• 9 ноября 10:47
    Автор: Admin Комментариев нет
    p1100512 New! Станок ЧПУ «Монстрик»

    Коротко — почему появилось желание создать новый CNC-станочек.
    Напомню, что первая моя CNC-конструкция выглядела так:
    CNC1

    Станок стоит в гараже, занимает много места и уже запылился, а поводов тому несколько:

    1. слабые направляющие (для работы фрезером)

    -были использованы мебельные направляющие, люфт которых при нагрузке оказался выше всех ожиданий, при этом сама деревянная рама станка выдерживает нагрузки очень достойно

    2. использованы слабые 6 выводные шаговые двигатели (со средней точкой)

    -выбор был основан на использовании драйвера от Романа Ветрова (на тот момент домашние CNC станки еще не были так распространены, поэтому была определенная проблема с ПО, а указанный комплект ПО-драйвер решал эту проблему с минимальными вложениями)

    -двигатели оказались слабыми, разогнать их не представлялось возможным (при маленькой скорости перемещения перегревались фрезы, оргстекло при резке плавилось)

    -двигатели (ШД) грелись при удержании (отключить в ПО было нельзя), а для для увеличения скорости надо было повышать напряжение питания ШД

    В связи с тем, что все последнее время я провожу в квартире, мне захотелось создать более компактный вариант станка, который бы позволял хранить его на/в шкафу.

    С другой стороны большие площади обрабатываемой поверхности часто не нужны (типа платку нарисовать, просверлить ее, возможно лазер поставить или головку для печати пластиком).

    И тут я увидел вот это:

     image-1

    Простота конструкция поразила и сподвигла на подвиги.

    В результате доработок и усовершенствований родился мой «Монстрик» (уменьшительно-ласкательное от имени предыдущего аппарата).

    p1100510 p1100512

    p1100514 p1100515

    В связи с печальным опытом применения резьбовых шпилек в качестве ходовых винтов было решено использовать ременную передачу.

    На создание конструкции ушло в среднем 2 недели работы по-вечерам (в это время вошли и переделки — простота здесь кажущаяся), 2 детских конструктора и куча всякой мелочи (все расчеты по количеству, стоимости, где брал — в следующих постах) .

    Ось Z (рождалась особенно мучительно):

     p1100516 p1100517 p1100518

    Ось X (тоже пришлось экспериментировать с высотой ремня и усиливать конструкцию):

    p1100520 p1100521 p1100522

    p1100526 p1100524

    Ось Y:

    p1100519 p1100523 p1100531

    Вид снизу:

    p1100525

    Рама сделана из алюминиевого профиля 20 х 15 х 1,5 х 2000мм. Соединения — уголками 100 х 15мм.

    На ножки пошли шайбы для крепления поликарбоната...пришлось купить целый пакет, теперь у меня их много)

    p1100530

    В качестве линейных подшипников применены обычные гайки М6, рассверленные до 6,1мм (для экономии бюджета):

    p1100533 p1100534p1100532 p1100535

    Насколько долго они прослужат — выяснится позже. А пока могу сказать, что сверление отверстий 6,1мм в уголках и припаивание гаек — самый утомительный процесс. По крайней мере для меня.

    Настройка осей на параллельность происходит легко — все уголки достаточно легко крутятся пассатижами.

    По окончанию работы все резьбовые соединения были прокапаны фиксатором резьбы (видно на фото — синего цвета). Кстати я поражен его способностью смачивать металл и проникать вглубь. При том, что он достаточно вязкий, через некоторое время нанесенная капля оказывается внутри резьбы. Но что стало минусом, так это то, что он остается мягким после высыхания. Поэтому планируемая посадка на него плоских деталей (для жесткости) не увенчалась успехом.

    В результате получилось рабочее пространство 180 х 170мм (стол не установлен):

    p1100536

    при габаритах станка (ДхШхВ) 360 х 240 х 250.

    В качестве электроники применен Arduino Mega2560 с шилдом RAMPS1.4, граф.экраном LCD12864 и драйверами А4988 (пришло из Китая комплектом) .

    Драйверов в комплекте 5шт. Пока используется только 3шт.

    Блок питания на 24В. Пока, на время тестирования, «дохленький» на 2,5 А. При токе каждого ШД до 1,7А (ШД4401 Nema17) конечно маловато.

    p1100538

    На радиаторы для драйверов был наклеен двухсторонний скотч, который не внушал доверия в части теплопроводности. Он был успешно убран и радиаторы посажены на суперклей. При этом в критических местах (расстояние до конденсаторов и резисторов — доли миллиметра) радиаторы были подпилены надфилем.

    p1100542

    Поскольку напряжение питания на плату Arduino подается через вход Vin с шилда RAMPS, и учитывая проблемы предыдущего станка со скоростью работы двигателей, изначально ставилась задача запитать двигатели напряжением более 12В (стандартно подается на шилд).

    Для этого (поскольку сама Mega 2560 может «переварить» только от 6 до 20В питания) пришлось поставить дополнительный стабилизатор на 12В с конденсаторами по 0,1мкФ прямо на его ножках. Теперь можно безбоязненно работать с напряжением до 35В.

    p1100539

    Снизу плату защитил изолятором «от дурака», т.е. от себя же:

    p1100540

    (продолжение).

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 9 ноября 10:46
    Автор: Admin Комментариев нет
    p1100510 New! Станок ЧПУ «Монстрик». Финансовая часть

    p1100510

    Для любознательных привожу статистику, где-что-почем покупалось

    (для особо любознательных — в г.Нижний Новгород).

     

    М-н «Маленькая умница»:

    Конструктор металлический ЧАЭЗ №3             575=

    Конструктор металлический Н.Новгород        420=

    Второй — без названия, копия первого. Правда качество немного хуже и отсутствует пластиковая коробка. В целом жаба, конечно, давит, но без пластиковой коробки было бы совсем печально.

     

    М-н «OBI»:

    Профиль алюмин. П-обр 20×15х1,5           279=

    Угольник стальной плоский 100×15          4шт х 29=116=

    Угольник стальной плоский 120×20          49=

     

    М-н «Oрдер»:

    Шпилька 5мм х 1м                                          41=

    Шайба плоская усиленная 6мм 25шт       34=

    Шайба д/поликарбоната EPDM 20шт      99= (резиновая, для ножек)

     

    М-н «Авто-Волга»:

    Фиксатор резьбы анаэробный разъемный синий  100=

     

    М-н «Электрик»:

    Лента спиральная, 10м                                         115=

     

    Радио рынок:

    Оси калиброванные 6мм                                      4шт х 60=240=

    Подшипник 635zz (Д/д/Ш  19 х 5 х 6)              5шт х 150 = 650=

    Подшипник 624zz (Д/д/Ш  13 х 4 х 5)              4шт х 60 = 240=

     

    Aliexpress:

    Шаг.двигатели 4401 Nema17 3шт             2216=

    (брал здесь)

    Шкив двигателя диам.5мм 5шт                 393=

    (брал здесь)

    Ремень-лента привода 6ммх5м                  619=

    (брал здесь)

    Электроника:

    Arduino Mega2560+RAMPS1.4

    +граф.экран(LCD12864)+5 драйверов     1905=

    (брал здесь)

     

    Стоимость доставки не включена, но она незначительна.

    Поставщик электроники немного неадекватен. Упаковано было без «пузырей», поэтому экран пришел «покоцаный». Вытребовать скидку с продавца не могу по сей день.p1100476

    Отправлено было все (пересекло границу Китая, судя по трэкингу) почти в один день, доставлялось одной китайской компанией. Пришло в среднем за 1,5-2 недели.

    При этом еще одна посылка с мелочью на тех же условиях (то же время, тот же доставщик) отлеживалась на таможне до последнего, думал уже не дождусь (отправили 19.08 — пришла 10.10.2016). Но китайцы тут вроде не при делах...

     

    Итого затрат (без учета моральных и транспортных) — 8091 руб.

    А кажется таким безобидным...

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 26 октрября 9:32
    Автор: Admin Комментариев нет
    блок питания 1 Маленький блок питания для повседневного использования

     

     

    Когда мне стало не хватать места на рабочем столе, то спонтанно, ходя по радиорынку, родилась идея создать нижеприведенный девайс.

    Были экспромтом закуплены индикатор напряжения и тока, импульсный преобразователь от китайских товарищей и небольшой корпус (все остальное давно дожидалось своего часа дома).

    Получилось вот что:
    блок питания 1     блок питания 2

    Спереди — индикация напряжения и тока, подстроечники  напряжения и тока, индикаторы режима стабилизации напряжения и тока.

    Сзади — разъемы для подключения блока питания (два вида с разным диаметром центральной части), клеммы выходного напряжения и параллельно им быстроразъемные клеммы Wago на проводах (для удобства).

    Подстроечники были поставлены принципиально вместо нормальных потенциометров для того, чтобы не думалось, что кто-то пошутил, пока я на минутку отлучился от стола, после чего бы создаваемое мной устройство успешно дематериализовывалось.

    Все микросхемы работают на сизом дыме, потому что как только он из микросхемы выходит, она перестает работать.

    Блок питания — любой на 5...30В (от компьютера, например, или любой другой).

    В режиме стабилизации напряжения и тока это выглядит вот так:

    блок питания 4    блок питания 3

    Поскольку на радиорынке не нашлось преобразователя со стабилизацией тока (вот такого), пришлось допаять стабилизатор тока самостоятельно.

    Из дополнительных деталей — LM358, 78L05, TL431 :

    блок питания 5    блок питания 6

    блок питания 7    блок питания 8

    Клеммы Wago на проводах специально предусмотрены для быстрого подключения — отключения проводов, в том числе вот таких, для быстрого монтажа на макетной плате:

    блок питания 9   блок питания 10

    Поскольку преобразователь без радиатора поговаривают, что он может выдать ток не более 2А (а больше мне и не надо).

    В целом коробочка получилась маленькая и информативная. Диапазон выходных напряжений и токов вполне достаточный для повседневного использования. Защита по току и температуре встроена в микросхемку. Это плюсы.

    Теперь минусы. Поскольку преобразователь не умеет выдавать менее 0,8В (особенность используемой микросхемы), то при замыкании выхода накоротко он выдает все, что может (до 5 А), независимо от уставки стабилизации тока. Поэтому для предварительной установки ограничения тока необходимо нагрузить блок питания на маленькое сопротивление. Это раз.

    Два — это то, что переключение со стабилизации напряжения на стабилизацию тока происходит не ступенчато, а плавно (хотя и достаточно быстро) — это видно на глаз по светодиодам. Хотя это не является проблемой.

    В целом я доволен, за один вечер получил то, что давно хотел.

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 6 октрября 4:39
    Автор: Admin Комментариев нет
    Mach3 Бюджетный станок ЧПУ. Программная часть
    Программная часть состоит из следующих подразделов:
    1. Программа управления станком по подготовленной управляющей программе (УП) (станки с собственным контроллером ее не требуют)
     УП, как правило, пишутся на специлализированном языке программирования (т.н. G-коды). И, несмотря на стандартизацию, каждое устройство имеет свой формат текстового файла УП в G-кодах. Многие устройства не поддерживают некоторые G-коды.
    На данный момент мне известны следующие программы управления станком:
    — программа управления Романа Ветрова (VRI-CNC)
    Программа имеет свой собственный протокол управления драйвером (последние версии поддерживают режим Step-Dir (шаг-направление).
    Работает только в режиме полушага. Умеет преобразовывать в УП файлы AutoCad *.dfx (c большими ограничениями), файлы Gerber (стандарт изготовления печатных плат RS-274), файлы Exelent (стандарт сверловки отверстий);
    -программа KCam4
    Программа имеет стандартный протокол управления драйвером типа Step-Dir. Она достаточно проста, но многие на форумах жалуются на низкую стабильность скоростей ШД при работе (слышно по звуку, вызвано, скорее всего, неприспособленностью Windows к работе в режиме реального времени)
    «Съедает» файлы
    -программа Mach3
    Программа имеет стандартный протокол управления драйвером типа Step-Dir. Наворочена, стабильность скоростей ШД при работе выше KCam4 (что, скорее всего, достигнуто применением своего драйвера LPT порта в обход драйвера Windows). Судя по отзывам, это часто вызывает неработоспособность (несовместимость с текущей конфигурацией компьютера). Но профессионалы используют, как правило, ее, либо программы указанные ниже;
    -программа TurboCNC
    Программа имеет настраиваемый протокол управления драйвером, в т.ч. типа Step-Dir. По заявлениям имеется возможность работы с драйвером VRI-СNС (на ТМ7) (у меня работало, но нестабильно. Технические детали нестыковки подзабыл :( ). Работает под DOS (или, что то-же, под ДОСовским ядром Win95). Проблем с задержками, ессно, не возникает, зато есть уже забытые проблемы по переносу программ (очень проблематично под ДОСом сделать поддержку FAT-32, просмотр длинных файлов и установить драйвер USB). Чайнику проще работать с дискетами :) . Хотя в целом проблемы решаемые...
    -LinuxCNC
    Пакет Linux специальсо создан для управления станками ЧПУ. Не разбирался, поэтому без комментариев...хотя положительные возгласы имеются...
    2. Программа подготовки управляющей программы (УП)
    Для разработки стратегии обработки детали по разработанному чертежу (УП) существуют достаточное количество программных пакетов. Из всего многообразия я пользуюсь только:
    - VRI-СNС (она, вообще-то, совмещает в себе еще и программу управления станком и «выплевывать» файл УП не умеет), зато может «съесть» файлы в форматах AutoCad, Gerber, Exellon, и G-коды.
    — ArtCam 9.0. Специализирована для подготовки УП фотореалистичного 3D изображения, но в целом ее возможности ограмны. В том числе она может учитывать диаметр инструмента, что не делает VRI-СNС.
    3. Программы для разработки чертежей.
    Да все, что угодно...Оптимально, конечно, AutoCad и СorelDrow на начальном этапе...А так, с помощью например ArtCam, можно хоть *.bmp в 3D изображение преобразовать...или в файл для работы выжигателя...правда долго все это :(
    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 6 октрября 4:38
    Автор: Admin Комментариев нет
    CNC2 Бюджетный станок ЧПУ. Электроника
    Что касается электроники (драйвера управления ШД).
    На данный момент имеется следующие варианты:
    -станок со своим контроллером управления. Управляющая программа (УП) разрабатывается в каком-либо специализированном пакете и переносится в контроллер станка. Далее он работает самостоятельно. Это дорогой промышленный вариант.
    Было бы нелогично, если б в качестве контроллера не использовался компьютер :). Поэтому появились слующие варианты с управлением по LPT. Причем нужен настоящий! LPT, а не виртуальный, типа USB-LPT, как возможно сделать на ноутбуках, поскольку программы используют либо жестко адрес LPT1 (VRI-CNC), либо обходят всякими путями драйверы Windows (Mach3), который изначально не предназначен для работы в режиме реального времени и не применим к CNC:
    -простой драйвер с программой управления Романа Ветрова (VRI-CNC) на МС К155ТМ7 и транзисторах КТ972. Программа имеет свой собственный протокол управления драйвером. Работает только в режиме полушага.;
    -простой драйвер с управлением типа Step-Dir (шаг-направление). Собирается на МС К561ИЕ7 и К561ИД1. Есть варианты, но этот самый простой... работает только в режиме полного шага.
    -драйвер на основе МК с управлением типа Step-Dir. Имеет целую кучу режимов. Делается самостоятельно или покупается готовый (предложений достаточно).
    Кроме того в драйвере жизненно необходим блок «ускорения» ШД (в последнем указанном варианте он, как правило, уже встроен). Как пример построенный станок имеет реальную скорость перемещения по осям 5мм/сек, а под нагрузкой — 2-3 мм/сек (при питании 12В, при большем ШД сильно греются). Иногда хочется несколько больше :)
    А для того, чтобы обезопасить порт LPT и сам компьютер, необходима плата гальванической развязки.
    В результате драйвер становится достаточно «накрученным» устройством.
    Часть из указанных устройств находится в процессе разработки и изготовления. Результаты будут опубликованы...

    ... и вот вам пример реализации устройства с драйвером VRI-CNC.

    28940309.jpg (1024×768)

    87923170.jpg (1024×768)

    86635757.jpg (1024×768)

    Как видно, в качестве корпуса была использована коробка для посылок, продаваемая в отделениях связи. На удивление прочная многослойная штука. По крайней мере, если без фанатизма, то легко выдерживает втыкание разъемов. Правда шайбы под болты я подбирал широкие (усиленные).

    Блок питания — от РС (используется +12В). Платка драйвера сбоку. Внизу (за проводами не видно) платка с разъемом от принтера (деталей там нет, кроме самого разъема, ессно:) ).

    Проблема одна. Шаговые двигатели во время работы перегреваются и начинают пропускать шаги. Поэтому изначально приходится ставить скорость обработки поменьше. А для увеличения скорости обработки убрал на фиг все разгоны (замедления), которые устанавливаются программно.

    В программе Романа Ветрова эти уставки сильно тормозят процесс из-за того, что движение инструмента не по осям Х-У (по диагонали, например) приводит к постоянному возобновлению разгона ШД при их попеременном включении (по другому этот драйвер не умеет).

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 6 октрября 4:37
    Автор: Admin Комментариев нет
    CNC1 Бюджетный станок ЧПУ. Механика

    Тема «умных» устройств, управляемых от компьютера — мой давний интерес. Поэтому изучив тему самостоятельного построения станка с ЧПУ взялся за дело.

    91522519.jpg (768×1024)

    04272662.jpg (640×480)

    74397686.jpg (768×1024)

    В результате был приобретен «бесценный» опыт в отношении того, как делать не надо :(

    51826917.jpg (768×1024)

    32065959.jpg (768×1024)

    В целом прочность на изгиб указанной конструкции оказалась на должном уровне (как и ее вес:) ). Надеялся на худшее. Но «тонко» оказалось в другом месте.

    Поскольку планировалась бюджетная конструкция, то в качестве устройств для движения стола и суппорта по осям были выбраны мебельные направляющие («настоящие» стоят 10000...15000руб). Так вот из способность держать нагрузку по различным направлениям весьма различается и явно недостаточна. В результате при резании фрезами вместо острых углов получаются скругленные (при рисовании, т.е. без существенной нагрузки, все ОК).

    15478927.jpg (1024×768)

    Еще. Соединение шагового двигателя (ШД) с осью сделать хорошо достаточно проблематично.

    99991315.jpg (1024×768)

    Так некоторое трудноустранимое (незаметное на глаз) биение приводило к откручиванию стопорных винтов муфты, а при движении каретки вблизи ШД — к пропуску шагов, вызванных повышенным трением при перекосе винта и гайки.

    Применение «мягкой» передачи на основе резинового шланга (так делают многие) тоже стало проблематичным. Проволочный хомут не держал прочно, а «настоящий» магазинный не влез по габаритам.

    Таким образом теперь я склоняюсь к мягкой передаче посредством резинового ремня с насечками под шестеренки. Опять же не зря много самодельных конструкций с таким приводом.

    Относительно применения мебельных направляющих. Думаю, наиболее наглядно их слабая нагрузочная способность изображена на видео: тест мебельных направляющих

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ
  • 6 октрября 4:33
    Автор: Admin Комментариев нет
    регулятор Миниатюрный регулятор мощности паяльника

    После покупки паяльника с долговечным миниатюрным жалом оказалось, что технология пайки им критична к температуре жала паяльника.

    Поэтому пришлось на скорую руку изготовить миниатюрный регулятор мощности паяльника.

    90088534.jpg (448×336)

    Изготовлен он был на основе К1182ПМ1 — регулятора мощности в интегральном исполнении, для работы которого необходимо всего три навесных элемента — два конденсатора и потенциометр. Габариты получившегося устройства позволили поместить его в корпус выключателя от светильника, из которого были удалены все внутренности. Получившееся сверху отверстие было закрыто миниатюрной платой из стеклотекстолита, на которой вытравлено назначение устройства.

    27187820.jpg (448×336)

    81915065.jpg (448×336)

    На плате оставлены монтажное место для диода (на фото-не установлен). Его можно установить для уменьшения диапазона регулировки и, соответственно, для увеличения точности установки температуры. Ну, это на любителя, а у меня и так неплохо работает. Диод может быть, например, типа 4007.

    15724984.jpg (448×336)51919200.jpg (448×336)

    Рубрики: мои устройства ЧИТАТЬ КОММЕНТЫ