Здравствуй, дорогой друг! Если читаешь это - значит ты загорелся темой лазерной резки и гравировки и теперь изучаешь, с какой стороны подойти, с чего начать.
Давай я на собственном примере расскажу - все ли так просто?
Почему, если у тебя есть фрезерный станок с ЧПУ, будет полезным научиться работать на нем, чтобы намного увереннее чувствовать себя при общении с лазерным станком?
Все началось несколько лет назад, когда пришлось воочию лицезреть работу этой чудо машины, а именно в гостях у брата увидел лазерный станок, естественно, попросил сделать гравировку логотипа на своем блокноте. Каково же было мое удивление, когда он за 2 минуты подготовил макет к работе и еще за 3 минуты сделал качественную гравировку - синий луч с легкостью освоил кожаную обложку, которая позднее, не один год радовала меня. Аккурат до момента, пока блокнот не закончился.
Лирическое отступление. Прошло 2,3, а может и все 4 года с момента визуального знакомства с этим джедайским приспособлением. И настал тот момент, момент, который наступает в жизни каждого человека - «Пора прекращать тратить время в пустую! Пора учиться новому!» Сразу же в мыслях стали вырисовываться воспоминания прошлых лет. И вот тут началось, как говорится, «Судьба свела».
История такова, что однажды мне пришло сообщение:
«Привет, приходи поработать на станке, это такой принтер, на месте разберешься»
Именно в этот момент были мысли о том, что не прочь бы уже направить свободное время в нужное русло. Но так как ранее я никогда не сталкивался с темой 3D принтеров (а тогда именно про него и подумал), меня ждала неделя кропотливого самообучения работы с ПО по 3D моделированию и работе с самим принтером - Блендер, Слайсер и все остальное. Спустя неделю, поднатаскавшись в теории, прихожу в мастерскую и что же я вижу?!
Фрезерный станок с ЧПУ! Вот так скромно, загроможденный и пыльный ждет своего часа:
Но это было еще не все… Оказалось, чтобы поработать на таком монстре, для начала нужно было обуздать его младшего брата:
Занавес. Спустя еще неделю кропотливого изучения материала, вновь вернулся к практическому изучению, пока еще маленького станочка.
Вооружившись ноутбуком с установленным ПО, блокнотом с записями, я уселся за рабочее место и… как это обычно бывает - ничего не заработало! Негодование и обида застали меня в расплох, не было ни малейшего понимания о том, что же пошло не так.
Оказалось, что для сопряжения любого устройства с ЧПУ ( которое работает через COM-порты, как оказалось) нужен драйвер CH340 (CH341 в случае с виндовс 11). Два дня ушло на то, чтобы это понять и все настроить. Пришел, запустил. Снова НЕ РАБОТАЕТ! К слову, данные станки простаивали продолжительный срок, а поэтому доподлинно неизвестно, как они «жили» всё это время.
В ход пошли размышления:
У меня есть два станка, большой, не много не мало, в рабочем состоянии, маленький станок так же должен быть рабочим. При отладке маленького станка возникли сложности - оно и к лучшему, ибо разобраться в вопросе досконально выгоднее, чем ловить рядовые проблемы в будущем. Как же я ошибался…
После этого забрался в «мозги» станка, посмотреть пощупать, выявить неисправность. Мало ли !?
Тут меня ждал очередной сюрприз:
Стал копать. Что же здесь может не работать и почему станок не подключается. Скачал даташид, закопался в форумах.
Как обстояло дело:
это простенький станок, собраный на простейших элементах:
- плата управления
- плата расширения
- шаговые двигатели, которые приводят в движения оси (x,y,z)
- драйвера шаговых двигателей - самые простые А4988, по одному на каждую ось (на ось y их было два, на каждый мотор, что являлось ошибкой, так как не было согласованности между моторчиками)
- блок питания 12В 2А
- станина станка
- направляющие в виде «винтов» - не очень надежные, но лучше чем на резиновых зубчатых ремнях
Почему 4 провода от каждого шаговика? Да потому что мотор биполярный, по-простому - крутится в обе стороны. Поэтому важно вычитать информацию о подключении обмоток к плате и правильно подключить, чтобы все работало как надо. Если подключение окажется неверным, то движок будет «тыркаться» на месте и движения не будет. А радиаторы на драйверах стоят потому, что они сильно греются при работе (драйвера, тем более такие дешевые и простые, как А4988 являются расходным материалом, поэтому в запасе всегда должен быть припрятан пятОк другой).
Итак. Плата Arduino Uno является, можно сказать «компьютером» на нее устанавливается прошивка, а плата sns shild интерфейсом для подключения устройств. Так вот важный момент: двигатель не просто так называется «шаговым», потому что в нем вручную через плату расширения можно устанавливать режим работы(количество шагов на 1 оборот двигателя). Чем шагов больше, тем точность точнее. Главное не переборщить, иначе драйвера будут гореть от слишком большой нагрузки.
шаги бывают:
- 1/1
- 1/2
- 1/4
- 1/8
- 1/16
- 1/32
Для фрезеров начального уровня достаточно 1/4 или 1/8. То есть за один оборот двигателя будет совершено 4 или 8 тактов. Это влияет на точность перемещения. Чем больше тактов, тем большее дробление шага возможно.
Простыми словами - чем меньше деление шага, тем на большее расстояние пройдет по координате ваш шпиндель. Не будем углубляться, так как разговор не об этом.
Разобравшись во всем, мультиметром была найдена неисправность - перегоревший предохранитель
Было принято решение купить новую плату.
Стоит обратить внимание, что в связке обе платы работают следующим образом: к плате расширени подключаются «шаговики», драйвера шаговых двигателей, устанавливаются микро шаги(1/8, как устанавливать их можно посмотреть в даташиде), подключается внешний блок питания 12в к контактам, которые показаны на рисунке выше, далее эта плата подключается к плате Arduino Uno, затем к Ардуинке подключается кабель COM-USB и подключается к компьютеру. Готово!
Не повторяйте моих ошибок! Несобранность в работе и неясность действий привела к тому, что я подключил блок питания 12В не плате расширения, как полагается, а к плате Arduino Uno…. И 12 вольт напрямую было подано через USB кабель на ноутбук. Как итог: сгорели дорожки usb разъема и слетел биос. Повезло, что не сжег процессор. БУДЬТЕ АККУРАТНЕЕ!
Во избежании подобных проблем необходимо купить гальваническую развязку для защиты USB портов. Так как такого рода «платы не не имеют»
После ремонта ноутбука, замены платы управления (так как 12в ее сожгли) Удалось все подключить и запустить. Станок отреагировал.
Подключение не сложное: запустить программу Candle и подключить включенный станок.
Дальше возникают проблемы с управлением станка. Оказалось, что кроме настройки шагов на самой плате есть куча настроек в интерфейсе управления. И настраивается это всё через консоль, встроенную в программу Candle, либо через стороннюю программу, где все нужно прописывать вручную.
Выглядит это так:
$100=80000
$101=80000
$102=80000 и т.д. и т.п.
Для ознакомления все подписал на фотографии. Здесь мы настраиваем величину рабочего поля, количество микро шагов на один шаг, скорость, ускорения «шаговиков». Все это делается под каждый станок индивидуально, в зависимости от выполняемых задач и фактических его возможностей. Если поставить слишком большие ускорения - будет плохая точность, если поставить слишком большое или слишком маленькое разрешение перемещения, то он будет передвигаться с ошибкой в координатах:
это настраивается импирическим путем. Задаем через программу задачу проехать вправо на 10см. Смотрим сколько он проехал на самом деле, далее подставляем эти значения в формулу и вычисляем нужное значение шагов. Переписываем и перепроверяем. И так добиваемся максимальной точности перемещения.
Дальше следует еще куча уточнений и советов по работе с фрезерным станком, но это, как говорится
Совсем другая история…
Главное хотеть - остальное дело техники!
Неважно, какую функцию выполняет станок: Фрезерует, рисует, режет и гравирует лазером - принцип работы всегда остается одним и тем же, настраивается одинаково и функционирует по одним и тем же канонам. Имея на руках лазерный станок, в случае какой либо поломки, при замене материнской(чит. управляющей) платы, либо при апгрейде его рабочего поля, необходимо прописывать параметры, чтобы программа знала, что на том конце именно такое устройство именно с такими параметрами.
Итог: на данном примере я показал, как можно научиться понимать ЧПУ станок «изнутри» и какие знания нужны для того, чтобы со знанием дела приступить к работе на лазерном гравировальном станке. В следующих выпусках я продолжу на примере фрезера с бОльшим полем, как влияют настройки на его работу. Особенностью же будет являться то, что вместо фрезера можно будет повесить лазерный модуль и делать гравировку и несмотря на это - настройки не изменятся.