CNC 3 assi - progetto scolastico

[Micky98]

Salve a tutti,
dopo quasi un anno dallo stop torno a sperare nell'aiuto del Barone, questa volta non con gli aerei ma con le CNC.
Un compagno di classe ed io abbiamo deciso di portare come progetto per la maturità una CNC inizialmente 3 assi con la seguente area di lavoro: 750x550x150. Le dimensioni sono state scelte in modo da ottimizzare al massimo la dimensione del piano di lavoro e i costi dei materiali limitando gli scarti.

Specifiche della meccanica:
* Longheroni in profilati d'alluminio
* Teste in mdf sperando di riuscirle noi stessi a fresarle in alluminio
* Guide supportate SBR20 per tutti gli assi e relativi cuscinetti linerai
* Spalle del ponte mobile seguendo la stessa filosofia delle teste
* Viti trapezie TR16x4 con chiocciole inizialmente in ottone che verranno rimpiazzate da quelle in delrin
* Collegamento motori viti con pulegge e cinghie (se rientriamo nel budget)
* Piano di lavorazione in compensato marino o mdf

Allego immagine del disegno provvisorio della meccanica.

Specifiche dell'elettronica:
* Elettromandrino Kress FME-1 1050W
* Motori stepper NEMA23 da 3A
* Driver..boh..qui si apre il mondo
* Arduino MEGA2560 come scheda di controllo (FastPWM abilitato in modo da raggiungere almeno 60kHz)

Per la scelta dei driver in rete ho capito questo:
* TB6560 poca spesa poca resa, perdita continua di passi
* TB6600 poca spesa resa leggermente migliore dei precedenti
* DM542 spesa più sostenuta ma sembrano i migliori nella fascia economica, supportano 4A costanti e pure il microstepping

La nostra idea era quella di adottare i Dm542 (datasheet - http://www.leadshine.com/UploadFile/Down/M542d.pdf). Qualcuno li ha già provati o mi può confermare la scelta?

Ogni consiglio/critica è ovviamente ben accetto

Michael

[fornovo]

Ciao Micky98
io sto utilizzando i dm 542A e sono molto contento.
Sono molto simili a quelli che hai visto tu.
Uso la cnc per hobby, taglio parti per aeromodelli sia in compensato che in balsa. Quando taglio un pannello di compensato da 280x740x3 mm pieno di centine impiega circa 1 ora e 30. I motori raggiungono quasi subito la temperatura di esercizio e la mantengono costante. Non ho rilevato la temperatura, la mano comunque non si scotta.
Anzi lavorando in garage con queste temperature e una fonte piacevole di calore...
La mia è una cnc autocostruita in legno con guide per i cassetti e puoi trovare il tread CNC Home al3. A tal proposito ringrazio ancora tutti quelli che mi hanno aiutato a "sfangarla".
Ciao Enzo

[Ferdi]

Ciao Miky98,
bella l'idea di portare una macchina cnc all'esame di maturità, anche mio figlio (4 anni fa), porto la tesina sulle frese cnc.
Mi permetto di darti questi piccoli consigli basati sulla mia esperienza, attenzione che non voglio scoraggiarvi sulla realizzazione.
Il disegno della meccanica è bello, però, usando guide lineari a bussola semiaperta con ricircolo di sfere, la tolleranza della struttura deve essere accurata, non potete fare parti in alluminio e parti in MDF, non si può fare "na scarpa e un zocol"(se sei di Montebelluna lo capisci).
Una simile struttura deve essere tutta in alluminio e fatta con precisione, parliamo di un decimo massimo di tolleranza, e perfetta ortogonalità delle parti, pena il non scorrimento delle varie parti.
Sarebbe un peccato spendere abbastanza soldi per poi non avere qualcosa di funzionante.
Non ho idea se con la scuola siete attrezzati per fresare alluminio e se siete in grado di tenere tolleranze strette...pensateci.
Una struttura tutta il legno, magari con guide più semplici, potrebbe essere una soluzione alternativa, perlomeno ci spendete meno.
La parte elettronica e motori credo sia da valutare dopo, non in parallelo.

Comunque buon lavoro
Ferdinando

[devCad]

Mi spieghi la cosa del FastPWM abilitato?

[Ferdi]

.... dimenticavo, piccola nota sui drivers,
a volte si preferiscono drivers per motori passo passo tipo DM542 o simili, perché ritenuti più professionali, robusti e performanti poiché fatti con mosfet di potenza e micropassi esagerati, rispetto a drivers più spartani con integrati standard, vedi TB6600, o i vecchi L298, o A3977.
Probabilmente la cosa è vera, però a me è capitato che uno driver compatto a mosfet si è rotto (no so per quale motivo), e ho provato di tutto per ripararlo, cambiando tutti i mosfet, diodi e resistenze di potenza, morale: non ci sono riuscito, probabilmente è saltato un integrato smd con sigla cancellata, vedi foto allegate.
Se mi succede lo stesso su di un driver "spartano", cambio l'unico integrato di potenza facilmente reperibile e si riparte.
Confermo comunque che gran parte di driver di provenienza Cina basati su integrati di potenza standard, hanno spesso problemi.

Ferdinando

[iottand]

aggiungo anche la mia opinione/esperienza sui driver.
se il progetto è scolastico penso che una scheda come questa sia piu che sufficiente
https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1CHxqN...pper-Motor.jpg
che monta driver TB6560 cosi come anche questa https://sc01.alicdn.com/kf/HTB1wMy6J...B6560-3-5A.jpg
ma quest'ultima ha una qualita inferiore in modo particolare per la qualita degli optoisolatori. io consiglio fortemente quella della prima foto. se vuoi usare arduino prendi la versione per LPT e non quella USB.

una scheda simile costa piu o meno come un solo driver DM542.
poi il perche anche io come tanti siamo partiti dai tb e siamo arrivati ai DM ne possiamo anche parlare

[Micky98]

Buonasera a tutti,
è molto piacevole vedere che la discussione abbia destato interesse.
Inizio a rispondere per punti...

**Arduino e FastPWM**
Detto in parole povere Arduino usa dei contatori interni per generare il pwm nelle uscite. Modificando il file sorgente caricato nell'atmega si può cambiare il valore di tali contatori ed abbassare ed aumentare la frequenza del pwm. Cercando in rete ho scoperto che il software grbl modifica la frequenza portandola a 30kHz. Non ho mai provato a giocare con il file sorgente, però documentandomi non sembra così complicato.

**Meccanica misto legno-alluminio**
L'idea di fare questo minestrone era nata per ridurre i costi iniziali e per fresare noi stessi i pezzi in alluminio per aggiornare la meccanica con la nostra macchinetta; in futuro sarà sicurame totalmente in alluminio.
Non ti nascondo che forse a scuola abbiamo scoperto un paradiso di macchine utensili, quindi probabilmente la fresatura delle spalle dirette in alluminio potrebbe essere presa in considerazione sin dal primo assemblaggio.

**Driver**
La macchina sarà sicuramente a scopo didattico, ma non solo; per questo ci eravamo orientati su driver "seri" sin da subito, senza fare il doppio acquisto. Se mi spieghi cosa ti ha portato ad "evolverti" ed abbandonare i driver economici te ne sarei grato.

Michael

[devCad]

Originalmente inviato da Micky98

**Arduino e FastPWM**
Detto in parole povere Arduino usa dei contatori interni per generare il pwm nelle uscite. Modificando il file sorgente caricato nell'atmega si può cambiare il valore di tali contatori ed abbassare ed aumentare la frequenza del pwm. Cercando in rete ho scoperto che il software grbl modifica la frequenza portandola a 30kHz. Non ho mai provato a giocare con il file sorgente, però documentandomi non sembra così complicato.

Piu' che altro non mi sembra cosi' utile...
Per cosa lo usi un PWM ad alta frequenza, questo mi sfugge.
Vorrai sfruttare piuttosto ogni possibile ciclo del clock del micro per generare gli impulsi per gli stepper, quelli si' che sono critici.
A meno che tu intenda con FastPwm la generazione degli interrupt per scrivere sui registri collegati a Step & Dir dei driver. Ma mi sembra che il termine PWM non sia azzeccato in questo caso, tu per pilotare gli stepper non regoli l'ampiezza di un impulso PWM, ne' usi un pin PWN di Arduino, ma dei pin digitali di output.