Schrittmotorsteuerung für meine CNC-Fräse
Aufbau von Fräsmaschinen
Profi-
Fräsmaschinen,
wie
z.B.
Deckel
oder
Maho,
werden
als
komplette
Einheit
geliefert.
Der
Bedienteil
zur
Programmeingabe
(
Bildschirm
mit
Tastatur
oder
ein
Touchscreen
)
hängt
an
einem
Kabel
an
der
Maschine.
Welche
Komponenten
für
den
funktionellen
Ablauf
eingebaut
sind,
ist
für
den
Benutzer
eigentlich
nicht
recht
nachvollziehbar
und
auch
nicht
von
Interesse.
Kurz
-
Die
Maschine
hat
alles,
was
zum
Fräsen
gebraucht
wird.
Im
Hobbybereich
sind
meist
die
Grundkomponenten
verteilt
und
erkennbar.
Da
sind
die
mechanische
Fräse,
die
Schrittmotorsteuerung und ein PC. Unten ist ein Bild von meiner Anlage.
Rechner
Steuerung
Leistungsbox
Handrad
Mach3
CNC-Fräse
Absaugung
Fräskopf
Die einzelnen Komponenten des Bildes werden erklärt, wenn die Maus drauf steht.
Hier geht es aber nur um die Schrittmotorsteuerung.
Das
ist
das
Gehäuse
mit
der
roten
Notaustaste
links
im
Bild.
Ursprünglich
war
eine
SUN
Workstation
drin.
Das
Gehäuse
ist
kompakt
und
komplett
abgeschirmt
-
was will man mehr.
Unten
sind
einige
mechanische
Teile
wie
Trafo
Kabel
usw,
die
Interfaceplatine
und
die
Motortreiberplatinen - von links nach rechts. Und alles soll in die links dargestellte leere Box.
Und so sieht es aus, wenn alles eingebaut ist
Hinten
im
Bild
von
links
nach
rechts
sind
Netzeingang
mit
Filter,
Lüfter
und
zwei
Flachbandkabel
mit
Buchsen
für
Endschalter
und
Steuerungseingang
vom
PC.
Davor
sind
zwei
Netzteile.
Links
für
LEDs
und
Lüfter
und
rechts
für
die
Motortreiber.
Der
Ringkerntrafo
speist
die
Stromversorgung
der
Motortreiber
mit
34
Volt.
Der
kleine
Trafo
vorne
links
bringt
die
12
Volt
für
Lüfter
usw.
Vorne
eingebaut
ist
die
Notaustaste,
und
rechts
die
Buchsen
für
die
drei
Schrittmotoren.
Dahinter,
von
einem
Kabel
verdeckt,
ist
noch
eine
Buchse
für
die
Leistungsbox
(oben
im
Bild
auf
der
Steuerung).
Rechts
vorne
sind
die
drei
Treiberstufen
der
Schrittmotoren
und
darunter
die
Interfaceplatine.
Das
war
eine
ganz
nette
Tüftelei,
bis
alles
so
aufgebaut
war,
wie
es
jetzt
ist.
Die
spannungsführenden
Teile,
die
230
Volt
haben,
sind
alle
berührungssicher
eingebaut.
Bei
geschlossenem
Deckel
sorgt
der
Lüfter
für
einen
enormen
Luftstrom
durch
das
Gehäuse.
Die
Luft
wird
vorne
und
seitlich
durch
genial
platzierte
Lüftungsschlitze
angesaugt,
und
durch
den
Lüfter
ins
Freie
transportiert.
Alle
Komponenten
bleiben
beim
Fräsen
leicht
handwarm.
Das
Lüftungssystem
ist
eine
Eigenheit
des
Gehäuses,
in
das
ursprünglich
eine
kleine
SUN
Workstation
eingebaut
war.
Diesen
Vorteil
habe
ich
mir zu Nutze gemacht.
Die einzelnen Komponenten und Baugruppen
Das
Leistungsnetzteil
besteht
aus
einem
Ringkerntrafo,
einem
Brückengleichrichter
und
einem
dicken Elko mit 10000 uF. Es ist für die Treiberstufen der Schrittmotore zuständig.
Das
kleine
Netzteil
besteht
aus
einem
12
Volt
Trafo,
einem
Gleichrichter,
einem
1000
uF
Siebkondensator und einem 12 Volt Spannungsregler. Es versorgt die LED und den Lüfter.
Die
Interfacekarte
von
der
Firma
Langenfeld
wird
vom
PC
über
die
LPT-Schnittstelle
gespeist.
Sie
ist
neben
den
Motortreibern
mit
ein
Hauptbestandteil
der
Steuerung.
Die
Mach3
Software,
die
auf
dem
PC
läuft,
versorgt
die
Interfacekarte
mit
Signalen
für
die
Treiberendstufen
(Step
und
Richtung).
Auch
Signale
für
zwei
Relais
(Wasser
und
Spindelmotor)
laufen
hier
an.
Von
der
Interface
zur
Mach3
wiederum werden Signale von den Endschaltern der drei Achsen und NOTAUS geschickt.
Die
drei
Schrittmotortreiber
von
der
Firma
Nanotec
in
München
wandeln
die
Impulse
und
Signale
von
der
Interfacekarte
um,
und
speisen
die
Motoren.
Die
Treiberstufen
werden
in
achtel
bzw.
sechzehntel
Zwischenschritte
unterteilt.
Bei
Motoren
mit
einem
Schrittwinkel
von
1,8
Grad
(200
Schritte)
werden
pro
Umdrehung
dann
1600
Schritte.
Bei
einer
Spindelsteigung von drei Millimeter ergibt das dann 0,001875 mm je Schritt.
Schaltbild der Verdrahtung von Steuerung und Motoren
Ein Klick auf das Bild zeigt es größer.
Und zum Schluß
Bis
jetzt
läuft
die
Fräse
und
auch
die
Schrittmotorsteuerung
ohne
Störungen
und
Ausfälle.
Der
gesamte
Aufbau
ist
sorgfältig
durchdacht
und
ausgeführt
worden;
und
das
zahlt
sich
aus.
Bei
einigen
abgebrochenen
Bohrern
oder
Fräsern
ist
die
Schuld
nicht
bei
der
Fräse
oder
Steuerung
zu
suchen - Der Fehler liegt zwischen meinem Kopfhörer.