).

· Для производственных нужд шаговики станка должны управляться микрошаговым контроллером с дроблением шага, обеспечивающим плавность действий на любой скорости с соответствующей эффективностью.

· Шаговики обычно обеспечивают только управление открытыми циклами. Это означает, что существует возможность потери шагов при большой нагрузке, и это не сразу станет заметно для пользователя станка. На практике, шаговые двигатели обеспечивают вполне достаточную производительность на стандартных станках

С другой стороны, серводвигатель это:

· Относительно высокая цена (особенно для двигателей пост. тока)

· Требуются кабели и для двигателя и для энкодера

· Требуется уход за щетками (на двигателях переменного тока)

· Скорость двигателя может достигать 4000 оборотов в минуту, а вращающий момент практически не ограничен (насколько позволит ваш бюджет!)

· Используется управление закрытыми циклами, так что положение привода всегда должно быть правильным (иначе будет подан сигнал о сбое)

Фрезерный станок с поперечной кареткой
Начнем с проверки минимально возможного расстояния движения. Это будет абсолютный предел по точности выполняемой на станке работы. После мы проверим ускоренные переезды и крутящий момент. Предположим, например, что вы создали фрезерный станок с поперечной кареткой (ось Y), и ход поперечной каретки составляет 12 дюймов. Вы собираетесь использовать винт с резьбой в одну нить, с шагом в 0.1 дюйм и шариковой гайкой. Ваша цель, достичь минимального движения в 0.0001
дюйма. Один полный оборот винта с шагом в 0.1 дюйма дает движение на 0.1 дюйма, так что перемещение на 0.0001 дюйма – это 1/1000 часть от этого. Это 1/1000 оборота вала двигателя, если он напрямую соединен с винтом. Использование шагового двигателя. Минимальный шаг шагового двигателя зависит от того, каким образом он управляется. Обычно распространенные шаговые двигатели имеют 200 полных шагов на оборот, но контроллеры также обеспечивают и микро-шаговые режимы. Микрошаговые режимы помогают добиваться гладкого передвижения на высшем значении скорости подачи, и многие контроллеры позволяют производить 10 микрошагов на один полный шаг. 200-шаговый двигатель с 10 микрошагами на один полный шаг
обеспечивает 1/2000 оборота, как минимальный шаг. Как показано в примере выше, два микро-шага дадут желаемое минимальное перемещение на 0.0001 дюйма. Это, однако, должно рассматриваться с некоторыми оговорками. Тогда как число микрошагов на один шаг растет, крутящий момент быстро падает. В зависимости от нагрузки, ложащейся на двигатель, может не быть достаточного крутящего момента для действительного движения мотора на один микрошаг. Бывает необходимо сделать
несколько микрошагов прежде чем появится достаточный крутящий момент. В общем, для получения точных результатов используйте не микрошаговый режим. Основные преимущества микрошагового режима – уменьшение механических помех, сглаживание запуска и снижение резонансных проблем. Теперь обратим внимание на возможную скорость ускоренных переездов. Предположим, по минимуму, что максимальная скорость двигателя – 500 оборотов в минуту. В нашем примере с
ходовым винтом с шагом 0.1 дюйма, 500 оборотов в минуту дадут скорость ускоренных переездов 50 дюймов в минуту, или около 15 секунд для преодоления 12 дюймов длины направляющих. Этот результат является удовлетворительным, но не впечатляющим. На такой скорости электронике микрошагового привода двигателя требуется 16,667 (500 об./мин. * 200 шагов на оборот * 10 микрошагов на шаг / 60 секунд в минуте) импульсов в секунду. На компьютере с частотой 1 ГГц, Mach3 может генерировать одновременно по 35,000 импульсов в секунду для каждой из 6 возможных осей. Так что, с такой задачей она справится без проблем. Теперь следует определить требуемый для станка крутящий момент, который задаст параметры требующегося двигателя. Одним из способов измерить его, является установка станка на тяжелейший рез, который, как вы считаете, вам когда-нибудь придется сделать, применив наибольший затяг (скажем 12”) на ручном колесике, применяемом на направляющих, закрутив до отказа балансировочную пружину (или приспособив под эти цели пружину от кухонных весов). Крутящий момент для этого реза (в унциях-дюймах) – считанный баланс (в унциях) x 12. Другой способ, это использовать информацию о калибре и параметрах двигателя, который, как вы знаете, стоит на таком же станке с такими же направляющими и винтом. Поскольку шаговый двигатель может «терять шаги» с набеганием погрешности, лучше используйте двигатель большего калибра с запасом в крутящем моменте. Также вы можете увеличить крутящий момент с помощью редуктора. Если вычисленная скорость ускоренных переездов находится в разумных пределах, вы можете рассмотреть вариант снижения передаточного отношения до 2:1 (применив, скажем, зубчатую ременную передачу), что должно удвоить крутящий момент на винте. Это позволит использовать двигатель меньшего калибра (а, следовательно, и дешевле).

Концевые выключатели (Limit) и выключатели Баз (Home switches)
Концевые выключатели (Limit) используются для того, чтобы не давать осям двигаться слишком далеко и тем самым избежать возможного повреждения станка. Вы можете использовать станок и без них, но небольшая ошибка в расчетах может повлечь за собой множество повреждений, устранение которых обойдется довольно дорого

Статьи по подготовке файлов резки для фрезерного станка в программе ArtCam:

Источник