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Betriebsanleitung
Steuerkarte: AC-CNC-2S (REV03)
Sehr geehrte Kunde, vielen Dank, dass Sie sich für unser Produkt entschieden haben.
Alle unsere Produkte werden geprüft und unterliegen den Kontrollen unserer
Qualitätssicherung. Wir garantieren daher, dass unsere Produkte frei von Material- und
Herstellungsfehlern sind.
Bitte lesen Sie die Sicherheitshinweise unter 5.0, bevor Sie mit den Arbeiten beginnen,
sorgfältig durch.
Inhaltsverzeichnis :
1.0 Hinweise für Selbstbauer
1.1 Sie brauchen Hilfe ?
1.2 Hinweis
2.0 Lötanleitung
2.1 Lieferumfang und benötigtes Werkzeug
2.1.1 Lieferumfang
2.1.2 Benötigtes Werkzeug
2.2 Montage der Bauelemente
3.0 Funktionstest
3.1 Anschließen der Steuerkarte
3.2 Einstellung der EstlCam Software
3.3 Programmieren der Steuerkarte
3.4 Vorbereitung
3.5 Ein- und Ausgänge
3.6 Wechselrichter und HF Frässpindel
3.7 Testen der Driver Anschlüsse (optional)
4.0 Inbetriebnahme der fertigen Steuerkarte
4.1 Endschalter und induktive Sensoren
4.2 Schrittmotor Treiber-Modul
4.3 Schrittmotoren
4.4 Fräsmotor, zum Anschluss an 230VAC
4.5 Frequenzumrichter und HF-Spindel
4.6 Sensoreingang (SE) - Längensensor / Tastplatte
4.7 Fehlereingang (FE)
4.8 Ausgänge A1, A2 - Wasserpumpe und Laser
4.9 Anschluss an den Computer und Stromversorgung
5.0 Sicherheitshinweise
6.0 Gewährleistung und Garantie
7.0 Entsorgung
www.arduinoclub.de
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Inhaltszusammenfassung für Arduino AC-CNC-2S
- Seite 1 Betriebsanleitung Steuerkarte: AC-CNC-2S (REV03) Sehr geehrte Kunde, vielen Dank, dass Sie sich für unser Produkt entschieden haben. Alle unsere Produkte werden geprüft und unterliegen den Kontrollen unserer Qualitätssicherung. Wir garantieren daher, dass unsere Produkte frei von Material- und Herstellungsfehlern sind.
- Seite 2 1.0 Hinweise für Selbstbauer Steuerkarte: A C-CNC2017-2S (REV03) 1.1 Sie brauchen Hilfe? Sie haben sich für einen Bausatz entschieden. Haben Sie Fragen ? Senden Sie uns einfach eine E-Mail mit Ihrem Anliegen an: info@arduinoclub.de. Alles weitere klärt sich dann. 1.2 Hinweis Dieser Bausatz wurde, bevor er in Produktion ging, viele Male als Prototyp aufgebaut und getestet.
- Seite 3 2.2 Montage der Bauelemente Alle Bauteile sind auf der Oberseite der Platine angezeichnet. Gehen Sie nun wie folgt vor: S tecken Sie die zwei 15 poligen Buchsenleisten auf den Arduino Nano Abbildung 2.2.1 S etzen Sie alle Optokoppler und den Optokoppler LTV 846 (16 Beine) wie in ...
- Seite 4 Die Einbaurichtung ergibt sich aus dem Aufdruck der Platine und der Markierung auf den Chips. Abbildung 2.2.2 3. Setzen Sie nun alle Schraubklemmen wie in Abbildung 2.2.3 gezeigt auf die Platine und verlöten diese. Abbildung 2.2.3 4. Platzieren Sie nun die LED auf die Platine, achten Sie auf die Polung, das längere Beinchen der LED ist die Anode (+) und verlöten Sie diese.
- Seite 5 5. Setzen Sie nun den Kondensator auf die Platine, achten Sie auf die richtige Polung, und verlöten diesen. Abbildung 2.2.5 6. Stecken Sie nun den Arduino Nano zusammen mit den Buchsenleisten auf die Platine und verlöten diesen. Nach dem verlöten entfernen Sie bitte den Nano von der Platine.
- Seite 6 Abbildung 2.2.6 7. Platzieren Sie das Präzisionspotentiometer wie in Abbildung 2.2.7 dargestellt auf die Platine und verlöten es. Abbildung 2.2.7 8. Löten Sie nun bitte die vier einzelnen Stiftleisten wie abgebildet an dem DC-DC Wandler. Wenn Sie ein Breadboard besitzen können Sie dies zur Hilfe nehmen um die...
- Seite 7 Stifte gerade zu platzieren. Sollten die Lötstifte bereits eingelötet sein, können Sie mit Schritt 9 fortfahren. Abbildung 2.2.8 9. Setzen Sie nun den DC-DC Wandler wie in Abbildung 2.2.9 dargestellt auf die Platine, achten Sie auf die Polung/Eingänge und verlöten diesen. Abbildung 2.2.9 10.
- Seite 8 Steuerkarte: A C-CNC2017-2S (REV03) 3.1 Anschließen der Steuerkarte Steuerkarte anschließen: Stecken Sie den Arduino Nano nun auf die Steuerkarte. Steuerkarte mit 12-24VDC (Schraubklemme „24V IN“) versorgen. Achten Sie auf die richtige Polung. Steuerkarte mit Hilfe des USB-Kabels an den Computer anschließen.
- Seite 9 Siehe dazu Abbildung 3.5.1 weiter unten. 3.3 Programmieren der Steuerkarte Steuerkarte programmieren: Steuerkarte mit Hilfe der Estlcam Software programmieren. Reiter Grundeinstellungen: Betätigen Sie den Button „Arduino programmieren…“ 3.4 Vorbereitung Hilfsmittel: Sie benötigen ein Spannungsmessgerät und einen Durchgangsprüfer oder ein entsprechendes Multifunktionsmessgerät.
- Seite 10 3.5 Ein- und Ausgänge Testen der Eingänge (SE - Sensoreingang, FE - Fehlereingang, E1, E2, E3 - Eingänge für Endschalter ): In der Estlcam Software: Öffnen Sie „Einstellungen->CNC Steuerung->(Reiter) Eingänge“. Abbildung 3.5.1 Überbrücken Sie an den Schraubklemmen mit der Drahtbrücke jeweils den Endschalter 1, 2, 3;...
- Seite 11 Messen Sie, ob an den Schraubklemmen jeweils +5V anliegen. Testen der Ausgänge (A1, A2): In der Estlcam Software: Öffnen Sie „Ansicht->CNC Steuerung (F2)“. Schalten Sie die Kontrollkästchen, „Ausgang 1“ und „Ausgang 2“ ein. Abbildung 3.5.3 Abbildung 3.5.4 Wenn die Ausgänge ordnungsgemäß arbeiten, messen Sie +5V an den Ausgängen.
- Seite 12 Bei Problemen programmieren Sie die Steuerung neu, kontrollieren Sie die Einbaurichtung des LTV846 Chips. Messen Sie am Ausgang des DC-DC Wandlers die eingestellten +5V. Abbildung 3.5.5 Überprüfen Sie zusätzlich alle relevanten Lötverbindungen. Testen des Ausgangs (SpRel) Ausgang für Schaltrelais / Frässpindel: In der Estlcam Software: Öffnen Sie „Ansicht->CNC Steuerung (F2)“.
- Seite 13 Abbildung 3.5.7 Nun sollten Sie an der Schraubklemme SpRel, +5 Volt Messen. Bei Problemen verfahren Sie wie unter „Testen der Ausgänge(A1, A2)“ beschrieben. 3.6 Wechselrichter und HF Frässpindel Testen von FOR/DCM: In der Estlcam Software: Öffnen Sie „Ansicht->CNC Steuerung (F2)“. Betätigen Sie in der Steuerung das „play“...
- Seite 14 Einstellen und testen vom Ausgang 0-10V: In der Estlcam Software: Öffnen Sie „Ansicht->CNC Steuerung (F2)“. (siehe Abbildung 3.5.6) Stellen Sie neben „S:“ die Drehzahl auf das obere Drehzahllimit Ihrer Frässpindel z.B. 24000 rpm. Abbildung 3.5.9 Legen Sie ein Spannungsmessgerät an den Ausgang „0-10V“. Abbildung 3.5.10...
- Seite 15 Symbol erscheint nun in Rot. (siehe Abbildung 3.5.6) Abbildung 3.5.11 Drehen Sie mit einem Schraubendreher die Stellschraube des Präzisionspotentiometers (neben dem Arduino Nano) gegen den Uhrzeigersinn um die Spannung zu erhöhen oder mit dem Uhrzeigersinn um die Spannung zu verringern. Stellen Sie die Spannung auf +10.0V.
- Seite 16 3.7 Testen der Driver Anschlüsse (optional) Testen von DIR XYZ und Step XYZ mit Hilfe eines Oszilloskops: Dazu legen wir Tastkopf 1 an Dir X und GND und Tastkopf 2 an Step X und GND. Sollte Ihr Oszilloskop nur einen Tastkopf besitzen, können Sie die Messungen auch nacheinander durchführen.
- Seite 17 Je nach dem in welche Richtung Sie X verfahren ergeben sich wie in Abbildung 3.7.3 dargestellte Messwerte. STEP ist ein PWM Signal und DIR je nach Richtung Low (0V) oder High (5V). Abbildung 3.7.3 Nach dem o.a. Anschluss-Muster können Sie jede Achse testen. Natürlich lässt sich DIR auch mit einem Multimeter messen, mit einem Oszilloskop lässt sich das Zusammenspiel von Richtungswechsel und Verfahren der Achsen aber besser beobachten.
- Seite 18 4.0 Inbetriebnahme der fertigen Steuerkarte Die Inbetriebnahme der Steuerkarte beinhaltet ein Zusammenspiel von elektronischen Komponenten und Einstellungen in der Steuerungssoftware Ihrer Maschine, hier EstlCam. 4.1 Endschalter und Induktive Sensoren Abbildung 4.1.1 Die Steuerkarte ermöglicht den Anschluss von jeweils einem Endschalter oder induktivem Sensor an der X, Y und Z Achse.
- Seite 19 Es gibt bei Endschaltern zwei Typen NO und NC. NO = Normally Open. NC = Normally Closed. Ein NO Schalter ist im Normalzustand geöffnet. Bei Betätigung wird der Schalter geschlossen. Ein NC Schalter ist im Normalzustand geschlossen und wird bei Betätigung geöffnet.
- Seite 20 4.2 Schrittmotor Treiber-Modul Abbildung 4.2.3 Die Steuerkarte ermöglicht Ihnen den Anschluss von bis zu drei Schrittmotortreibern. Diese verbinden Ihre Steuerkarte mit den Schrittmotoren, und versorgen diese mit Strom. Die Treiber regeln die Laufrichtung und Geschwindigkeit der Schrittmotoren. Die Schrittmotor Treiber werden wie folgt angeschlossen: Variante 1 : Treiber versorgen sich aus Netzteil für die Motoren.
- Seite 21 Abbildung 4.2.4 Variante 2 : Treiber benötigen ein gesonderten 5V Stromanschluss Abbildung 4.2.5...
- Seite 22 4.3 Schrittmotoren Abbildung 4.3.1 Schrittmotoren treiben mit Hilfe von Gewindespindeln oder Zahnriemen Ihre Maschine an. Hier dargestellt eine Bi-Polare Motor Variante mit 4 Anschlüssen. Abbildung 4.3.2 Die Farben der Anschlussleitungen an den Schrittmotoren können sich je nach Hersteller oder Modell unterscheiden. Verfahren Sie zum Anschließen der Y und Z Motoren nach dem o.a.
- Seite 23 4.4 Fräsmotor, zum Anschluss an 230VAC Abbildung 4.4.1 Hier beschäftigen wir uns nun mit Fräsmotoren dessen Drehzahl nicht von der Steuerkarte geregelt wird. Diese verfügen meist über einen 230 Volt Wechselstrom Anschluss. Hier nun eine Möglichkeit diese über die Steuerkarte ein und aus zu schalten. Abbildung 4.4.2 Lassen Sie Ihren Fräsmotor von einer Elektrofachkraft anschließen, arbeiten an 230V sind lebensgefährlich!
- Seite 24 4.5 Frequenzumrichter und HF Spindel Abbildung 4.5.1 Anschlussbeispiel anhand eines Huanyang HY01D523B Frequenzumrichters. Abbildung 4.5.2...
- Seite 25 Bedenken Sie bitte, dass sich je nach Hersteller oder Modell die Bezeichnungen der Anschlussklemmen am Frequenzumrichter unterscheiden können. Ziehen Sie unbedingt die Dokumentation Ihres Frequenzumrichters zu Rate, bevor Sie das in Abbildung 4.5.2 gezeigte Beispiel übernehmen. Wir garantieren nicht, dass Ihr Frequenzumrichter mit der Steuerkarte kompatibel ist. Evtl.
- Seite 26 Folgendes Schaltbild zeigt den Betrieb einer Tastplatte und einem Werkzeuglängensensor im parallelen Betrieb. Abbildung 4.6.3 Sobald das Werkzeug den Werkzeuglängensensor oder die Tastplatte berührt, wird der Sensoreingang (SE) geschaltet. Wenn Sie eine Leitung am Gehäuse Ihrer Frässpindel anschließen, ist es wichtig, dass ein durchgehender Kontakt bis zum Werkzeug besteht.
- Seite 27 4.7 Fehlereingang Wird der Fehlereingang ausgelöst stoppt EstlCam die weitere Ausführung des laufenden G-Code Programms und verhindert, das manuelle Verfahren der Achsen über das Steuerungsfenster. Sie können den Fehlereingang benutzen, um z.B. eine Tür an der Einhausung der Maschine zu überwachen oder Ähnliches, dies aber immer in Verbindung mit einem regulärem Not Aus System.
- Seite 28 4.8 Ausgänge A1, A2 - Wasserpumpe und Laser Abbildung 4.8.1 Über die Ausgänge 1 und 2 haben Sie die Möglichkeit Geräte zu Schalten wie z.B. Kühlmittelpumpen oder einen Laser, die Anwendung ist so vielfältig, wie Sie Ideen haben. Öffnen Sie „Ansicht->CNC Steuerung (F2)“. Schalten Sie die Kontrollkästchen, „Ausgang 1“...
- Seite 29 In der folgenden schematischen Darstellung werden wir die Möglichkeit aufzeigen, eine Wasserpumpe und einen Laser zu schalten. Abbildung 4.8.3 Verwenden Sie ein Solid State Relais mit Nulldurchgangsschaltung, mechanische Relais können Störungen verursachen.
- Seite 30 4.9 Anschluss an den Computer und Stromversorgung USB-Verbindung Um die Steuerkarte mit dem Computer zu verbinden nutzen Sie ein möglichst kurzes gut abgeschirmtes USB-Kabel. Legen Sie das USB-Kabel nicht entlang stromführender Leitungen, diese strahlen elektromagnetische Felder aus, welche die Datenübertragung stören könnten.
- Seite 31 5.0 Sicherheitshinweise 1. Lesen Sie diese Betriebsanleitung sorgfältig durch, bevor Sie mit den Arbeiten beginnen. 2. Lassen Sie keine Bauteile unbeaufsichtigt., Sie können von Kindern oder Haustieren verschluckt werden. 3. Beim Löten wird mit sehr hohen Temperaturen gearbeitet, sorgen Sie dafür dass Ihr Arbeitsplatz frei von brennbaren Materialien ist.
- Seite 32 6.0 Gewährleistung und Garantie Es gilt die gesetzliche Gewährleistung. Garantiebestimmung für den Bausatz Auf den Bausatz gewähren wir 6 Monate Garantie. Die Garantie umfasst die kostenlose Behebung der Mängel, die nachweisbar auf die Verwendung nicht einwandfreien Materials oder Fabrikationsfehler zurückzuführen sind. Da wir keinen Einfluss auf den richtigen und sachgemäßen Aufbau haben, können wir aus verständlichen Gründen bei Bausätzen nur die Gewähr der Vollständigkeit und einwandfreien Beschaffenheit der Bauteile übernehmen.