Сегодня мы обсудим способы устранения обрыва связи на фрезерном ЧПУ станке CNC3018 PRO. Решение этой проблемы я хочу обсудить, так как сам с ней столкнулся, и хочу описать как своё оригинальное решение проблемы, так и решения других владельцев станков подобного рода.
Начну с самого начала: для своих электронных самоделок мне приходится постоянно изготовлять печатные платы. Процесс довольно трудоёмкий: сначала ножовкой по металлу выпиливается из куска стеклотекстолита заготовка печатной платы, потом обработка краёв напильником и нождачкой, затем кернение и сверление отверстий, далее наносится рисунок дорожек (DVD-маркером, ЛУТом, фоторезистом - как кому удобно), травление, лужение. На изготовление одной печатной платы, в зависимости от сложности, уходит как минимум 3...4 часа кропотливой работы. В результате возникла такая потребность: упростить работу и сократить её время на изготовление печатной платы при том так, чтобы достаточно разработать необходимые файлы для изготовления печатной платы, закрепить заготовку на каком-то ЧПУ станке, а потом просто достать почти готовую печатную плату, обработать её нождачкой и залудить. При этом также появилось желание повысить точность и качество изготовления печатных плат.
С этой целью мной был приобретён на Aliexpress фрезерный ЧПУ станок CNC3018 PRO. Всё шло пока удачно: станок пришёл с российского склада за неделю, всё было упаковано тщательно и хорошо, все части целы и невредимы. Станок был собран в тот же день, что и пришёл на мою точку выдачи заказов. На следующий день произвёл первые испытания: станку скормил G-code, который был на флешке, которая шла в комплекте. Было замечено, что через раз станок останавливал свою работу, при этом двигатель шпинделя продолжал вращаться, при работе с фанерой. В программе управления станком на ПК индицировалось состояние "Нет связи". На стеклотекстолите вообще нормально не получалось ни разу выгравировать, был загублен очень хороший кусок ценного материала.
Начал поиск проблемы. Как оказалось, двигатель шпинделя при подаче на него нагрузки, да и вообще при работе, создаёт большие помехи по питанию в плате управления станком, в результате чего происходит обрыв связи с ПК. Выяснилось, что станки подобного рода постоянно этим болеют. Идеальным решением было бы подключения к плате управления станка контроллера, в который можно было бы засунуть флешку с G-code, при этом не испытывать проблем со связью. Но я при покупке пожадничал тысячу с небольшим рублей, и купил станок без данного контроллера. А отдельная покупка или изготовления такого контроллера обойдётся, как минимум в две тысячи рублей, без учёта доставки. Как говорится, скупой платит дважды. Конечно, меня не устроило это, и я продолжил дальнейший поиск решения проблемы.
Первое, на что я наткнулся дальше, то это было простое оборачивание питающих проводов двигателя шпинделя вокруг ферритового кольца, плюс намотка на феррите USB-кабеля для большей надёжности. Этот вариант не прокатил: станок всё также упрямо отказывался выполнять команды с ПК, связь всё также прерывалась. Продолжил поиск дальше.
Дальше я нашёл схему этого фильтра для двигателя шпинделя. Намотал на ферритовое кольцо обмоточным проводом 0,5 мм две обмотки по 30...40 витков каждая, спаял схему на монтажной плате. По итогу проблема также не решилась, станок не выполняет команды с ПК, происходит обрыв связи.
Ещё потом немного поискав, нашёл решение, в котором предлагалось перепахивать плату управления станка, или ещё хуже, заново изготовить плату управления. Такой вариант дороже и сложнее, чем
Тут я повесил голову: станок стоил для меня больших денег, а тут он отказывается в никакую и ни при каких приемлемых доработках работать. Вернуть его также уже не представляется возможным: мои руки мастера-ломастера наделали делов своими доработками, лишив станка товарного вида.
Спустя некоторое время, я пришёл к своей оригинальной идее доработки станка, простой, как колумбово яйцо, дешёвой, как три копейки, и, главное, хорошо сработавшей.
Принцип работы доработки такой: ШИМ-сигнал, который раньше напрямую шёл с платы управления станка на двигатель шпинделя, теперь идёт через резистор на 22 кОм на вход ардуиновского модуля мосфета с оптопарой AOD4184, который будет управлять двигателем шпинделя. двигатель шпинделя будет полностью гавальнически развязан с платой управления станка, что полностью избавляет от помех, создаваемых двигателем шпинделя.
Питание 24 В двигатель шпинделя теперь берёт с двух последовательно соединённых компьютерных блоков питания (блоки не должны соприкасаться корпусами, иначе будет короткое замыкание). К двигателю шпинделя параллельно встречно был припаян первый попавшийся помощнее диод шотки, который защищает мосфет от обратных импульсов тока, порождаемых двигателем (при первой пробе доработки я забыл припаять такой диод, что привело к пробою мосфета на модуле, пришлось заменять на первый попавшийся помощнее мосфет с каналом n-типа). При этом питание на доработке подаётся так: сначала запускаются блоки питания, потом замыкается питание между блоками, а потом уже подаётся питание на двигатель шпинделя. Также доработка позволила снизить нагрузку с блока питания, питающего остальной станок, что также благоприятно повлияло на работу станка, теперь тот блок питания отвечает лишь за питание шаговых двигателей.
Испытания этой доработки станка были очень удачными: станок без проблем каждый раз выполнял команды с ПК, фрезеровать получалось, и на фанере, и на стеклотекстолите.
По итогу, у меня появился интересный опыт в сборке, наладке и доработке фрезерного станка CNC3018 PRO. Дальнейшими моими действиями будут приведение станка в более удобный вид (красиво расположу шлейфы и провода и т.д.) и изготовление столика для станка, в котором я размещу блоки питания и элементы управления питанием станка, плюс будет возможность там хранить ключи, фрезы, свёрла и цанги. И, конечно, буду изготовлять печатные платы. В будущем также планируется покупка лазера для гравировки и резки. Поток идей и мыслей безграничен. Если данная тема будет для вас интересна, выпущу материал о работе на данном станке.
П. С.
После более глубокого и тщательного применения данной доработки, также возникали данные помехи при работе. Доработка дала лишь увеличение мощности подаваемой на двигатель шпинделя. Мной, в последствие, была куплена более старая версия платы управления станка с офлайн-контроллером, с которого и стал в дальнейшем запускать файлы фрезеровки. Лучше сразу покупать станок с таким офлайн-контроллером и не париться.
Удачного всем дня!