Станок с ЧПУ, с чего начать?

Question

[dron300]

Собрать не проблема, вопрос как заставить его работать?
До этого был опыт с 2х осевым роботом. Управлялся с помощью запрограммированного микроконтроллера ардуино.
С ЧПУ все иначе, там 4 оси и ввод/вывод непосредственно через ПК.
Какое обеспечение надо и можно например нарисовать схему в Illustrator и он уже по ней начнет вырезать?

Не обязательно писать ответ, буду рад ссылке на форум посвященной этой тематике.
Если у вас опыт, поделитесь пожалуйста.

Гугл да даже ютуб особо не помог, но все равно не сдаюсь, оно стоит этого, как говорится)

Answer 1

[Dum_spiro_spero]

Мы взяли готовый конструктор "Кулибин" и модернизировали.
Но идея в общем простая.
На каждой оси - шаговый двигатель. Двигатели запускаются/шагают ключами. Ключи включаются от чего хочешь. Дальше наступает нюанс.
Вариант раз. Если вы хотите использовать микроконтроллер - то это означает скорей всего, что вначале вы заливаете в него программу движения - и по этой программе все происходит. Сама программа пишется например в CodeView. Ардуино тут видимо избыточен.
Вариант второй - сразу с компа. Тогда надо интерфейс. У нас был LPT, это просто и дешево. Если захотите USB - это сложнее и дороже - нужны чипы FTDI. Но точнее не скажу, не делал.
Ваша схема в иллюстраторе должна будет преобразоваться в набор команд типа запустить двигатель 1, сделать столько-то шагов, выключить/заблокировать. Как это сделать - либо использовать что-то готовое, либо самому придумать некую логику - в общем это не сложно. Мы написали свой интерпретатор с командами типа вправо, влево, нарисовать круг, перейти в координату такую-то, и т.п... Так что скорее всего надо будет написать свой редактор или распарсить какой-нибудь простой векторный формат типа wmf.
Теперь о важном. Управление - это на самом деле просто.
Сложно обеспечить нужную жесткость конструкции и точность. Решите в первую очередь какая точность вам нужна, и как вы её достигнете.
Успехов!

Comments

[dron300]

В пане управления ссылки остались?
Я вот думаю взять arduino uno r3 или попробовать Stm32f103rc
В целом вся сложность заключается в том, что это первый проект, который взаимосвязан с ПК и поэтому растерян.

Двигатели запускаются/шагают ключами.

Не совсем понял. Хотя вроде бы догадываюсь о чем вы.

Вариант раз. Если вы хотите использовать микроконтроллер - то это означает скорей всего, что вначале вы заливаете в него программу движения - и по этой программе все происходит. Сама программа пишется например в CodeView. Ардуино тут видимо избыточен.

Что бы работал движок ? Регулировка скорости как происходит? В программе или уже через ПК или уже через стабилизаторы ? На форумах пишут, что бы мотор работал на 40-60%.

Вариант второй - сразу с компа. Тогда надо интерфейс. У нас был LPT, это просто и дешево. Если захотите USB - это сложнее и дороже - нужны чипы FTDI. Но точнее не скажу, не делал.

А через com порт? LPT нету =(

Так что скорее всего надо будет написать свой редактор или распарсить какой-нибудь простой векторный формат типа wmf.

Точки координат парсить? Просто svg вроде бы должны понимать..

Точность зависит от настройки микроконтроллера, который будет управлять движком. А так же направляющие. ну думаю что это не сложнее чем заставить квадрокоптер летать правильно)

По поводу ПО наше 3 программы, где-то в закладках лежат. Надо посмотреть будет, вроде бы "матч 3 (точно не помню название, сори если ошибся)"
В общем буду рад ссылкам)
Спасибо за столь развернутый ответ!

[Dum_spiro_spero]

dron300:
"Двигатели запускаются/шагают ключами."
на двигатель надо подать ток - ток подается с ключа, ключ - это транзистор.
https://www.youtube.com/watch?v=QRTUuAuAS9o
Подали импульс - двигатель провернулся.
Чем чаще импульсы - тем чаще крутится - вот вам регулировка скорости. Это все в программе которая либо в МК, либо на ПК. Ключ - он глупый.
---
Через com плохо - это последовательный порт - т.е. одним двигателем вы сможете управлять, а несколькими - уже сложно - надо как-то очередь выстраивать. Возьмите внешнюю плату PCI-LPT - стоит 5-10$. И будет вам LPT - и сжечь не жалко если что.
---
Про форматы - то что я рассказываю - это достаточно низкоуровнево - соответственно формат вы можете свой придумать.
"Просто svg вроде бы должны понимать" - э... кто должен его понимать?
"Точность зависит от настройки микроконтроллера" - нет. Там (в МК) ВСЁ точно. А вот кривые направляющие, слишком грубая резьба, провисание всей системы под собственным весом, люфты везде - это суровая реальность. Направляющие должны быть прочные, твердые и жесткие.
OsyaBender написал правильные вещи про то, что есть уже полуготовое. Я про это не могу ничего сказать - мы свой велосипед изобрели - но не факт, что это надо делать вам.

[Dum_spiro_spero]

dron300: Если самим - можете найти один шаговый двигатель и поиграться с ним - заставить двигаться. Дальше организовать ему управление. Дальше сделать управление несколькими двигателями. Дальше заняться механикой. По нашему опыту - переделка "Кулибина" и написание интерпретатора заняла два месяца у группы научных сотрудников из четырех человек в режиме неспешной работы по вечерам не каждый день.

Answer 2

[Роман Попов]

Сейчас делаем с детьми робота для рисования. Поскольку планируется рисовать довольно сложные фигуры, то внутренней памяти ардуино недостаточно для хранения картинки и мы используем карту памяти, с которой собственно и считываются координаты. Думаю такой принцип можно применить и в Вашем случае. Т.е. чертеж превращается в набор координат (как именно - не знаю, но наверняка есть соответствующий софт), которые записываются в файл. А считать координаты из файла ардуиной не проблема.

Comments

[dron300]

Не каждый раз загружать в ардуино, это не дело. На лето эту задачу отложил, времени теперь нету.
А что за формат, ну или пример? Просто svg можно конвертировать во что угодно) Изначально думал что svg должен был подойти.. просто во что еще можно его конвертировать.. Расширения файла или его содержание, можно? Потом погуглю или сам напишу прогу для конверктации svg в неизвестное. Спасибо.

Кстати, можно снимать ролики как вы собираете этого робота. Сколько не посмотрел "русские ролики" хочется закрыть и больше не попадать на канал. Поэтому искал среди анг.

[dron300]

В общем мало хороших уроков

[dron300]

Можно просто статейку. Просто ищу все реализации. Если получится на хабре статью надо создать.
По такому же принципу можно 3д принтер сделать, да много чего еще) К увы либо времени нет, либо навыков.

[Роман Попов]

Файл просто текстовый, два столбика с двумя цифрами. Каждая цифра это угол на который должна повернуться серва. Загоняется файл на флешку той же ардуиной (другая подпрограмма запускается).
Особенности ардуины не позволяют общаться с компом иначе как через монитор порта, поэтому надо или шилд какой-нибудь (а тогда зачем вообще ардуино? esp8266 например сам себе контроллер, да покруче ардуиновского) или мирится со скидыванием каждого файла на флешку.

Answer 3

[dron300]

Сервопривод:
Точно из шаговых движков (могу ошибаться) но они точнее чем другие.
Сама конструкция:
Чуть позже.

Управление:
Тут 2 варианта.
1. это на каждый движок свой микроконтроллер и управляться они будут центральным.
2. лишь 1н более менее мощный контроллер, который уже будет все сам делать.
По выбору микроконтроллеров, можно купить готовые "ардуино" можно спать свои. Что лучше даже не знаю.
Питание:
думаю взять какой-то бок питания от ПК, можно заморозится и спаять свой.
Пиющая головка:
бор машинка или же купить нормальный (400-1000w) движок и к нему тоже микроконтроллер (что бы регулировать скорость, циклы итд)

Проект на самом начеле.

Answer 4

[evgeniy_lm]

Для начала нужно узнать что в декартовой системе координат 3 оси, а не 4
Дальше кури Google

Comments

[vreitech]

затем неплохо будет узнать, что на декартовой системе координат свет клином не сошёлся.

[evgeniy_lm]

Филипп: Ссылочку на станок ЧПУ с приводом не в декартовых координатах, пожалуйста. Желательно с 4 координатными осями

[Василий]

evgeniy_lm: в декартовой системе координат ажно 6 осей вы про поворот забыли

[vreitech]

evgeniy_lm: я аж сразу бросился ссылку искать...

[evgeniy_lm]

Филипп: Ну да, язык без костей, можно и по умничать иногда, если конечно ум есть, а когда нет, то это выглядит глупо и жалко.

[evgeniy_lm]

Василий: Есче один умный. Где ссылка на вашу конструкцию станка?

[Василий]

evgeniy_lm: да уж по умнее вашего однозначно.

[evgeniy_lm]

Василий: сомневаюсь. Вот Серожа none хоть какие-то примеры привел

[Василий]

evgeniy_lm: если сможете однозначно описать положение в пространстве материального предмета используя только 3 координаты вам столько премий дадут, что не унесёте.

[nirvimel]

Для начала нужно узнать что в трехмерном пространстве у тела есть шесть степеней свободы.
А потом еще можно узнать, что декартова система координат может быть в пространстве любой размерность и иметь, соответственно, любое количество осей.

[dron300]

evgeniy_lm Как можно пространство сравнивать с осями ? По мимо 3d пространства есть 4d.
Осей может быть сколько угодно, пример: рука манипулятор "там 6 осей, само собой может быть и больше"
evgeniy_lm: Да пожалуйста, вот вам 12 осевой манипулятор https://www.youtube.com/watch?v=TWt0OuKkKr8
Не знаете, мочите и не лезьте. Так бесят подобные вам люди, которые нечего не знаю и пытаются чем-то научить других.

evgeniy_lm читай внимательно, я знаю о всех этих ссылка и даже больше. Там нет того, что я ищу. Я знаю С object и могу не только микроконтроллер запрограммировать, но и написать любое приложение для ios/win и для любой другой платформы которая поддерживает С или если есть возможно компилировать С на ее язык.

Филипп: Василий: Серожа none: забейте, с дураками спорить бесполезно.
По поводу ПО, вопросов нету, да и наверное уже нашел ответы на свои вопросы. Надо начать собирать.
Единственный вопрос, это как выбрать мотор с подходящей мощностью? (приблизительно знаю) и может в место шаговых движков может что-то по лучше есть?
Управляются они через КП, а микроконтроллеры используются для управления движков, точнее для их запуска.
Вопрос с Ai открыт, надо ПО изучать.
Спасибо кстати, даже вам.

[Василий]

dron300: насколько я помню у шаговых движков есть такой недостаток, если он пропустит шаг вы об этом даже не узнаете и в координаты закрадётся ошибка на этот самый шаг, поэтому берут шаговые движки с оочень большим запасом мощности, или дополняют его датчиком положения, шаговый движок очень хорош тем что управляется импульсами, а для чего-то другого придётся лепить ещё и контроллер

[evgeniy_lm]

Василий: У шаговых двигателей мощность не зависит от скорости вращения. Что значит "пропустит шаг"? Делайте такую конструкцию чтобы не пропускал, купите специальные шпильки с резьбой и винтом, хорошие направляющие. Разумеется мощность двигателей нужно подбирать исходя из массы того что вы собираетесь двигать

[evgeniy_lm]

dron300: "рука манипулятор "там 6 осей". Вы путаете понятия "оси координат" и "степень свободы". Приводов в вашем станке может быть сколько угодно как и соответствующих параметров перемещения, но положение исполнительного механизма у вас всегда будет определятся координатами XYZ, а, например, угол наклона режущей кромки фрезы это не координата, а дополнительный параметр (функциональная возможность) вашего станка

[Василий]

evgeniy_lm: в станке чпу двигатель выполняет не только перемещение столика/ оснастки, но ещё и прижим, и усилия может и не хватить, шаг пропущен - на выходе получается шняга, а вы про скорость и массу вам не надоело собирать ляпы?

[evgeniy_lm]

Василий: Разумеется двигатель нужно подбирать с учетом усилия

[dron300]

Василий: да не просто обороты ограничивают в место возможных 3200 ставят до 500. А вот нагрузку до 60% делают видимо из-за этой возможности потерять шаг... А может греются не знаю. Хотя не исключено что там кроется другой как-то случай и просто вычитал не то

[evgeniy_lm]

dron300: Крутящий момент у шаговых двигателей всегда постоянный хоть 3 об/мин, хоть 3000. Запас в самодельных станках делают потому как расчеты не очень точные

[dron300]

купите специальные шпильки с резьбой и винтом,

об этом можно и по подробнее. Не надо ругаться, это точно не решит спор)

[Василий]

dron300: на удержание шаговый двигатель расходует больше энергии по сравнению с другим двигателем и поэтому греется сильнее, для маломощной конструкции это не критично, конечно стоит избегать метрической и дюймовой резьб в системе позиционирования, они созданы для того чтобы клинить, нужна трапецеидальная.

[dron300]

evgeniy_lm: Вы как бы не правы..

[dron300]

Может что-то путаете.

[evgeniy_lm]

как то так homecnc.ru/mech/119-hodovoi-vint-gaika

[dron300]

Можно взять БК моторы, они на подвесах используются. Не знаю на сколько хорошо они подходят именно к этой задаче. Вентильный двигатель вроде бы.

[evgeniy_lm]

dron300: возможно. Для станка двигатель 1500 оборотов не нужен. В любом случае даже такой двиготель будет использоваться на низких оборотах

[dron300]

evgeniy_lm: Спасибо. Я просто подумал о чем-то еще. Это тоже не спасет если координаты не отслеживаются. Шаг будет засчитан, следовательно контроллер будет думать что он находится на 740мм а в место этого будет на 739 например. Отслеживать хз как еще не думал об этом.

[evgeniy_lm]

dron300: В принципе ни кто вам не мешает отслеживать координаты как на принтерах это реализовано, но это сложно и я не знаю Mach3 такое может или нет, все таки проще учесть вес стола (исполнительного механизма), массу обрабатываемой детали, усилие необходимое для обработки и добавить 25-30% запаса

[dron300]

evgeniy_lm: риск есть всегда) После октекоптера, подход к изготовления изменился

[dron300]

Igorjan: Тесты глянь. Это как дизель, на низких тянет, а что свыше 3500 уже не то..

[dron300]

+ под хорошей нагрузкой ось проскальзывает

Answer 5

[OsyaBender]

Почитайте про Mach3. ПО распространяется свободно. На алибабе можно купить как полный набор для станка , так и отдельные части, совместимые с данной программой. Можно, например, купить контроллер, драйвера для двигателей, двигатели, а саму конструкцию собрать самому, либо используя части от плоттеров(или чего иного), либо сделать здесь на заказ.
ПО работает на G-кодах. Я встречал плагины для автокада(возможно, даже смогу найти их в архиве), переводящее чертеж в G-коды. Правда, только чертеж в двух плоскостях. Либо покрутить ArtCam, там куча трансляторов, вроде есть и для Mach3. Либо чуть почитать про G-коды и писать программу самому. Там ничего сложного, только нудно и долго.
Вкратце, как это все работает. Компьютер с Mach3, в соответствии с программой, управляет контроллером. Контроллер, в соответствии с управляющими сигналами, непосредственно уже физически включает\отключает реле, которые коммутируют ток питания для двигателей. Ток для двигателей обеспечивают драйвера двигателей(не путать с драйверами в ПО) . Драйвера двигателей- отдельная плата\платы преобразующие и стабилизирующие ток для двигателей.