И снова всем привет! Благодаря первой части я получил полезный для меня фидбэк, поэтому решил продолжить свою деятельность по написанию статей.
Что было ранее?
В предыдущей части я рассказал, как мне достался ЧПУ станок (2D фрезер) с готовой механикой и каркасом. Мне оставалось только сделать так, чтобы он кушал g-code и совершал движения в соответствие с этим кодом. Я подобрал необходимые программы для работы с самодельным ЧПУ станком и успешно запустил на нем первый g-code.
Также в первой части я подробно рассказал про аппаратную часть данного станка.
Чистовая настройка
Первое! Первое, с чем я столкнулся, это ужасный шум. Я даже описать не могу, на сколько громко он работал изначально. Конечно, первое, что пришло в голову, это смазать направляющие и винты, так как станок долго время пролежал на полке и даже покрылся пылью. Естественно это не сильно помогло.
Дальше мы стали наговаривать на каркас, все узлы которого были напечатаны на 3Д принтере, на плохое размещение станка на столе, он вообще никак не крепился к столу, просто лежал - одним словом КОЛЕБАНИЯ, ЛЮФТЫ и РЕЗОНАНС. Но оказалось всё намного проще.
УТОЧНЕНИЕ: Вышесказанное непременно влияет на создание шумов, так как жесткость таких конструкций минимальная. Но мы хотели собрать ЧПУ станок, который бы фрезеровал не МЕТАЛЛ, а какую-нибудь простенькую фанерку или оргстекло толщиной 2-3 мм, а в перспективе вообще установить лазерную головку. Одним словом, требования к нашему станку по жесткости МИНИМАЛЬНЫЕ.
Замена драйверов шагового двигателя. Вот именно эта деталь всё изменила. Не секрет, что драйвера очень сильно влияют на шум, который появляется при работе шаговиков, но я не мог представить, что они настолько влияют.
Оказывается, первоначальный разработчик уже это предусмотрел и закупил новые драйвера, после усердных поисков новых драйверов (они потерялись где-то в мастерской), я их нашел и приступил к изучению вопроса "Драйвера шаговых двигателей".
Ранее стояли HR4988, они раньше было очень популярными и многие производители даже клали их в комплекте с управляющей платой. Но время идет и на рынке уже новые и популярные драйвера. Для данного ЧПУ станка были куплены TMC 2209 Lerdge. Как пишут многие продавцы "Логика совместима с драйвером A4988...", я это понял, как "одинаковая распиновка". То есть я просто вытащил старый драйвер и вставил новый (по пину gnd), ничего не задымилось и не загорелось. Но естественно не всё так просто, оказывается замена драйвера это целая НАУКА.
Я долго разбирался с микрошагом, а точнее с перемычками на плате управления. В характеристиках написано, что TMC 2209 способен делить шаг на 256. А это значит что можно достичь очень хорошей точности и плавности работы шаговых двигателей, а также значительно уменьшить шумы. Характеристиками данного драйвера можно управлять с помощью UART, соединив дополнительные контакты между платой и драйвером. Мне, честно говоря, не хотелось лезть в эти дебри, ведь это нужно было перелапатить прошивку, которая была установлена не мной.
Я решил воспользоваться дедовским способом, на плате управления существуют перемычки, их нужно было поставить в нужное положение. А КАКОЕ ЭТО НУЖНО ПОЛОЖЕНИЕ???
Изучив кучу статей, почему-то не смог найти ответ на свой вопрос. По одной из статей мне даже пришлось вспомнить двоичную систему счисления.
У продавца платы управления есть вот такая картинка:
Значит у меня два вопроса:
1) Почему перемычек 3, а для моего драйвера указаны только 2?
2) Где мое деление шага на 256, почему только 64?
Я так и не понял, логики установки этих перемычек, поэтому поставил режим 64.
Для меня LOW это OFF, HIGH - ON.
Тогда: 1-вниз, 2 -вверх, 3-вниз (оставил).
Поэтому тут моя рекомендация, если вы только начинаете собирать свой станок, обязательно изучите вопрос UART управление драйверами в вашей прошивке. А кто уже на большом опыте - объясните пожалуйста, как пользоваться этими перемычками?
Также, при установки драйверов, очень важно правильно выставлять опорное напряжение, оно же Vref. В интернете много подробных статей как это делать, но коротко всё же скажу. Берем мультиметр (в режиме V) один щуп в общую землю, я питал через блок питания, поэтому черный щуп я цеплял на черный контакт. А красный щуп нужно подвести к потенциометру драйвера. Дальше крутим и выставляем необходимое напряжение.
И снова задачки! Какое это необходимое напряжение? В разных источниках, разные данные. Большие формулы, которые пугают новичков. В одной из формул было сопротивление резистора. Я извиняюсь, конечно, но на моем драйвере у резисторов вообще не было никаких обозначений, а щупами замерять не очень удобно.
Я взял показания, которые указал продавец - 1.25V, но мне, почему-то, слабо верится в достоверность этих чисел. Потому что данное напряжение зависит от шагового двигателя, с которым будет работать драйвер. Для моих Nema 17HS4401 - 1.7А. Кстати, вот тут опять непонятно, у разных продавцов, разные значения, где то у этих шаговиков указано 1.5А.
На одном из форумов увидел вот такой совет: "Выставляешь 0.8V, а дальше запускаешь станок, пропускает шаги? шумит? подкручиваешь на 10%". Это если у Вас есть время, то можно, но по мне это долго и не очень интересно.
Итог: Я новичок в этом вопросе, мне просто интересно попробовать, по изучать. Задачи собрать мега крутой станок с фантастическими характеристиками - НЕТ. Много времени на отладку тратить не хочется. Поэтому читал много, а выставил напряжение из данных продавца - 1.25V. Станок перестал шуметь, как резаный, шаги не пропускает, работает плавно. ВЫВОД: Замена драйверов реально способствует снижению шума.
Второе! Любой ЧПУ станок должен быть оснащен концевыми выключателями. Я установил два, один на ось X и один на ось Y. Их можно также устанавливать по два на каждую ось. Наткнулся на один из форумов, где очень детально обсуждали установку концевиков, я упрощу вам процесс и просто скину фото, на котором итог тех детальных обсуждений:
Один из контактов на плате выдает 5V, что, при неправильном подключение, может вызвать перегорание. Если концевики механические, лучше избежать использование контакта 5V. Они больше нужны для оптических концевиков. Данное подключение я проверил, оно работает.
Дальше нам нужно "включить" эти концевики в прошивке. Я это делал через программу LaserGRBL.
Третье! Плавно перейдем к третьему пункту чистовой настройки - это сама настройка, а точнее настройка прошивки. У меня стоит GRBL 1.1, поэтому её настройка очень удобно делается через LaserGRBL.
Необходимо подсоединить Вашу плату через провод к компьютеру, а потом подключиться в данной программе к соответствующему COM-порту (скорость 115200). Найти и нажать на кнопку "Конфигурация GRBL". А дальше изучить вот этот очень полезный сайт: https://cnc3018.ru/ewr-carta/
Во вкладке "СПРАВОЧНИК" очень много полезной информации, нам же, на данном этапе, необходима вкладка "ОПИСАНИЕ $$". Там подробно говорится про каждый пункт конфигурационного файла. Тут настраивается инвертирование, "включение" концевиков, режима "домой", скорость и ускорение работы двигателей.
Очень важно правильно настроить скорость и ускорение двигателей, для моей конфигурации станка параметры вот такие:
Это не идеальные, но оптимальные настройки, при ускорении выше 100 мой станок резко дергался и переставал двигаться.
Заключение
В двух частях постарался коротко рассказать, с чем мне пришлось столкнуться при доработки почти готового станка. В планах, всё же, установить лазерную головку на этот станок, в даташите платы управления (MKS DLC32 V2.1) указана возможность установки лазерной головы. А пока поставим жертвенный стол и будем баловаться с фанеркой и оргстеклом.
Кстати, как только опубликовал первую часть, мне попалась очень интересная программа для работы с ЧПУ станками - EstlCAM.
