מכונת CNC לחריטת PCB

[Guy Z]

כבר בהתחלת ההתעסקות עם ארדואינו הבנתי שהכנת כרטיסים ידנית על גבי פרוטובורד זה לא זה...

אחרי שגם אתם הבנתם את הנקודה הזאת עומדות בפניכם שתי שיטות עיקריות להדפסת כרטיסים:

א. שיקוע נחושת בתהליך פיתוח (דומה לפיתוח תמונה).

ב. כרסום כרטיס בעל שכבת נחושת מלאה.

מתוך שנאה קלה לכימיכאלים בחרתי באופציה ב.

הרעיון הוא לבנות מכונה מפוקדת מחשב שתכרסם בעזרת דרימל, כמו הצעצוע הזה:

http://youtu.be/VVZONGnSPL4

אחרי חיפוש מקיף באינטרנט מצאתי שהסטאף האולטימאטיבי למכונה בעלת משטח עבודה של 400/400 ממ הוא גשר שמונע על ידי 3 מנועי 3.5 קילו\ס"מ בעלי פסיעה של 1.8 מעלות. משום נוחות הספקת כוח בחרתי במנועי 12V.

מיסוב וברגים הם הם בעלי חשיבות גבוהה בדיוק המערכת וביכולת ניצול כוח המנוע עבור חריטה ולא חיכוך המערכת. בגלל המחירים הגבוהים של מערכות מיסוב ליניאריות בחרתי בתור התחלה לעבוד עם מסילות מטבח איכותיות ומוטות פיתול (לא אולטימטיבי אבל נמצא בתוך מסגרת ההוצעות).

בינתיים הזמנתי שני סטים של 3 מנועי סטפר וצ'יפים לבקרים כך שאם מישהו רציני וירצה לקנות ממני ערכה בעלות הקניה באיביי (בערך 250 שקל), שישלח הודעה לפרטי.

עדכונים נוספים בקרוב.

[Pure-Gold]

פרויקט נחמד, בהצלחה!

אולי תשקול לעלות לכאן את כל תהליך הבניה לרבות הרכיבים שרכשת, מאיפה רכשת, שרטוטים וקוד של תוכנה.

זו למעשה מטרת הפורום הזה ליצור פה בנק של פרויקטים בקוד בפתוח שכל אחד יוכל לראות, ללמוד ואף לשדרג את

הפרויקט שלך אפילו לכיוונים שלא חשבת עליהם.

[Guy Z]

תכננתי לחכות עם זה עוד כמה ימים עד שיתחילו להגיע החלקים אבל אני אנסה להרחיב קצת יותר.

כדי לפעול צריכה הCNC שלושה חלקים עיקריים

-מחשב שיעבד את התוכנית, ימיר אותה ל G code, וישלח את הנתונים לממסר.

-ממסר שידע לפענח את הנתונים שמתקבלים מהמחשב וימיר אותם לפעולות של המנועי סטפר.

-מכונה המונעת על ידי מנועי סטפר שמבצעת את הפעולות.

החלק של המחשב מורכב בעיקר מתוכנות, יש הרבה תוכנות חינמיות ברשת לכתיבת תוכניות. אני מצאתי את Express PCB בכדי לשרטט את התוכנית ל PCB של הCNC (פה למטה). G code הוא מסמך הבנוי משורות, כאשר כל שורה מתארת פונקציה של תנועה על קו מסויים, ראיתי לא מעט תוכנות המרה חינמיות ל G code ברשת. את החלק של ההעברה לממסר הארדואינו עוד לא סגרתי .

הממסר הוא לוח ארדואינו שמפקד על 3 צ'יפיי ULN2003a. כל צ'יפ הוא בעצם 7 מפסקי relay שמפעילים בפיקודו של הארדואינו רצף קטיעות מתחים בסלילי המנוע ובכך גורמים לו לנוע מס מעלות לכיוון מסויים. שווה לקרוא קצת באינטרנט על המנועים בכדי להבין איך הם פועלים. ארדואינו כמו תמיד לא איכזבו וכללו ספריית stepper בין סיפריות ברירת המחדל בהתקנת התוכנה, הפונקציות נוחות בפשוטות.

בחלקה העליון של התוכנית 3 קונקטורים ל6 חוטי המנוע תחתם 3 הציפים. מימין ישנו חיבור למתח 12V מספק כוח של מחשב. המחבר מתחת לצ'יפים מורכב מ-פורטים דיגיטלים 0-13, אדמה ומתח נכנס לארדואינו (מימין לשמאל). המתח הנכנס כנראה יעבור הנמכה דרך הVR בתחתית ל 6V/ 7V.

על התצורה הפיסית של המכונה אני עדין לא סגור אבל בכדי לתת מושג כללי אני מעלה תוכנית של מכונה דומה בעלת 2 צירים בלבד.

בבסיס יש 2 מסילות- מיסבים ליניאריים ובינם בורג (עדין חלק ) שמתחבר למנוע סטפר. על הבסיס רוכב גשר שעליו מערכת דומה, על הגשר סלסלה. ב CNC על הסלסלה ישנה מערכת מיסבים וברגים נוספת שאליה מחובר הדרימל.

זהו פחות או יותר, כשהחלקים יתחילו לטפטף אני מבטיח לעדכן.

[davidss20]

כבר בהתחלת ההתעסקות עם ארדואינו הבנתי שהכנת כרטיסים ידנית על גבי פרוטובורד זה לא זה...

אחרי שגם אתם הבנתם את הנקודה הזאת עומדות בפניכם שתי שיטות עיקריות להדפסת כרטיסים:

א. שיקוע נחושת בתהליך פיתוח (דומה לפיתוח תמונה).

ב. כרסום כרטיס בעל שכבת נחושת מלאה.

מתוך שנאה קלה לכימיכאלים בחרתי באופציה ב.

הרעיון הוא לבנות מכונה מפוקדת מחשב שתכרסם בעזרת דרימל, כמו הצעצוע הזה:

http://youtu.be/VVZONGnSPL4

אחרי חיפוש מקיף באינטרנט מצאתי שהסטאף האולטימאטיבי למכונה בעלת משטח עבודה של 400/400 ממ הוא גשר שמונע על ידי 3 מנועי 3.5 קילו\ס"מ בעלי פסיעה של 1.8 מעלות. משום נוחות הספקת כוח בחרתי במנועי 12V.

מיסוב וברגים הם הם בעלי חשיבות גבוהה בדיוק המערכת וביכולת ניצול כוח המנוע עבור חריטה ולא חיכוך המערכת. בגלל המחירים הגבוהים של מערכות מיסוב ליניאריות בחרתי בתור התחלה לעבוד עם מסילות מטבח איכותיות ומוטות פיתול (לא אולטימטיבי אבל נמצא בתוך מסגרת ההוצעות).

בינתיים הזמנתי שני סטים של 3 מנועי סטפר וצ'יפים לבקרים כך שאם מישהו רציני וירצה לקנות ממני ערכה בעלות הקניה באיביי (בערך 250 שקל), שישלח הודעה לפרטי.

עדכונים נוספים בקרוב.

בהצלחה !!!נשמח אם תעלה את התוכנית המפורטת בסוף הפרויקט

[anatoli]

במקרה נכנסתי לפורום ואני רואה דיון שקשור למה שאני שוקד עליו בימים אלה

הייתי רוצה להוסיף כמה דברים קלים בנוגע לדחיפה של המנוע. יצא לי ממש לאחרונה לשחק קצת עם מנוע צעד בפרוייקט של הלימודים (מערכת קצירת אנרגיה מהשמש עם עקיבה מבוקרת על ידי MSP430) - נשמע הרבה יותר מפוצץ ממה שזה באמת ), ואני חושב שיש כמה דברים נוספים שכדאי שאנשים שקוראים את הפוסט הזה יהיו מודעים אליהם (אני מניח שלא מעט אנשים יקראו את הדיון הזה בכדי ללמוד ממנו).

מהסכימה אני רואה שאתה מתכוון לעבוד עם ULN. אני עבדתי עם ULN2803 בפרוייקט שלי, והוא מעולה לצורך הפשטות. הבעיה שלו היא שהוא מסוגל לעבוד בכיוון אחד בלבד (sink), ולא בכיוון השני (source). לכן אתה חייב לעבוד עם מנוע unipolar. המנועים האלה פשוטים יותר לשימוש כיוון שהם מאפשרים להשתמש במתג שכזה, אך כיוון שהם מפעילים בכל פעם רק חצי מכל אחד מהסלילים (או חצי של סליל אחד בלבד, תלוי באיזה צורה אתה בוחר לעבוד), הם לא מנצלים את מלוא הכח של המנוע. מנוע unipolar מאפשר הפעלה גם במצב bipolar עם מעגל דחיפה מתאים, ואז לקבל מומנט גבוה יותר.

דבר שני הוא עניין ההנעה הלינארית. כמה שאני לא שובר את הראש אני רואה שזו תהייה הבעיה הגדולה יותר מכל. מנועים חזקים יעלו לי כמה מאות שקלים, מעגל דחיפה ביפולארי וספק כח יעלו עוד כמה מאות (כנראה שאני אתכנן מעגל דחיפה לבד, ולא אשתמש במעגלים מוכנים כמו ה-Geco). אולי בתור התחלה אני אשתמש במעגל דחיפה יוניפולארי והגבלת זרם התנגדותית ולא אקטיבית בכדי לחסוך כמה שקלים. גם הגוף לא בעייתי במיוחד, ואפילו הבקרה והתקשורת מול המחשב יהיו מאוד פשוטים (תסלחו לי, אבל מטעמי נוחות אני כנראה אשתמש בבקר של TI ולא ב-Arduino). אבל המסילות פשוט עולות המון כסף!

הסיבה שאני לא רוצה להשתמש בפתרונות מאולתרים היא שאני מתכנן מכונה קצת יותר חזקה שתהייה מסוגלת גם לחרוט באלומיניום, ולבצע חיתוך וחריטה גם של עץ. אם אני לא אצליח למצוא פיתרון למערכת ההנעה הלינארית כנראה שאני אצטרך לרדת מהעץ ולבנות משהו פשוט יותר. עם מנועים חלשים יותר ודרישות נמוכות יותר (מה שיפשט משמעותית גם את מעגל הדחיפה למנוע).

דבר נוסף הוא הגבלת הזרם למנוע, מסתבר שככל שתפעיל את המנוע (בגבול הטעם הטוב) במתחים גבוהים יותר, הוא יעבוד מהר יותר, ופחות סיכוי שהוא יפספס צעד. כלל אצבע שנתקלתי בו הוא להכפיל את שורש ההשראות של סליל המנוע (פאזה בודדת במילי הנרי) ב-32, וזה מתח ההפעלה האידיאלי. עבור מנוע ממוצע זה מגיע לסדרי גודל של 40V ומעלה. לכן ברור שצריך הגבלת זרם אקטיבית ברגע שמגיעים למערכות שכאלה. במידה ועובדים במתח נמוך יותר אין מניעה מלהשתמש בנגדי הספק גדולים מספיק (ולא השראותיים).

אשמח לדעת באילו רכיבים בדיוק אתה משתמש (מנועים, מסילות, מוטות הברגה, וכו').

אגב, מאיזה חומר אתה מתכנן לבנות את הגוף של המכונה?

[Pure-Gold]

אתה יכל להפעיל מנוע bipolar עם H-Bridge, זה די פשוט.

[anatoli]

תיקון, אתה חייב להפעיל אותו עם H-bridge.

לעומת זאת מנוע יוניפולאר אתה יכול או עם H-bridge או עם מתג בודד עבור כל חצי סליל.

עד עכשיו כל השבבים שאני נתקלתי בהם שכללו H-bridge בודד או כפול היו לזרם מקסימלי של 2A. לצערי זה הולך להיות קצת מדיי עבור חלק מהמנועים

עריכה:

דבר נוסף שרציתי לציין הוא שנתקלתי בחנות מאנגליה שמוכרת את רוב הדברים שדרושים לפרוייקט שכזה. המחירים אצלם סבירים יחסית, ויש להם מנועים חזקים מאוד (שלהבנתי גם דיי טובים). אני מברר איתם מחיר שילוח, בתקווה שלא יעלה כמו בית.

למישהו יש מושג מה הגישה של המכס לדברים שכאלה? בהנחה שהחבילה תהייה עד 1200 שקלים, מה עם מס קנייה עם מנועי צעד ועל מסילות?

[tzolerguy]

מנועי צעד פטורים לפי זה

http://62.219.95.10/TaarifHistory/MisimList.aspx?pratmeches=850151101&helek=16

[anatoli]

מעולה תודה רבה.

עריכה:

אני והאתר של המכס כנראה לא חברים טובים כי הוא לא מקשיב לי.

ידוע לך מהו המיסוי על רכיבים כדוגמת מיסבים ושאר פיצ'פקס דומים?

[#ELad#]

אתה יכול לעשות חיפוש פה:

http://62.219.95.10/TaarifHistory/

יש שם כמה סוגים של מיסבים..

אגב, מה האתר שדיברת עליו?

[anatoli]

נראה שגם מיסבים פטורים ממכס אם אני מבין נכון. מעולה

האתר הוא התברר כ-no go. משלוח של 3 מנועים עולה בערך 300 שקלים. ברגע שמוסיפים עוד כמה דברים קטנים זה כבר קופץ ל-600שקלים.

[#ELad#]

עד לא מזמן חפשתי כל מיני מסילות ומוטות הברגה בשביל מכונת cnc קטנה. אבל המחירים אפילו של החלקים הפשוטים מאוד יקרים עוד לפני משלוח.

עכשיו אני חושב על לקנות כרסומת קטנה ולהפוך אותה ל-cnc.. נראה יותר משתלם..

[anatoli]

גם אני בחנתי את המחירים והבנתי שאחרי משלוח ומס הברגים + מיסבים יהיו בסדר גודל של 2500-3000 שקלים. זו הסיבה שהחלטתי לוותר את הרעיון הזה ואני בודק רעיונות אחרים שיש לי, אני מקווה שבעתיד הלא רחוק אני אוכל לחלוק חלק מהדברים עם כל חברי הפורום.

[YARONGT]

[Guy Z]

עדכון קטן,

אפשר לומר "אודו יש הכל" למרות שחסרים עדין ברגים (גם לזה נמצא פתרון) בשעה טובה הגיעו היום המנועים.

יש כבר לוח שהכנתי עבור פרוייקט אחר ועליו אני אבצע את הבדיקות.