Описание, применение STEPMASTER V25
Устройство представляет собой интерфейсную плату, позволяющую подключить силовую часть и электрооборудование ЧПУ станка (драйверы, шпиндель, концевые выключатели) к LPT порту компьютера. Совместимо с системами управления Mach3, LinuxCNC, TurboCNC, и подобными, позволяющими управлять ЧПУ оборудованием через LPT порт компьютера. Так же позволяет управлять станком системой NCStudio 5.5.60 при наличии соответствующей платы управления. Совместимая модель контроллера NCStudio показана на фото:
Возможности платы:
При управлении от LPT При управлении от NCStudio 5 каналов управления Step / Direction 3 канала управления (ограничение NCStudio)
5 входов с гальванической развязкой для подключения датчиков / кнопок
(можно объединять несколько сигналов на 1 вход)
датчики Home X, Y, Z,
датчик Probe, кнопка E-Stop
(связана с входом Home X).
2 реле
При использовании 4 каналов – реле управляются независимо по линиям #16 и #17.
При использовании 5 каналов – реле управляются автоматически (16 реле сигналом Enable; 17 реле – наличием сигнала задания
скорости шпинделя на #14 линии).
16 реле активируется при подключении к плате NCStudio.
17 реле активируется включением шпинделя в программе.
Аналоговый выход 0-10 В для задания скорости шпинделя.
Управляется подачей ШИМ сигнала требуемой скважности по линии #14.
Для преобразования используется 12-битный ЦАП с высокой линейностью преобразования.
Аналоговый выход 0-10 В со ступенчатым заданием скорости (7 позиций).
Общий для всех осей сигнал Enable управляется по линии #1.
Может работать в режиме ChargePump (реле и сигнал Enable активируются при наличии сигнала с частотой не менее 100 Гц на линии #1)
Сигнал Enable активируется при наличии подключения к плате NCStudio
Технические характеристики
Питание 12 - 30 В
2,5 Вт
Для платы необходим отдельный источник питания
Реле 2 реле 250 В
7 А
Параметры сигналов управления Входная частота – до 2 МГц
Выходная частота – до 32 МГц
Особенности выходных сигналов Смена сигнала Direction – при низком уровне сигнала Step
Интервал между спадающим фронтом Step и сменой сигнала
Direction – 50 мкс
Интервал после смены Direction до следующего импульса Step –
100 мкс
Параметры цифрового фильтра Коэффициент умножения частоты (дробление
микрошага): 1X, 2X, 4X, 8X, 16X
4 степени фильтрации сигнала Hard, Min, Mid, High
Выбор активного фронта сигнала Step - Falling edge / Rising edge
Выбор частотного диапазона входного сигнала до 2,25 МГц / до
280 кГц
Дополнительные возможности Возможность использования сигнала ChargePump
Инвертирование сигнала Enable на выходе платы
Выбор источника управления реле по линиям #16, 17
/Автоматически
Аналоговый выход задания скорости
шпинделя
Выходное напряжение от 0 до 10 В
макс ток – 80 мА
Питание датчиков Гальванически разделенный источник питания
9 В
1 Вт (110 мА)
Параметры выходных сигналов ТТЛ 5 В, 20 мА
Размеры платы (без учета разъемов) 195,6 x 86,4 мм
Основой устройства является цифровой фильтр сигналов управления, предназначенный для устранения недостатков исходного сигнала, способных приводить к сбоям в работе станка, пропуску шагов, потере или смещению координат и нестабильной работе на высоких скоростях. Фильтр выполнен на микроконтроллерах ARM Cortex-M3 с тактовой частотой ядра и периферии 72 МГц для каналов X, Y, Z, A и 24 МГц для канала B. Микроконтроллер корректирует частоту выходного сигнала каждые 100 мкс (10 000 раз в секунду), что позволяет добиться высокой точности и плавности в работе управляемого ЧПУ оборудования. Период изменения частоты выходного сигнала таких программ, как Mach3 и LinuxCNC значительно больше – 2 000 и 1 000 мкс соответственно. Таким образом, после обработки фильтром частота выходного сигнала изменяется значительно более плавно, чем исходный сигнал. На основе исходного сигнала фильтр по законам кинематики рассчитывает движение, стремящееся максимально точно повторить исходную траекторию, и на основе этой информации генерирует сигнал управления.
Таким образом сбои и неравномерность исходного сигнала не влияют на выходной сигнал, что позволяет добиться высокой плавности и стабильности в работе оборудования. Ввиду того, что выходной сигнал управления генерируется заново – существует возможность установить значение микрошага отличное от входного сигнала. Например, при установке дробления множителя 4X – выходная частота сигнала Step будет в 4 раза выше входной частоты. Соответственно, и частотный диапазон выходного сигнала будет в 4 раза шире. Если программа управления генерирует сигнал на частотах до 25 – 35 кГц, то после 4-кратного умножения фильтром выходной частотный диапазон будет масштабирован до 100 – 140 кГц. Это позволяет использовать более мелкий микрошаг для плавной работы.
Подключение:
Согласно стандарту IEEE 1284 (LPT), длина кабеля не должна превышать 3 метров. По этой причине работоспособность LPT порта не гарантирована при использовании удлинителей и самодельных кабелей.
В типовой конфигурации к плате потребуется подключить:
Питание платы от отдельного источника с напряжением от 12 до 36 В.
Драйверы шаговых моторов или сервоприводов
Инвертор шпинделя
Датчики поиска баз
Датчик длины инструмента и
Кнопку E-Stop
Подключить плату кабелем к LPT порту компьютера или к плате NCStudio.
Подключение питания:
Для питания платы требуется отдельный источник питания с напряжением от 12 до 36 В и мощностью не менее 3 Вт.
Категорически не рекомендуется подключать какие-либо электрические цепи кроме самой платы к данному источнику.
Недопустимо использование для питания платы импульсных регуляторов напряжения без гальванической развязки.
НЕ подключайте питание к двухконтактной клемме «Inputs 10-24 V» справа на торце платы! Клемма соединена с выходом внутреннего маломощного источника питания блока входов с напряжением 9 В, и в типовых схемах подключения не используется.
Назначение платы
Основным применением платы является увеличение плавности и стабильности работы приводов станка с ЧПУ за счет исправления и сглаживания сигналов, поступающих с LPT-порта. В результате шаговые приводы, принимающие более равномерный сигнал, работают без сбоев, развивают более высокие скорости и ускорения. В случае использования сервоприводов на станке, управляемом через LPT-порт, будет полезен режим умножения импульсов - в этом случае небольшую исходную частоту сигналов с LPT (обычно до 35 кГц) можно увеличить до необходимой, и отказаться от использования режима электронной передачи в серводрайвере. В обоих случаях снижается нагрузка на механику и нагрев моторов. Таким образом, плата найдет свое применение в широком спектре приложений, а особенно:
•В фрезерно-гравировальных и других станках с ЧПУ, управляемых по LPT - для увеличения плавности, скорости, повышения стабильности работы, устранения пропуска шагов, а также для выбора более мелкого микрошага без потери скорости
•В скоростных станках на сервоприводах, управляемых по LPT, например, станках плазменной резки - режим умножения импульсов позволит частоту 25-35 кГц, выдаваемую Mach3, превратить в нужные большинству сервоприводов 200-500 кГц, и отказаться от электронной передачи, тем самым значительно повысив плавность хода передач
Просмотров: 1787