Контроллер шагового двигателя на 3 оси

Типы 3-осевых шаговых контроллеров

3-осевой шаговый контроллер, также известный как контроллер трехфазного шагового двигателя, управляет и контролирует движение трех отдельных шаговых двигателей по трем различным осям. Устройство необходимо в станках с ЧПУ (ЧПУ), которые используют компьютеры для управления станками для резки различных материалов, таких как металлы, пластмассы и древесина, среди прочего. Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых контроллеров.

• USB-контроллер ЧПУ с 3 осями:

  USB-контроллер ЧПУ с 3 осями подключается непосредственно к компьютеру через USB-кабель. Его легко настроить и использовать как стандартное устройство "plug-and-play" без необходимости установки дополнительных драйверов. Контроллер управляет направлением подачи, функцией включения/выключения шпинделя и точкой начала/окончания резки для всех ЧПУ-фрезерных станков и фрезерных станков.

• Ручной контроллер ЧПУ с 3 осями:

  Ручной контроллер, также известный как ручной генератор импульсов (MPG), позволяет оператору вручную перемещать оси станка, вращая ручной контроллер. Это движение точное и дает оператору контроль над позиционированием заготовки или деталей станка. Таким образом, оператор может легко позиционировать режущий инструмент для выполнения желаемых резов на заготовке. Движения осей контроллера можно быстро программировать с помощью кнопок на ручном контроллере.

• Ethernet-контроллер ЧПУ с 3 осями:

  С соединением, которое обеспечивает повышенную скорость и производительность, Ethernet-контроллер взаимодействует с ЧПУ-станком через Ethernet-кабель. Устройство работает с различными типами ЧПУ-станков, такими как фрезерные, гравировальные и плазменные, среди прочего. Ethernet-кабель соединяет станок с компьютерной сетью, поэтому драйвер двигателя тесно связывает сигналы шага и направления.

• Беспроводной контроллер ЧПУ с 3 осями:

  Беспроводное устройство дает оператору больше свободы перемещения, чем проводное соединение. Оно позволяет оператору управлять движением ЧПУ-станка во всех направлениях по беспроводной связи. Контроллер совместим с различными типами ЧПУ-станков, используемых в различных отраслях промышленности. Его можно легко связать с другими беспроводными устройствами в этой области, такими как маршрутизаторы или точки доступа, для обеспечения бесперебойной работы и связи.

• Mach3-контроллер ЧПУ с 3 осями:

  Mach3 - это программный CNC-контроллер, который превращает компьютер в контроллер станка при добавлении звукового интерфейса. ПК управляет движением двигателей, подключенных к станку. В ЧПУ-фрезерных станках, фрезерах и токарных станках, где требуется точное и сложное движение, контроллер без труда справляется со всеми видами сложных резов, таких как круговые, резьбовые и боковые.

Технические характеристики и обслуживание

Некоторые технические характеристики 3-осевых шаговых контроллеров двигателей, которые следует отметить, включают напряжение, размер, поддержку USB и функции защиты.

• Напряжение: 3-осевой контроллер драйвера шагового двигателя работает в определенном диапазоне напряжений. При использовании правильного напряжения двигатель будет работать правильно. Однако использование напряжения за пределами заданного диапазона может привести к повреждению.
• Поддержка USB: многие 3-осевые шаговые контроллеры имеют поддержку USB. Это означает, что подключение устройства к другим устройствам, например к компьютеру, станет проще.
• Размер: 3-осевые шаговые контроллеры двигателей бывают разных размеров. Необходимый размер будет зависеть от размера станка и от того, что с ним нужно сделать.
• Защита: некоторые 3-осевые шаговые контроллеры двигателей имеют защиту от перегрузки по току или перенапряжения. Это предотвращает повреждение устройства и подключенных двигателей.

Правильное обслуживание 3-осевого контроллера драйвера шагового двигателя гарантирует его эффективную работу в течение длительного периода времени. Пользователи всегда должны отключать контроллер от источника питания перед началом технического обслуживания. Им также следует избегать скопления пыли, храня контроллер в чистой среде. Если требуется очистка, пользователи должны использовать мягкую сухую ткань. Им также следует регулярно осматривать детали контроллера, чтобы убедиться, что нет повреждений или ослабленных соединений, и устранять обнаруженные проблемы незамедлительно. Пользователи также должны использовать регуляторы напряжения, чтобы предотвратить повреждение от перенапряжения, и убедиться, что обновления микропрограммы устанавливаются в соответствии с рекомендациями производителей.

Области применения 3-осевого шагового контроллера

Области применения 3-осевого шагового контроллера двигателей обширны, поскольку ЧПУ-контроллеры используются во многих отраслях промышленности. Вот некоторые из этих областей применения:

• 3D-принтеры: Основным компонентом любого 3D-принтера является 3-осевой шаговый контроллер. Он управляет движением печатной головки, платформы и экструзии нити.
• Станки для гравировки материалов: Станок для гравировки материалов использует 3-осевой шаговый двигатель для управления движением гравера, чтобы он мог гравировать узоры на объектах из металла, стекла, дерева и т. д.
• ЧПУ-фрезерные станки: Фрезерный станок использует 3-осевой шаговый контроллер для точной резки и формовки материалов в соответствии с заданными спецификациями. Это происходит в направлениях X, Y и Z. Фрезерные станки работают с древесиной, пластиком, металлом и другими материалами.
• ЧПУ-резательные станки: Как и фрезерный станок, ЧПУ-резательный станок использует 3-осевой шаговый контроллер двигателя для точной резки материалов, таких как металл, акрил, древесина и т. д., в соответствии с заданными проектами и размерами с высокой точностью.
• Робототехника: 3-осевой шаговый контроллер двигателя играет огромную роль в робототехнике. Он управляет точным движением и позиционированием роботизированных рук и автоматизированных систем.
• Камерные платформы и стабилизаторы: 3-осевой шаговый контроллер двигателя используется в системах стабилизации камеры (стабилизаторах) и системах отслеживания камеры, чтобы обеспечить плавное и точное движение, а также точный контроль ориентации и позиционирования камеры.
• Станки лазерной резки: Станок лазерной резки использует 3-осевой шаговый двигатель для точной резки материалов с помощью мощного лазера в соответствии с точными узорами и формами. Шаговый двигатель обеспечивает точное и быстрое позиционирование лазера.
• Автоматизированные сборочные системы: Автоматизированные сборочные системы настроены для быстрой и точной сборки электронных устройств и компонентов. Обычно это автоматизированные системы, которые полагаются на компьютерное управление. Системы используют 3-осевой шаговый контроллер двигателя для точного позиционирования и перемещения компонентов во время процесса сборки.

Как выбрать 3-осевой шаговый контроллер

При выборе 3-осевого шагового контроллера двигателя важно понимать требования приложения. Выбор подходящего контроллера может повысить производительность и эффективность в предполагаемом применении.

• Совместимость с двигателем

  Проверьте характеристики шагового двигателя. Это включает в себя напряжение, ток и мощность. Затем выберите контроллер, который соответствует этим характеристикам. Несовместимый контроллер может привести к недостаточному приводу, перегреву или повреждению двигателя.

• Режим управления

  Выберите контроллер, который соответствует желаемому режиму управления. Однополярные двигатели работают с однополярным драйвером, а биполярные - с биполярным драйвером. Также учитывайте требования микрошагового режима. Микрошагование может улучшить плавность и точность, но может увеличить стоимость.

• Интерфейс связи

  Выберите контроллер с подходящим интерфейсом связи. Интерфейсы варьируются от простых параллельных входов до более сложных USB, RS-232 и Ethernet. Желательно иметь простую схему проводки и программное управление.

• Ток нагрузки

  Шаговые двигатели потребляют различный ток в зависимости от их размера. Малые двигатели потребляют около 500 мА, а большие - до 10 А. Убедитесь, что контроллер может справляться с полным током двигателя без проблем. Также учитывайте встроенные функции защиты. Это включает в себя отключение по перегрузке по току и тепловые предохранители для дополнительной безопасности.

• Подача питания

  Контроллеры подают различный уровень мощности на двигатели в зависимости от их конструкции и методов управления. Также учитываются активные и пассивные потери мощности драйвера, двигателя и системы. Выберите контроллер, который может подавать достаточную мощность для удовлетворения крутящего момента двигателя без снижения мощности.

• Размер и монтаж

  Учитывайте физический размер контроллера. Контроллеры доступны в различных размерах и формах, чтобы соответствовать различным областям применения. Выберите контроллер с размерами, которые идеально подойдут для корпуса или рабочей зоны. Кроме того, выберите контроллер, который поставляется с правильными монтажными отверстиями, чтобы обеспечить прочную установку.

• Стоимость

  Хотя производительность не должна быть ущерблена, важно учитывать стоимость. Контроллеры имеют разные цены в зависимости от функций, характеристик и количества. Чтобы уложиться в бюджет, выберите модель контроллера, которая предлагает необходимые функции по доступной цене.

Вопросы и ответы о 3-осевых шаговых контроллерах

Q1: Какое программное обеспечение используется для управления драйверами шаговых двигателей?

A1: Как правило, контроллеры драйверов шаговых двигателей можно управлять с помощью программного обеспечения Fusion 360. Однако другое программное обеспечение может помочь в преобразовании файла в G-код, который может считывать контроллер. Например, Arduino можно использовать для загрузки файлов G-кода. Кроме того, StepperDriver и GRBL можно использовать для непосредственного управления драйвером шагового двигателя. GRBL часто используется в 3-осевых контроллерах.

Q2: Сколько шагов у 3-осевого шагового двигателя?

A2: Как правило, шаговые двигатели двигаются с полным оборотом и дробными частями. Наиболее распространенный 3-осевой шаговый двигатель имеет модель полного шага 200 шагов на один оборот двигателя, что соответствует движению на 1,8 градуса на шаг. Существуют также микрошаговые двигатели с большим количеством шагов.

Q3: Имеют ли шаговые двигатели 1, 2 или 3 оси?

A3: Трехосевые шаговые двигатели также имеют одну центральную ось или ротор и две обмотки статора, расположенные под углом 90 градусов друг к другу, для создания магнитного поля, которое вращается вокруг центральной оси. Их часто используют в приложениях, где требуется вращение в одном направлении, таких как принтеры и камеры.

Q4: Каковы преимущества 3-осевых шаговых двигателей?

A4: Трехосевые шаговые двигатели предлагают множество преимуществ, таких как сохранение своего положения при включенном питании, что позволяет точно управлять скоростью, направлением и положением. Они также могут перемещаться в определенное положение без необходимости систем обратной связи, что снижает общую стоимость систем управления.