Подключение наборов для ЧПУ на базе интерфейсной платы к LPT порту

Подключение наборов для ЧПУ на базе интерфейсной платы к LPT порту

Пояснительная статья по подключению предлагаемых нами наборов электроники и двигателей для ЧПУ.

Немного о ключевом элементе - плата с опторазвязкой к LPT порту (интерфейсная плата (ИП)). Достаточно простое электронное устройство с шинными повторителями, оптопарами, реле и ЦАП для регулировки оборотов шпинделя. На рынке ЧПУ комплектующих много похожих плат с небольшими изменениями, но данная версия прижилась в нашем ассортименте и показала себя в работе на нашем оборудовании и оборудовании наших покупателей  как надежное устройство. Описание ИП можно скачать сдесь - Плата с опторазвязкой для LPT порта.

В данной статье мы не будем касаться вопросов использования LPT порта с его плюсами и минусами, только практика подключения.

На следующем рисунке показана архитектура подключения. Клеммы  ИП можно разбить на три группы:

- левая линейка - входные сигналы (датчики, кнопки);

- нижняя линейка - выходные сигналы для приводов и других исполнительных устройств;

- правая линейка - питание оптопар входных сигналов, свободные контакты реле, аналоговый выход с ЦАП 0-10В для управления оборотами шпинделя.

Обращаю ваше внимание на то, что описание назначения сигнальных клемм нижней линейки условное, и вы можете менять порядок и функциональность по своему усмотрению. К примеру, сигналы, описанные для определенной оси, могут служить для управления разными электронными устройствами (дополнительные реле и другие элементы). Номера контактов соответствуют номерам пинов LPT порта.

 

Более подробно остановимся на каждом моменте.

 

1. Пробное подключение ИП.

При желании попробовать ИП без подключения других элементов достаточно подключить ИП кабелем LPT порта и кабелем USB порта к вашему компьютеру с установленной программой управления станком ЧПУ и настроить исполнительное реле.  При нормальной работе (включение/выключение реле горячими клавишами) вы будете уверены в том, что адрес LPT порта настроен в программе правильно, и вы уже можете управлять одним устройством. Рисунки ниже показывают настройки программы Mach3.

Устанавливаем вывод для шпинделя.

 

Присваиваем выводу пин 17.

Можно "включить" станок и горячей клавишей F5 "пощелкать" реле.

 

2. Подключение и настройка приводов.

Схема подключения. Обратите внимание, что использовать 5 ось можно при соответствующем положении перемычки ИП.

 

Настройки приводов в программе управления.

 

Настройка разрешающего сигнала. При использовании 5 оси использование пина 17 управления реле необходимо отключить.

 

3. Подключение датчиков и кнопок.

Ниже приведен рисунок с двумя схемами. На верхней схеме показаны эквивалентные схемы механических переключателей (двухконтактный замыкатель и двухпозиционный переключатель) и их подключение. На нижней схеме эквивалентная схема концевого индуктивного переключателя (NPN ключ, нормально открытый) и его подключение. Как упоминалось выше, для работы оптопар с входными сигналами необходим отдельный источник питания постоянного напряжения 12-24В с током 50-100мА.

 

Стоит обратить внимание, что при подключении контактных переключателей не стоит оставлять входные линии открытыми.  При большой длине они могут служить антенной для помех и причиной ложного срабатывания. Свободные входные линии желательно держать с постоянным потенциалом и подключить к "+" клемме источника питания через постоянное сопротивление 1-5кОм непосредственно у переключателя.

Схема подключения концевого индуктивного датчика отражает реальные цвета проводников концевого индуктивного датчика LJ8A3-2-Z/BX.

По усмотрению можно выбирать разные типы переключателей с небольшими изменениями в схеме, главное помнить о свободных входных линиях.

 

Ниже приведены примеры настроек. Экстренная остановка станка настроена на замыкатель на 13 пин.

 

Механический двухпозиционный переключатель на пин 15 служит ограничителем максимального хода по оси X. Индуктивный датчик на пин 12 служит ограничителем минимального хода по оси X.

 

При использовании различных типов переключателей (замыкатель/размыкатель) необходимо учитывать характер (нормально открытый или нормально закрытый) и ставить соответствующий признак в поле "Active Low". Датчики также можно группировать и подключать на одну входную линию.

 

4. Подключение нагрузки (шпинделя) через реле.

Настройку управления реле мы затронули в п.1 Ниже приведена примерная схема подключения нагрузки. В данном случае подключен шпиндель управляемый вручную напряжением на блоке питания. Контакты замыкателя реле подключаются в разрыв цепи питания нагрузки. Через реле могут быть запитаны различные устройства от сети переменного тока или от источников постоянного тока. Стоит соблюдать нагрузочные параметры реле. В случае если ваша нагрузка превосходит параметры реле, необходимо использовать дополнительные управляемые силовые элементы, например электромеханические контакторы.

Схема включения маломощного шпинделя с отдельным регулируемым блоком питания.

 

 

5. Использование цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) для управления оборотами шпинделя.

 

Данная ИП содержит цифро-аналоговый преобразователь для управления оборотами шпинделя. Сигнал ШИМ с пина 1 преобразуется в аналоговый сигнал соответствующего напряжения (0-10в). Уровень имеет некоторую нестабильность, но, несмотря на этот недостаток, управление оборотами можно настроить на удовлетворительном уровне. Рассмотрим подключение простого инвертора для трехфазного асинхронного шпинделя 220в. Для удобства мы будем использовать датчик оборотов в виде концевого индуктивного датчика.

Схема включения.

На схеме приведен пример контактной управляющей колодки инвертора. В различных моделях контакты могут называться по своему, приведем расшифровку:

- COM - сигнальная масса;

- AVI - вход управления оборотами шпинделя (0-10в);

- X1 - функциональный вход включения шпинделя.

Концевой индуктивный датчик включаем по схеме из примеров выше на пин 15.

 

На фото показан примерный метод использования датчика оборотов. Если вы планируете использовать синхронную регулировку оборотов - рекомендуется установить датчик непосредственно на шпинделе.

 

Теперь перейдем к настройкам.

Экраны настройки шпинделя.

 

Настройка линии вывода.

 

Настройка датчика оборотов.

 

Вы можете выбрать два варианта: работа с поправочным коэффициентом и синхронное регулирование.

Для работы с поправочным коэффициентом следующие настройки могут выглядеть так.

 

Определить поправочный коэффициент можно вручную контролируя скорость вращения шпинделя. После чего датчик можно не использовать.

 

Если вы решите использовать синхронное регулирование с обратной связью следующие настройки могут выглядеть так.

 

И контролировать его работу.

 

К сожалению, нелинейность и разность характеристик выхода ЦАП платы и используемого инвертора не всегда позволяет ограничиться поправочным коэффициентом во всем диапазоне регулирования, что доставляет массу неудобств. Некоторые модели инверторов позволяют корректировать входную характеристику. Лучший вариант - синхронное регулирование по обратной связи.

Раздел показывает принципиальные моменты.  Вы можете находить разные решения. На интерфейсной плате есть прямой вывод ШИМ сигнала "пин 1", куда вы можете подключить более "продвинутое" устройство регулирования оборотов или использовать инвертор со входом управления ШИМ сигналом. Обратный сигнал оборотов могут формировать многие модели инверторов. Скорость вращения можно снимать с датчика (тока или напряжения)  на фазном проводе шпинделя и т.д.

 

Материал составлен по вопросам наших покупателей.

Вопросы по тел.: 8(985)850-13-54 или e-mail: info@shagovik.ru