Profi1 CNC VezérlőHibrid PWM léptetőmotor vezérlőelektronika Hobby CNC gépek számára

Frissítve:

Gyártása megszüntetve!(terméktámogatás és szerviz továbbra is biztosítva!)

CNC Vezérlő  PCBV4.1

Megjelent a továbbfejlesztett változata, a H1 CNC Vezérlő! Tekintse meg azt

is!

Terméktámogatás:

Dobozolt vezérlő (normál dobozolású PCB V4.1)

MAXI dobozolás 8A feletti üzemre!(FET hűtőborda + hűtőventillátor)

Tartalom:

-Paraméterek

-Használható CNC szoftverek

-Vezérlő tudása

-Vezérlő Setup

-Speciális Funkciók

-Dokumentációk, rajzok

-Szerelési előírások

-PC felöli beállítások

-Választék

-GYIK

Az itt ismertetett PWM CNC Profi1 Vezérlővel (2D vagy 3D) és a Mach2 CNC vezérlőszoftver segítségével a következő tengelyszámú CNC gép kombinációk építhetőek fel:

Tengelyek száma(Axis)

PC LPT port száma(db)

PWM CNC Vezérlők száma(db)

PWM CNC Vezérlők típusa(2D vagy 3D)

2 1 1 2D

3 1 1 3D

4 2 2 2D+2D

4 speciális (pl. habvágók)

1 12D+tengelyenként 2 motor párhuzamosan

5 2 2 3D+2D

6 2 2 3D+3D

2D üzemmódokról (habvágógépek) részletesebben olvashat itt !

Műszaki paraméterei:

Hardver:

- Szabványos, 3 vagy 2 tengelyes (3D vagy 2D), Hibrid PWM, Step/Dir rendszerű CNC motorvezérlő.- Unipoláris motormeghajtás, 12 db. Logic Level MOSFET teljesítmény tranzisztorral (integrált védő supressor diódákkal).- Külső opcionális hűtőborda (FET-re) felszerelési lehetőség (2.5A/fázis terhelésig nem szükséges).- A bemenetei, motor tápfeszültség tartománya: 8 ... 50 V vagy 8 ... 90 V (lásd: motor tuning)- A maximális motor, beállítható fázisáramok: 5A (2.5A felett hűtés szükséges).- Minirelé, potenciál független zárókontakttal, a megmunkáló motor v. fűtőszál vezérlésére (max. ~250V, 5A),- PC csatlakozás: szabványos CETRONICS csatlakozó aljzat, mely szabványos nyomtatókábelt tud fogadni (LPT port).- Vezérlő kontroller PIC16F87x (16F871 ... 16F877) család bármely 40 lábú tagja 20MHz-es órajellel.- Hardveres Step/Dir jeldetektálás (kétirányú számlálókkal).- Teljes optocsatolós, galvanikus leválasztás a PC felöl.- Integrált 5V-os táp (bemeneti feszültség: +8 ... +12V).- Integrált ICP (In-Circuit Programing) csatlakozó, Firmware/Setup letöltési lehetőséghez.

- Nyákra integrált PIEZO hangszóró (hangjelzésekre)- 3 db. LED meghajtás (Táp, LED1, LED2) összetett jelzésekre.- 1 db. nyomógomb, jelzések és funkciók eléréséhez.- Teljes kompatibilitás a Hobby és a Profi Firmware-kal.

- Bújtatott soros adatátvitel . Közvetlen Setup adatletöltés (PWM) és kibővített diagnosztika!

Mechanika:

(Nagy áramú FET meghajtás)

- 160x100 mm-es egyoldalas nyák-ra integrált vezérlő.- 7 pontú, 3.5mm-es rögzítő fúratok.- 4 pontú opcionális hűtőborda rögzítési lehetőség a nyák-hoz.- A motorfázisoknak, nyákba forrasztott, stabil, nagyáramú sorkapcsok (csavaros kötés).- Tüskesor a végállások, LED-ek, nyomógomb csatlakozására.- Részben SMD szerelés.

(PCB V4.1 SMD felület)

Maximum 5A és 90V!

(Nagyítás: klikk)

Szoftver (Firmware):

- lásd Firmware!

Ajánlott CNC vezérlőszoftver:

Használható PC-s Step/Dir CNC vezérlő szoftverek (nem teljes

lista): 

Ajánlott vezérlő szoftverek:

Mach2(PCB V4.1)

KCam4(PCB Vx.xx)

   

Ability Systems Indexer LPT - software for CNC and robotic motion control.

Artisan-CNC Software

Artisan-CNC executes Fanuc-6 G-Codes, HPGL, or Excellon. It puts out synchronized TTL step & direction signals for up to 4 axes.

CNCLPT CNCLPT Is A Full Function PC Based CNC Designed To Utilize Stepper Drives And Motors

CNCzeus (new) CNC DOS controller

DAK's CNC DAK's Turbo-CNC software

DANCAD3D Welcome to www.DANCAD3D.com (sm) "Beta Test" Web site

DeskKAM A Unique family of Windows based CNC products

Digital Design Technology

PLOTCAM routes step and direction signals through your computer's printer port to provide 3 axes of motion, contouring on the X and Y axes

Enhanced Machine Controller

Linux CNC

Kellyware KCam 3 ROUTER/MILL CONTROL SOFTWARE for HOBBYISTS

Kevin Carrol Stepster software

Larken LCAM L-Cam is for controlling any type of 2 or 3 axis Milling machine, XYZ table or custom positioning table.

Luberth Plotter / Engraver Qbasic / Quickbasic Controlled

Mark Whitis Linux Stepper Motor Device Driver

Mach1/2 Master5 Master5 is the most powerful and affordable way to control a stepper Motor from windows.

MAXNC MAXNC DLX 4 AXES MOTION CONTROL SOFTWARE

Metalworking shareware

various

Microsystems CNC Controller will drive up to 6 axises of motion simultaneously.

Practical CNC driver

CNC_D is a Windows 95 & 98 S/W product that provides control of a 4 axis-milling machine or lathe through the parallel printer port.

Progressive Logic MyT'Mill for Windows Software - Powerful but simple to use!

Super techSuperCam imports HPGL plot files from AutoCAD and CorelDraw, then exports CNC G & M code files or directly controls of an XYZ table via the parallel port.

Yeager AutomationControl Your New or Rebuilt Machine With CNC Pro!

Kapcsolódó szoftver információk:

KCam4 CNC vezérlő szoftver ismertetése. Mach2 CNC vezérlő szoftver ismertetése. Master5 CNC vezérlő szoftver ismertetése.

Profi Firmware:

3D vagy 2D Firmvare V5.1.1

Főbb tulajdonságai:

- 3 tengelyes (3D) vagy 2 tengelyes (2D), független, Hibrid PWM motorgerjesztés (unipoláris motorokhoz),- Tengelyenként megadhatóan (PC-Linken keresztül), Fél vagy egész léptetési rendszerek!    (kétszeres CNC felbontás a hardver változtatása nélkül)- 30 kHz alapú, négy állapotú (TF,T1,T2,T3), setup-olt, PWM generátor (széles gerjesztőáram vezérlés)- 3 tengelyes hardvere Step/Dir detektálás (LPT)- Több mint 13000 impulzus/s feldolgozási 3D-s teljesítmény (szimultán)- Kisfeszültségű (<8V), nagy áramú motorok alkalmazhatósága (PWM impulzus szűkítéssel)- Emeltfeszültségű motorvezérlés alkalmazhatósága (lágy Reset)- kb. 20%-al növelt, alacsony fordulatszámú maximális nyomaték (T1)- impulzus vesztés detektálás (nyugtázható), és simított lekezelése- hárompontú digitális szűrők alkalmazása (impulzus szűrés)- intelligens végállás detektálás- ismételhető végállás detektálás (Power ON + nyomógomb)- motor túlhajtás detektálás és jelzés (nyugtázható)- hangjelzések (Piezo)- vezérlőkártya és motor diagnosztikák    - motor fázisazonosítás, végállás, LED-ek és nyomógomb teszt    - számlálók tesztje (X, Y, Z)- automatikus motordiagnosztika (tuning), programozható tűréssel és kalibrációs úttal

- háromszoros finomságú motortuning és tartóági PWM setup- Online diagnosztika. Forszírozott impulzus vesztés figyelés- összetett állapot és hiba jelzések (2 LED + Piezo)- minden funkció és paraméter Windows-os programon keresztül setup-olható (közvetlen

letöltéssel)

- Közvetlen FET (fázis) elérési lehetőség ( )

- Motor tápegység terhelési teszt 200%-ig ( )Verzió történet 

A hobbi Firmware támogatása megszűnt.

Profi1 CNC PWM Manager (Free!)

A vezérlőbe programozott rengeteg beállítás és funkció eléréséhez, a működtető paraméterek módosításához ezzel a Windows-os programon keresztül lehet a legkönnyebben hozzáférni.A program csak a Profi Firmware-hoz használható!

Adatok letöltéséhez először a PWM Managert kell elindítani és utána kell a Vezérlőt PC-Linkbe beléptetni!A szoftver teljes leírása és letölthetősége megtalálható itt!

Motor tuning leírás!

Speciális funkciók

Részletesebb leírás itt!

1. Online módban (PC - CNC mód) és Setup-al is elérhető funkciók:

- Végállások ismételt felderítése. Újra felderíti az egyes tengelyekhez tartozó (X, Y, Z) irány + végállás összerendeléseket.    Hozzáférés: a CNC bekapcsolása mellett nyomvatartott törlőgomb (Power ON + nyomógomb).

- Motor tuning. Léptetőmotorok + mechanika legnagyobb lépésvesztés nélküli sebesség meghatározása az előre programozott (Setup) lépésúttal és hibatűréssel.    Hozzáférés: a CNC bekapcsolása mellett nyomvatartott YV1 és YV2 (3D) vagy ZV1 és ZV2 (2D) végállás kapcsolókkal.

- Tartóági PWM tuning. A motorok nyugalmi pozícióban tartási erő beállítása, kézi kimozdítási erő ellenőrzésével, a Setup-kor meghatározott állandó PWM frekvencia mellett.    Hozzáférés: bekapcsolt CNC mellett lenyomjuk mindkét Y vagy Z tengely végállását (YV1 + YV2) 3D-s, (ZV1 + ZV2) 2D-s vezérlő esetén.

- Közvetlen adatfeltöltés LPT porton keresztül és kibővített diagnosztikák. Bekapcsoláskor (Power On) nyomva kell tartani az X tengely mindkét végállás kapcsolóját (XV1 és XV2)

3D-s és 2D-s vezérlő esetén.*

2. Csak Setup-al elérhető funkciók:

- Motorfázis azonosítás, végállás, LED-ek és nyomógomb tesztekkel.

- Számlálók diagnosztikája.

- Online Forszírozott Impulzus vesztés figyelés bekapcsolása (módosított Online üzemmód).*

- Motor tápegység terhelési tesztje 0-200%-ig *

- Közvetlen motor fázis azonosítás *

- Motorok emeltfeszültségű üzeme (lásd a Motor tuning leírást)*

A Setup-kor aktivizált funkcióból kiléphetünk a CNC bekapcsolásakor nyomvatartott törlőgombbal (Power ON + nyomógomb). 

A funkciók használatáról részletesebb leírást talál itt!

 

Dokumentációk (Free!)(Megvásárolt Vezérlő/Kit/Nyák tartozéka CD-n, kiegészítve)

Profi1 CNC Vezérlő Felhasználói kézikönyve (2MB)

3D (3 tengelyes CNC) Vezérlő:

Kapcsolási rajz 

PCB V4.1E

elvi rajz, pdf 39kB  

Külső bekötési rajz

3 tengelyes vezérlés esetén (3D)

PCB V4.xx

3dbekot.pdf (15 kB)

Alkatrész lista: PCB V4.1E

Alkatrészlista.pdf

Tápegység rajzV1.A

elvi rajz (példa) pdf 15 kB(jpg 206 kB)

Windows-os PWM Manager

Hobby CNC PWM Manager(Free, 4.4 MB)

Kialakítása PCB V3.2-es nyákoknál.

Teljes leírás itt!!!

LED FeltétLED Feltét LED pozíciói.

2D (2 tengelyes habvágók) változat módosításai:

Módosítások (2D Kit)

A 3D-s elvi rajzhoz képest nem beültetendő alkatrészek

ésmódosítások!

2Dmodositas.txt

Külső bekötési rajz

2 tengelyes vezérlés esetén (2D)(Special 2D Firmware alkalmazása mellett)

PCB V4.xx

2dbekot.pdf (15 kB)

Firmware

2D Special Firmware

2 tengelyes Firmware használata szükséges!

Alkatrész adatlapok:

Léptetőmotor (Japán, USA, NDK, stb.)

HALL-IC-s végállás kapcsolók (Rafi)

74LS191 (pdf 126 kB)

LTV847 (pdf 117 kB)

IRLZ24N FET (pdf 179 kB) [normál feszültségű változat]

IRL540N FET (pdf 290 kB) [emelt feszültségű változat]

Szerviz információk itt!

Szerelési előírások:PCB V4.xx

A stabil és hibátlan működés érdekében, néhány szerelési előírást be kell tartani!

Tápfeszültégek:

A digitális táp és a motortáp negatívja (GND) csak a nyákon keresztül lehet közösítve. A digitális táp GND vezetékén nem folyhat keresztül a motorok árama!!!A motortápot és a Mill (marómotor, fűtőszál) tápjait a nyák előtt üvegcsöves (Wickmann) olvadóbetétekkel védeni kell !!!Mindkét rész (digitális és a léptetőmotorok) tápellátását az MSZ 172/1 előírásainak megfelelően kialakított biztonsági transzformátorral kell ellátni!!!

  (Ajánlott CNC Tápegység)

Digitális rész tápja:

A betápláló feszültség +8V és +12V között lehet. A digitális rész terhelése kb. max 150 mA. A betápláló feszültség minimum 1000 ľF kondenzátorral előszűrve legyen. A betáplálás a motortáp transzformátorától független transzformátorról, vagy legalább független tekercséről történjen!Célszerű +8V körül maradni mert így nem kell hűtés a +5V-os stab IC-re (kb. +12V felett melegszik, hűtése esetleg indokolt lehet).

Motor tápok:

Stabilizálása nem szükséges de kondenzátoros szűrése igen. Kb. amperenként 1000 ľF-dal kell számolni (összesített terhet kell számításba venni).

Ügyelni kell, hogy a terheletlen motorfeszültség ne lépje túl a maximális megengedett feszültséget (max. 50V vagy az emelt feszültségű változat esetén max. 90V DC)!

Ügyeljünk a betáplálás keresztmetszetére és kötéseire (nagy áramok).

Ne vezessük a nagyáramú vezetékeket a kontroller közvetlen közelében (felett).

FET hűtés:

max 2.5A/fázis teherig nem szükséges hűteni! Felette hűteni kell!A hűtőborda lehet egy alulemez végig fogatva a FET-eken, vagy az opcionálisan rendelhető nagy hőleadású hűtőborda (2 db szükséges).Minden FET-et el kell villamosan szigetelni a hűtőbordától!!!

Az opcionálisan rendelhető hűtőbordákra (2 db)  a FET-eket fel kell csavarozni. Szigetelése szükséges. A bordát alulról, a NYÁK-hoz az erre kiképzett (4 db) furaton keresztül rögzíteni kell (műanyag csavarokkal).

Extra terhelések esetére (>4A) ajánlott + ventillátor beszerelése is!

NYÁK beszerelés:

A NYÁK-ot lehetőleg az összes felfogató furattal rögzíteni kell. Fém távtartó felé, a NYÁK és a távtartó közé, szigetelő alátét (pl, műanyag) felhelyezése szükséges! Rögzítéskor nem hajolhat meg a NYÁK.

Csavaros kötések meghúzásánál ellen kell fogni a sorkapocsnak (ne csavarodjon el)!

Csatlakozások (V4.1)

Végállások bekötési helye Jelzések és törlőgomb bekötési helye

Dobozolt változat esetén minden sorkapocsra van kivezetve

Élesztés:

Ellenőrizzük a tápvezetékek (digitális és a motortáp) polaritás helyességét.

Első lépésként a PIC nem lehet a foglalatban és a motorok ne legyenek bekötve, valamint a motortáp kikapcsolt legyen (+8...50V vagy +8...90V)!!!

Kiszedett PIC és lekapcsolt motortápfesz mellett, rákapcsolt digitális táppal a Vcc feszültséget (=5V) ellenőrizni kell a PIC táplábainál (polaritást is, lásd elvi rajz)!

Kiszedett PIC mellett és kikötött motoroknál rákapcsoljuk a motortápot és ellenőrizni kell a feszültség értékeket és polarításait CON18 v. 21 v. 24 v. 27 v. 30 v. 33 pozitív és CON35 negatív csatlakozások között).

Először (kikapcsolt motortáp mellett) be kell kötni a CON18, CON21, CON24, CON27, CON30, CON33 pontokat a hozzátartozó (X, Y, Z) motorok tekercsközép kivezetéseihez (Ohmmérővel megkereshető), az ábrának megfelelően!!!

Meg kell keresni az egyirányú forgáshoz tartozó helyes fázissorrendeket!

Két lehetőség van erre (az első ajánlott!):

1.

Helyezzük be a felprogramozott PIC-et.

Először kössük be így a motorokat:

Majd kapcsoljuk rá a motortápot és a digitális tápot, ellenőrizzük a PWM Manager mozgatási teszt funkciójával a helyes egyirányú forgását (alacsony lépésszám mellett).

Ha hibás léptetést észlelünk cseréljük fel az egyik tekercs mindkét végét pl. így:

Majd ismét ellenőrizzük a léptetéseket.

2. (másik lehetséges megoldás, alternatív lehetőség):

Kapcsoljuk rá a motortápot (feszültséget kap a motor tekercsközép kivezetések, a másik végei levegőben lógjanak)!A motortáp negatívjához (pl. CON35) egy darab dróttal egy pillanatra érintgessük sorba a szabad fázisvégeket.A motor beugrik az adott fázishoz tartozó pozíciójába. Figyeljük meg az elmozdulás irányát (és mértékét)!Keressük meg azt a helyes fázissorrendet, amit ciklikus érintgetéssel vezérelve, egyirányú forgást kapunk!!!A konkrét forgásirány nem érdekes csak az, hogy mindig egy irányba forogjon!!!Ciklikus érintési sorrend:

1---  (előre lép a motor egy lépést)-2--  (szintén előre egy lépést lép)--3-  (...)---4  (...)1---  (szintén ELŐRE lép egy lépést!)...      (...)Ha meg van a helyes sorrend, jegyezzük meg és rendre kössük be a fennmaradó sorkapcsokba (tengelyenként)!1 -> CON17 (X tengely esetén)2 -> CON19 (.".)3 -> CON20 (.".)4 -> CON22 (.".)

1 -> CON23 (Y tengely esetén)...

Lásd még a információkat!

Kössük be a végállásokat (tengelyeket nem felcserélve!) és a LED-eket (polaritásra ügyelve) valamint a nyomógombot!

Ha még nem raktuk be, helyezzük be a PIC-et! (ha üres töltsük le ICP-n a Firmware-t bekapcsolt digitális táppal!!!)

Érdemes, ha minden kész, lefuttatni a teszteket is (lásd Firmware tudása)!

Emelt motor tápfeszültségek esetén lásd a Motor tuning leírást!

A FET-ek ellenőrzését lásd a Szerviz leírást!

Ezek után működésre kész a vezérlő!

A vezérlő PC felöli  konfigurációja (PCB V4.xx):(részlet)

(KCAM4)

(Master5)

(Mach2 setup-ot lásd a részletesebb leírás alapján!)

Mach2 Fontos beállítás!

Fontos beállítás (Step Pulse & Dir Pulse)!Részletesebben lásd a Mach3 leírásánál!

Általános beállítási táblázat

Funkció LPT lábszám

Port=&H378  

X Step 8

X Dir 4

Y Step 6

Y Dir 7

Z Step 3

Z Dir 9

Port=&H37A  

Spindle(Mill) 14

(PCB V4.xx)

A PCB V3.2 és a PCB V4.xx nyákok között a bit kiosztások módosítva lettek!

LehetőségProfi1 CNC Vezérlő

Profi1 Vezérlő alkatrészek:(szervizcélokra)

Megnevezés Katalógusszáma:

PIC 16F871 Profi Firmware-val felprogramozva (3D)109

PIC 16F871 Profi Special 2D Firmware-val felprogramozva

Kéttengelyes vezérlés (X, Z), habvágó gépekhez. Az ehhez tartozó vezérlőkártyán az Y motor tengelye nincs kiépítve.

110

GYIK(Gyakran Ismételgetett Kérdések)

"Bekapcsolt Vezérlő mellett, az álló motorok sípoló hangot adnak. Ez normális?"

Abszolút! Ez a PWM gerjesztési elv "mellékhatása". A Vezérlő ahhoz, hogy fixen pozícióban tarthassa a forgórészt (pláne féllépésben), folyamatosan gerjesztenie kell a tekercseket. A tartás csökkentett gerjesztéssel történik amit kis impulzusokkal éri el a Vezérlő (PWM=impulzus szélesség moduláció). A PWM impulzusok apró be- és kikapcsolásokból állnak. A be T3, a ki T2 regiszter alapján történik (állítható). Ezek az impulzusok a forgórészben halható hangot generálnak. A hang magassága a két regiszter összidejétől függ (eredő frekvencia), ez szintén állítható (T2+T3 idő összege). Ez az állapot a tartóági gerjesztés. A gerjesztés erőségével (T2 és T3 arányával) vezérelhető a tartóági erő. Ezek az értékek akkor jók, ha a motor névleges áramerősége alatt tartják a motoron átfolyó áramot. Tipikusan a motor névleges áramának a 25%, és 50%-ka közé szoktuk állítani. Minél kisebb értéket állítunk, annál jobban pihen álltában a motor, de annál instabilabbá is válik (lásd Motortuning leírást)! Viszont, ha nem csökkentjük a gerjesztést, a motorok túlzottan melegedni fognak.

"Amikor bekapcsolom, a hangszóró lead egy szignált, aztán az x tengely motorja elkezd folyamatosan forogni. A LED-ek mindegyike világít..."

Firmware V5.0.1 és alatta: Az első bekapcsoláskor (ha nem a készre szerelt és tesztelt vezérlőről van szó) a frissen felprogramozott PIC meg akarja keresni az egyes tengelyekhez tartozó végállásokat (V1 vagy V2). A PIC számára előre forgatja a motorokat (először X-t, majd Y-t és végül a Z-t). Ha sikerül neki megérintenie az adott tengely végállását, letárolja az irányához tartozó végállá kapcsolóját (intelligens végállás felderítés). Ezért nem kell foglalkozni, hogy az "előre" irányhoz melyik végállás tartozik, csak a tengelyek közötti fel nem cserélésre kell ügyelni! Ezt csak egyszer végzi el, de kérésre a művelet bármennyiszer megismételtethető.

Firmware V5.0.2 és felette: Itt előre összerendelt végállások vannak (alapbeállítás)! Első bekapcsoláskor nem forgatja a motorokat. Külön kell kérni a végállás felderítést (Power On + nyomógomb), lásd részletesebben a Speciális funkciók alatt!

SPA 100-as motorok + Profi Firmware + bútorlap mechanikával (motordiagnosztikával) mért határadatok (kiolvasva a PIC-ből):

A készre szerelt és tesztelt Vezérlőknél a PIC a tesztelés során felveszi a tesztkörnyezet végállás adatait. A végleges helyére beszerelve újra fel kell vetetni vele (egyszer) az adott gép végállás adatait (bekapcsoláskor nyomva kell tartani a törlő nyomógombot)!

Alacsony fordulatszámon a motorok ide-oda ugrálnak, nagyobb fordulatszámon stabilan futnak. Mi lehet a baj?

Kicsi a pozícióban tartó erő. Növelni kell a fékezőnyomatékot (T2+T3) legalább 50%-ra. A legegyszerűbb ha T3 idején emelünk úgy, hogy a kitöltési tényező kb. 50% legyen.

Vagy ha a motorokat emeltfeszültségről járatjuk (Utáp>Umotor), csökkenteni kell a T1 értékét. Ha a motorok vasa telítésbe megy (elsősorban alacsony fordulatszámon jelentkezik), az erővonalak kilépnek a pólusok vasából és ez a szomszédos pólusokban torzulást okozhat.  Ilyenkor hajlamossá válhat a motor rángatózásokra, össze vissza ugrálásokra. T1 fokozatos csökkentésével meg kell keresni a simajárás pontját. A tesztelésekre kiválóan alkalmas a Master5 programozható gyorsítású és sima motorvezérlése.

A FET-ek ellenőrzését lásd a Szerviz leírást!

"Milyen CNC vezérlő programokkal használható ez a Vezérlő?"

Bármilyen CNC vezérlő program használható ami eleget tesz a következő feltételeknek:LPT (nyomtató) portú,  Step/Dir rendszerű CNC vezérlő program, aminek a bitkiosztását

szabadon lehet beállítani (nem fix) és nem igényel külső frekvencia (órejel) generátort.Lásd a baloldali menü CNC Vezérlő Szoftverek pontot!

"Hogyan vesszük fel a vezérlővel a 0,0,0 kezdő koordinátákat?"

A használt CNC vezérlő program segítségével a szerszámot a munkadarab felett a kívánt kezdőpont felé mozgatjuk és utána a Z tengelyt lefelé mozgatva (program segítségével), a szerszám hegyével megérintjük a munkadarab felületét óvatosan (erre minden program kínál különböző mozgatási, kényelmi funkciókat), és mindhárom koordinátát (a programban) lenulláztatjuk. Ez lesz a 0,0,0 kezdő pont, innen származtatunk (G-kód) minden elmozdulást. A Z tengely negatív (-) koordináták (anyag) marásokat (feed rate, cut, stb.), a pozitív (+) koordináták szerszám áthelyezési (utazó v travel, jog, megmunkálás nélküli) magasságokat jelentenek. A konkrét elnevezések programonként változhatnak.

Léptető motorok finomhangolása maximális teljesítményre Profi Hobby CNC Vezérlő segítségével

Módosítva:

Mivel az alkalmazott motor(ok) impedanciája adott(ak), és a működtetett mechanika fékező ellenállása is olyan amilyen, ezért a sebesség (teljesítmény) fokozására csak a motorok feszültség emelése add lehetőséget. Mivel a motorok tekercseim átfolyó áram erősége befolyásolja a fellépő nyomatékot (is), ezért arra kell törekedni, hogy a nagy lépésszámú sebesség tartományban minél hamarabb és minél nagyobb (maximum névleges) áramot hozzunk létre.

(feszültség emelés következményei)

Ia = a motor névleges feszültségéhez tartozó áramérték (0 sebesség mellett).Ib = a növelt feszültséghez tartozó áramérték (0 sebesség mellett).Ta = névleges motorfeszültséghez tartozó, max áram-kialakulási idő.Tb = a növelt feszöltség mellett kialakuló, névleges áramhoz tartozó idő.

Tb < Ta

Tehát, ha a motorokat nem a névleges feszültségein, hanem attól nagyobb (tapasztalatom szerint kb. 2-3 szoros névleges értékkel) működtetjük, a nagy fordulatszámhoz tartozó nagy impedancián fellépő meredekebb áramgörbe miatt, lényegesen nagyobb nyomatékot adnak le!

A motorok sebességének csökkentésével arányosan csökken a tekercsek impedanciája. Ezzel fordított arányban a fellépő áramerősége növekszik. Természetesen nem megengedett a motorok üzemeltetése névleges áramerőségük felett.

(sebesség fokozása feszültség emelésével)

Névleges motorfeszültségen fellépő áram-sebesség görbe.Növelt feszültség mellett fellépő áram-sebesség görbe.In = motor névleges tekercsárama.Imin = a mechanika mozgatásához szükséges minimális áram (nyomaték), elméleti érték.It = növelt feszültséghez tartozó, korlátozás nélküli, 0 sebesség melletti áramerőség.Smax1 = névleges feszültség mellett elérhető maximális sebesség.Smax2 = növelt feszültség mellett elérhető maximális sebesség.Sv = áram vezérlési töréspont (névleges áramra korlátozás),

Smax2 > Smax1

Sv pont, az a sebesség (léptetési idő) pont aminél a motor az adott emelt feszültség mellett pontosan névleges áramot vesz fel tekercsenként. Ha ettől a sebességtől lefelé térnénk el - más szóval, léptetések között több idő telne el - az áram átlépné a névleges tekercsenkénti értéket, amit a vezérlő helyes beállításával (Setup) meg kell akadályoztatni. Az Sv-től kisebb sebességek esetén (mász szóvakkal, nagyobb léptetési időt meghaladva), a vezérlő a névleges áram elérése után, térjen át a pihentető (pozícióban tartó) áramvezérlésre. A tekercsek árama nem lépi át a névleges értéket, sőt a sebesség csökkenésével egyre több pihentetést kap. Ezzel megakadályozódik a motorok túlmelegedése.

Sv pontot a vezérlő T1 regisztereivel (X, Y, Z) állíthatjuk be.

(áram vezérlési adatok)

Sv = 1/(T1*PWM oszcillátor alap)Ahol a PWM oszcillátor alap az alkalmazott Firmware-tól függően (10 kHz vagy 30.30 kHz) 0.0001 (Hobbi), 0.000033 (Profi).Az Sv pont értékét közvetlenül leolvashatjuk a Max Nm-ri pont mezőben [Step/sec]. Ez egyben a motor azon sebességi pontja, ahol a maximális nyomatékát leadja és egyben a névleges áramát kell, hogy felvegye.

Tápegység kiválasztása:

(növelt feszültségű változat hűtéssel, max 90V motortáp!)

A tapasztalat azt mutatja, hogy a motorok teljesítmény fokozásához a tápfeszültségét a névleges motor feszültség 2-3 szoros értékére érdemes választani. Természetesen biztonságosan bele kell férnie a vezérlő maximális értékeinek (50V vagy az emelt feszültségű változat esetén 90V)!Minél nagyobb egy motor induktivitása, annál jobban érdemes növelni a feszültséget. Természetesen ez a nagy induktivitás fokozott induktív lökőfeszültséget termel amit a FET-ek védő supressor diódáinak kell felemésztenie (nagyobb igénybevétel). Mivel a két változat esetén a supressor diódák 55V illetve 100V felet működnek, ezért a választott motor tápfeszültséggel minél ezek alatta kell maradni. A motortápra ül rá a léptetésekkor keletkező induktív lökőfeszültség, és ha a supressor diódák működni kezdenek (elnyeletés) ez motorfékként hat a motorokra vissza, ami teljesítmény romlást idéz elő (lehet, hogy amit nyerni szeretnénk a feszültség emeléssel, elveszítjük a supressorok által keltett motorféknél).

A tápegység kiválasztásánál tapasztalatom szerint a kapcsoló üzemű vagy stabilizált tápegységeknél előfordulhat, hogy a motorok által keltett induktív tüskék megzavarhatják a tápegység elektronikáját, ezért ha lehet, a hagyományos (transzformátor-dióda-kondenzátoros) tápegységeket részesítsük előnyben, esetleg alaposabb kondenzátoros szűréssel (esetleg az un. Dump kapcsolással) próbálkozhatunk a hatás csökkentésével.

(táp elvi rajza)

Ajánlott PWM érzéketlen tuningtáp (12/24V; 120VA)A leadott feszültség terheléstől függően: 15/30V.

Természetesen nem lehet a végtelenségig fokozni így a motorok teljesítményét, mert a névleges áram kialakulásán kívül még számos, a motor konstrukciójától függő egyéb paraméterek is behatárolják az elérhető teljesítményt.

Sv pont (T1) meghatározása:

A vezérlési töréspont (Sv) meghatározásához szükség van az adott motor áramának folyamatos mérésére, tehát kell egy alkalmas és kellően fürge ampermérő (multiméter) és a kérdéses motor összefogott középkivezetésénél sorba kell lépni vele, hogy minden fázis áramát egy helyen mérni tudjuk, vagy a motortápnál kell sorba lépni de ilyenkor a többi motor ne zavarja a mérést (kikötve/kikapcsolva legyenek). Mivel itt nem sima DC áramról van szó (impulzus szerű), sima ampermérővel a tehetetlensége miatt nem fogunk tudni pontos mérést készíteni (csak átlagoltat). A legpontosabb méréshez oszcilloszkóp kellene, hogy áram csúcsértékeket mérhessünk.

A lényeg a következő:

- A mérés:A motor teljes fordulatszám tartományában (0-100%), folyamatos áramméréssel ellenőrizni kell a felvett áramot. A motor különböző fordulatszámokon, különböző áramokat vesz fel (fordulatszámtól és a vezérlő PWM gerjesztésétől együttesen függő, változó induktív ellenállás miatt). Ezek a felvett áramértékek sehol sem lehetnek nagyobbak a motor névleges áramánál! Amennyiben van olyan fordulatszám ahol a névlegest meghaladja, a T1 értékének csökkentésével vetessük visszább a felvett árammaximumot. Ha a motor mindenütt alatta van a névleges áramnak, emeljünk a T1-en addig, hogy a fordulatszám spektrum valamelyik (általában az alsó egyharmada környékén) elérje a névleges áramot. Ampermérős mérésnél már kisebb értékeknél is elérheti ezt az értéket (műszer tehetetlensége miatt), viszont a Profi Firmware alkalmazása esetén mivel itt fél lépéses a vezérlés, hol egy, hol két tekercs lesz gerjesztve, ezért hol egyszeres, hol kétszeres In (névleges) áram fog folyni. A műszer tehetetlensége és a hol kétszeres, hol egyszeres áramok kb. kompenzálják egymást, ezért ha simán In-t keresünk, nem tévedünk túl nagyot.

- A megfigyelés:A motor finomhangolásához különösen alkalmas a Mach2 CNC vezérlő program viszonylag egyenletes léptető impulzusai miatt. Állítsuk be úgy a Mach2-t, hogy nagyon lassan gyorsítva gyorsuljon fel nagy sebességre (amit még a motorunk bír) és állítsuk be a mozgató gomboknál a Jog: értékét legalább 700mm-re. és kattintsunk a megfelelő tengely mozgató gombjára (programozott elmozdulás). Ilyenkor a vezérlő az általunk beállított gyorsulással a max sebességig felgyorsítja a motort, majd mielőtt elérné a 700mm-es elmozdulást lelassítja és megáll. Ez alatt mérhetünk áramot és megfigyelhetjük a motor egyenletes járását széles fordulatszám tartományban!Mivel mérésünk csak körülbelüli, és a motoroknak számos a fordulatszá+áram páros alapján változó tulajdonságaik vannak, még egy fontos tesztet végeztessünk el vele.Ha a motor bárhol is rángatózik (ugrál), hangján jellegzetes morgás halható és árama megemelkedik, ez azt jelenti, hogy túlgerjesztjük a vasát. Ilyenkor a T1-et kicsit csökkenteni kell és újratesztelni a felfutásokat. Érdemes úgy tesztelni, hogy a motor vagy a helyén legyen össze kuplunglova (terhelve), vagy kezünkkel finoman fékezve megterheljük a motort. A terheletlen motor becsaphatja a teszteket (rángatózás esetén)! T1 értékének a csökkentésével a motor gerjesztését csökkentjük a vas telítési pontja alá, amíg a motor simán nem fut. Túlságosan ne csökkentsük alá mert akkor meg erősen csökken a nyomatéka alacsonyabb fordulatszámokon.Ha a motor közvetlenül az elindulásakor (kimozdulásakor) rángatózik egy kicsit, ez azt jelenti, hogy a pozícióban tartó erő kicsi. Ilyenkor a T2+T3 páros arányán kell növelni egy kicsit (T2-t csökkentve vagy T3-mat növelve). Alapvető fontosságú, hogy kellő stabilitással pozícióban tartsa a motort a fékező nyomaték, mert hirtelen induláskor a motor, gyenge tartóági áram esetén, oda-vissza ugrálhat egy pillanatra. Ez különösen igaz a nagy felbontású (pl: 1.8°-os) Japán motorokra! Ugyan akkor túlzásba se vigyük a tartóági áramot, hogy érvényesüljön annak pihentető jellege.

A maximális rezonancia pont az áramcsúcs értékénél van (wmv video, 594 kB)A filmen egy 1Nm-es motor (3.6V, 3A, 12V-ról járatva) látható.

- A korlátok:Ha túlzott mértékben emeljük a motor feszültségét, a nagy meredekséggel kialakuló áram hamarabb eléri a névleges áram értékét mint ahogyan a motor forgórészében kialakulhatna a kellő nyomaték. Mivel ilyenkor is a T1-gyel a névleges áramértékre korlátoztatunk, nem lesz ideje a motornak kellő nyomatékot kifejtenie.Tehát, ha egy bizonyos feszültségszint felé megyünk, a motor nyomatéka újra hanyatlani kezd. Ezért nem lehet a végtelenségig fokozni egy motor nyomatékát feszültség emeléssel!

A jól beállított Vezérlő nem engedi a motort In (névleges áram) felé emelkedni és kihasználja a megemelt feszültségből adódó teljesítmény tartalékokat!

(Léptetőmotorok eredő áramgörbéje)

Iind=indulási áram (PWM vezérelt)Imax=PWM-->DC áttérési pont (T1: alatta PWM vezérlés, felette tiszta DC meghajtás)Itörés=letőrési pont, egyben maximális sebességi pont

Hobby CNC PWM ManagerPWM Setup, Teszt és a PC-Link használata

(FREE !)

Új funkció: Fél és egész léptetés tengelyenként megadhatóan!

Módosítva:

Ezzel a Windows-os programmal lehet a Hobby CNC Profi1 Vezérlő (PCB V3.2 és PCB V4.x) összes beállításához, speciális funkcióihoz, tesztjeihez hozzáférni. Az új PWM Manager program teljes egészében az új Firmware V5.x.x szolgáltatásaira épül. Az új PC-Link üzemmód segítségével lehet a vezérlőbe feltölteni az összes Setup adatokat, külső programozó készülék nélkül is. A PC-Link segítségével további plusz szolgáltatásokhoz lehet hozzá férni.A program már csak az új Profi Firmware-t támogatja!

A PC-Link egy bújtatott, soros adatátviteli megoldás, a már meglévő Step/Dir adatvezetékeken. Nem használ plusz biteket ezért nem akad össze semmilyen CNC-s vezérlő programmal, viszont emiatt egyszerre a két üzemmód (On-Line és a PC-Link) nem mehetnek. A két üzemmód közötti váltásra a vezérlőt indítása pillanatában (Power On) az X tengely mindkét végállás kapcsolóját (XV1 és XV2) nyomva kell tartani. A vezérlő egy hangjel sorozattal és mindkét LED kigyújtásával jelzi a PC-Link üzemmódba belépését.  PC-Link üzemmódban a PWM generátor áll, és minden motor fázisgerjesztései (FET-ek) kikapcsolt állapotban vannak.A PC-Link egy saját parancskészlettel ellátott protokoll sorozat, mellyel közvetlenül lehet adatokat feltölteni a vezérlő Setup regisztereibe és közvetlenül elérhetőek az egyes FET-ek (motorfázisok). Fontos:Az adatok feltöltéséhez először a PWM Managert kell elindítani és csak utána szabad a Vezérlőt PC-Linkbe beléptetni!

Hobby CNC PWM Manager V2.1.x(Teljes leírás)

Telepítés:A program bármilyen Windows alatt használható (Win9x-XP). A kicsomagolás után el kell indítani a Setup.exe-t. Mivel a program saját I/O Driver-rel rendelkezik, az első futtatása előtt a driver-t telepíteni kell! Az I/O Driver telepítéséhez el kell indítani a Start menübe újonnan feltelepült menük közül a "IO Driver Setup"-ot. Ezt csak egyszer kell feltelepíteni! A driver telepítése után a Windows-t újra kell indítani. Csak ezek után használható a PWM Manager!Az I/O Driver a Scientific Software Tools, Inc. terméke.

Program Setup:A program elindítása után be kell állítani a CNC Vezérlő PCB verzióját, mivel a V3.2 és V4.0 között bitkiosztási eltérések vannak! Beállítható a Beállítás/Kommunikáció módja/PCB Vx.x menüben.Ezután a CNC Vezérlő és a PC között kommunikáló LPT (nyomtató) port címét kell beállítani a Teszt panelen (LPT port: ablakban). Fentről lefelé sorba jönnek az LPT1, LPT2 és az LPT3 címei. A beállításokat a program letárolja.

Használat:

Menük:

Fájl

Setup Megnyitás. Lementett Motor Setup adatokat tartalmazó file megnyitása. Elsősorban a PC-Link kiszolgálására használatos.Setup Mentés. A Motor Setup panel adatainak lementéseire szolgál.Kilépés. Kilép a programból.

Beállítás

Tartóági frekvencia. Választható Állandó és Változó között. Megadható, hogy a T2 és T3 állításakor próbálja e tartani az összérték által meghatározott frekvenciát, egymás rovására.Kommunikáció módja. Itt adható meg a Vezérlő NYÁK PCB verzió száma. Befolyásolja az LPT porti bitkiosztásokat.

Névjegy

Rövid program bemutatkozás.

Panelek:

Motor Setup:

Beállítások programozása

Ezen a panelen adható meg a Vezérlő összes beállítási adatai. A beállított adatokat a Feltöltés (PC-Link) gombbal lehet feltölteni közvetlenül a Vezérlőbe (PC-Link üzemmódban). Minden időzítési érték (fekete mezők) a PWM generátor alap frekvenciájából származtatott időegységek (1/f) szorzatai.

A legfontosabb Setup adatok és magyarázatai:(a sárga mezők csak a Manager számításaihoz kellenek)

TF és Túlhajtás jelzés mezők:

Meghatározzák a motorok túlhajtás jelzésének küszöbszintjét. Értéke kezdeti érték, melyet a vezérlő Motor tuningjával lehet finomítani (lásd Speciális funkciók). Ez az a sebesség melyet a végállások felderítésénél is használ a vezérlő. Értéke akkor jó, ha a legnagyobb, irányváltást is tartalmazó, lépésvesztés nélküli sebességet tartalmazza. A pontos meghatározását a vezérlő diagnosztikájára érdemes bízni. Setup-kor csak kezdeti értéket tudunk megadni, innen indítva fokozza a diagnosztika a sebességet. Ne legyen túl gyors kezdeti érték! S/s=Step/sec.

T1 és Max Nm-ri pont mezők (Sv pont):

Meghatározzák a pihentető PWM (tartóági) üzemmód alsó sebességi pontját, ami egyben a legnagyobb nyomatéki ponthoz tartozó sebességi érték is. Ezen a ponton melegszenek a legerőteljesebben a motorok. Ez idejű gerjesztés felett a motorok, az ez időt meghaladóan, pihentetve lesznek (T2 és T3 alapján). Nyomatékuk és egyben melegedésük nem fokozható a

végtelenségig. S/s=Step/sec.Értékének pontos meghatározásához lásd a Motor Tuning leírást!

T2 és T3 és Tartóági (f(%)) mezők:

A tartóági PWM idő, frekvencia, és kitöltési tényezői (%). T2 a PWM szünet ideje, T3 a gerjesztési idő. Összértékük a tartóági PWM frekvenciáját határozza meg. Szabályozható vele a tartóági nyomaték és hűlés mértéke.

Speciális funkciók ablak:

Kiválasztható az aktiválni kívánt speciális funkció.

Motor tuningút lépésszáma és mm/Step és Út hossz mezők:

A Speciális funkciók/Motor tuning-hoz tartozó lépésszám, lépésenkénti elmozdulás mm-ben és az így keletkező út hossza adható (olvasható le) meg. Ez az érték mindhárom tengelyre érvényes! Minél nagyobb a lépésszám, annál pontosabb a mérés, de annál tovább is tart a folyamat.

Motor tuning végállás hiba tűrés mező:

A Speciális funkciók/Motor tuning-hoz tartozó végállás pontatlansági kompenzáció értéke. Méréskor az ez alatti lépésvesztést, a vezérlő nem a motor lépéshibájának tekinti (végállás érzékelő billenési pontjának pontatlanságának tekinti).

Rendszer:

Tengelyenként kiválasztható a motorok léptetési módja. Alapesetben fél léptetéses rendszerben dolgoznak. Az egész léptetés alkalmával mindig 2 tekercs van egyszerre gerjesztve, a nagyobb nyomaték eléréséhez. A motorok lépésszögét mindig egész léptetésben adják meg. Fél léptetés esetén ez az érték duplájára növekszik.

Teszt:

(Egyszerű mozgatási és bit tesztek)

Lehetőség van a Vezérlő On-Line üzemmódjában külső, egyéb CNC vezérlő szoftverek nélkül is tesztelni a vezérlőkártyát. Szolid impulzus generátort tartalmaz, ezért elsősorban diagnosztikára, hibakeresésre használható.A mozgatási iránygombok az impulzus generátor engedélyezése után aktívak.A direkt bit beállítással közvetlenül lehet az LPT port bitjeihez hozzáférni.Az X, Y, Z invertálásával a mozgatási irányokat lehet megfordítatni.

A Vezérlő fényképe alatt található az aktív bitkiosztási üzemmód.

PC-Link:

Közvetlenül hozzáférhetőek a FET-ek és így a motorok fázisai. Ellenőrizhető vele az egyes FET-ek működőképességei és megkereshető vele a motorok egyirányú forgásához tartozó helyes fázisbekötési sorrend. A motorok gerjesztése egészlépésenként történik (fázisonkénti gerjesztés), így jobban azonosítható a helytelen fázissorrend.  A bekapcsolt gerjesztés teljesen DC jellegű (nincs PWM). Ezért használata huzamosabb ideig nem ajánlott (erős melegedés a motorokban).A Léptetés gombokkal egészlépéses ciklikus léptetés történik (a kézi fázis érintgetés mintájára).A Tápegység terhelési teszt-el ellenőrizhető a motorok tápegységének a teherbírása (feszültség letörés és az esetleges védelem). A motorokat felhasználva fokozatosan (lépésenként) lehet 0-tól 100%-ig, majd a kétfokozatú korlátozást feloldva akár 200%-ig megterhelni. A 100% feletti terhelések fokozott figyelmet igényelnek, huzamosabb ideig ne használjuk!A STOP gombbal bármikor megszakítható a terhelés.

Kapcsolódó téma: Motor tuning emelt tápfeszültségekkel!

PWM Manager V2.2.0 (zip, 5.6 MB CSAK V5.1.x Firmwareval!)

Firmware V5.0.3 és alatta:

PWM Manager V2.1.1 (zip, 4.4 MB)

Frissítés esetén előbb a régit el kell távolítani (uninstall)!

Minta beállítások:(kiindulási alapnak)

MagyarázatSv

töréspont[Step/sec]

Túlhajtás jelzési küszöb

[Step/sec]

Tartóági tartó erő

[%]

Tartóági frekvencia

[Hz]

Speciális funkciók:

File

1* 124 333 50 631 kikapcsolva Alapsetup.pwm

2* 606 606 50 631 kikapcsolva 12_5V.pwm

3* 1010.1 1010.1 50 631 kikapcsolva 12_3V.pwm

4* 124 333 25 631 kikapcsolva NDK.pwm

5* 2020 1010 58 631 kikapcsolva 2.2V.pwm

6* 378.787 606 45.8 631 kikapcsolva 23LMC701_01.pwm

Magyarázatok:

1* Alap beállítás. A felprogramozott PIC ezekkel az adatokkal vannak feltöltve.2* Japán 5V-os motorok 12V-os tápról üzemeltetve. Ajánlott kiindulási érték, finomítását lásd a Motor tuning leírás alapján!3* Japán 3V-os motorok 12V-os tápról üzemeltetve. Ajánlott kiindulási érték, finomítását lásd a Motor tuning leírás alapján!4* NDK (SPA 52/60) motorokhoz ajánlott beállítás, névleges feszültségről járatva (pl. 12V-os motor, 12V-os tápról járatva).5* Japán 2.2V-os motorok 12V-os tápról üzemeltetve. Ajánlott kiindulási érték, finomítását lásd a Motor tuning leírás alapján!6* Minebea 23LM-C701-01 vagy Japan Servo KP56QM2-001 motor 12V-ról hajtva. Ajánlott kiindulási érték, finomítását lásd a Motor tuning leírás alapján!

Ismert hibák:

Hibaüzenet:

Megoldás:Fel kell telepíteni az MS Office XP-t :-(