CNC Servo Stepper (GRBL-fähig) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dieses Projekt ist eine ziemlich einfache Motorsteuerung, die die Verwendung von billigen leistungsstarken DC-Motoren mit GRBL ermöglicht, um die Leitspindeln einer CNC-Maschine zu betreiben. Sehen Sie sich das Video oben an, um eine Demonstration dieses Controllers auf meiner selbstgebauten CNC-Maschine zu sehen, die mit GRBL verbunden ist und auf einem selbstgebauten Arduino auf einem Perf-Board läuft, das auf den mit dem universellen G-Code-Sender gesendeten G-Code reagiert.

Ich entwarf dies, weil ich eine ziemlich große CNC-Maschine von Grund auf baute und wusste, dass sie für kleine Schrittmotoren zu schwer und steif sein würde, um sie bedienen zu können.

Das Ziel war es, billige DC-Getriebemotoren mit hohem Drehmoment zu verwenden, aber dennoch die Möglichkeit zu haben, G-Code wie eine normale CNC-Maschine zu verwenden.

Lieferungen

(für jede Achse)

1 Arduino-Nano

1 Hbridge stark genug für jeden Motor Ihrer Wahl.

2 10k Widerstände

1 2k Ohm Widerstand

1 500 Ohm Topf

2 IR-Detektordioden

1 IR-Senderdiode

1 Perfboard

etwas Draht

ein Encoderrad (Sie können es selbst herstellen oder kaufen)

Lötkolben und Lötzinn

Drahtschneider/Abisolierer

eine Bügelsäge

Schritt 1: Schneiden Sie das Brett

Verwenden Sie die Bügelsäge, um in das Perfboard zu schneiden, um einen Schlitz für den Encoder zu machen.

Das Foto oben zeigt den Schlitz im Board und wie mein Rad darin passt.

Der Schlüssel hier ist, es etwas tiefer zu schneiden, als es sein muss, damit das Encoderrad nicht auf dem Board schleift oder aufschlägt.

Die Detektoren und der Sender müssen den Schlitz flankieren, also lassen Sie genügend Platz auf der Platine, um sie unterzubringen.

Schritt 2: Montage

Platzieren Sie den Nano und andere Komponenten auf der Platine.

Da es sich um ein Perfboard handelt und jedes Setup unterschiedlich sein kann, liegt die Platzierung der Teile bei Ihnen, aber die Verbindungen müssen wie im Bild gezeigt sein.

Achten Sie beim Aufstellen der Detektoren darauf, die Anoden zusammenzubinden und mit Masse zu verbinden, und die Kathoden müssen getrennt sein.

Stellen Sie sicher, dass genügend Blei an den Detektoren und dem Sender vorhanden ist, damit sie gebogen und justiert werden können.

Sie können die Kathoden des Detektors mit Klebeband oder Schrumpfschlauch versehen, um einen Kurzschluss zu vermeiden.

Das Potentiometer sollte um die Mitte herum eingestellt werden, um einen guten Ausgangspunkt für die Kalibrierung zu geben, wenn Sie zu diesem Schritt gelangen.

Schritt 3: Programmieren Sie den Nano

Nachdem es zusammengebaut ist, können Sie die Skizze auf den Nano hochladen.

Die Quelldatei ist eine Skizze für Arduino. Laden Sie sie wie jede andere Arduino-Skizze auf das Board hoch.

Die Montage der mechanischen Teile liegt bei Ihnen, da es so viele Möglichkeiten für mechanische Teile gibt.

Schritt 4: Kalibrierung

Sobald Sie die Platine zusammengebaut, programmiert und an Ihrer Hardware montiert haben und das Encoderrad angebracht ist, können Sie mit der Kalibrierung beginnen.

Versuchen Sie bei der Montage der Platine, sie in die Nähe des Encoders zu bringen und in eine Position zu bringen, in der die IR-Dioden nahe beieinander liegen.

Sie können die Dioden nach der Montage der Platine ein wenig mit dem Auge bewegen, um sie nahe an einer Linie zu bringen.

Jetzt versorgen Sie die von Ihnen gebaute Steuerplatine mit Strom, aber nicht die Hbridge.

Bewegen Sie den Mechanismus und den Encoder ein wenig und sehen Sie, ob das rote Licht auf dem Nano blinkt.

Stellen Sie die Dioden und das Potentiometer ein, bis die LED anspricht, wenn sich die Zähne des Encoders zwischen den Dioden bewegen.

Das Potentiometer regelt die Intensität des emittierten IR-Lichts.

Wenn das Licht zu stark ist, kann es zurückprallen und die Detektoren auslösen, wenn sie es nicht sollten.

Zu schwach und die Detektoren lösen nicht aus.

Sobald Sie mit der Einstellung zufrieden sind, können Sie die Hbridge mit Strom versorgen.

Wenn Sie den Encoder bewegen, sollte die Karte die Bewegung lesen und versuchen, den Motor zurück in die Ruheposition zu bewegen.

Wenn es sich stattdessen in die Richtung dreht, in die Sie den Encoder gedreht haben, wissen Sie, dass die Drähte zum Motor am hbridge-Ausgang umgekehrt werden müssen.