СТАНОК С ЧПУ СВОИМИ РУКАМИ

Открытый проект

Прошивка Ардуино для станка с ЧПУ, драйверы DM420A, двигатели 17HS3404N

Краткое описание

  • Контроллер: Ардуино
  • Драйверы ШД: DM420A, TB6560A, EasyDriver, A4988, драйверы с управлением DIR/PUL (CW/CLK, DIR/STEP)
  • Шаговые двигатели: 17HS3404N, 17HS2408, 42HS40, двигатели в корпусе Nema
  • Назначение: лазерная гравировка / выжигание

Подробное описание

Прошивка для платы Ардуино написана на языке Processing в среде разработки Arduino 1.0.5 r2 в операционной системе Windows.
Эта прошивка предназначена для Arduino (Mega, UNO, Nano) и работает с 3-хосевым станком с ЧПУ. Можно использовать любые драйверы для управления шаговыми двигателями с двухконтактным контролем DIR/PUL (иногда CW/CLK соответственно), например драйверы шаговых двигателей DM420A или драйверы на микросхеме TB6560A. Используются любые подходящие шаговые двигатели, например 17HS3404N, 17HS2408, 42HS40, двигатели в корпусе Nema.
Прошивка может использоваться для лазерной гравировки изображений в градациях серого цвета.

Внимание! Теперь необходимо следить за тем, чтобы скорость передачи данных через COM-порт, установленная в прошивке, совпадала со скоростью, установленной в программе управления дешёвым станком с ЧПУ на Ардуино.

Строка в прошивке, в которой устанавливается скорость: Serial.begin(9600);
При несовпадении скоростей программа будет "залипать", а станок не будет подавать признаков жизни.

Исходный код прошивки Ардуино


int motorPins[3][2] = {{8,9},{10,11},{12, 13}};
int count;
int count2[3] = {0,0,0};
int delayTime = 500;
int val = 0;
int rot=0;
int incomingByte = 0;
int sign=1;
int s_p=40;

//Процедура настройки прошивки
void setup() {
int i;
Serial.begin(9600);  //Эта скорость должна совпадать со скоростью, установленной в программе

pinMode(2, OUTPUT);
for (i=0; i<3; i++) {
 for (count = 0; count < 2; count++) {
  pinMode(motorPins[i][count], OUTPUT); //установка режима работы цифровых pin'ов Ардуино
 }
}
delayTime=2000; //задержка между шагами по умолчанию
}

//Поворот двигателя с номерм sm на один шаг вперёд
void moveForward(int sm) {
digitalWrite(motorPins[sm][1], HIGH);
digitalWrite(motorPins[sm][0], HIGH);
digitalWrite(motorPins[sm][0], LOW);
}

//Поворот двигателя с номерм sm на один шаг назад
void moveBackward(int sm) {
digitalWrite(motorPins[sm][1], LOW);
digitalWrite(motorPins[sm][0], HIGH);
digitalWrite(motorPins[sm][0], LOW);
}

//Задержка в микосекундах
void delayMicros(long wt){
 unsigned long mls;
 unsigned int mks;

 mls=(unsigned long)(wt / 1000);
 mks=(unsigned int)(wt % 1000);
 if (mls>0) delay(mls);
 if (mks>0) delayMicroseconds(mks);
}

//Одновременный поворот двигателей 0, 1, 2 на x, y, z шагов соответственно
void MoveSM(long x, long y, long z) {
 long c[3], c2[3];
 double c1[3], d[3];
 long m, i;
 boolean flg;
 long ms;
 long d1, d2, d3, d4, t, dt;
 
 c[0] = x;
 c[1] = y;
 c[2] = z;
 
 m = 1;
 for (i=0; i<2; i++) {
  if (m < abs(c[i])) m = abs(c[i]);
 }
 
 for (i=0; i<2; i++) {
  c1[i] = 0;
  d[i] = 1.0 * c[i] / m;
  c2[i] = 0;
 }

 flg = false;
 for (i=0; i<2; i++) {
  if (abs(c1[i]) < abs(c[i])) flg=true;
 }
 t=m;
 if (z>0 && t>0) {
  if (z>=delayTime) {
   dt=z; d1=s_p; d2=1;
   d3=0;
   if (d1==d2) d4=z/2; else d4=z;       
  } else {
   dt=delayTime;
   d3=dt*s_p*(dt-z)/dt/2;
   d2=d3/dt;
   d1=s_p-d2;
   d3=d3-d2*dt;
   d2=d2+1;
   if (d1==d2) d4=dt/2-d3; else d4=dt-d3;
  }
 } else {
  dt=delayTime;
  d1=-1; d2=-1; d3=0; d4=0;
 }

 while (flg) {
  flg=false;
  for (i=0; i<2; i++) {
   if (abs(c1[i]) < abs(c[i]))
    c1[i] += d[i];
   if (abs(c1[i]) - abs(c2[i]) >= 0.5) {
    if (c[i]>0) {
    c2[i]++;
    moveForward(i);
    } else if (c[i]<0) {
    c2[i]--;
    moveBackward(i);
    }
   }
   if (abs(c1[i]) < abs(c[i])) flg=true;
  }
  if (z>0) {
   if (t==d1) {
    delayMicros(d3);
    digitalWrite(2, HIGH);
    delayMicros(d4);
   }
   if (t==d2) {
    delayMicros(d4);
    digitalWrite(2, LOW);
    delayMicros(d3);
   }
   if (t!=d1 && t!=d2) {
    delayMicros(dt);
   }
  } else {
   delayMicros(dt);
  }
  t--;
 }
}

//Основной цикл
void loop() {
if (Serial.available() > 0) { //Пришла команда
 long c[5]={0,0,0,0,0};
 int i;
 sign=1;
 i=0;
 incomingByte = Serial.read();
 while (incomingByte!=';') { //Читаем входящую строку, признак конца строки знак "точка с запятой"
  if (c[i]==0) {
  if (incomingByte=='-')
   sign=-1;
  }
  if (incomingByte==',') {
  c[i]*=sign;
  sign=1;
  i++;
  } else if (incomingByte>='0' && incomingByte<='9') {
  c[i]=c[i]*10+incomingByte-'0';
  }
  while (Serial.available() == 0) {
  delayMicroseconds(1);
  }
  incomingByte = Serial.read();
 }
 c[i]*=sign;
 if (c[3]>0) s_p=c[3]; //количество шагов на 1 пиксель
 if (c[4]>0) delayTime=c[4]; //количество шагов на 1 пиксель
 MoveSM(c[0],c[1],c[2]); //Вращаем двигатели на заданное число шагов
 Serial.println("OK"); //Отправляем компьютеру сообщение "OK", значит можно высылать новую команду
}
else
 delayMicroseconds(1); //Если ничего не пришло, ждём 1 микросекунду
}