Autor Tema: Diseño de controladora CNC totalmente modular  (Leído 13940 veces)

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Desconectado Zhork

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Diseño de controladora CNC totalmente modular
« en: 05 de Enero de 2011, 21:58:21 »
Hola buenas

Bueno pues despues de tanto ver muchos diseños de controladoras, ninguna me ha convencido cada una por alguna cosa, asi que estoy diseñando una controladora que creo que pueda ser apta para todos. Los problemas que veo a las controladoras que he visto son, unas no estan optoacopladas para mayor seguridad del ordenador, otras tienen reles de mas cuando realmente se usan dos, una para el mandril y otra para el aspirador, otras que son para 4 axis cuando realmente se usan 3, y otras porque usan algun microcontrolador con lo cual habria que grabarlo y construirse el grabador.

Asi que animo a todos los eléctronicos como yo, para que entre todos diseñar una controladora. Las caracteristicas serian:

3 axis, 2 reles, totalmente optoacoplado para seguridad, limits, homes, stop, fuentes de alimentacion incorporada y drivers bipolares independientes, paso y medio paso, la controladora llevara leds pra visualizar todas las entrdas y salidas y alimentaciones.

Para empezar pongo el esquema de los 2 reles optoacoplados, si alguno se anima en el proyecto que lo repase y diga posibles correcciones, tanto de diseño como de componentes o valores y asi entre todos poderla llevar a un final bueno del proyecto.[/img]
« Última modificación: 07 de Enero de 2011, 20:12:18 por Zhork »

Desconectado taipan

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Re: Diseño de controladora optoacoplada 3 ejes y 2 reles + drivers bipolares
« Respuesta #1 en: 06 de Enero de 2011, 00:06:43 »
Hola a todas/os.
Hola Zhork.
Sobre la controladora.
Algunos necesitamos 3 reles + 4 ejes + velocidad del usillo ETC.
El aislar el puerto es muy importante.Ojo con el tienpo de transicion de los optos.
 
Sobre los DRIVERS.
Es necesario saber que intensidad tiene que manejar.Entre otras caracteristicas.

Por ejemplo yo utilizo.De diseño propio.
BIPOLAR de 1.2A fase 40V.
BIPOLAR de 4A fase 40V.
BIPOLAR de 10A fase 80V.
BIPOLAR de 20A fase 150V.

Como puedes comprobar las necesidades me obligan a separar la controladora del driver.
En algunos casos tengo que generar el enable en la controladora o en el driver por falta de salidas.

Es muy dificil cubrir las necesidades de todos.Por eso los que proyectamos miramos de que sean lo mas flexibles posible.
Dicho todo esto creo que seria muy interesante crear un projecto modular para uso en el foro.
Y que cada uno pudiese adaptarlo a sus necesidades.
Yo por mi parte publicare en este hilo y con formato EAGLE libre los modulos que tengo y que no estan sugetos comercialmente con mis clientes.

Un cordial sludo.
SALU2


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Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora optoacoplada 3 ejes y 2 reles + drivers bipolares
« Respuesta #2 en: 06 de Enero de 2011, 07:58:12 »
Gracias taipan por responder

En principio tenia pensado hacer la controladora asi de sencilla con 3 axis y 2 reles porque mucha gente que igual no controla mucho de electrónica le seria más fácil hacerla y conectar todo, y es lo que más suelen usar principiantes. Por un lado la controladora y por otra cada driver. Pensaba hacer los enables controlados por pins del puerto porque igual muchos no controlan de microcontroladores y ademas necesitan construirse el grabador para dicho PIC, aunque esto resta pins que se pueden usar para controlar mas cosas.

Antes de pensar realizarla así, tenia pensado hacerla totalmente modular, cosa que aún no he visto ni en foros ni en venta. Podría reconducir el proyecto si la gente se anima y participa. La cosa seria hacer una placa para un rele, otra para una salida de un motor, otra para la fuente de alimentacion 5 y 12 voltios, otra para un driver de un motor, otra para homes, limits y stop de emergencia, otra para un microcontrolador que controle los enables  y otra para un conector lpt con conectores de todos sus pins. Así cada uno haria tantas placas como quisiera de lo que le haria falta, si uno no quiere reles no los hace y asi con las demas cosas. Esta idea me gustó mucho porque seria totalmente modular y valdria para todas las personas ya que cada uno haria el número de placas de lo que le haria falta. ESTA IDEA ME ATRAJO MUCHO.

Tambien me atrajo mucho esta segunda idea por disponer de dos puertos LPTs en el ordenador y el Mach3 lo soporta. Damos gracias a los puntos verdes que hay en España donde te puedes llevar gratis viejos ordenadores que tiran por renovación para aprovechar en este tipo de proyectos, yo tengo muchos pentiums 1 y 2 a 200 MHz y más potentes y muchas placas LPts. El que tengo pensado usar lleva 3 puertos LPts y es estupendo para controlar una máquina CNC.

En cuanto la transición de los optoacopladores tengo pensado usar optoacopladores PC187 para aislar reles y homes, limits y stop porque no se necesita mucha velocidad de respuesta y para los motores usar optoacopladores 6N137 ya que son optoacopladores de gran velocidad 10 Mbit/s.

Los motores que yo tengo son los CENECE ya que son baratos y realmente de buena calidad. El más potente que tengo es uno bipolar de 80 Kg/cm , 2,7 A/fase por lo que valdria mi driver que tengo medio diseñado de 2 amperios aunque tengo otro de 4 amperios. Aunque como seria totalmente modular se podrian diseñar varios drivers o hacer una recopilacion de drivers que la gente vaya diseñando y añadiendo al proyecto.

El software que yo uso tambien es el eagle ya que es el que compre porque es realmente bueno y merece la pena comprarlo o usar su versión gratuita, y ese software sera usado en este proyecto para publicar los diseños. Digamos que se intenta hacer una cosa OpenHardware y OpenSoftware y si se usa con Linux mejor que mejor ;) .

Asi que animo a todas las personas a participar y atendiendo a lo que me dijo taipan voy a diseñarla totalmente modular, para que valaga para todo el mundo. Quizas la use con dos puertos LPts para ampliar al máximo la máquina CNC, ya que he visto muy pocas que usen 2 LPTs y se puede sacar muy buen provecho a 2 puertos con el Mach3, Seria una controladora IMPRESIONANTE.

Pronto subiré los diversos módulos que ire haciendo para que si la gente los quiere repasar y corregir posibles fallos lo haga y depurar entre todos hasta obtener las placas bien ruteadas profesionalmente a disposición de todos.

Desconectado JepCol

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #3 en: 06 de Enero de 2011, 14:29:25 »
Zhork.... Saludos y felicitaciones por animarte a iniciar este proyecto el cual nos es muy útil a quienes recién nos iniciamos en este estudio  :oops: respaldo total y estaré muy pendiente de todos tus avances saludos  :P :P !!!

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #4 en: 06 de Enero de 2011, 15:22:46 »
Bueno como al final la controladora sera totalmente modular para que cada usuario la adapte a sus necesidades aqui pongo el módulo de un rele. Tiene 5 entradas: Salida_LPT, AGND, GND, 5V y 12V. Se ponen dos GNDs distintos ya que se deben separar el GND de antes del optoacoplador y el de despues. Los 12 voltios son para el relé y los 5 voltios para la electrónica normal. Tiene sus tres salidas de comun NC y NA. Además le he añadido un led testigo de uso. Este led se podria sustituir por un conector de 2 pines para conectar a el un led con cable si se quiere empotrar el led a la caja donde se montaria. Esa seria la segunda version que hare de cada placa. Una con todos los componentes sobre la placa y otra versión donde los componentes de señalización y conexión iran mediante conectores para ponerlos cada uno a su gusto en la caja. Aver si les va gustando y si ven errores de cualquier tipo no duden en responder que los ire corrigiendo antes de rutear la placa, y poner la serigrafia de modo profesional.
« Última modificación: 06 de Enero de 2011, 20:10:04 por Zhork »

Desconectado taipan

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #5 en: 06 de Enero de 2011, 19:15:38 »
Hola a todas/os.
Algunos detalles.
Mirate el filtro de los contactos del rele.Estan en el mismo contacto.
Tendriamos que minimizar las salidas en la placa base y que esten protegidas en ella.
El led señalizador en serie con el del opto y resitencia de carga.
Normalmente utilizo BS170 a GND (com si fuese open colector) y el G lo ataco desde +12V con el opto Y 10K a GND.
Esto es capaz de dar 500mA ademas el BS170 ya esta protegido en anti-paralelo con un diodo rapido.
Aqui puedes enganchar cualquier rele de 12/24V y de gran potencia a un precio irrisorio.
Esta configuracion permite incluso PWM.

Siento tener que explicarlo asi pero no dispongo de tiempo en este momento.Estoy liado con un projecto que tengo que entregar.
Pero lo prometido es deuda.

Un cordial saludo.
SALU2


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Respuesta: alzeimer

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #6 en: 06 de Enero de 2011, 20:09:16 »
Hola a tod@s

Gracias taipan por revisar el diseño, aunque te parezca mal explicado o con rapidez el mero hecho de haberle dedicado unos segundos se agradece mucho. Ademas no todo se diseña en dos dias, si queremos algo perfecto hay que ir con calma y con esas pequeñas anotaciones que me has dado que me han sido de ayuda, las tengo en cuenta y las estudio para rediseñarlo mejor, ya que veo que tienes mas práctica en esto.

En cuanto a los filtros de los contactos del rele tenias razon, al pasarlo del papel al eagle no se porque no los conecte al común..... sera la sidra que he tomado por ser reyes :) jajaja ya lo he corregido en el pdf anterior. Muchas gracias por la corrección, porque se me habia pasado totalmente.

Ahora revisare las demas cosas que me has explicado, ya que me estoy guiando por una placa de la empresa sunrom, donde en su pagina web se puede bajar el esquema de ella y el led y demas componentes estan como los conecte yo. Me imagino que lo diseñaron asi por economizar.Veo que hay una persona que intenta ayudar aqui y que tiene mas experiencia y se agradece muchisimo. Espero que se una alguien mas para asi mejorarlo mucho.

En cuanto a economizar costes para mi no es problema, ya que preferiria una placa bien diseñada sin abaratar en nada y que sea lo mas perfecta posible (si llegase a la perfeccion ya seria lo maximo). Porque hay placas made in china baratas que se puden conseguir pero pasa que economizan mucho y lo diseñan un poco mal para mi gusto. No voy a discutir a los ingenieros que la diseñaron ya que yo solo soy un desarrollador de productos electrónicos aunque un poco meticuloso a la hora de hacer proyectos y mas si es para darle un buen uso como es este.

Muchas gracias por los aportes que me vas dando que me estan siendo de ayuda.

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #7 en: 07 de Enero de 2011, 10:05:02 »
Hola buenas a tod@s

Pongo a vuestra disposición el archivo formato Eagle de la placa rele para quien lo quiera repasar o modificar posibles fallos. Esta hecho en la versión CadSoft Eagle Professional 4.16R2. Si alguien lo mejora o corrige seria de agradecer que lo subiria de nuevo arreglado con una explicación de lo hecho, para así que otras personas lo vayan comprendiendo.

Desconectado ceneca

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #8 en: 07 de Enero de 2011, 14:51:50 »
Me sumo al proyecto!!, dentro de mis posibilidades intentare colaborar, recién veo el hilo, así que ahora me pondré a ver un poco lo que tenemos hasta ahora y tratare de aportar en lo que pueda. :mrgreen: :mrgreen:

saludos!!!

El sabio no dice todo lo que piensa, pero siempre piensa todo lo que dice. ARISTOTELES

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #9 en: 07 de Enero de 2011, 20:47:43 »
Buenas de nuevo a tod@s

Bueno vamos por partes avanzando en este proyecto. El compañero taipan sugirio la idea según la entendi yo de minimizar al máximo las salidas de la placa principal y que los optoacopladores estuviesen en ella. Despues de darle vueltas y mirar los pros y los contras de hacer eso creo que es mejor dejar los optoacopladores en cada módulo. Esto es debido a que no son los mismos optoacopladores los usados para los reles y homes - limits - stop que los usados para los drivers. Con lo cual si se quiere que sea totalmente modular y adaptable a cada uno y debido a que no se pueden poner o unos optos u otros veo mejor que vayan sobre cada módulo.

Por otra parte acabo de terminar el modulo Axi optoacoplado de un motor que va entre la placa principal y el driver. En este caso e usado optos 6n137 ya que son optos de gran velocidad de actuación (10 Mbit/s), con los cuales quedaria el puerto paralelo totalmente aislado y protegido. El módulo lleva 6 entradas: dir, step, enable, agnd, gnd y 5V y 5 salidas: dir, step, enable, gnd y 5V. Como siempre lleva gos GNDs separados ya que se deben separar el gnd de todo lo que va antes del opto y el gnd de todo lo que va a la salida. Subo el esquema en formato eagle para quien lo quiera revisar, modificar o corregir los posibles errores o mejoras. Como siempre se agradece que quien vea algo lo suba corregido con una explicacion de los cambios o correcciones.

Mañana me pondre con el módulo principal a donde iran conectados los demas módulos. Este sera un módulo con puerto paralelo y conectores para todos los módulos. Aún no se si incluir en él la fuente de alimentacion de 5 y 12 voltios y el módulo enable o no ponerlos y dejarlos como módulos externos. Por mi parte y debido a que es una controladora totalmente modular, no añadiria eso a la placa principal, pudiendo asi cada uno elegir que enable usar (con un microcontrolador, con un simple 5 voltios u otras opciones a barajar) y tambien siendo la fuente externa, ya que por ejemplo se puede usar para los 12 voltios transformadores como los de los ordenadores portatiles que los hay de 12 voltios a precios muy baratos y los 5 voltios en un módulo aparte y asi abaratar costes y espacio en tranformadores. Si no me explico bien en esto último preguntar que respondo :) que me lio un poco.

Tambien mañana diseñare y subire el módulo de limits - homes y stop de emergencia ya que es el mas facil de diseñar.

Con estos 3 módulos subidos solo quedarian los módulos de enable, fuentes de alimentación y el driver. En cuanto al módulo driver subire varios dependiendo de los amperios o pasos que soporten y que la gente puede añadir cada uno con diseños nuevos y asi tener unos cuantos para que cada uno escoja el que mejor necesite.

Una vez suba todos los módulos ya solo quedara la depuración de errores, mejoras, sugerencias y demas que espero que participe la gente para que asi sea un proyecto conjunto y que sea depurado al máximo para que no de ningun problema nada.

Tambien le voy a echar un vistazo al linux especial para controladoras CNC para ver si seria posible hacerlo funcionar en él como otra opcion al mach3, aunque creo que no soporta el control de 2 puertos paralelos. El Mach3 sí lo soporta con lo que usar dos puertos paralelos ampliaria al doble nuestras entradas y salidas, convirtiendose ya en una controladora profesional. Tambien estoy mirando circuitos integrados que dan mas de paso y medio paso pudiendo obtener hasta 1/32 pasos aunque por lo menos en españa son dificiles de encontrar, pero es otra opción que hay que ver. Y por último tambien estoy mirando controladoras usb que llevan microcontroladores pensando en un futuro ya que los ordenadores ya no llevan puerto paralelo. SE ME AMONTONA EL TRABAJO AYUDA!!!!!! jajajaja

Bueno pues me pongo a seguir diseñando ahora que tengo mucho tiempo y disfruto con ello :)

Y como siempre digo Arriba el software libre y el Hardware libre. La información debe de estar para tod@s.

Desconectado aviomac

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #10 en: 08 de Enero de 2011, 10:38:18 »
Hola a todos los participantes de este hilo, me parece genial la idea de sacar provecho de la excelente especialización técnica del foro, para generar un desarrollo comunitario de interfáz CNC.

Coincido plenamente con la idea planteada aquí, que las interfaces CNC disponibles hasta el momento son demasiado elementales y que estos desarrollos están muy lejos de los ofrecidos comercialmente en otros países. Sin ir muy lejos, en nuestro medio se comercializan drivers profesionales optoacoplados, con control de corriente, configurables hasta 1/160 de micropaso, pero nadie ofrece interfaces LPT a la altura de esas prestaciones.

En cambio, se puede ver en Internet sitios como el de CNC4PC en el cual se ofrecen interfaces como estas: http://www.cnc4pc.com/Store/osc/product_info.php?cPath=51&products_id=182, que tiene una aspecto imponente como se muestra en esta imagen:


http://www.cnc4pc.com/Store/osc/popup_image.php?pID=182

Sólo por mencionar algunos detalles técnicos, la misma cuenta con conexión por 2 puertos LPT (34 inputs/outputs en dos puertos), optoacoplamientos de alta frecuencia en señales de paso/dirección y funciones auxiliares, relays para control de husillo/aspiración/lubricación, dispositivo de seguridad "Charge Pump", LEDS de testigo en todas las entradas/salidas, hasta 2 conectores hembra adicionales tipo DB25 para conectar señales de salida y configuración flexible compatible con Mach3, Linux EMC2, TurboCNC, CNCZeus, entre otros.

Por otro lado, es sabido que la conexión por puerto paralelo está cayendo en desuso y que las nuevas generaciones de PC ya no incoporan este tipo de conector. Todo parece indicar que en unos pocos años más, todo va a quedar limitado al puerto USB, que en algunos motherboards ya va por su versión 3.0, con mayor velocidad de transferencia de datos. Demás está decir que nuestro mercado no provee nada de esto y que no existe ningún desarrollo "criollo" que pueda suplir esta carencia.

También es cierto que lo aquí planteado respecto a las muy diversas necesidades a la hora de implentar un sistema CNC. Sin ir más lejos, Mach3 permite el control de fresadora, router, torno, pantógrafo Plasma / Oxi / Laser y algunos ya se han aventurado en la impresión 3D. Incluso las necesidades de uno mismo pueden cambiar con el tiempo, en la medida que se adquiere más y mejores conocimientos sobre la materia. Así es muy frecuente empezar ruteando con 3 ejes, pero después incorporar un plato indexador conectado a un 4to. eje de control o hasta un Trunnion y así requerir un 5to. eje.

En resumidas cuentas, ya sea para uso amateur o para aplicaciones profesionales nuestro acceso a dispositivos un poco más desarrollados depende de la importación desde el exterior, que muchas veces conlleva el riesgo de la ausencia de servicio post-venta, soporte técnico y la incertidumbre de la posición arancelaria aplicable según las características del elemento.

No es mi especialidad la electrónica y por tal motivo aunque me gustaría, no puedo acercar un aporte a la altura de la discusión que requiere un proyecto de esta naturaleza. Pero vaya para todos Uds. mi apoyo y deseos de éxito en este emprendimiento, para el beneficio común de todos los usuarios del foro Todopic.

Saludos, Aviomac


« Última modificación: 08 de Enero de 2011, 10:43:34 por aviomac »
"...imaginación es más importante que conocimiento. El Conocimiento es limitado, la imaginación no lo es..."

A. Einstein

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #11 en: 08 de Enero de 2011, 11:42:04 »
Hola a tod@s

Gracias aviomac por tu pequeño aporte a este hilo que he abierto. Esa controladora no la habia visto, es mas no habia visto aún una controladora CNC que incluyera 2 puertos paralelos y la voy a estudiar como esta diseñada. Casi todas se basan en los sencillo, 4 axis y 3 salidas de reles como mucho. Por eso inicie este proyecto para hacer una controladora modular toralmente ampliable y adaptable a tod@s. Por eso mismo todo va en módulos, si alguien necesita mas salidas y entradas pues solo tiene que hacer dos modulos de la placa principal, que simplemente es un conector LPT unidos todos sus pins a bornas y bornas de alimentación y enable, y tendrá una multitud de entradas y salidas. La cosa es sacar el máximo provecho al Mach3 que admite 2 puertos LPTs y que creo que se esta desaprovechando su potencial con las controladoras que se hacen. Es más al ritmo que va las controladoras y el software creo que será una tendencia ver controladoras y programas que usen más puertos LPT para asi cubrir todas las necesidades. Las que usan el puerto USB aun estan en fase de inicio ya que las que conozco solo usan software de la misma empresa y no aprovechan el potencial de la controladora. Creo que aun el puerto paralelo tiene muchos años de vida usando el reciclaje de ordenadores viejos para el control de CNCs.

Tambien aclaro que en este hilo no solo es para que aporten cosas expertos en eléctronica, sino para que tod@s aporten lo que puedan, electrónicos, programadores, expertos en programación de microcontroladores, o entusiastas del CNC. Hasta la gente que no sabe nada de electrónica puede aportar ideas en el diseño que pueden ayudar mucho en el diseño. A veces una simple idea que se le ocurre a uno que no sabe de electrónica pero si usa controladoras ayuda a electrónicos a un mejor diseño. Cualquier ayuda o idea se agradecera mucho.

Un saludo

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #12 en: 08 de Enero de 2011, 16:10:40 »
Hola a tod@s

Subo el módulo principal, llamado LPT. Este consta del conector paralelo y bornes de salidas, entradas, enable, y alimentaciones. Tambien incluye las entradas de enable y alimentación.

Desconectado aguseguedre

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #13 en: 09 de Enero de 2011, 10:47:20 »
Hola Zhork,

Me admira tu decisión y tu ímpetu.
No puedo ayudar en la electrónica por que no se mucho.
Por otro lado he montado las placas de Esteca y lo que puedo comentar es que cuando las probaba manualmente con un pulsador y un voltaje de algo menor a 5 voltios los drivers no seguían la secuencia y el motor giraba en uno u otro sentido. Creo que era debido a problemas de ruido eléctrico. Te comento  esto es para en la medida de lo posible tengas en cuenta este problema en tu proyecto.

Saludos

Desconectado Zhork

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Re: Diseño de controladora CNC totalmente modular
« Respuesta #14 en: 12 de Enero de 2011, 23:00:43 »
Hola a tod@s

Subo en formato eagle el módulo rele corregido parcialmente. Puede contener aun fallos en algun valor de algun componente. Si alguien mas se apunta a la propuesta de depuración del módulo se agradeceria.


 

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