Дампер для чпу своими руками

В этом разделе я хочу рассказать, что такое Дампер, для чего он нужен и как его сделать самостоятельно. ВИДЕО-1 и ВИДЕО-2

Geckodrive дает теорию и электрическую схему дампера с описанием принципа работы (прочитать об этом можно тут).

Эта схема защищает драйвер шагового двигателя или серво-двигателя от повреждений во время периодов возврата энергии, при работе около максимально допустимого напряжения питания драйвера.
Энергетическая отдача возникает, когда большие инерционные нагрузки быстро тормозятся из высокой скорости. Энергия, запасенная в момент инерции (кинетическая энергия) должны быть удалена и рассеяна. Драйвер (через внутренние диоды) будет возвращать эту энергию обратно к источнику питания, как возвратный ток, который приведет к росту напряжения источника питания (заряжаются конденсаторы на плате и в блоке питания). Если напряжение питания уже около максимально допустимого для драйвера, это дополнительное напряжение пробивает сам драйвер.
Эта схема чувствительна к направлению тока. Когда ток идет к драйверу, то схема ничего не делает. Е сли ток меняет направление (то есть, возникает возвратный ток), то он шунтируется на землю.

Описание схемы:
Обычно ток питания проходя через открытый диод D1, закрывает Q2 с помощью R2. Если направление тока меняется, D1 закрывается и обратное напряжение возникает на R1. Это напряжение открывает составной транзистор Q1. Возвратный ток теперь течет с драйвера, через Q1 на землю, через R3 33 ома 10W. Основная цель R3 является ограничение рассеиваемой мощности Q3 в пределах безопастной области вторичного пробоя (SOA).
Детали:
Q1 TIP147 (коэфф. усиления примерно 1000, предельное напряжение 100в, составной p-n-p) можно заменить на отечественные аналог — КТ825 или собрать из двух транзисторов.
D1 любой с током больше чем у блока питания, предельное напряжение 100в (лучше Шотки, или сборка Шотки с диодами в паралель, меньше грется будет, тогда предельное напряжение придется выбрать меньше 100в). Нужен небольшой радиатор.

Если диод D1 кремневый (мощный) то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,8В (прямое падение напряжения на диоде) умноженная на максимальный ток постоянно потребляемый контроллером 6А (при длительной работе всех шаговиков) равна 4,8 Вт, диод греется и нужен небольшой радиатор
если диод D1 Шотки, то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,4В * 6А=2,4 Вт, меньше греется и наверно нужен совсем небольшой радиатор.
если диод D1 сборка Шотки с диодами включенными в паралель (выглядит как мощный транзистор, прямое падение напряжения 0,3В), то мощность выделяющиеся на диоде равна 0,3В * 6А=1,8 Вт, грется еще меньше и наверно можно использовать без радиатора, или в качестве небольшого радиатора можно использовать саму печатную плату, оставив на ней побольше медной фольги около сборки Шотки, прикрутив её болтиком.
Можно попробовать взять мощную сборку Шотки из двух диодов соединить их в паралель (меньше прямое падение напряжения) и пропустить через них ток в 6А и посмотреть в течении продолжительного времени, как будут грется и нужен ли небольшой радиатор.

Все вышеописаное, относиться к блоку питания с током 6А.
Для других токов, потребляемых контроллером можно легко прикинуть мощность выделяющиеся на диоде.
Составной транзистор Q1 TIP147 в штатном режиме не греется совем, он закрыт. В момент гашения возвратного тока мощность выделяющиеся на составном транзисторе м.б. оценена как 2В * 6А=12Вт, но за очень короткое время. Транзистор просто не успеет нагреться, т.е. среднея рассеиваемая мощность очень мала. Практически вся мощность возвратного тока выделяется на R3 33 ом 10Вт, т.е. транзистору Q1 радиатор не нужен. Два резистора 1Ком (R1 и R2) обычные маленькие резисторы 0,25Вт. Конденсатор С1 — уже находиться в самом драйвере, на плате Дампера его можно не ставить.
Это все относительно дампера по схеме Geckodrive .

Вот та же схема Дампера, на составном транзисторе:

T1 любой маломощный p-n-p транзистор Uкэ>60В Iкэ>100ма
T2 любой мощный (недорогой) n-p-n транзистор Uкэ>60В Iкэ>8А (КТ819)
R4 — 1Ком обычный маленький резистор 0,25Вт.
Конденсатор уже находиться на плате драйвера.

И на последок, другая схема, в которой вообще ничего не греется.

Отличие заключается в том что схема из Гекодрайва работает с блоком питания на любое напряжение и может использоваться и как отдельный универсальный дампер. Эта схема расчитана на фиксированное напряжение блока питания 24В и это менее удобно (хотя заменой стабилитрона настраивается на любое напряжение). Но зато в ней нет проходного диода, который постоянно греется (диод D1 в схеме из Гекодрайва).

Это просто аналог мощного стабилитрона с напряжением стабилизации в 27В (напряжение блока питания 24В плюс 3В на превышение из-за возвратного тока) подключенный паралельно питанию микросхем драйверов. Как только напряжение питания превысит 27В стабилитроны D1, D2 пробиваются, ток через них открывает составной транзистор T1,T2 подключая мощный резистор R3 33 ом 10Вт к источнику питания, тем самым удерживая напряжение питания на безопастном уровне 27В (как паралельный стабилизатор). Т.е. возвратный ток через R3 33 ом замыкается на землю не вызывая опастного для микросхем драйверов превышения напряжения источника питания.
Транзистор также холодный, на всякий случай тоже можно привинтить к печатной плате.

В схеме со стабилитроном:
D1, D2 обычные маломощные стабилитроны с напряжением стабилизации в сумме равным 27В (напряжение блока питания 24В плюс 3В = 27В), тип либой, можно заменить одним стабилитроном на 27В если такой есть.
R1 — 220 Ом, R2,R3 — 1Ком обычные маленькие резисторы 0,25Вт
Всё остальное то же самое, что и в других схемах, конденсатор есть в самом контроллере.

Во всех трех схемах, параллельно резистору R3, можно подключить светодиод (анод к транзистору, катод на общий) который будет включаться когда напряжение на драйвере превысит напряжение блока питания — когда дампер включиться. Последовательно со светодиодом подключить токоограничивающий резистор. Светолиод будет служить индикатором срабатывания дампера.

Отдельное спасибо Владимиру Данилову! За предоставленную информацию и оказанную помощь.

Источник

Самопальный ЧПУ — бюджетный вариант

Самодельные ЧПУ станки — это способ получить возможность обрабатывать дома или в гараже дерево/пластик/легкие металлы. Для кого-то это способ начать свой бизнес, для кого-то это дешевый способ реализовать свое хобби.

Небольшая статья на тему о самостоятельной сборке простого ЧПУ станка.

Предыдущие посты по теме:

Это наверное самый простой способ собрать ЧПУ станок. И один из самых недорогих. Софт простой в освоении (достаточно закинуть файл-2D-рисунок для простейшей фрезеровки).

Стоимость самой станины не велика (профиль Соберизавод), в зависимости от размеров это от тысячи рублей для небольшого станка до нескольких тысяч для мощного профиля большого размера (с учетом уголков и метизов).

Станок не претендует на самую оптимальную конструкцию, но наверняка один из самых недорогих и простых в сборке.

Идея взята из похожего станка CNC2417 В попытках исправить косяки китайских разработчиков были переделаны боковые пластины для рамы и держатели моторов. Прикладываю ссылку на Чертежи пластин для самостоятельной сборки подобного станка (под двигатели Nema17, направляющие цилиндрические 8 мм).

Для потребуется алюминиевый профиль, фурнитура для сборки (уголки) и метизы. Размеры станка могут быть любые, в разумных пределах. Я использовал 7 отрезков по 260 мм и два на 300 мм. Длинные отрезки идут для увеличенного хода стола по Y. В результате рабочая область будет чуть больше, чем у 2418.

В каталоге Соберизавод ищем нужный тип профиля и кликаем «купить» Режем в размер (размеры можно примерно прикинуть исходя из ваших потребностей Нарезаем сразу нужный профиль, в нужном количестве для рамы. Подтверждаем.

Плюс не забываем уголки и метизы для сборки. Опционально можно докупить и пластины для крепления.

В части сборки рамы все просто — свинчиваем профили с помощью уголков и закладных гаек.

Устанавливаем боковые пластины и держатели двигателей.

Далее нужно будет установить на раму остальные комплектующие.

Помимо рамы, для сборки потребуются другие комплектующие: «мозги», направляющие, ходовая часть, шпиндель, блок питания и т.п.

Большинство запчастей заказывал на площадке Таобао, так как получается дешевле при покупке комплекта (из-за одной запчасти нет смысла там заказывать, а если подбираете комплект — тогда да, удобно и выгодно).

Для доставки большой сборной посылки пользовался услугами посредника Yoybuy, воспользовался скидкой $10 для доставки (этот купон на скидку $10 то $20 дают всем вновь зарегистрированным пользователям).

В качестве платы управления используется простая МК1. Это самый бюджетный вариант с таким функционалом. Существуют «детские варианты» на Arduino Uno (Nano) + CNC Shield с прошивкой GRBL, которые могут подойти для ознакомления с ЧПУ, но для серьезной работы малопригодны, хотя бы из-за ограниченных возможностей прошивки.

(Не всегда ссылки корректно работают — я дублирую прямые ссылки на Таобао.)

Плата МК1 построена на основе PICmicro, имеет силовые выходы, входы для концевиков и датчика калибровки, а также возможность подключения ручного пульта управления.

Настройки плата не требует, подключается все просто (в лоте есть вариант с драйверами двигателей в комплекте).

Кстати, можно сделать ход конем, и прикупить полноценный пульт типа DDCSV — альтернативный вариант управления станком, хотя больше подходит для больших ЧПУ. Это наиболее бюджетный вариант автономного (без компьютера) управления станком, можно купить «навырост» — изготовив на маленьком станке детали для сборки большого ЧПУ фрезера. Пульт представляет собой автономный контроллер станка ЧПУ на 3 оси и имеет огромный функционал.

В качестве направляющих рекомендую рельсы SBR10. Можно взять 12-16, хотя 16 мм явно будет перебор.

Размер берите исходя их ваших хотелок (размеры хода по XY). В моем случае используются простые полированные валы 8 мм, это эконом-вариант направляющих. Но рекомендую именно рельсы.

Для обработки материалов потребуется шпиндель.

На Таобао есть неплохие варианты на 1,5кВт с воздушным охлаждением (до 24000 об/мин, диаметр 80 мм, цанга ER11, 400Гц).

Если размер станка 2418 для вас маловат, можно собрать что-то подобное, но на раме из профиля 6060 (6090) и рельсах SBR16. Для перемещения осей потребуются мощные двигатели типа 57BYG78 (57H2P7842A4) с током до 4.2A и усилием 2.1Nm. Это как раз мощный вариант, у меня используются простые Nema17 42HS8404.

Для управления шпинделем потребуется частотный преобразователь (ЧП, Vector Frequency Converter — VFD для поиска).

Это устройство, вырабатывающее три фазы 220В с частотой до 400Гц и имеющее множество настраиваемых параметров.

Простой и недорогой ЧП, имеющий вход бытовой сети (220В/50Гц, одна фаза L +ноль N).

Если размеры позволяет и есть доступ к трехфазной промышленной сети, можно выбрать вот такой недорогой ЧП.

По комплектующим все, многое было рассмотрено в предыдущих обзорах. При наличии некоторого навыка собирается все достаточно быстро, если опыта нет — может занять некоторое время. Если есть вопросы — спрашивайте))).

Скриншот управляющей программы для станка.

Проба хода по осям собранного станка.

В целом все, станок собирал для своего друга, он только начинает осваивать технологии с ЧПУ, и настольный вариант ему очень удобен. Профиль приобретался в компании Соберизавод, остальные комплектующие на Таобао через посредника Yoybuy. Прикинул сразу что нужно, сформировал одну большую сборную посылку. Получилось дешевле, чем покупать на Али или в оффлайне. Не забывайте про скидку — купон на $10 для доставки посылок от $20. Средняя посылка до 3 кг можно привезти за $20 с этим купоном.

Источник

cnc-club.ru

Статьи, обзоры, цены на станки и комплектующие.

Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Kulibin74 » 06 ноя 2013, 13:49

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Сергей Саныч » 06 ноя 2013, 13:56

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Kulibin74 » 06 ноя 2013, 14:00

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Serg » 06 ноя 2013, 14:10

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение solo » 06 ноя 2013, 14:55

Я в свое время себе сделал и поставил дампер, и сейчас он стоит у меня. В цепь управления транзистора (дампера) поставил светодиод чтобы видеть когда он включается, шуктирует питание.
За время пока он у меня стоит, уже около года, дампер у меня включается только когда отключаю питание на ШД , разряжает кандеры в цепи питания.
В процессе работы пока не замечал чтобы загоралась индикация о включении дампера. ШД стоят по хобийным меркам большые, 8,5Н/м и 12 Н\м питание драйверов ШД 70В и кондеры в цепи питания 20000мкф. Работаю на скоростях до 2500мм\мин, ускорение до 200мм\сек*

ИМХО если поставить большие емкости конденсаторов в цепи питания то можно обойтись и без дампера.

На счет напряжения которое может выработать ШД в режиме генератора, то просто задумайте как работает магнето в двигаделях внутреннего сгорания, какое там получается напряжение чтоб получить искру в свече зажигания

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Kulibin74 » 06 ноя 2013, 15:48

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Fiks » 06 ноя 2013, 16:02

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение solo » 06 ноя 2013, 16:40

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение solo » 06 ноя 2013, 16:53

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Сергей Саныч » 06 ноя 2013, 18:30

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение nkp » 06 ноя 2013, 18:40

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Сергей Саныч » 06 ноя 2013, 18:47

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Kulibin74 » 07 ноя 2013, 09:31

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение nanthony » 07 ноя 2013, 10:29

Приветствую вас, господа!
Ну, доводов «за», как мне кажется, больше.
1. «взрослые» киты станков комплектуются дамперами, а производители даже советуют. Ясное дело из-за жажды наживы, в первую очередь. Сочинили схему — надо впарить. Но и не только. Объяснений тому много, но суть их одна.
2. Опыт с дрелью и двиглом зажигал лампочку 220 вольтовую. (было это еще при софке, так что фотоотчета не сохранилось). Сначала добрые коллеги советовали на язык, или даже круче — не на язык, руки-то заняты дрелью, чем еще провод держать? Видать природная смекалка спасла от прожига мой pn переход.
3. Магнето нужен транс чтобы Из 100 вольт сделать киловольт для пущего искрения в камере сгорания. А в этом деле и 100 вольт за глаза, уши, кондеры и прочие выступающие из плат части cnc-тела.
4. Может сейчас все детали стали умными и им перенапруга и обратные токи не страшны, но раньше на все, что с обмотками и крутится ставили подобное.
5. Комп мы, значит, опторазвязками от станка отделяем, а бп и прочие драйвера нет? Странно это дело.

Мое однозначное «за».

С уважением,
Антон Никифоров

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение Сергей Саныч » 07 ноя 2013, 10:37

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение 2cme » 07 ноя 2013, 10:46

Re: Кто что думает по поводу «дампера»

Сообщение solo » 07 ноя 2013, 11:21

Источник