Témou príspevku je analýza možností riadenia CNC strojov, ktoré používajú krokové motory. Pre menšie obrábacie stroje, ako napríklad gravírovacie frézovačky, je pohon suportov pomocou krokových motorov vhodnou voľbou, nakoľko existuje množstvo programov, ktoré ponúkajú komfortné ovládanie.
Praktická časť práce bola zameraná na návrh experimentálneho modelu výrobného stroja – CNC gravírovacia frézovačka, ktorý bude riadený s požadovanou presnosťou v troch osiach. Riadenie prostredníctvom bezdrôtovej technológie bolo realizované pomocou protokolu VPN v sieti Wi-Fi.
METODIKA RIADENIA
Na obr. 1 sa nachádza bloková schéma riadenia CNC modelu. Operátor výrobného stroja (obr. 1_1) obsluhuje riadiaci PC (obr. 1_2), ktorý je spojený s riadeným PC (obr. 1_3) cez VPN protokol v sieti Wi-Fi. Riadený PC je spojený s krokovými motormi pomocou riadiacej dosky TB6560 (obr. 1_4). CNC frézovačka (obr. 1_5) gravíruje tvary vo formáte 2D (obr. 1_6) alebo 3D do rôznych materiálov (drevo, plast, hliník). Prenosová rýchlosť informácie z riadiaceho PC na riadený PC závisí od rôznych faktorov, ako napríklad vzdialenosť medzi počítačmi, elektromagnetické rušenie, vyťaženosť CPU na riadiacom PC a pod.
KONŠTRUKCIA CNC FRÉZOVAČKY
Na rám stroja boli použité drevotrieskové laminované dosky DTDL s hrúbkou 16 mm, ktoré sa po opracovaní spájali vrutmi a lepidlom Patex, z dôvodu vyššej tuhosti rámu. Konštrukcia bola realizovaná modulárne, z troch samostatných celkov, ktoré sa skladajú z rámu, lineárneho vedenia a závitovej tyče. Na pohon vretena bol použitý DC komutátorový motor. Na obr. 2 môžeme vidieť model v programe a hotový model počas frézovania vyrobených kusov (vpravo dole).
ELEKTRONICKÉ ZAPOJENIE CNC FRÉZOVAČKY
Na napájanie krokových motorov a drivera bol použitý zdroj s hodnotou 24 V, max. 15 A. Na riadenie krokových motorov bol zakúpený ovládač TB6560 (obr. 3), ktorý je spojený s PC pomocou LPT portu. Je určený na pohon najviac troch osí na rôznych CNC strojoch. Ako napríklad: frézky, gravírky, sústruhy, rezačky polystyrénu, automatické vŕtačky a pod.
RIADENIE CNC FRÉZOVAČKY
Na riadenie bol použitý program Mach3 (obr. 4), ktorý je kompatibilný s ovládačom krokových motorov TB6560. Riadený počítač, na ktorom beží program Mach3, je nutné pripojiť k Wi-Fi routru a vytvoriť Acces point v sieti Wi-Fi. Prostredníctvom AP pripojenia je možné nastaviť protokol VPN umožňujúci vzdialenú správu riadiaceho počítača. Na rovnakú Wi-Fi sieť sa pripojí notebook, ktorý je diaľkovým ovládačom.
Na riadenie použijeme program UltraVNC a RealVNC, ktoré sú freeware a verejne dostupné na internete. V programe sa zadáva IP adresa riadeného PC, kvalita obrazového prenosu a šifrovanie.
VÝSLEDKY PRÁCE
Výsledkom práce je návrh a realizácia experimentálneho modelu výrobného stroja – CNC gravírovacia frézovačka. Návrh elektronického zapojenia krokových motorov spolu s riadiacim programom Mach3. Súčasťou práce je výkresová dokumentácia, podľa ktorej boli použité diely v experimentálnom modeli vyrobené. Riadenie s využitím Wi-Fi siete bolo realizované pomocou protokolu VPN, ktorý umožňuje prenášať v „real-time“ obrazový prenos a dokáže tak vzdialene ovládať PC, ktorý riadi experimentálny výrobný stroj.
LITERATÚRA
[1] ZANDL, P.: 2003. Bezdrátové síte WiFi. Praha: Computer Press, 2003. 204 s. ISBN 80-7226-63-22
[2] Toshiba TB6560. 2005. User Guidefor 4 axis TB6560 driverboard [online]. Taiwan: Tchaj-pej, 2005. 13 s. [cit. 25.11.2014]. Dostupné na internete:
[3] Mach3. 2008. Užívateľský manuál k programu Mach3 [online]. Česká republika: Praha, 2008. 116 s. [cit. 25.11.2014]. Dostupné na internete:
[4] UltraVNC. 2008. UltraVNC – server and viewer [online]. [cit. 25.11.2014]. Dostupné na internete:
TEXT/FOTO ROMUALD MOZDÍK, FAKULTA ENVIRONMENTÁLNEJ A VÝROBNEJ TECHNIKY, KATEDRA RIADENIA STROJOV A AUTOMATIZAČNEJ TECHNIKY, TU ZVOLEN
Práca bola realizovaná pod vedením doc. Ing. Ľubomíra Naščáka, CSc., na katedre riadenia strojov a automatizačnej techniky.
