Перейти к содержимому


Фотография
* * * * * 1 Голосов

Планшетный перьевой графопостроитель с ЧПУ

ЧПУ станок двигатель

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
В этой теме нет ответов

#1 vintproykt

vintproykt

    Новичок

  • Пользователи
  • Pip
  • 6 сообщений
  • ГородЯкутск

Отправлено 09 Май 2017 - 15:23

Я решил сконструировать планшетный перьевой графопостроитель для моего дипломного проекта в октябре 2016. Времени на подумать было достаточно.

 

Идея за этим творением состоит в воспроизведении точных чертежей формата А4 при помощи почти любого пера: карандаша, шариковой ручки, маркера, пр.

 

Планшетному графопостроителю нужны исполнительные устройства на всех 3 осях. Прежде всего, я обдумывал вариант с ремнями. Но они оказались чересчур затратными для моего проекта. По этой причине я подумал: ничто более быстрого в изготовлении и точного в передаче, чем ходовой винт не смогло бы помочь подчеркнуть экономическую эффективность монтажа. Это потому, что поиск ремней и шестерёнок в нашем регионе довольно затруднительный.

 

С того времени я понял, какие двигатели и драйверы будет более уместно приобрести - 28BYJ-48 и плата на базе ULN2003A. Пришёл к выводу, что мне нужно купить и проверить их. Я извлёк из этого то, что стоит также стеречься неизвестных производителей.

 

Источник питания

 

Я не слишком предпочитаю импульсный источник питания (как из системного блока ПК) из-за его размеров, веса и электромагнитного влияния. Он хорош для питания больших творений, но не нужен для моего маленького графопостроителя с ЧПУ. Пока что я не знаю точную силу тока на обмотках каждого двигателя, поэтому портативного зарядничка на 1,2 А может не хватить... Однако если хватит, то его можно будет подключить в гнездо внешнео питания на плате Arduino, что будет здорово смотреться.

 

Почему я выбрал 28BYJ-48 - 5V?

 

Данный униполярный шаговый двигатель (мотор-редуктор) легко встраивается в станок с ЧПУ - 5 В достаточно с обычным блоком питания.

 

28BYJ-48 состоит из 4 обмоток, которые должны включаться в порядке А-АБ-Б-БВ-В-ВГ-Г-ГА или наоборот для вращения против часовой стрелки. Этот режим перемещения называется полушаговым, поскольку вал намагничивается двумя катушками после одной, одной после двух и в том же духе.

 

Некоторые исследования помогли выяснить максимальный ток при большой скорости вращения - 200 мА. Мои худшие опасения состоят в том, что данный ток наводится лишь на одной из обмоток, в то время как ротор должен фиксироваться двумя фазами.
Тогда без импульсного источника питания не обойтись. Благо, у меня есть один.

 

Некоторые двигатели 28BYJ-48 имеют неравномерный редуктор - при разборе пытливые люди находят недостаточное количество зубцов на шестерёнках.
 

Почему я выбрал плату-драйвер на базе ULN2003A?

 

Во-первых, что насчёт преобразования из униполярного в биполярный 28BYJ-48, как некоторые люди советуют, путём перерезания перемычки, идущей от красного провода, под пластиковой крышечкой двигателя? Это вовсе не плохая идея. Вы получите приличное ускорение! Однако это же и не является предназначением двигателя - в конце концов, понадобятся 3 схемы с H-мостами (вроде L293D или SN754410NE). Также есть современный драйвер A4988 для разбиения на микрошаги с H-мостом.

 

Выше перечисленные платы не такие уж дешёвые, потому что они имеют сложную систему переключений, используемую для управления 4-контактными биполярными двигателями.
 

Таким образом, я избежал этой рутины и просто решил оставить всё «как есть», и купил платы-драйверы на базе ULN2003A. Они обошлись мне 49 ₽/каждая. Но вы, должно быть, выбрали H-мосты, с чем вас и поздравляю: балл за сообразительность!

 

Проверка двигателей

 

Пока что я запустил мои двигатели в 2 направлениях. Каждая плата-драйвер преобразует 4 цифровых входных сигнала в высокосиловые сигналы для обмоток двигателя. Чтобы управлять всеми 3 осями мы используем 12 цифровых выводов на контроллере. Интересно то, что Arduino Uno имеет 14 цифровых выводов в целом, из которых 2 соединены с микроконтроллером ATMEGA для связи по последовательному порту, так что мы можем занять точно 12.

 

Для оси X нам надо одновременно перемещать колонны в той точке, где начинается Y, и в той, где она заканчивается, чтобы компенсировать нагрузки в центре. Так что для оси X - 2 шаговых двигателя, каждый из которых имеет отдельную плату-драйвер.

 

Эти платы имеют одинаковые входные сигналы (от цифровых выводов 2, 3, 4, 5). Здесь как раз пригодится макетная плата для создания параллельного соединения. Универсальная макетная плата также имеет большую роль при соединении с «землёй» и внешним питанием.

 

Каждая из Y и Z осей требует только по-одному шаговому двигателю. Y использует цифровые выводы 6, 7, 8, 9, Z - 10, 11, 12, 13. Все импульсные последовательности вырабатываются библиотекой AccelStepper. Она довольно простая для управления любыми шаговыми двигателями. И одна из лучших возможностей - выработка сигналов для нескольких двигателей за одно время.

 

Установка ходовых винтов

 

Я размышляю насчёт использования длинной гайки в качестве втулкового соединителя. Вал двигателя имеет диаметр 5 мм. Он может пролезть в резьбовое отверстие М6, и его можно закрепить перпендикулярно хордам двумя маленькими винтиками (М3). Так что будьте готовы проделать маленькую резьбу в гайке. Теперь, когда гайка закреплена к валу, мы вкручиваем в неё резьбовую шпильку М6.

 

Здесь я должен сделать остановку, поскольку нам надо рассмотреть некоторые подготовительные операции, такие как расположение груза (который будет перемещаться вдоль оси), создание рельсового пути и прочих креплений на основе - одно для двигателя, другое для концевой опоры.

 

Работа кипит, а срок идёт...

 

Спасибо, что прочитали! Я открыт для разного рода советов.

 

 

Схема включения двигателей:

Скрытый текст


Делаю планшетный перьевой графопостроитель с ЧПУ для моего дипломного проекта. Я буду рад любой помощи при его монтаже.  :rolleyes:






Темы с аналогичным тегами ЧПУ, станок, двигатель

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных