В данном материале представляем новую версию платы интерфейса для 3-х осевого станка ЧПУ(CNC). Как и прошлая версия, плата имеет опторазвязку порта LPT от электронной части станка, что обеспечивает сохранность порта компьютера в случае аварийных ситуаций. В отличии от предыдущей версии, данный вариант имеет полную развязку, включая входящие сигналы. Так же новая плата имеет установленные реле для управления различными силовыми нагрузками (шпиндель, пылесос, охлаждение и т.п.)
Плата интерфейса позволяет управлять тремя любыми контроллерами двигателей для станков ЧПУ с поддержкой сигналов STEP, DIR, ENABLE, тремя силовыми элементами станка и позволяет подключать разнообразные датчики (LIMIT, HOME, E-STOP) в необходимых комбинациях.
Схема была существенно переработана с учетом практического использования первой версии платы интерфейса. На линиях управления STEP и DIR были использованы высокоскоростные оптроны HCPL2630, это позволяет подавать на контроллеры двигателей сигналы с более высокими частотами, чем в предыдущей версии. На остальных линиях управления и входящих сигналах остались недорогие PC817, так как тут высокая скорость работы не требуется.
Питание части схемы со стороны станка обеспечивает линейный стабилизатор L7805 (либо любой другой аналог). Питание со стороны LPT порта компьютера можно реализовать двумя способами – с помощью гальванически развязанного DC-DC конвертера AM1D-0505SZ либо от USB порта (через шнур USB A-B). На печатной плате эти варианты реализованы (использовать необходимо только один из них!). Так же возможна установка реле с напряжением срабатывания 5 или 12 вольт, при этом для 5 вольтовых устанавлевается перемычка P1, а для 12 вольтовых P2. Тип реле к примеру такой: SRUDH series, SRU TV-5 series, HJR-21FF-S-Z series и им подобные с учетом посадочных мест, рабочего напряжения и тока контактной группы.
Для снижения нагрузки на LPT порт в схему дополнительно были включены микросхемы 74HC14 (инвертирующий триггер Шмитта), что так же позволяет стабильно управлять ЧПУ станком в случае «слаботочности» LPT порта компьютера.
Данная схема была основательно обкатана в программах K-Cam и MACH3 (на разных компьютерах). Пропуска шагов и сбоев не выявлено.
Рекомендуемая схема сопряжения электронных блоков и элементов для 3-х осевого станка ЧПУ (CNC) приведена ниже.
Можно скачать файл в формате sPlan 6.0 (rus):
Печатная плата интерфейса выполнена в двухстороннем варианте с небольшим количеством переходных отверстий, что позволило сильно уменьшить габариты по сравнению с предыдущей версией. Это конечно усложнило процесс изготовления, но при должной аккуратности проблем не возникнет. Разводка выходных разъемов выполнена для оптимального подключения микрошагового контроллера шагового двигателя на базе PIC18F2320 V4.1.
При повторении схемы:
- в разумных пределах допустимо изменение номиналов резисторов.
- возможно использование любых аналогов транзисторов 2SC945 (NPN) для управления силовыми реле.
- рекомендуем оптопары устанавливать в панельки.
- диоды 1N4001 можно заменить на любые из линейки 1N400x
Схема в формате sPlan 6.0 (rus) и разводка платы в формате Sprint Layout 5.0 вы можете скачать ниже:
