Підключення наборів для ЧПУ на базі інтерфейсної плати до порту LPT

Дещо про ключовий елемент - плата з опторозв'язкою до LPT порту (інтерфейсна плата (ІП)). Досить простий електронний пристрій з шинними повторювачами, оптопарами, реле та ЦАП для регулювання обертів шпинделя. На ринку ЧПУ комплектуючих багато схожих плат з невеликими змінами, але дана версія прижилася у нашому асортименті та показала себе в роботі на нашому обладнанні та обладнанні наших покупців як надійний пристрій. Опис ІП можна завантажити тут - Плата з опторозв'язкою для порту LPT.

У цій статті ми не будемо торкатися питань використання LPT порту з його плюсами та мінусами, лише практика підключення.

На наступному малюнку показано архітектуру підключення. Клеми ІП можна розбити на три групи:

- ліва лінійка – вхідні сигнали (датчики, кнопки);

- нижня лінійка - вихідні сигнали для приводів та інших виконавчих пристроїв;

- права лінійка - живлення оптопар вхідних сигналів, вільні контакти реле, аналоговий вихід із ЦАП 0-10В управління оборотами шпинделя.

Звертаю вашу увагу на те, що опис призначення сигнальних клем нижньої лінійки умовний, і ви можете змінювати порядок та функціональність на власний розсуд. Наприклад, сигнали, описані для певної осі, можуть бути керувати різними електронними пристроями (додаткові реле та інші елементи). Номери контактів відповідають номерам пінів порту LPT.

Докладніше зупинимося на кожному моменті.

1. Пробне підключення ІП.

Встановлюємо висновок для шпинделя.

Надаємо висновку пін 17.

Можна "включити" верстат і гарячою клавішею F5 "клацнути" реле.

2.Підключення та налаштування приводів.

Схема підключення. Зверніть увагу, що використовувати вісь 5 можна при відповідному положенні перемички ІП.

Налаштування приводів у програмі керування.

Налаштування роздільної здатності. При використанні осі 5 використання піна 17 управління реле необхідно відключити.

3. Підключення датчиків та кнопок.

Нижче наведено малюнок із двома схемами. На верхній схемі показані еквівалентні схеми механічних перемикачів (двоконтактний замикач та двопозиційний перемикач) та їх підключення. На нижній схемі еквівалентна схема кінцевого індуктивного перемикача (NPN ключ, нормально відкритий) та його підключення. Як згадувалося вище, для роботи оптопар із вхідними сигналами необхідне окреме джерело живлення постійної напруги 12-24В зі струмом 50-100мА.

Варто звернути увагу, що при підключенні контактних перемикачів не слід залишати вхідні лінії відкритими. При великій довжині вони можуть бути антеною для перешкод і причиною помилкового спрацьовування. Вільні вхідні лінії бажано тримати з постійним потенціалом та підключити до "+" клеми джерела живлення через постійний опір 1-5кОм безпосередньо у перемикача.

Схема підключення кінцевого індуктивного датчика відображає реальні кольори провідників кінцевого індуктивного датчика LJ8A3-2-Z/BX.

На розсуд можна вибирати різні типи перемикачів з невеликими змінами у схемі, головне пам'ятати про вільні вхідні лінії.

Нижче наведено приклади налаштувань. Екстрена зупинка верстата налаштована на замикач на 13 пін.

Механічний двопозиційний перемикач на пін 15 служить обмежувачем максимального ходу осі X.Індуктивний датчик на пін 12 служить обмежувачем мінімального ходу осі X.

При використанні різних типів перемикачів (замикач/розмикач) необхідно враховувати характер (нормально відкритий або нормально закритий) та ставити відповідну ознаку в полі "Active Low". Датчики також можна групувати та підключати на одну вхідну лінію.

4. Підключення навантаження (шпинделя) через реле.

Налаштування управління реле ми торкнулися п.1 Нижче наведена приблизна схема підключення навантаження. У цьому випадку підключений шпиндель керований вручну напругою на блоці живлення. Контакти замикача реле підключаються до розриву ланцюга живлення навантаження. Через реле можуть бути запитані різні пристрої від мережі змінного струму або джерел постійного струму. Варто дотримуватись навантажувальних параметрів реле. Якщо ваше навантаження перевершує параметри реле, необхідно використовувати додаткові керовані силові елементи, наприклад електромеханічні контактори.

Схема включення малопотужного шпинделя з окремим блоком живлення.

5. Використання цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) для керування оборотами шпинделя.

Ця ІП містить цифро-аналоговий перетворювач для управління оборотами шпинделя. Сигнал ШІМ з піна 1 перетворюється на аналоговий сигнал відповідної напруги (0-10в). Рівень має деяку нестабільність, але, незважаючи на цей недолік, керування оборотами можна налаштувати на задовільному рівні. Розглянемо підключення простого інвертора для асинхронного трифазного шпинделя 220в. Для зручності ми використовуватимемо датчик оборотів у вигляді кінцевого індуктивного датчика.

На схемі наведено приклад контактної колодки керуючої інвертора. Урізних моделях контакти можуть називатися за своїм, наведемо розшифровку:

- COM – сигнальна маса;

- AVI – вхід управління оборотами шпинделя (0-10в);

- X1 – функціональний вхід включення шпинделя.

Кінцевий індуктивний датчик включаємо за схемою прикладів вище на пін 15.

На фото показаний зразковий метод використання датчика обертів. Якщо ви плануєте використовувати синхронне регулювання обертів, рекомендується встановити датчик безпосередньо на шпинделі.

Тепер перейдемо до налаштувань.

Екрани налаштування шпинделя.

Настроювання лінії виведення.

Налаштування датчика обертів.

Ви можете вибрати два варіанти: робота з поправочним коефіцієнтом та синхронне регулювання.

Для роботи з поправним коефіцієнтом такі настройки можуть виглядати так.

Визначити поправочний коефіцієнт можна вручну, контролюючи швидкість обертання шпинделя. Після цього датчик можна не використовувати.

Якщо ви вирішите використовувати синхронне регулювання зі зворотним зв'язком, такі настройки можуть виглядати так.

І контролюватиме його роботу.

На жаль, нелінійність і різниця характеристик виходу ЦАП плати і інвертора, що використовується, не завжди дозволяє обмежитися поправочним коефіцієнтом у всьому діапазоні регулювання, що завдає маси незручностей. Деякі моделі інверторів дозволяють коригувати вхідну характеристику. Найкращий варіант - синхронне регулювання по зворотному зв'язку.

Розділ показує важливі моменти. Ви можете знайти різні рішення. На інтерфейсній платі є прямий висновок ШІМ сигналу "пін 1", куди ви можете підключити більш "просунуте"пристрій регулювання обертів або використовувати інвертор із входом керування ШИМ сигналом. Зворотний сигнал обертів можуть формувати багато моделей інверторів. Швидкість обертання можна знімати з датчика (струму чи напруги) на фазному дроті шпинделя і т.д.

Матеріал складено з питань наших покупців.