Описание программы VRI-cnc ( для контроллера VRI на 555тм7)

“Программа для управления станком с ЧПУ (программа для управления шаговыми двигателями) также является моей собственно разработкой. Выражаю благодарность Кичаеву Константину за то, что поставил меня на путь истинный, а именно объяснил что такое Delphi, а первая программа была разработана под Q-Basic и работала только в Win 98. (контроллеры шаговых двигателей)Предлагаемая программа работает и под Win 98 (95) и под XP. Драйвер (программный) для обслуживания LPT под XP я взял здесь http://valery-us4leh.narod.ru/XpCoding/XPlpt.html

Принцип работы: Рисуется в AutoCad рисунок только линиями (lines) , круги, полигинии, дуги. Файл сохраняется в формате DXF. Запускается программа, открывается сохраненный файл. Рабочий инструмент (перо, сверло и т.п.) выставляется в «ноль» – вкладка «ручное перемещение»

В программе есть просмотр «программы(файла) обработки», оптимизация файла – сокращение холостых перемещений, задание режимов резания. Выбирается вид обработки: рисование, сверление, фрезерование, гравировка. Сверление происходит по точкам “Point” в файле DWG. Фрезерование почти не отличатся от рисования (только режимы).

Также возможна работа с файлами Sprint-Layout формата Gerber (RS274-X) или G-код. Т.е. рисовать и сверлить платы разработанные в программе Sprint-Layout.


Описание программы VRI-cnc:

Программа постоянно совершенствуется, поэтому описание может не отражать внесенные изменения.

Окно программы имеет четыре вкладки:

  • Ручное
  • программе
  • настройка
  • ?.


Ручное управление .

В данной вкладке можно управлять станком с чпу в ручном режиме. Описание элементов вкладки «Ручное» (см. рис):



Рис.1 Окно «Ручное управление»

1) Отображает процесс выполнения перемещения рабочего органа по одной из осей

2) Настройка скорости перемещения в ручном режиме

3) Расстояние на которое переместится рабочий орган при нажатии одной из кнопок перемещения (стрелки 7)

4) При введении координат в окно 4, и нажатии ОК рабочий орган начнет перемещение в указанную точку со скоростью указанную в п.2

5) Введены в этом окне координаты присваиваются положению инструмента, без перемещения инструмента. Например: мы знаем что сейчас инструмент находится в точке 100:100:0, но после включения программы по умолчанию координаты инструмента обнулены (окно 6), поэтому в окно 5 вводим 100:100:0 и нажимаем ОК.

6) Отображает реальное значение положения инструмента.

7) Кнопки ручного перемещения инструмента. Со скоростью п.2 на расстояние п.3.


Управление по программе – автоматический режим.

В данном режиме обработка (перемещение инструмента) ведется в автоматическом режиме по координатам записанным в соответствующем файле обработки.
Рассмотрим окно программы: «по программе»



Рис2. Окно «По программе Gerber»

1) вид обработки. Возможные варианты обработки: рисование, сверление, фрезеровка и гравировка.

2) Скорость перемещения по осям У и Х рабочая (когда инструмент опущен)

3) Скорость перемещения по осям У и Х ускоренная (когда инструмент поднят)

4) Скорость перемещения по оси Z рабочая (опускание инструмента – сверление)

5) Скорость перемещения по оси Z ускоренная (быстрый подвод инструмента к детали и подъем инструмента)

6) Значение Z при котором инструмент гарантированно проходит над деталью



Рис.3 Z холостое

Я обычно за ноль по Z принимаю поверхность рисунка (платы). Т.е. при Z=0 маркер будет касаться рисунка.

При сверлении за Z=0 – это поверхность детали.

Вначале работы, после установки детали или платы, я в ручном режиме подвожу инструмент (маркер) до касания с деталью, затем обнуляю Z. И поднимаю инструмент на 1 мм.

7) Режимы работы можно сохранять, и по необходимости считывать. Это удобно когда ведется обработка различных материалов и при различной обработке.

8) Работа по файлам AutoCAD см.п.17

9) Работа с файлами Gerber и Exelon.

10) Диаметр маркера, необходим для расчета при рисовании пяточков на платах.

11) Диалог открытия файла

12) Список применяемых апертур в файле. Справочная информация. Которую можно использовать для смены маркера при рисовании дорожек разной толщины.

13) Предварительный просмотр файла.

14) Запускает процесс рисования

15) Пи установке этой галки и завершении обработки инструмент будет возвращается в ноль.

16) Окно реальных координат инструмента (положение инструмента)



Рис.4 Окно «По программе AutoCad»

17) Открывает файл DXF

18) Вкл/выкл показа холостых перемещений

19) Вкл/выкл автоматического увеличения (вписывает рисунок в окно просмотра)

20) Задание масштаба при отключенном п.19

21) Просмотр файла

22) Оптимизация файла: создается новый файл в котором минимум холостых перемещений.

Настройки.



Рис.4 Окно «Настройки»

1)Настраивается передаточное отношение по трем осям.
Пример расчета:

Дано двигатель 400 об/шаг, винт шаг 1мм. Передаточное отношении = 1мм/400шагов=0,0025 мм/шаг. Передаточное отношение может быть отрицательным если надо инвертировать перемещение по оси.

2) Габариты стола. При их превышении обработка останавливается.

3) Коррекция люфтов. В любой передаче есть люфты. Измерить можно так:



Рис.6 Измерение люфтов

На столе закрепляем индикатор ИГ-0.01, вместо инструмента закрепляем какой либо предмет и перемещает его с помощью ручной подачи в сторону индикатора. Затем в обратную сторону по 0.01мм, до тех пор пока не выберется люфт (стрелка не пойдет в другую сторону), сумма перемещений по 0.01мм пока стрелка не подвижна и будет люфт по этой оси. Поверяется так: люфт был 0.2мм. вводим его в настройки. Затем в ручном перемещении при сдвиге на 0.01 стрелка должна сдвигаться даже при смене направления перемещения.

Проверка LPT: используется для проверки работы контроллера и программы.

Если подключенный двигатель к контроллеру не вращается при ручном перемещении поступаем так:

– включаем поочередно 1-8 бит и нажимает «передать в LPT» и проверяем приходят ли данные сигналы (+5в) на контроллер, на соответствующий вход тм7

– чтобы проверить работу тм7 необходимо передать следующие сигналы в LPT:

ТМ7 №1

1000 1000 – на выходе тм7 (№1) на 16 выводе должно появится +5в.

0100 1000 – на выходе тм7 (№1) на 15 выводе должно появится +5в.

0010 1000 – на выходе тм7 (№1) на 10 выводе должно появится +5в.

0001 1000 – на выходе тм7 (№1) на 9 выводе должно появится +5в.

1111 1000 – на выходе тм7 (№1) на 16,15,10, 9 выводе должно появится +5в.

ТМ7 №2

1001 0100

0100 0100 и т.д

ТМ7 №3

Далее опишу последовательность действий при работе с программой.

Я опишу только работу программы VRI-cnc с файлами DXF из AutoCAD, работа с файлами GBR (из программы SprintLayout.) аналогичен.

Подготовка файла.

В качестве управляющей программы для станка (т.е. описание пути инструмента) используется файлы *.DXF или *.GBR. В данных файлах в векторном формате описаны примитивы (линии, круги и т.д.). Программа считывает из файла координаты и в соответствии с ними перемещает инструмент.

Пока программа поддерживает только примитивы Line. Т.е. Рисунок должен быть нарисован только линиями.

Рассмотрим пример: допустим нам надо выполнить надпись на пластине 50х70мм



Рис. 5 Чертеж детали с надписью.

В AutoCAD создаем рисунок DXF. Надпись выполняем линиями (Lines).

За начало координат располагаем в левом нижнем углу детали.



Рис.6 Расположение начала координат в файле рисунка

Расположение начала координат в файле рисунка, может быть и в другом месте. Но учти это при расположении детали на станке.

Установка детали

Направление координат в станке может быть произвольное. Например ось Х может быть направление и влево и вправо. Это выставляется в п.Настройка – передаточное отношение. Т.е. для изменения направления можно ввести отрицательное передаточное отношение.

Для себя я принял следующее направление осей координат:



Рис.4 Направление осей координат станка

Расположение начала координат также может быть произвольное. см. далее.

Подготовка станка

При первом запуске станка советую проверить скоростные характеристики шаговых двигателей.

Открываем вкладку «Ручное перемещение»



Рис.5 Проверка скорости шаговых двигателей.

Выставляем движок скорости в среднее положение и кнопками [стрелки] крутим шаговые двигатели. Если ротор шагового двигателя уверенно вращается, увеличиваем скорость.

То тех пор пока при нажать [стрелки] шаговый двигатель не будет вращаться а будет просто трещать. Уменьшаем эту скорость на 10% это и будет максимальная скорость шагового двигателя. При работе советую скорость еще уменьшить на 10%, что гарантирует стабильную работу шагового двигателя под нагрузкой.

Далее закрепляем деталь на столе.

Включаем (запускаем) программу на компьютере (если она еще не включена). При запуске программы координаты X Y Z будут обнулены. Т.е. x=0,y=0,z=0. И соответственно то положение инструмента которое было на момент запуска программы будет принято за «ноль».



Рис.6 начало координат на момент включения программы.

Так как нами принято в файле DXF ноль будет лежать в нижнем левом углу детали (О-дет), а при включении ноль будет в точке О-вкл. (см.рис). то надо изменить положение нуля. Переходим на вкладку «Ручное управление» и копками «стрелки»перемещаем маркер (вершина маркера это ноль) из точки О-вкл в точку О-дет. До касания с деталью.



Рис.6 Правильное положение начала координат.

Далее обнуляем координаты или в окошке «положение инструмента» кнопки [>0 dxf). необходимо открыть файл в AutoCAD и сохранить. При необходимости разбить рисунок (команда _explode)

-показывает холостые ходы на просмотре GBR

-показывает холостые ходы на просмотре при сверлении по DRL

-просмотр Drl (Exellon) файла

-в окне виртуальный стол добавлена координатная сетка 10мм х 10мм

-отображение текущего состояния порта LPT – вкл/выкл битов

-добавлен полношаговый режим

-добавлен режим инвертирования данных при использовании микросхемы НА1340 в качестве драйвера

-корректная привязка к винчестеру, теперь переформатирование диска не повлияет на работу программы.

-увеличена Мах выбираемая скорость в ручном режиме

-включение/выключение шпинделя (фреза или сверло) в ручном и автоматическом режиме.

-Управление с клавиатуры в ручном режиме, при удержании клавиши двигатель включен.

-отключение движков после окончания программы и между перемещениями в ручном режиме.

Свежее HELP (описание) к программе VRI-cnc 7.3.5
Для тех кто не разу не работал с моей программой

Cкачать программу управления самодельным станком с ЧПУ VRI-cnc-7D.rar

Один из вариантов изготовления станка из винипласта.


Станина

Основание (станина) станка выполнено их винипласта (разновидность пластмассы) толщиной 11мм.

Возможно и применение любых других доступных материалов: огрстекло, алюминий, фанера или ДСП. Все детали основания скреплены саморезами (для большей надежности дополнительно можно применить клей).


Суппорта и направляющие

В качестве направляющих применены стальные, шлифованные (лучше еще и закалить) прутки диаметром 12мм и длиной 200мм (на ось Z 90мм), по две штуки на ось. По направляющим передвигаются суппорта Х, У, Z. Суппорта изготовлены из текстолита 25х100х45, в котором имеются три сквозных отверстия, два для направляющих и одно для гайки. Направляющие крепятся с помощью винтов М6 в торец. На суппортах Х и У на верхней части имеется 4 резьбовых отверстия для крепления стола и узла оси Z.


Суппорт Z

Направляющие оси Z крепятся к суппорту Х через переходную стальную пластину (45х100х4).

Крепление двигателей и ходовых винтов

Двигатели устанавливаются на кронштейнах выполненных из листовой стали толщиной 2..3мм. Винт соединяется с ротором шагового двигателя с помощью резиновой муфты (отрезка резинового шланга).Применение жесткого соединения вал-винт приводило к заклиниванию из-за неточности изготовления деталей.

Гайка изготавливается из бронзы, запрессовываются и вклеивается в суппорт.


Сборка

Сборку производим в следующей последовательности:

1) Устанавливаем в суппорта направляющие и прикручиваем направляющие к боковинам. Боковины на основание пока не установлены. Перемещая суппорт по направляющим добиваемся плавного хода. Затягиваем болты на боковинах (фиксируем направляющие)

2) Узел направляющие + суппорт + боковина крепим саморезами к основанию.

3) собираем узел Z. И вместе с переходной пластиной крепим к суппорту Х.

4) Устанавливаем ходовые винты с муфтами

5) соединяем ротор шагового двигателя и винт муфтой и с помощью кронштейна устанавливаем шаговые двигатели. При сборке контролируем плавность вращения ходовых винтов.

Рекомендации

– Гайки большей длины будут более чувствительны к неточностям изготовления винтов и сборки станка, что приведет к заклиниванию. Из курса «Детали машин» известно, что в паре винт-гайка работает только первые 5 витков. В нашем случае будет достаточно 10 шагов резьбы. т.е. при использовании ходовых винтов с резьбой М6х1 длина гайки будет 10 мм.

– для изготовления гаек вместо бронзы также можно применить чугун. Другие материалы типа текстолит, фторопласт не советую.

– винты покупал в строительном магазине (шпильки длиной 1м) и обрезал в необходимый размер. Точность приемлемая.

– чертежи самодельного станка с ЧПУ смотри здесь

“самодельный мини комп размер А4 (280х180х43). Автор Дмитрий Американцев

Комп – бюджетный вариант

1) Покупаем недоругую материнскую плату GA-PCV2 Gigabyte
2) от неисправного POS терминала блок питания morex dc-dc 12v ->atx
3) блок питания 12-14в ток 5-7А (у меня 5А)
4) подходящий корпус, у меня от коммутатора dlink des 2008
5) винт или флешку
6) память
7) собираем все в кучу дрелью, паяльником и руками
8) комп готов.

Характеристики:
около 5труб
гиг памяти

проц 800 мегагерц (VIA cle266 проц Samuel2 800 мегагерц грубо пень 3 тока помощнее)
1 ком порт 1 лпт 1 сеть и 8 юсб

есть ещё звук
у него аппаратный мпег2 ещё прям в чипсете
видяха юнихром
есть все дрова под линукс
можно к нему осциллограф прикрутить
размер меньше листа А4
высота 3.5 см
не греется
питание 12 или 220В
винда хр pro летает памяти 1гиг держит больше не втыкивал есть на борту 2 канала иде ата 133 те 4 харда или чевонибудь там цена платы 1350р
тепловыделение минимум но радиаторы нужно родные на медные менять и тогда вентиляторы не нужны вовсе

——Нажмите на фото для увеличения.—–


всё в сборе


крепление харда


намостах новые радиаторы и крутилятор


по середине тот что на процессоре был нужно менять на медный!!!


с открытой крышкой


установка блоков питания и соединителей

z_dimondy(собaka)bk.ru

“Кто из радиолюбителей не мечтал о том, чтобы для сверления плат, фрезеровки дорожек или для гравировки и сверления передних панелей использовать что либо похожее на станок с ЧПУ (числовым программным управлением), управляемый компьютером?

Нажми для увеличения


“А почему бы и нет?

Всеобщая компьютеризация привела не только к тому,
что к компу можно подключить все что угодно,
и почти под все задачи найти программы, но и к тому,
что на свалку истории ( а то и на обычную) оказались
выброшены предшественники компьютеров,
которые можно заставить сослужить вторую службу. О чем идет речь? Об этом чуть попозже.
А сначала об изысканиях на эту тему.
Основой любого станка с ЧПУ служит координатный стол,
обеспечивающий перемещение инструмента или детали,
(или того и другого) в трех плоскостях – вправо-влево,
вперед-назад и вверх – вниз. Самой главной частью координатного
стола являются направляющие – именно они обеспечивают точное
и легкое перемещение движущихся частей относительно друг друга.

Обычно в практике самодельного станкостроения применяют круглые
стержни и скользящие по ним втулки, такие, как например, в матричных
и струйных принтерах или сканерах http://vri-cnc.narod.ru/obraz.htm .
Но есть немало проблем, подстерегающих каждого, кто решится их использовать.
Основная проблема – это износ. Станки работают в условиях обработки металлов,
стружка и пыль которых оседают на смазанных стержнях и попадают под втулки. (контроллеры шаговых двигателей)
Со временем зазор между втулкой и стержнем увеличивается, что, несомненно,
вызывает появление люфтов. Решить эту проблему можно только заменой
стержня и втулки, или изготовлением новой втулки, под диаметр
износившегося стержня. Вторая проблема, с ней придется столкнуться
еще на стадии изготовления станка – высокая точность изготовления
стержня и втулки, ведь зазор между ними должен быть всего несколько
микрон. Можно, конечно, взять направляющую от старого принтера,
но там уже очевиден износ и надеяться на получение высокой точности
бессмысленно.

От старого принтера можно взять только шаговые двигатели,
для радиолюбительского станка они подойдут как нельзя лучше.

Что же применить в качестве направляющих? Поиски в Интернете
привели к неутешительному выводу – есть отличные направляющие,
да вот их цена просто на уровне космической. Самая примитивная
полуметровая «рельса» с тележкой на ней стоит более 200 «зеленых».
Для хорошего станка направляющих нужно как минимум 6 штук, не все
конечно полуметровой длины, но, тем не менее, раскошелиться придется основательно.

Итак, что же использовать в качестве направляющих, надежное,
с минимальными люфтами и главное – нахаляву.

Вот и подошли к предшественникам компьютеров, о которых
шла речь в начале статьи. Это старые механические
и электрические печатные машинки, правда, от них
нам понадобятся только каретки.

Нажми для увеличения

В больших печатных машинках, типа «Robotron», «Ятрань», «Уфа»,
«Башкирия», «Листвица» – самые подходящие для переделки в станок, каретки.
Снимаются они очень просто – каретка отодвигается влево,
справа откручивается одна гайка, удерживающая каретку,
затем каретку сдвигаем вправо и откручиваем такую же гайку слева,
затем приподнимаем каретку и отсоединяем хлопчатобумажный поводок
возврата каретки.

Каретку полностью разбираем, особенно аккуратно снимаем
направляющие – длинные черные металлические стержни – рельсы.
Аккуратно потому, что при снятии этих рельс высыпаются ролики
или шарики, обеспечивающие легкое скольжение каретки.

Вот эти стержни, шарики и ролики, а также блок рельсов,
обычно находящийся на подвижной части каретки, и пружина возврата каретки
с креплением нам и понадобятся.
На фото показаны различные направляющие от различных печатных
машинок, все они пригодны для использования.

Нажми для увеличения

В каретках используются роликовые или шариковые направляющие,
обеспечивающие очень легкое перемещение, с минимальными потерями
на трение.

Вот как они устроены:

Нажми для увеличения

Желтым и зеленым цветом окрашены рельсы. Красным и голубым – ролики,

Красным – шарики. Синий цвет – подвижная часть, розовый – неподвижная.
Справа – регулировочный винт, обеспечивающий отсутствие люфта.

В некоторых машинках подвижная пластина и подвижные рельсы выполнены
как единое целое.

Небольшое отступление:

На фото в начале статьи изображен станок с ЧПУ для обработки
мягких пластиков и дерева, изготовленный мной из трех кареток
от печатных машинок «Уфа».

Станок очень мощный, двигатель фрезера имеет мощность 800 ватт при
34 тысячах оборотов в минуту, что позволяет, например, фрезеровать
буквы даже из 40 миллиметровой доски. Но это потребовало и
повышенной прочности.

Для перемещения по осям X и Y использованы каретки целиком,
что обеспечило размер обрабатываемой за один раз поверхности
480х480 мм.

Нажми для увеличения
Нажми для увеличенияЭ

Для оси Z (перемещение по вертикали) использована только часть каретки,
длиной 150 мм, что обеспечило глубину обработки до 60 мм.

Продолжим тему изготовления станка.
Чем же хороши каретки от печатных машинок?
Ну и во первых, все нужные нам части выполнены из очень
высококачественной стали.

Из множества исследованных машинок, отработавших многие годы,
я не встречал такой, у которой хотя бы незначительно были бы
изношены рельсы, и уж тем более не встречал

потускневших(изношенных) роликов или шариков. Советское качество,
ничего не скажешь.

Во вторых, практически все каретки могут быть применены как целиком,
так и частично.

То есть из каретки всегда можно вырезать нужный фрагмент,
если станок больших размеров не нужен.

В третьих, и это самое важное – зазоры в подшипниках кареток
легко регулируются, это заложено в конструкции кареток.
Примечание: Это касается только перечисленных машинок с большими
каретками. В маленьких и портативных машинках рельсы выполнены
штампованными и зазоры в них не регулируются.

В четвертых, печатные машинки пока не дефицит, компьютеризация
вытесняет их из кабинетов, они списываются, перекочевывают на
склады, и в любой организации или колхозе у кладовщика можно
их выпросить «за спасибо» или, в крайнем случае, за «исконно
русскую валюту».

Итак, нужные каретки есть, что делать дальше? А дальше все
зависит от вашего желания.

Если вы хотите иметь станок небольших размеров, то можете
использовать только часть каретки, например – половину.
В этом случае половина каретки может служить направляющей
для рабочего стола, а вторая половина – направляющей для
перемещения инструмента по оси Y, то есть поперечного
перемещения. Для перемещения инструмента по вертикали
можно использовать еще часть каретки, закрепив ее
неподвижную часть строго перпендикулярно на подвижной
части поперечной каретки. В принципе, все зависит от
вашей фантазии.

Второй мой координатный стол, для работы по металлу и камню,
дожидающийся сейчас гравировальной машинки «Proxxon»,
выполнен несколько иначе.

Нажми для увеличения

Основой его служит стальной швеллер размером 240х320 мм.
В этом швеллере на строгальном станке сделаны полки для
рельс от машинки «Robotron».

Стол представляет собой пластину из 6 мм дюраля Д16Т,
размером 340х260 мм, на которой снизу строго параллельно
(точность до микрона) закреплены еще два рельса.
Зазор в направляющих регулируется с помощью 4-х винтов
ввернутых сбоку в швеллер на уровне рельс.

По бокам к швеллеру крепятся две фигурные пластины из
4-х миллиметровой стали, а сверху к ним – средняя часть
каретки от той же печатной машинки. Вертикальная направляющая
– тоже часть каретки от печатной машинки, закрепленная
перпендикулярно на подвижной части поперечной каретки.

На ее подвижной части закреплена дюралевая пластина,
а на ней будет крепиться гравировальная машинка «Proxxon».

Рабочее поле 210х300 мм, то есть размер листа А4,
вертикальный ход – 45 мм.

Все подвижные части приводятся в движение шаговыми
двигателями посредством устройств привода.

Привод стола и инструмента.

Ничего сложного в нем нет – шаговый двигатель на каждую ось
перемещения, ходовой вал, самодельный карданчик, бронзовая
разрезная гайка, закрепляемая на подвижной части каретки.

Нажми для увеличения

Необязательно применять винт, можно использовать и
зубчатый ремень

привода, как в принтерах, но дискретность перемещений
(без дополнительного редуктора), а значит – точность,
с винтом будет на порядок лучше. К тому же винт обеспечивает
большее тяговое усилие при том же шаговом двигателе.

Двигатель лучше взять с подшипниками, а не с втулками оси,
и подвергнуть его доработке, устранив продольный люфт вала.
Для этого к тыльной стороне двигателя прикручивают квадратную
пластину, в центре которой сделано углубление и между
пластиной и валом вставляют шарик от подшипника. Когда
притягивают пластину к тыльной стороне двигателя, шарик
давит на вал двигателя и не дает ему люфтить.

Нажми для увеличения

Не переусердствуйте!

Самодельный карданчик изготавливают из стальной или
бронзовой втулки, внутренние диаметры которой сначала
сверлят равными диаметру вала двигателя и ходового винта.

Нажми для увеличения

Затем, одев втулку на вал двигателя, через него сверлят
сквозное отверстие диаметром равным диаметру иглы от
маленького игольчатого подшипника, в крайнем случае –
диаметру отрезка пружинной проволоки или даже велосипедной
спицы. Вставив хвостовик ходового винта во втулку, поворачивают
втулку на валу двигателя строго на 90 градусов и сверлят
второе сквозное отверстие через хвостовик ходового вала.
Сняв втулку, увеличивают ее внутренние диаметры на 0,5 – 1 мм.
Затем снова вставляют в нее вал двигателя и хвостовик ходового
вала, впрессовывают иглы от подшипника или отрезки велосипедных
спиц. Расклепывают отверстия во втулке, чтобы иглы не выпадали.
Не забудьте капнуть в карданчик пару капель масла. Люфт в
карданчике при правильно подобранном диаметре сверл составит
несколько микрон, что вполне устраивает для большинства задач.

Ходовой вал.

Обычный стальной стержень с нарезанной на нем резьбой.
Можно купить их в хозтоварах, а можно нарезать резьбу самому.
Диаметр вала для малых станков достаточен 6 мм, для больших 8-10 мм.
Шаг резьбы стандартный.
При самостоятельной нарезке леркой возьмите пруток на 100-150 мм длиннее,
чем необходимо и нарежьте резьбу на всей длине, кроме последних 10 мм
(хвостовик). Затем отмерив необходимую длину вала, отрежьте лишний
кусок со стороны начала нарезки резьбы. Дело в том, что при нарезке
резьбы леркой первые 80-100 мм могут пойти неровно и гайка,
накрученная на такой винт, будет вихлять. После 100 мм обычно
резьба выравнивается и дальше гайка идет ровно.
Вот этот неровный отрезок резьбы и надо безжалостно вырезать.
Зашлифовав торец вала, сделайте строго по центру небольшое углубление,
для упорного шарика.
Обращаю внимание на то, что шаг резьбы не всегда точно соответствует
указанному на лерке, и при большой длине винта набегает небольшая
погрешность. Так, длина 400 витков резьбы с шагом 1 мм не
всегда равна 400 мм, отклонения достигают 2 мм.

Учитывайте это при работе со станком.

Разрезная бронзовая гайка.

Для гайки рекомендую взять прямоугольный бронзовый брусочек,
на станке с строго горизонтальным столом просверлить в брусочке
отверстие под резьбу, и нарезать резьбу только первым метчиком,
с диаметром, равным диаметру ходового вала. Затем, смазав вал
и резьбу гайки, несколько раз навернуть гайку на вал до конца
длины резьбовой части, до тех пор, пока гайка не станет
вращаться легко.

Это позволит снизить люфт в гайке до минимума.

Еще более снизить люфт поможет разрезание гайки поперек резьбы,
но не полностью и установка регулировочного винта,
обеспечивающего небольшой натяг в гайке.

Нажми для увеличения

А дальше – закрепите гайку на подвижной части, а
двигатель с закрепленным карданчиком и ходовым валом –
на неподвижной части каретки. Обязательно обеспечьте
соосность вала двигателя и отверстия в закрепленной
разрезной гайке.

Расчет величины и скорости подачи.

Итак, мы изготовили узел подачи, но на какое расстояние
он передвинется за один шаг, пока не знаем. Вычислить
это просто. Ходовой винт моего большого станка имеет шаг
1 мм, а угол поворота шагового двигателя составляет 7,5
градусов на шаг. Разделим 360 на 7,5 получим число шагов
на полный оборот. Итого двигатель сделает 48 шагов за
оборот. В то же время один оборот ходового винта вызовет
перемещение инструмента или детали на 1 мм. Теперь
разделим 1 мм на 48 и получим величину перемещения
инструмента на один шаг. Она будет равна 0,0208 мм.

Определим максимальную скорость перемещения инструмента.

Например, по паспорту шаговый двигатель делает до 500 шагов
в секунду. 500 разделим на количество шагов за оборот(48) и
получим искомое число – 10,4 мм/сек.

Неплохая скорость для холостого перемещения инструмента,
т.е. когда инструмент поднят. Но для гравировки, например,
такая скорость велика. Учтите это, когда будете вводить
данные в программу обработки.

Мой маленький станок имеет немного другие параметры.
Величина подачи на 1 шаг – 0,0025 мм, скорость холостой
подачи 2,5 мм/сек.

Маленькая поправка: Скорость подачи – только расчетная,
она не учитывает такое явление как резонанс шагового
двигателя. На самом деле она несколько меньше и зависит
от многих факторов и определяется по каждой оси перемещения
экспериментальным методом, но уже после изготовления станка.

Еще три нюанса.

1. После сборки и регулировки не надейтесь на винтовые
соединения, они быстро разбалтываются. Скрепите соединяемые
детали еще и штифтами. Особенно это касается направляющих и
сопрягаемых с ними деталей.

2. Самый нагруженный двигатель – двигатель вертикальной подачи,
в момент подъема инструмента, за счет его большого веса.
Например, в моем большом станке вес фрезера и подвижной
части каретки составляет 2,3 кг. Недостаток мощности
двигателя может привести к тому, что в момент начала холостого
перемещения инструмент окажется в детали и тогда – прощай фреза,
прощай деталь. Чтобы обеспечить легкость и безопасность
возврата инструмента, использован компенсатор веса
инструмента, изготовленный из пружины возврата каретки
той же печатной машинки. При большом весе фрезера можно
использовать даже две возвратные пружины, как на первом фото.

3. Обязательно предохраняйте направляющие от попадания в них
стружки. Это обеспечит

высокое качество изготовления деталей, отсутствие заеданий
и более долговечную работу станка в целом. Особенно нуждаются
в защите продольные направляющие стола. Примените обычный
фартук из кожзаменителя или полиэтилена.

Блок управления.

Зависит от используемых шаговых двигателей и
программы управления.

Схема управления станком уже была опубликована на этом сайте,
http://www.cqham.ru/Vetrov90407.htm автор – Роман Ветров.

Сайт автора


Программа управления.

Не мудрите с попытками создать свою программу,
их создано уже более чем достаточно, я например,
использую программу VRI-cnc
созданную Романом Ветровым vetrovroman HA mаil.ru. Для управления азимутом режущего
пера и нужен еще один канал. Уже сейчас программа
рисует дорожки, сверлит отверстия, поддерживая форматы
Gerber и Excellon, созданные программой Layout,
а также файлы, созданные в AutoCAD.

Что еще можно делать станком?

Можно сделать перфоратор, закрепив вместо фрезы
электромагнит с пробойником.

Можно рисовать, сверлить, пилить, строгать, фрезеровать,
даже нарезать зубчатые колеса.

Можно использовать как намоточный станок.
Можно использовать как стеклорез.

Все зависит от того, какой дополнительно инструмент вы
используете и как умеете фантазировать.

Насколько трудоемкий процесс изготовления станка?
Как говорится в поговорке – глаза бояться, руки делают.
Большой станок я делал две недели, тратя ежедневно три часа
и по 6-8 часов в выходные.
Много времени ушло на раздумья и придумывание, все было впервой.
На маленький станок ушло всего 5 вечеров и два выходных,
сказался небольшой опыт.
Из электроинструмента использовались болгарка, дрель и
настольный сверлильный станок.
Для маленького станка потребовалось заказать основание,
но можно было бы и обойтись самодельным. Все остальное
сделано в мастерской самостоятельно.

73! Удачи! Н.Филенко UA9XBI.

Пишите на ua9xbi(at)mail.ru

“Микросхема L298 представляет собой двойной полный мостовой драйвер, применяемый для управления двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями.
статья Н.Филенко (трудоголик) “

Микросхема L298 представляет собой двойной полный мостовой драйвер, применяемый для управления двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями. Благодаря наличию двух мостов микросхема может управлять двумя двигателями постоянного тока, причем независимо, или одним биполярным или униполярным шаговым двигателем.
(контроллеры шаговых двигателей)
При управлении двигателем постоянного тока микросхема может изменять направление тока в двигателе, реверсируя его или полностью отключать питание.
При управлении шаговыми двигателями возможно также управление направлением движения.
Однако эти функции не могут быть реализованы без управляющего устройства, подключаемого на вход микросхемы. Потому она и носит название – драйвер, то есть усилитель.
Чтобы понять как работает мостовой драйвер, рассмотрим упрощенную схему включения одной обмотки биполярного двигателя(аналогично включается двигатель постоянного тока), где ключевые элементы заменены выключателями.
В верхней части рисунка изображен мост со всеми выключателями, установленными в выключенное положение. В этом случае ток через обмотку отсутствует.

Внизу справа изображена ситуация, когда включен верхний левый и нижний правый выключатели. Синим цветом нарисован путь протекания тока.
В этом случае напряжение приложено к обмотке так, что плюс находится слева, а минус – справа. Предположим, что двигатель в этом случае вращается по часовой стрелке.
Если выключить эти ключи, а включить левый нижний и правый верхний, как на правом нижнем рисунке, напряжение к обмотке будет приложено в обратной полярности, то есть минус слева, плюс – справа. Путь протекания тока указан красным цветом. А поскольку изменилось направление тока, то и двигатель поменяет направление вращения и станет вращаться против часовой стрелки.
С шаговым двигателем ситуация аналогичная. Поскольку положение ротора шагового двигателя зависит не только от того, к какой обмотке приложено напряжение, но и от того, в какой полярности, в этих двух случаях ротор двигателя займет два разных положения. Чтобы понять, как это происходит, сравним ротор со стрелкой компаса и размешенным рядом со стрелкой электромагнитом:

При изменении направления тока в обмотке стрелка также повернется в противоположное направление.
Возможно, у наблюдательного читателя возникнет вопрос: А что будет если замкнуть, например, оба правые или оба левые ключа? По идее должно быть короткое замыкание!
Но этого не происходит, потому что в микросхеме L298 ключами управляет специальная схема, исключающая такое катастрофическое стечение обстоятельств.
Настало время посмотреть на схему половинки L298.

Вход «En» – это вход разрешения работы ключей. Для нормальной работы на этом входе должно присутствовать напряжение «лог 1», тогда логические элементы могут пропускать сигналы управления от входа к ключам.
Обратите внимание на логические элементы управляющие ключами. Несмотря на то, что левой или правой половиной ключа управление идет по одному входу, нижние схемы совпадения имеют инверсный вход, а верхние – прямой. Это приведет к тому, что если на вход управления In1 или In2 будет подано напряжение «лог 1», то откроются только верхние транзисторы ключей. И наоборот, если на входы будет подано напряжение «лог 0», то будут открыты только нижние транзисторы.
В обоих этих случаях ток через обмотку отсутствует и исключена ситуация, когда включены оба правые или оба левые транзисторы.
Для того, чтобы ток через обмотку появился, на выходах Out1 и Out2 должен быть разный потенциал. Это произойдет в том случае если справа открыт верхний, а слева – нижний транзисторы. Тогда на выходе Out 1 появится «плюс» , а на выходе Out 2 – «минус» источника питания. Но для этого надо подать на вход In1 напряжение «лог 1», а на вход In2 – напряжение «лог 0».
Для того, чтобы поменять направление тока в обмотке надо поменять уровни напряжения на входах, то есть подать на вход In1 напряжение «лог 0», а на вход In2 – напряжение «лог 1».
Для одного двигателя постоянного тока достаточно только одной половинки микросхемы, а для шагового двигателя необходимо использовать оба моста микросхемы, подключая обмотки биполярного двигателя каждую к своему мосту.
В случае с униполярными двигателями каждая из обмоток подключается к одной половинке моста. Рассмотрим на упрощенной схеме работу одной половинки микросхемы.

Обратите внимание, что на верхнем рисунке, то есть если общий вывод обмоток ШД подключается к «плюсу», включением обмоток управляют нижние ключи. Вернемся на схему L298 и увидим, что нижний ключ будет замкнут только в том случае если на вход In 1 или In2 подан уровень «лог 0», то есть для этой схемы активный уровень – низкий.
А вот для нижней схемы, где общие выводы обмоток подключаются к минусу, управляющими являются верхние ключи, а они замыкаются, если на входах In 1 или In2 действует высокий уровень, то есть напряжение «лог 1» . Это необходимо обязательно учитывать при разработке своих схем.

Теперь настало время посмотреть полную схему L298.

Как видим половинки полностью идентичны, логика управления описанная выше тоже одинакова для обоих мостов.
Как уже было сказано выше обмотки биполярного двигателя подключаются к правой и левой половинкам моста.
Рассмотрим логику управления микросхемой. Для управления двумя двигателями постоянного тока нужно просто подключить выводы первого к выходам Out1 и Out2 , а выводы второго двигателя к выводам Out3 и Out 4. Меняя уровни входных сигналов на входах In1 и In2, управляем первым двигателем, а изменяя уровни In3 и In4, управляем вторым двигателем.
Сложнее обстоит дело с шаговым двигателем. Рассмотрим для начала биполярный двигатель. Одну обмотку этого двигателя подключаем к выходам Out1 и Out2, а вторую к выходам Out3 и Out4. Напомню, что в простейшем случае обмотки двигателя расположены перпендикулярно. Для упрощения снова сравним ротор шагового двигателя с стрелкой компаса.


На рисунке изображены положения стрелки, которые она принимает при указанной полярности напряжения на выходах микросхемы L298.

А теперь основные правила для L298:

– Чтобы выход OUT-х был подключен к плюсу источника питания, на вход IN-х должна быть подана «Лог 1»
– Чтобы выход OUT-х был подключен к минусу питания, на вход IN-x должен быть подан «Лог 0».
– Чтобы обесточить обмотку, подключенную в выходам OUT-y OUT-z , на входах IN-y и IN-z должны присутствовать одинаковые уровни (или «Лог1» или «Лог0») Аналогично обесточить обмотку можно и установкой уровня «Лог 0» на входе EN, той половины микросхемы, к которой подключена эта обмотка.

Воспользовавшись этим правилом, составим таблицу входных уровней для 4-х положений стрелки:

Положение
IN 1
IN 2
IN 3
IN 4
1
1
0
1 или 0
Также как OUT3
2

1 или 0

Также как OUT1
1
0
3
0
1
1 или 0
Также как OUT3
4

1 или 0

Также как OUT1
0
1

Теперь обратите внимание на последовательность положений. Стрелка как бы вращается по часовой стрелке. Точно так же будет вращаться и ротор шагового двигателя. Чтобы ротор вращался непрерывно, нужно после того, как он займет 4-е положение, снова подать на входы микросхемы уровни, соответствующие 1-му положению, затем 2-му, затем 3-му и т.д..
Если
вам необходимо изменить направление вращения, например с положения 3, то следующим шагом, т.е. следующей комбинацией напряжений на входах должна быть комбинация, соответствующая положению с номером 2, затем 1, затем 4 и т.д.
Эти комбинации соответствуют так называемому ПОЛНОШАГОВОМУ режиму.
ПОЛУШАГОВЫЙ режим характеризуется тем, что в промежутках между полными шагами питание подается сразу на две обмотки, т.е. обмотку с предыдущим положением и обмотку со следующим положением. Это приводит к тому, что ротор под воздействием электромагнитных сил двух обмоток займет некое среднее между шагами положение. Если токи в обмотках строго равны, то это положение будет ровно посредине между предыдущим и последующим.
Составим таблицу для полушагового режима.

Синим цветом обозначены входы, которые в данный момент отключают «свою» обмотку. Это аналогично установке уровня «Лог 0» на соответствующем входе «ЕN»
Для униполярного двигателя правила распределения входных уровней такие же как и в случае подключения биполярного.
Исходя из этого можно сделать вывод, что последняя таблица будет соответствовать подключению униполярного двигателя в том случае, если общие выводы обмоток подключены к минусовому проводу.
Если необходимо подключить общий вывод обмоток униполярного двигателя к плюсовому проводу, то в таблице нужно просто заменить нули на единицы и наоборот, за исключением обозначенных синим цветом.
Смена направления вращения производится так же как и в случае с полношаговым режимом.

Подключение драйвера к микросхеме ТМ7 в контроллере VRI-CNC.
Обеспечивает полношаговый и полушаговый режимы. Для подключения униполярного двигателя необходимо общие выводы обмоток соединить с корпусом, а другие выводы обмоток подключать к выводам 2,3,13,14 микросхемы L298,

При условии правильного выполнения монтажа схема в наладке не нуждается.
Подключение ТМ7 к LPT порту осуществляется как обычно для контроллера VRI-CNC.
Резисторы в схеме должны быть мощностью не менее 0,125 Ватт, диоды – любые маломощные низкочастотные.
Для увеличения скорости вращения шаговых двигателей рекомендуется включить последовательно с обмотками резисторы, величина сопротивления и мощность которых рассчитываются, как указано в статье о разгоне двигателей.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДРАЙВЕРА L298

Напряжение питания двигателей

до 50 V

Напряжение питания микросхемы 7 V
Максимальный пиковый ток ключей (t

3 А
Средний(постоянный) ток ключей 2 А
Потребляемый микросхемой ток не более 70 мА
Рассеиваемая мощность 25 Ватт
Входной уровень «Лог 0» менее 1,5 V
Входной уровень «Лог 1» более 2,3 V
Падение напряжения на ключах при токе 1 А не более 1,7 В
Падение напряжения на ключах при токе 2 А не более 2,7 В

“фото были присланы мне или найдены в интернете. 56 фото (трафик!!!)”