Vamos a convertir una máquina CNC china de bajo costo de Puerto Paralelo al Arduino y GRBL.
Muy bien chicos, esta es la culminación de semanas de la lectura, la investigación y determinación. Es mi primera instructable así que espero que esto ayude a llegar a donde necesita ir.
Un poco de antecedentes, antes de empezar:
Los 3020, 3040 y 6040 (y cuanto más oscuros 2015, 2016 y 2020) máquinas fresadoras CNC de fresado que salen de China son muy populares en el aficionado y los círculos profesionales. Si usted es un tipo de bricolaje, estas máquinas ofrecen una gran manera de repetir procesos y, básicamente, hacer algunas cosas que ninguna herramienta de mano le permitirá hacerlo. Para los profesionales, estas máquinas con sus conjuntos de husillo / tornillo de bolas relativamente precisos permiten otra máquina que se va lejos de bombeo fabricación de piezas de la máquina si la máquina está ocupada con un trabajo.Con todo, estas máquinas de bajo costo (que van desde $ 600-2500 enviados DHL) son una gran manera de entrar en CNC. Se pueden encontrar por toda eBay y Aliexpress, en mi experiencia, puede encontrar opciones ligeramente más barato en Aliexpress y su protección comprador es mucho mejor que la de eBay.
Los números de modelo denotan el tamaño del área viable, es decir. el 3040 es de 30 cm x 40 cm, el 6040 es de 60 cm x 40 cm, etc. La gama de estos modelos hace que para elegir el más adecuado para su tienda bastante fácil, los más caros y más grandes (típicamente 3040 y 6040) tendrá el más preciso bola de tornillo movimientos lineales en lugar de un tornillo de avance generalmente trapezoidal. los de 2015, 2016 y 3020 máquinas (unos 3020 tendrá husillos a bolas) tendrán una tuerca de nylon o Delrin tipo de recorrido lineal.
Se puede decir qué modelo tiene el husillo o husillos a bolas por la letra después del modelo. 3040T tendrá "husillos trapezoidales" y un 3040Z tendrá tornillos de bolas (ballscrewz?): D
Tengo experiencia tanto con el tornillo de la bola y de los movimientos de tipo tornillo de avance, por el precio que está pagando, es mejor conseguir una máquina con husillos de bolas medida que se desgastan mejor y muy poco, si está presente ninguna reacción negativa (de lado a juego lateral). Estas máquinas vendrán instalación con motores paso a paso y por lo general tienen pistas de cable ya incorporadas, también van a venir con una caja de control.
La caja del controlador en la casi totalidad de estas máquinas vendrá con un estilo Mach 3 interfaz de puerto paralelo muy antiguo. pulsos de la señal se enviará desde el software de Mach 3 al puerto y que mueve los motores y hace que la máquina CNC cobre vida. Este tipo de sistema es viejo, anticuado y es sólo para Windows. He sido una persona Mac desde el año 2003 por lo que no voy a cambiar de nuevo a cualquier hora del PC en breve, así que cuando oí que podría convertir esto en Arduino alimentado, pasé de "que CNC es una herramienta ordenada" a "que CNC será mía ".
Paso 1: reunir sus partes y detalles
Así, después de que la introducción de largo aliento, así es como he cambiado a través de una máquina de 3020 con las siguientes partes y detalles:
1) 3020 máquina CNC http:? //www.aliexpress.com/wholesale CatId = 0 & ini ...
2) Uno Arduino (un clon también funcionará)
3) Protoneer CNC Escudo V3.XXX (nuevas tablas se deben en cualquier momento, los clones están también disponibles)
4) 3 x A4899 motor de pasos conductores (estos se unen al Escudo CNC, asegúrese de que conceden en la dirección correcta!)
5) 3 x 4 PIN Dupont conectores hembra (uno para cada eje, la junta le mostrará dónde va a colocar ellos)
6) El cable USB blindado (para Arduino, esto debe ser lo suficientemente largo para pasar de la caja del controlador de su ordenador portátil / PC)
7) GRBL firmware http: //www.ebay.com/itm/Arduino-CNC-Shield-V3-10-G ...
8) generador de código G de elección (plug-in inkscape, makercam, JSCUT)
9) G-código de remitente de elección (Sender universal G-Code, GRBL controlador, Chilipeppr, etc, etc)
Paso 2: Crack abrir la caja del controlador.
Vas a ver en el video que se completa la conversión, pero cuando abras la caja, se le ve básicamente tres componentes principales.
1. La fuente de energía, esto tampoco será una bobina o en mi caso, una caja metálica perforada. Tendrá los principales conductores de alimentación que vienen desde el interior. Un juego de cables de CC se conecta a la tarjeta de control ...
2. El tablero de conductor, reconocerá esto porque los conductores de los cables de conexión a los puertos XYZ se adjuntan a la presente. Si usted tenía un tablero como mi 3020, van a ser muy fácil de deshacer, ya que son terminales de tornillo. Sólo hay que deshacer y se puede tirar de ellos hacia fuera. Los cables de alimentación de la fuente de alimentación también deben estar presentes, esto también debe ser rectificado)
3. El VFD husillo (Variable Frequency Driver), esto tal vez una caja cerrada o una placa de circuito abierto. Vas a reconocer esto, ya que tendrá un tablero de control y el dial para controlar la velocidad del cabezal.
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Si se olvida de la etiqueta de los cables de XYZ, no se preocupe, sólo tiene que seguir a los puertos en la parte posterior y se puede ver cuál es cuál.
Paso 3: Preparación del Arduino y CNC Shield.
El Arduino tiene que ser flasheado con la versión más actualizada de GRBL.¿Qué significa GRBL? Ni idea, del jurado sigue deliberando.
GRBL es una fuente abierta G-Code intérprete, que es para máquinas de control numérico como Marlin firmware es para las impresoras 3D. Lo puedes encontrar aquí: https://github.com/grbl/grbl
Una vez que tenga en su GRBL Arduino, se puede montar en el caso. Pero antes de hacer eso, es necesario eliminar la antigua junta controlador de puerto paralelo. No lo tire a cabo, es probable que algunos componentes electrónicos impresionante se puede rescatar de ella. Ya has deshecho los cables de modo que esto no debería ser demasiado difícil.
Tuve que montar mi primera placa Arduino con un par de tornillos (a los jefes de los tornillos de la junta de edad) antes de colocar el escudo CNC.
Paso 4: los factores físicos del CNC Shield
El escudo CNC tiene manchas de 4 chips de controlador. Se acepta la A4988 o el DRV8825, siendo esta última más potente y capaz de aceptar hasta 36volts y 1/32 microstepping.
Yo sólo tenía A4988 disponibles, así que fui con ellos.
Antes de instalar los chips de controlador, usted tiene que decidir cuántos pasos micro que desea tener su máquina funcionará. La regla de oro es, los pasos más micro, el más suave de los movimientos, pero más bajo el par. A la inversa, los pasos micro menos, el más par los motores paso a paso tienen.
Usted tiene que utilizar puentes para establecer la cantidad de pasos micro, quería 1/8 micropasos, que creo que es un buen compromiso entre un movimiento suave y par motor.
Para saber cómo configurar esto:
Escudo CNC NOTA: Tengo un clon de la CNC Escudo V3, por lo que mi configuración de los puentes difieren de los publicados en el blog Protoneer.Esto podría ser una anomalía, o podría ser una amplia error tablero de propagación.
NOTA: al instalar los chips de controlador, asegúrese de que están instaladas en la orientación correcta. Se puede ver en el tablero donde los pasadores de los motores paso a paso y en los chips de los conductores se pueden ver qué conjunto de pasadores deben ir hacia los pernos. Alternativa, puede simplemente mirar las muchas muchas fotos del Escudo CNC en línea.
Paso 5: Cables de soldadura de motor paso a paso
Ok ... así que haya eliminado los cables XYZ de la tarjeta de drivers de edad, el Arduino y esas cosas se monta ... ahora lo que necesita para interconectar el viejo con el nuevo.
Los cables XYZ necesitarán conectores hembra Dupont para conectar con el Escudo CNC. Esto se puede hacer algunas de las formas, la manera más fácil era hacer un conector hembra con cables que se pueden soldar los cables viejos a. Los cables ya estarán codificados por color en pares a fin de tratar y mantener en la misma orientación. Será ROJO / ROJO y NEGRO / NEGRO, no Negro / Rojo, Negro / Rojo. La sabiduría convencional de la electrónica lo dice, pero esta vez no lo es.
Los motores de pasos funcionan 2 pares de cables, esto dicta la dirección empujan cuando una corriente se pasa a través, si usted encuentra que la dirección se invierte cuando el fuego de la máquina y correr alrededor, es una simple cuestión de tomar esa derivación de eje en el tablero y girar 180 grados.
Paso 6: Conexión de la alimentación, USB, Arduino y PC
Para mi conversión, tengo un cable USB dedicado que he puesto en el Arduino y que sólo sencilla que sale de la caja de control, no me molestaría tablero de posicionamiento para que pueda desconectarlo. Este enchufe USB no sólo se conecta el ordenador a la placa Arduino, pero también los hace funcionar.
El escudo CNC también necesita energía, esto es para alimentar los motores paso a paso. El poder no se introduce en el Arduino, por lo que no se preocupa de freírlo. Debe haber un terminal de tornillo para sujetar el cable del suministro de energía al escudo CNC, hacer esto.
Una vez que se ha adjuntado, puede arranque su programa de controlador GRBL favorito.
Paso 7: Corte! ¡GRABAR! ¡HACER COSAS!
Eso es todo ... esto puede parecer un proceso largo, pero sinceramente, si has leído todo esto, se habrá llevado más tiempo para leer esto de lo que sería para convertirlo. Todo este proceso me llevó unos 45 minutos.
Así que ... si no ve el vídeo. Aquí está de nuevo.
¡Que te diviertas!
Paso 8: PRIMA! ¡Mates!
Aquí hay un mini tutorial rápido en averiguar el valor de poner en su configuración GRBL para las etapas cantidad correcta para la traducción de los diseños en el mundo real con precisión.
Un motor paso a paso típico tiene 200 pasos por revolución. Estos son conocidos como pasos completos o 1,8 ° por paso. Esta configuración tiene la mayor par y es el más rápido, sin embargo, no la más suave.
La mayoría de estas máquinas, aparecerá una lista del tipo y tamaño de plomo / tornillo de bolas que tiene. En mi 3020, el tornillo de avance es 1.404.
14 mm de diámetro de la rosca del tornillo (DO): 14
04: 4 mm de tono (o la distancia entre los hilos)
Nos preocupa sobre todo con el número 04 ya que describe la cantidad de algo recorrido lineal conectado al tornillo de avance viajará con una revolución. Por lo que un hilo de 1205 es de 12 mm de diámetro y 5 mm de diámetro de rosca, así sucesivamente y así sucesivamente. Esto también se aplica a los husillos de bolas de 1603 es de 16 mm de diámetro y 3 mm de diámetro de rosca.
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Ahora podemos conectar los dos números juntos.
Paso a paso: 200 / rev
Husillo: 4 mm / rev
Los ajustes en GRBL convocatoria de una serie mm por lo que su simple matemáticas realmente.
200/4 = 50 pasos para hacer algo 1mm viajes
(Si tenemos un hilo 3 mm, sería 200/3, etc, etc)
50 es el número que puse en GRBL
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Aquí es donde obtenemos de fantasía paso a paso, micro.
Tengo mi máquina CNC configurado para ser 1/8 paso a paso micro, lo que significa que cada paso se divide en 8 micropasos.
200 pasos x 8 pasos micro = 1600 el total de pasos / rev
Lo mismo se aplica matemáticas
1600/4 = 400 pasos para hacer que algo se mueva 1 mm (de nuevo, si el hilo es diferente, que el número divisor será diferente)
400 es el número que he puesto en GRBL
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Cuantos más pasos del más suaves los movimientos, pero más lento será y menos energía en el par.
Afortunadamente, las máquinas CNC de China son todos métrica, lo que hace que este matemática muy simple. Si estos fueran roscas ACME, no habría algunas conversiones imperiales / métricas que daría lugar a algunos números muy extrañas.
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Ahora bien ir cortarse algo divertido!
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