ELEKTRONIKA I STEROWANIE Silniki krokowe i serwo Sterowniki CNC Zasilacze silników krokowych Oprogramowanie CNC Falowniki i elektrowrzeciona Enkodery i liniały magnetyczne TECHNIKA LINIOWA I PRZENIESIENIE NAPĘDU Nakrętki i śruby kulowetrapezowe Koła i pasy zębate Prowadnice i wózki linioweszynowe Wałki prowadzące i łożyska Motoreduktory i przekładnie podnośnikowe TWORZYWA SZTUCZNE KONSTRUKCYJNE PA, POM, PET, PTFE, PEEK PE, PP, PVC i inne Płyty, pręty, tuleje INSTRUKCJA OBSŁUGI Płyty głównej sterowania CNC Producent i serwis: CNC LAND S.C. Ul. Kombatantów 15102 Białystok email: elektronika@cncland.pl Tel: (85) 743 33 22 PGMINI Prosimy o uważne przeczytanie instrukcji i stosowanie się do zawartych w niej zaleceń!! Niestosowanie się do zaleceń w instrukcji może spowodować uszkodzenie urządzenia lub utrudnienie posługiwania się sprzętem jak i oprogramowaniem. 12 1
1. Opis płyty głównej PGMINI: Prezentowana płyta główna umożliwia podłączenie maksymalnie 4 sterowników silników krokowych lub serwo do komputera marki PC wyposażonego w port równoległy LPT. Poszczególne sygnały na wyjściach sterujących są dodatkowo buforowane dzięki czemu mają one stabilne poziomy napięć i posiadają ostre zbocza. Wejścia portu LPT są dodatkowo OPTOIZOLOWANE co chroni je przed ich uszkodzeniem i ułatwia podłączenie np. krańcówek indukcyjnych na wyjściach których występują wyższe poziomy napięć niż dopuszczalne przez port LPT. Do podłączenia przewodów zastosowano złącza śrubowe z windą ułatwiające przykręcanie przewodów i wielokrotne podłączenie bez ryzyka uszkodzenia złącza, dodatkowo wyjścia poszczególnych osi (X,Y,Z,A) są wypinane z płytki (brak konieczności wykręcania przewodu z gniazda). Płyta główna PGMINI posiada nie dwa lecz trzy przekaźniki umożliwiające załączanie urządzeń prądu zmiennego takich jak wrzeciono, pompa chłodziwa, odsysacz wiórów jednocześnie i niezależne sterowanie ich z programu. Na płytce znajdują się diody LED sygnalizujące działanie przekaźników i obecność napięcia zasilania. PGMINI współpracuje z programami do sterowania CNC takimi jak np. MACH, TURBO CNC, KCAM, etc. 2. Dane techniczne: Napięcie zasilania: 12VDC Pobór prądu: max 0,15A Prąd przełączania przekaźników: 5A (250VAC) Izolacja między wejściem a wyjściem optoziloacji: 3750Vrms Napięcie wejściowe optoizolacji ok. 5V Prąd wejściowy pojedynczego optoizolatora: min. +/10mA Pozostaje nam już tylko zakładka ustawienia wrzeciona (spindle setup), gdzie ustawiamy włączanie przekaźników kodami M3 i M4 i M7 (dowolność):...życzymy udanej pracy z maszyną! Wymiary: Długość: 112mm Szerokość: 74mm Wysokość: ok.25mm Waga: ok. 0,3kg 2 11
Jak widać ustawiamy tu krańcówki bazujące (home), opcja Active Low (aktywny niski) pozwala na wybór krańcówki normalnie zwartej lub normalnie rozwartej (Active high).teraz ustawiamy przycisk ESTOP, w którym opcja Active low działa identycznie: Pozostało nam ustawić sygnały wyjściowe (output signals), gdzie ustawiamy sygnał zezwolenia (ENABLE) i przekaźników Pk1..3: 3. Opis wyprowadzeń płyty głównej PGMINI: Złącze opisane jako POWER służy do zasilania płyty głównej, do tego wejścia zgodnie z polaryzacją należy doprowadzić napięcie 12VDC. J1, J2, J3, J4 służą do podłączenia sterowników, każde z nich można wypiąć i najpierw podłączyć przewody, kolejność i rodzaj sygnałów wyjściowych opisane jest na płytce PCB : GND masa sygnału sterującego, ENA sygnał zezwolenia (zazwyczaj włączający prąd w uzwojeniach silnika), DIR wyjście kierunku, CLK wyjście kroku. Złącza przekaźników opisane są jako PK1,2,3 : NC styk normalnie zamknięty, NO normalnie otwarty, COM styk wspólny. Optoizolowane wejścia oznaczone są jako HOME A Z Y X i ESTOP pierwsze cztery to wejścia sygnałów bazujących, ostatnie to wejście awaryjnego zatrzymania. Polaryzacja wejść nie ma znaczenia, optoizolator zareaguje bez względu na to gdzie wepniemy masę sygnału a gdzie plus (opis podłączenia do wejść opisany jest w późniejszych rozdziałach). Gniazdo LPT do podłączenia przewodu LPT jest rodzaju męskiego (DB25M). Należy jednak pamiętać by sam przewód LPT był 1:1, to jest każda żyła z wtyczki trafia na ten sam pin po jednej i drugiej stronie przewodu. 10 3
ZŁACZE LPT HOME A OPTO IZOLOWANE WEJŚCIA ZASILANIE HOME Z HOME Y HOME X ESTOP OŚ Z OŚ Y OŚ A OŚ X WYJŚCIA DO PODŁĄCZENIA STEROWNIKÓW Teraz zajmiemy się ustawieniem sygnałów wejściowych, gdy mamy odpowiednio podłączone krańcówki i przycisk ESTOP możemy skorzystać z automatycznego kreatora, klikając przycisk Automated Setup of Inputs, lub wpisując numery pinów jak poniżej: PK 3 PK 2 PK 1 WYJŚCIA PRZEKAŹNIKÓW 4. Sposób podłączenia sterowników i włączników krańcowych, złącza przekaźników: Płyta główna PGMINI umożliwia podłączenie 4 sterowników (do tego służą złącza J1...4), czterech krańcówek bazujących HOME A...X, przycisku awaryjnego zatrzymania ESTOP i posiada 3 niezależnie sterowane przekaźniki do włączania urządzeń zasilanych z sieci 230VAC. Schemat podłączenia sterownika przedstawiony jest na kolejnej stronie: 4 9
7. Konfiguracja programu MACH 3 z płytą PGMINI: Poniżej przedstawiony jest sposób konfiguracji programu Mach3 przywspółpracy z płytą główną PGMINI: Tryb pracy: sterowanie 4 osiowe wraz z krańcówkami bazującymi i przyciskiem awaryjnym ESTOP z możliwością wysterowania 3 przekaźników: W zakładce ustawienia (config) wybieramy opcję porty i piny (ports&pins), w pierwszej zakładce, ustawienia portów i wybór osi (portsetup adn axis selection) ustawiamy (pamiętamy by kliknąć po każdej zmianie przycisk zastosuj) port LPT z którego będziemy sterować maszyną (zaznaczamy port Enabled i wpisujemy adres portu (standardowy jest 0x378, jeśli korzystamy z dodatkowego portu lub ekspandera, jego adres trzeba sprawdzić w menedżerze urządzeń), częstotliwość jądra programu (Kernel Speed) dobieramy na podstawie maksymalnej częstotliwości wyjściowej do sterowników silników, tutaj 75000Hz : +PUL PUL +DIR DIR +DIS DIS MD 560/8100 Schemat podłączenia sterownika silnika krokowego MD560/8100 Dzięki zastosowaniu optoizolacji, sygnały wejściowe reagują na napięcie +5VDC. Umożliwia to podłączenie krańcówek mechanicznych jak i np. indukcyjnych. Poniżej przedstawiony jest schemat podłączenia krańcówek mechanicznych: KRAŃCÓWKA NORMALNIE ZWARTA + 5VDC KRAŃCÓWKA NORMALNIE OTWARTA Następnie przechodzimy do zakładki wyjścia silników (motor outputs) i ustawiamy: + 5VDC 8 5
Jeżeli chcemy użyć krańcówek innych niż optyczne musimy znać ich napięcie wyjściowe, należy pamiętać że standardowo wejścia optoizolowane są przystosowane do napięcia +5VDC, jeżeli napięcie wyjściowe jest większe, należy zastosować opcjonalny rezystor, na którym odłoży się reszta napięcia (dla 12V 4,7kom 1/4W, dla 24V 10kom 1/2W). Poniżej przedstawiono schemat podłączenia: + Zasilanie krańcówek opcjonalny rezystor + 12VDC 5. Rozkład pinów portu LPT na płycie głowej PGMINI: 1 CLK X sygnał kroku osi X 10 ESTOP sygnał wejściowy wyłącznika awaryjnego zatrzymania 2 DIR X sygnał kierunku osi X 11 HOME X sygnał wejściowy krańcówki 3 CLK Y sygnał kroku osi Y bazującej osi X 4 DIR Y sygnał kierunku osi Y 12 HOME Y sygnał wejściowy krańcówki 5 CLK Z sygnał kroku osi Z bazującej osi Y 6 DIR Z sygnał kierunku osi Z 13 HOME Z sygnał wejściowy krańcówki bazującej osi Z 7 CLK A sygnał kroku osi A 15 HOME A sygnał wejściowy krańcówki 8 DIR A sygnał kierunku osi A bazującej osi A 9 ENABLE sygnał zezwolenia wspólny dla wszystkich 4 osi Płyta główna PGMINI umożliwia niezależne sterowanie 3 urządzeniami zasilanymi z sieci 230VAC poprzez przekaźniki PK1..3. Każdy z przekaźników posiada jedną parę styków : COM styk wspólny, NC styk normalnie zwarty ze stykiem COM, NO styk normalnie otwarty ze stykiem COM. W chwili załączenia przekaźnika styk COM rozwiera się ze stykiem NC, a zwiera z NO. Poniżej przedstawiono przykładowy schemat podłączenia silnika wrzeciona do przekaźnika Pk1: 14 PK3 sygnał sterujący przekaźnikiem Pk3 16 PK2 sygnał sterujący przekaźnikiem Pk2 17 PK1 sygnał sterujący przekaźnikiem Pk1 18...25 masa sygnałów sterujących portu LPT połączona z masą płyty głównej PGMINI 6. Eksploatacja płyty głównej PGMINI: M SILNIK KOMUTATOROWY 230VAC W ROLI WRZECIONA L N 230VAC Płyta główna PGMINI do poprawnej pracy wymaga zasilania napięciem stałym (nie koniecznie stabilizowanym) 12VDC. Dzięki buforowaniu sygnałów sterujących można stosować dłuższy przewód LPT(35mb). Przy montażu płytki w urządzeniu docelowym należy zwrócić uwagę na to, by płytka od strony druku/lutowania (elementów SMD) nie dotykała żadnych metalowych części lub metalowej obudowy (spowoduje to zwarcie ścieżek na płytce). Należy zwrócić szczególną uwagę na biegunowość podczas montażu urządzenia odwrotne podłączenie przewód zasilających lub ich zwarcie może prowadzić do jego uszkodzenia. Należy też pamiętać że na płycie mogą występować wysokie napięcia (przy wykorzystaniu przekaźników). Firma CNCLAND S.C. nie bierze odpowiedzialności wynikające z użytkowania urządzenia, jak i z nie prawidłowego jego podłączenia i ryzyka z tego wynikającego (płyta nie zabezpiecza w pełni portu równoległego komputera). 6 7