Данная схема представляет собой контроллер позволяющий управлять униполярным шаговым двигателем построенный на микроконтроллере PIC18F2320. Эта схема управления шаговым двигателем обеспечивает контроль при помощи сигналов DIR, STEP и ENABLE. Контроллер поддерживает режим удержания снижением тока фаз и режим микрошага.
Непосредственная регулировка тока фаз выполняется посредством подстроечных сопротивлений R7 и R8. Для переключения между режимами работы предназначены три перемычки (Jp1-Jp3). После преставления перемычек нужно выключить контроллер и повторно включить.
Работа контроллера проверялась на униполярном шаговом двигателе (1 Ом, 3 А), перегрева двигателя не было, его температура была в допустимых пределах. Однако для силовой части схемы очень желателен теплоотвод, размер которого зависит от потребляемой мощности шагового двигателя.
Проверялся контроллер от генератора сигналов и с помощью программы K-cam. В режиме шаг и полушаг предельная выходная частота сигнала «STEP» составляет 100 кГц, а в режиме микрошаг частота сигнала составляет 50 кГц. В ходе тестирования была получена максимальная частота вращения шагового двигателя около 1250 об/мин в режиме 1/4 шага.
Двухсторонняя печатная плата данного контроллера для управления шаговым двигателем спроектирована под ЛУТ. Мощные транзисторы VT1 - VT4 устанавливаются на печатную плату с нижней стороны (пластмассовой частью корпуса к плате) для того чтобы легко закрепить их к радиатору через теплопроводящие прокладки (слюдяные пластинки).
Операционный усилитель LM358 возможно заменить отечественным аналогом КР1040УД1. Питание схемы осуществляется от стабилизированного источника питания построенного на стабилизаторе 78l05, который можно заменить на КР1157ЕН5А. Транзисторы VT1…VT4: IRLZ44N – до 24 вольт, IRL540L – до 48 вольт, IRL640 – до 90 вольт. Микросхему 74HC08 можно заменить отечественной КР1564ЛН1.
При настройки необходимо выставить подстроечные сопротивления R7 и R8 в одинаковое положение, определив необходимое сопротивление отталкиваясь от нужного тока фазы: Rп = 56000 / ( 3,57 / ( 0,27 * I ) – 1)).
Скачать прошивку и печатную плату (1,6 Mb, скачано: 1 644)
www.robozone.su
Для самостоятельной сборки фрезерного станка необходимо выбрать контроллер управления ЧПУ. Контроллеры бывают как многоканальные: 3х и 4х осевые контроллеры шаговых двигателей, так и одноканальные. Многоканальные контроллеры чаще всего встречаются для управления небольшими шаговыми двигателями, типоразмера 42 или 57мм(nema17 и nema23). Такие двигатели подходят для самостоятельной сборки ЧПУ станков с рабочим полем до 1м. При самостоятельной сборке станка с рабочим полем более 1м следует использовать шаговые двигатели типоразмера 86мм(nema34), для управления такими двигателями понадобятся мощные одноканальные драйвера с током управления от 4,2А и выше.
Для управления настольными фрезерными станками широко распространены контроллеры на специализированных микросхемах-драйверах управления ШД, например, TB6560 или A3977. Эта микросхема содержит в себе контроллер, который формирует правильную синусоиду для разных режимов полушага и имеет возможность программной установки токов обмоток. Эти драйвера предназначены для работы с шаговыми двигателями до 3А, типоразмеры ШД NEMA17 42мм и NEMA23 57мм.
Управление контроллером с помощью специализированных программ управления станком MACh4 или KCAM или Linux EMC2 и других, установленных на ПК. Рекомендуется использовать компьютер с процессором частотой не менее 1GHz и память 1 Гб. Стационарный компьютер дает лучшие результаты, по сравнению с ноутбуками и значительно дешевле. Кроме того, вы можете использовать этот компьютер и для других работ, когда он не занят управлением вашим станком. При установке на ноутбук или ПК с памятью 512Мб рекомендуется провести оптимизацию системы под Mach4.
Для подключения к компьютеру используется параллельный порт LPT(для контроллера с USB интерфейсом порт USB). Если ваш компьютер не оборудован параллельным портом (всё больше и больше компьютеров выпускается без этого порта) вы можете приобрести плату расширителя портов PCI-LPT или PCI-E-LPT или специализированный контроллер-преобразователь – USB-LPT, который подключается к компьютеру через USB порт.
С настольным гравировально-фрезерным станком из алюминия CNC-2020AL, в комплекте блок управления с возможностью регулировки оборотов шпинделя, рисунок 1 и 2, блок управления содержит драйвер шаговых двигателей на микросхеме TB6560AHQ, блоки питания драйвера шаговых двигателей ШД и блок питания шпинделя.
рисунок 1
Рисунок 2
1. Один из первых контроллеров управления фрезерными станками с ЧПУ на микросхеме TB6560 был, получивший прозвище -"синяя плата" , рисунок 3. Этот вариант платы много обсуждался на форумах, она имеет ряд недостатков. Первый - медленные оптроны PC817, что требует при настройке программы управления станком MACh4, вводить максимально допустимое значение в поля Step pulse и Dir pulse = 15. Второй это плохое согласование выходов оптопар с входам драйвера TB6560, решается доработкой схемы, Рисунок 8 и 9. Третий - линейные стабилизаторы питания платы и в следствии этого большой перегрев, на последующих платах применены импульсные стабилизаторы. Четвертый - отсутствие гальванической развязки цепи питания. Реле шпинделя 5А, что в большинстве случаев недостаточно и требует применения более мощного промежуточного реле. К достоинствам можно отнести наличие разъема для подключении пульта управления. Этот контроллер в серии станков "Моделист" не применяется.
Рисунок 3.
2. Контроллер управления ЧПУ станком поступивший на рынок после "синей платы", получивший прозвище красная плата, рисунок 4.
Здесь применены более высокочастотные(быстрые) оптроны 6N137. Реле шпинделя 10А. Наличие гальванической развязки по питанию. Есть разъем для подключения драйвера четвертой оси. Удобный разъем для подключения концевых выключателей.
Рисунок 4.
3. Контроллер шаговых двигателей с маркировкой TB6560-v2 тоже красного цвета, но упрощенный, нет развязки по питанию, рисунок 5. Маленький размер, но и в следствии этого меньше размер радиатора.
Рисунок 5
4. Контроллер в алюминиевом корпусе, рисунок 6. Корпус защищает контроллер от пыли попадания металлических частей, он же служит и хорошим теплоотводом. Гальваническая развязка по питанию. Есть разъем для питания дополнительных цепей +5В. Быстрые оптроны 6N137. Низкоимпедансные и конденсаторы Low ESR. Нет реле управления включением шпинделя, но есть два выхода для подключения реле (транзисторные ключи с ОК) или ШИМ управления скоростью вращения шпинделя. Описание подключения сигналов управления реле на страничке Подключение концевых выключателей и реле шпинделя к контроллеру ЧПУ на TB6560
Рисунок 6
5. 4х осевой контроллер фрезерно-гравировального станка с ЧПУ, интерфейс USB, рисунок 7.
Рисунок 7
Данный контроллер не работает с программой MACh4, в комплекте своя программа управления станком.
6. Контроллер ЧПУ станка на драйвере ШД от Allegro A3977, рисунок 8.
Рисунок 8
7.Одноканальный драйвер шагового двигателя ЧПУ станка DQ542MA. Этот драйвер может использоваться при самостоятельном изготовлении станка с большим рабочим полем и шаговыми двигателями на ток до 4.2А, может работать и с двигателями Nema34 86mm, рисунок 9.
Рисунок 9
Фото доработки синей платы контроллера шаговых двигателей на TB6560, рисунок 10.
Рисунок 10.
Схема исправления синей платы контроллера ШД на TB6560, рисунок 11.
Рисунок 11.
cncmodelist.ru
4-канальный контроллер шагового двигателя. Предназначен для управления гравировальными, фрезерными, токарными и т.п. станками с ЧПУ, так же контроллер возможно применить и для других целей и задач. Путь инструмента для контроллера можно расчитать в таких программах, как ArtCam, Delcam Power Mill и других подобных программах. Контроллер предназначен для управления униполярными шаговым двигателем со средним током каждой обмотки до 5 А и более (по требованию заказчика). Контроллер можно использовать с шаговыми двигателями типа ДШИ-1-1, ДШИ-2-1, ДШИ-3-1, ДШР-57 и другими аналогичными двигателями.
Управление контроллером осуществляется программами KCam4, Master5, Ninos, Mach2, Mach3, Mach4, JalaCNC, Turbocnc и другими аналогичными программами.
Ссылки по теме: Программное обеспечениеwww.texnologia.ru
Контроллеры шаговых двигателей Онитекс представляют собой многофункциональные универсальные устройства, способные работать в различных режимах. Спектр применения данных устройств очень велик: от использования в станках с ЧПУ до автономной работы по заданной программе, созданной в редакторе OSM Programmer.
Основная концепция контроллеров шаговых двигателей Onitex заключается в максимальной универсальности предлагаемых решений. Для этого мы разработали несколько семейств контроллеров на разные мощности, обладающими различными интерфейсами, работающими в различных режимах. Уникальным отличием наших контроллеров является то, что при общей аппаратной платформе мы разработали два универсальных инновационных системных ядра, которые пользователь может менять по своему усмотрению. Оба этих ядра поддерживают работу в автоматическом режиме от аналогового сигнала и в режиме драйвера по сигналам STEP/DIR (шаг/направление), но различаются протоколом управления по последовательному интерфейсу. Ядро OSM ASCII управляется при помощи ASCII-команд. Само главной особенностью этой прошивки заключается в наличии встроенного командного интерпретатора и ПЛК, то есть данный вариант подходит для применения там, где требуется автономная работа контроллера по записанной в него программе. Системное ядро OSM MB, поставляющееся в составе контроллеров с интерфесом RS-485, не имеет встроенного ПЛК, однако позволяет управлять контроллером в реальном времени по промышленному протоколу Modbus.
Мы постарались максимально использовать ресурсы аппаратной части для максимально плотной интеграции всех функциональных возможностей в одном корпусе, поэтому многие входы и выходы контроллера имеют различное назначение в различных режимах. Все контроллеры шаговых двигателей содержат как цифровые (дискретные) входы, так и аналоговые, причем часть цифровых входов выполнена в оптически изолированном исполнении. Некоторые дискретные входы имеют альтернативные функции, такие, как поиск начального положения, при этом к ним сохраняется доступ из программы.
Одним из основных режимов работы контроллера шагового двигателя является работа с последовательным интерфейсом. В нашем модельном ряде представлены все популярные в данном классе оборудования типы интерфейсов: RS-232, USB, RS-485. В некоторых моделях присутствуют сразу два интерфейса, что еще больше увеличивает гибкость таких решений. Выбор интерфейса позволяет максимально приспособить контроллер к требуемой задаче. К примеру, для использования контроллера в программируемом режиме удобно использовать современный интерфейс USB, а для управления в реальном времени - промышленные интерфейсы RS-232 или RS-485. Последний позволяет объединить несколько контроллеров в сеть Modbus с управлением от единого контроллера.
Контроллеры, использующие прошивку на основе системы OSM MB, представляют собой устройства, наиболее заточенные для применения в приложениях с управлением в реальном времени по протоколу Modbus. Данное ядро прошито по умолчанию во все контроллеры серии -RA, то есть ориентировано на применение с контроллерами, имеющими в своем составе сразу два интерфейса: RS-232 и RS-485, наиболее подходящими для управления по скоростному протоколу в реальном времени. При необходимости, пользователь может всегда сменить прошивку на OSM ASCII, если захочет использовать устройство в применениях, требующих программного управления.
Использование интерфейса RS-485 позволяет существенно увеличить дальность управления устройствами, а так же управлять несколькими контроллерами на одной линии. Главной особенностью контроллеров с системой OSM MB является полная поддержка стандартного промышленного протокола Modbus, обладающего широкой распространенностью, помехазащищенностью и универсальностью. Все необходимые параметры вращения двигателя доступны в регистрах Modbus, кроме того, пользователь имеет возможность считывать такие параметры, как состояние дискретных входов и счетчик текущей позиции. Команды управления движением позволяют задавать движение с определенным количеством шагов, ускорением, замедлением, до срабатывания одного из датчиков и т.п. По желанию пользователя, могут быть добавлены дополнительные функции.
Для отладки алгоритмов управления по протоколу Modbus рекомендуем использовать программу Onitex MB Terminal.
Контроллеры, использующие прошивку на основе системы OSM ASCII, представляют собой универсальные многофункциональные устройства, позволяющие реализовывать различные режимы работы, в том числе, программируемый режим, использующий ресурсы встроенного в контроллер ПЛК. С помощью встроенного командного контроллера вы можете один раз запрограммировать устройство, и в дальнейшем оно будет работать по записанной в него программе полностью автономно. Данное ядро зашито в контроллеры серий -U и -R, то есть в контроллеры, использующие интерфейсы RS-232 или USB. Контроллеры данной модификации можно использовать и для управления в реальном времени при помощи простых ASCII-команд, однако для этой цели наилучшим образом подходят контроллеры с ядром OSM MB (с индексом -RA).
В программируемом режиме данные контроллеры можно использовать в комплекте с удобным командным редактором OSM Programmer, позволяющим подготовить исходные тексты микропрограмм для автономно работы контроллера.
Любой контроллер шагового двигателя должен не только иметь развитую функциональность, но и обеспечивать высококачественное управление шаговым двигателем. В наших контроллерах применяется самая современная элементарная база, позволяющая достичь максимального качества управления. Это выражается в точном управлении токами обмоток и грамотным построением силовой части. Наши контроллеры работают с любыми двух- и четырехфазными биполярными шаговыми двигателями подходящей мощности.
Модели контроллеров Onitex представлены в разделе Шаговый привод на нашем сайте. Вы можете выбрать наиболее подходящую модель, ознакомиться с документацией и описанием каждой серии контроллеров. Выбор подходящей вам модели очень прост. Во-первых, необходимо определиться с требуемой мощностью. Все модели разделены на три диапазона мощностей: до 1.7А, до 4А и до 8А. После этого необходимо выбрать интерфейс управления. Если вам необходима работа от встроенного ПЛК, работа в автономном режиме, вам наиболее подходят контроллеры с интерфейсом RS-232 и USB с ядром OSM ASCII, если же вам необходимо управление в реальном времени по промышленному протоколу Modbus, выбирайте модели с интерфейсом RS-232+RS485 и системой OSM MB.
Помните, что вы всегда можете изменить программное обеспечение контроллера с ASCII на MB и наоборот, в зависимости от вашей задачи, поэтому опирайтесь в своем выборе, прежде всего, на физический интерфейс. В случае затруднени с выбором контроллера обратитесь к нашим специалистам за консультацией.
onitex.ru
