Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug CNC Steuerung mit integrierter Spindelsteuerung


von Michael S. (suttermichi)


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Hallo zusammen!

Ich habe von meinem Geschäft eine alte Bungard CNC Fräse geschenkt 
bekommen :) Die Mechanik ist noch tiptop in Ordnung, aber die Steuerung 
defekt, desshalb konnte ich die auch nach Hause nehmen ;)

Da die Steuerung aber noch mit der L297/L298 Methode angesteuert wird, 
auf der Steuerung zwei programmierte GALs sind und die Software noch 
unter DOS lief, möchte ich gleich eine neue Steuerung bauen.

Es ist eine Frässpindel mit automatischem Werkzeugwechsel per Luftdruck 
vorhanden.

Auf der Spindel stehen folgende Daten:

KaVo Elektrotechnisches Werk GmbH D-88299 Leutkirch i.A.
Typ: 4054 / Best.-Nr.: 674 3040 / F-Nr.: 621276G
max 50'000/min  140W  30V / 3 ~ 833Hz
Druck Werkzeugwechsel 5 - 6 bar
Made in Germany

Ich habe schon einige CNC Steuerungen gefunden, aber fast keine wo man 
auch die Spindeldrehzahl regeln kann, sondern nur einfach die Spindel 
ein/ausschalten per Relais.

Ausserdem bräuchte ich einen passenden Treiber für die Spindel, aber 
leider kenne ich mich in diesem Bereich überhaut nicht aus...

Ich suche also eine komplette CNC Steuerung, mit CNC Endstufen und 
Spindelsteuerung. Mit uC und USB Schnittstelle wäre nett, Paralellport 
sollte aber auch kein Problem sein!

Am liebsten einen Bausatz oder irgendwas wo man vorhandene Platinen 
verwenden kann ,da ich nicht zum ätzen eingerichtet bin. Löten ist 
allerdings kein problem ;)

Hier noch ein paar Bilder der Fräse: 
https://picasaweb.google.com/109481733352973504062/BungardCNCFrase?authkey=Gv1sRgCP_S0eGq2Yi-UA


Freundliche Grüsse aus der Schweiz und vielen Dank für eure Hilfe!!

Michi

: Verschoben durch Admin
von Realist (Gast)


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Schon mal bei Bungard gefragt, nach Ersatzteilen/Unterlagen?

Ich würde da erst mal die Reparatur versuchen.
Was geht denn bei der Maschine nicht?

Um eine komplett neue Steuerung einzubauen braucht man aber ein
bisschen mehr Kenntnisse und Erfahrung als löten zu können.

Daher schlage ich mal vor, erst mal mit den Lötkenntnissen einige
Lötstellen (vor allem die, wo Steckverbinder angeschlossen sind)
nach zu löten. Dann mal die Versorgungsspannungen überprüfen
(evtl. mal Elkos vom netzteil wechseln) und dann weiter sehen.

von Michael S. (suttermichi)


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Ja habe bei Bungard nachgefragt.

Allerdings sind die Steuerungen sauteuer, und ausserdem läuft die 
Software unter DOS und das ist ja wirklich nicht mehr sehr Zeitgemäss :p

Da ich keinen Rechner mit DOS habe kann ich auch nicht genau testen was 
nicht geht.

Unter http://www.burger-web.com/index.htm.de habe ich eine Steuerung 
gefunden, welche mir ziemlich gut gefällt.

Ich brächte aber noch eine Endstufe für meine Frässpindel...

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Nur mal so als GEdankeneinwurf:

Michael Sutter schrieb:
> Ich suche also eine komplette CNC Steuerung, mit CNC Endstufen und
> Spindelsteuerung. Mit uC und USB Schnittstelle wäre nett, Paralellport
> sollte aber auch kein Problem sein!

Also solche Steuerungen die das alles können (Spindelsteuerung muss ja 
nicht nur ein FU für die Drehzahl sein sondern auch noch den Wzw. 
ansteuern) sind leider sehr speziell und damit sehr sehr SEHR teuer.

Wenn du sagst das eine Wiederherstellung des Originalzustandes (rep.) 
der Steuerung nicht dein oberstes Interesse ist würde ich dennoch 
darüber nachdenken statt einer kompletten Steuerung als Fertiggerät den 
Weg gehen die Funktionsgruppen einzeln zu kaufen und dann selbst zu 
einer Steuerung zu vereinen. Evtl. unter Mitnutzung von bereits jetzt 
vorhandenen Teilen!
Das bietet vor allem auch den vorteil das du jetzt sehr günstig und 
schnell wieder leben in die für die LP Fertigung wirklich vorzügliche 
Fräse bringen kannst und bei gestiegenden Ansprüche nur den 
verbesserungswürdigen Teil neu kaufen musst.
Bei einem Komplettgerät musst du jetzt direkt viel Geld auf den Tisch 
legen und dann bei jedem Upgrade wieder, weshalb man auch nicht zu klein 
Anfangen sollte. Der Einzelkauf bietet sich damit wirklich an.

Also du schaust beispielsweise einmal nach einer 
Schrittmotorsteuerkarte...
Am günstigsten und Universellsten sind einfach die Steuererungen die 
noch mit Step/Dir (Parallelport!) angesteuert werden. BEi den 
Intelligenteren Steuerungen ist man schnell an bestimmte SW gebunden 
oder muss andere Einschränkungen in Kauf nehmen.

(So habe ich von meinem AG eine Fräse geschenkt bekommen die dort nie 
wirklich zufriedenstellend funktioniert hat. HAbe die USB µCKarte 
herausgeschmissen und durch eine Brigade Optokoppler ersetzt um die mit 
Parallelport anzusteuern, die Endstufen weiterverwendet. Seitdem läuft 
die wei eine 1!)

Aber es gibt auch schon wirklich gute Intelligente Steuerungen die auch 
noch bezahlbar sind!

Interessant wäre da jetzt zu wissen welche Anforderungen deine Motoren 
haben. Einfachste 3-4 Kanalsteuerungen (Step/dir) bekommt man aus China 
ja so ab 50 Euro. Die funktionieren durchaus, allerdings muss man in 
Kauf nehmen das man noch die eine oder andere Nacharbeit leisten muss.
Dazu braucht man noch ein gutes Netzteil falls das vorhandene nicht 
weiterverwendet werden kann!

Dann brauchst du für die Drehzahl der Fräse einen Frequenzumsetzer. Da 
kommt es dann noch etwas auf deine Anforderunen an. Reicht es dir das du 
die Drehzahl selbst einstellst und der PC die nur noch die Spindel 
Ein/Aus schaltet oder möchtest du das der PC selbst die Spindeldrehzahl 
steuert? (das zweite ist wieder schon eine Preisklasse höher) Bei den FU 
bin ich leider nicht wirklich im Thema da mein AG nur eine Kress-Spindel 
für die Fräse hatte.

Wie der Werkzeugwechsler angesteuert wird müsste man sehen, im 
einfachsten Fall ist da nur ein Magnetventil das einen Schaltimpuls 
bekommt.

Dazu ein selbstgefertigtes "BreakOutBoard" das die Galvanische Trennung 
vom PC und die Verteilung der Signale von den Endschaltern und zu den 
Funktionsbaugruppen übernimmt.

Das ganze in ein schönes Gehäuse (das vorhandene?) eingebaut und freuen!

Allerdings würde ich doch als oberste Priorität die Instandsetzugn der 
Ursteuerung ansterben. Du schreibst das diese wie L298/297 angesteuert 
wird. Damit meinst du doch vermutlich die "Step/Dir" ansteuerung die 
direkt vom Parallelport kommt. Das ist auch heute noch einfach das 
universellste und kein KO Kriterium. (Leider muss man aber auch sagen 
das PCs mit ParPort Onboard eine echte Seltenheit werden und neue Boards 
nur noch so wenige PCI Steckplätze haben das eine Einsteckkarte auch 
nicht immer in Frage kommt)

Falls der Fehler in einer einzelnen Funktionsgruppe liegt würde ich nur 
diese Funktionsgruppe selbst herausschmeissen und durch ein neuteil 
ersetzen. Also wenn beispielsweise der Stepperantrieb einen (für dich) 
unauffindbaren Fehler nur die Schrittmotorsteuerung lahmlegen und durch 
eine neue Karte ersetzt.
Falls der Fehler wo anders liegt (Netzsteil, FU, usw...)
sinngemäß mit dieser Stufe wie oben verfahren und den Rest 
weiterverwenden...

Gruß
Carsten

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Michael Sutter schrieb:
> Allerdings sind die Steuerungen sauteuer, und ausserdem läuft die
> Software unter DOS und das ist ja wirklich nicht mehr sehr Zeitgemäss :p
>
> Da ich keinen Rechner mit DOS habe kann ich auch nicht genau testen was
> nicht geht.

Wie oben im anderen Beitrag schon geschrieben:
Was meinst du genau mit "Ansteuerung wie L297/298" ?

Wie von mir vermutet die Ansteuerung mit den Signalen "Step & Dir", also 
pro Achse eine Leitung mit den Schrittsignalen und eine Leitung für die 
Bewegungsrichtung?

Wenn ja, dann kannst du mit JEDER Software die Steuerungen am 
Parallelport unterstützt arbeiten! Also beispielsweise MACH3 oder wie 
von mir verwendet das freie LINUXCNC (EMC2).

Also würde sowohl einem Test wie auch einem Weiterbetrieb mit moderner 
Software NICHTS im Wege stehen.

Gruß
Carsten

von Amateur (Gast)


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Ich würde auf jeden Fall die Reparatur vorziehen.

Die Kenntnisse hierfür benötigst Du auf jeden Fall, auch wenn Du im 
Moment einen "Neubau" ins Auge gefasst hast.

von Michael S. (suttermichi)


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Hmm ich dachte vorallem an einen kompletten Neubau, da mit der L298/L297 
Ansteuerung ja nur Halbschritt Ansteuerung möglich ist, und man bei 
heutigen Steuerungen praktisch immer mit 1/8 Schritt arbeitet.
Ich habe gelesen, dass die Schrittmotoren dadurch auch viel ruhiger 
laufen...

Für den Werkzeugwechsel ist einfach ein Magnetventil vorhanden. In der 
Spindel herrscht dann ich weiss nicht genau entweder ein unter- oder 
überdruck und das Werkzeug hält in der Spindel, bis das Ventil wieder 
öffnet/ schliesst.

Leider wird die Steuerung per RS232 angeschlossen. Was ja eine Serielle 
Schnittstelle ist. Auf der Eingangsplatine hat es dann einen 
programmierten GAL, welcher die Signale weiterverarbeitet. Was der macht 
weiss wohl leider nur der Programmierer :p

Ach ja noch zu den Schrittmotoren, es sind Unipolare mit 2A pro Phase.

Eine Drehzahlsteuerung per PC wäre schon vorteilhaft.

Gruss Michi

: Bearbeitet durch User
von Maulwurf (Gast)


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Hallo Michi,

> Hmm ich dachte vorallem an einen kompletten Neubau

Bitte nicht das Frickeln anfangen! Löse das Problem, indem Du Geld 
darauf wirfst. Spar Dir zur Not ein paar EUR über ein paar Monate. Du 
hast eine prima Fräse, bitte mach keine Käsefräse daraus, es sei denn, 
Dir geht es primär ums Frickeln.

von Realist (Gast)


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Wobei fraglich ist, ob man damit überhaupt vernünftig fräsen kann,
vor allem andere Materialien, als Leiterplattenmaterial.
CNC mit Zahnriemen haben da ihre Grenzen.

Michael Sutter schrieb:
> Eine Drehzahlsteuerung per PC wäre schon vorteilhaft.

Das muss ja auch erst mal die Software anbieten, wenn man
die nicht selber schreiben kann/will.

Michael Sutter schrieb:
> Leider wird die Steuerung per RS232 angeschlossen. Was ja eine Serielle
> Schnittstelle ist. Auf der Eingangsplatine hat es dann einen
> programmierten GAL, welcher die Signale weiterverarbeitet. Was der macht
> weiss wohl leider nur der Programmierer :p

Serielle Signale werden gewöhnlich von einem Uart-Baustein verarbeitet.
Ein GAL kann entweder als Dekoder zum ansprechen von div. Chips dienen
oder als Dongle um die Signale zu ver-/entschlüsseln, um die 
Wirtschafts-
interessen des Herstellers zu schützen.

Da wird man vermutlich ohnehin nicht drum rum kommen einen alten PC 
aufzutreiben der noch eine serielle Com-Schnittstelle hat.

von Uwe (Gast)


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Die Elektronik sieht doch sehr "reparabel" aus.
Nur das GAL, das EPROM bzw. Flash bzw. CPU sollten wie rohe Eier 
behandelt werden (wegen der Firmware).
Ein einigermaße nerfahrener Elektroniker hat das Ding in 1-2 Tagen 
wieder am laufen (je nachdem ob Ersatzteile vorhanden sind oder man 
tricksen muß).

von Michael S. (suttermichi)


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Also wie schon weiter oben erwähnt, habe ich auf dieser Seite hier eine 
passende Hardware gefunden. Auch die Steuerungssoftware sieht sehr gut 
aus. Man kann sogar automatische Werkzeugwechsel machen, und die 
Spindeldrehzahl per PWM oder analog von 0-10V steuern, je nach Bedarf...

--> http://www.burger-web.com/index.htm.de

Alles was ich nun eigentlich noch bräuchte wäre Steuerung für meine 
Spindel, mit der man die Drehzahl regeln kann.
In dem Gebiet kenne ich mich leider garnicht aus, aber es ist ein 
gewöhnlicher BLDC ( 3 Phasen Asynchronmotor) was ich weiss, nachdem ich 
den Hersteller um ein Datenblatt angefragt habe ;)

Ich habe mich vielleicht nicht ganz richtig ausgedrückt, bzw. das ganze 
etwas doof geschrieben im ersten Thread.
Eigentlich wäre diese Hard und Softwarelösung genau so was was ich suche 
und ich brauche einfach noch eine Schaltung um die Spindeldrehzahl mit 
PWM oder analog von 0-10V zu steuern.

Was meint ihr denn zu dieser Hardware?
Platinen bekommt man für ca. 80 Euro plus Bauteile. Aber dann hätte ich 
was vernünftiges für einen wie mir scheint sehr guten Preis...

Gruss Michi

von Carsten S. (dg3ycs)


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Michael Sutter schrieb:
> Hmm ich dachte vorallem an einen kompletten Neubau, da mit der L298/L297
> Ansteuerung ja nur Halbschritt Ansteuerung möglich ist, und man bei
> heutigen Steuerungen praktisch immer mit 1/8 Schritt arbeitet.
> Ich habe gelesen, dass die Schrittmotoren dadurch auch viel ruhiger
> laufen...

Viele heutige Steuerungen KÖNNEN mit 1/8 Schritt (und feiner) laufen, 
aber es ist längst nicht so das es auch wirklich überwiegend auch der 
der tatsächliche Betriebsfall ist.

Die größere Laufruhe ist richtig, allerdings geht das wohl meist mit 
einem Kraftverlust einher.

> Leider wird die Steuerung per RS232 angeschlossen. Was ja eine Serielle
> Schnittstelle ist. Auf der Eingangsplatine hat es dann einen
> programmierten GAL, welcher die Signale weiterverarbeitet.

RS232 Schnittstelle klingt schon einmal anders als Methode wie L297/298 
Ansteuerung... Vielleicht solltest du mal genau erklären was du damit 
meinst. (Oder sind vielleicht sogar tatsächlich diese Bausteine verbaut)
Wenn es aber nur darum geht das irgendwo im Gerät die Seriellen 
Datentelegramme in Step&Dir Signale umgewandelt werden die dann auf die 
Endstufen gehen, dann sagt das noch nichts über die mögliche 
Schrittweite aus. Der "step" Impuls bedeutet ja erst einmal 
"ein-kleinstmöglicher-schritt" Ob dies nun ein Vollschritt, 1/8 Schritt 
oder gar 1/256859 Schritt ist liegt einzig an der angesteuerten 
Treiberstufe!

Realist schrieb:
> Serielle Signale werden gewöhnlich von einem Uart-Baustein verarbeitet.
> Ein GAL kann entweder als Dekoder zum ansprechen von div. Chips dienen
> oder als Dongle um die Signale zu ver-/entschlüsseln, um die
> Wirtschafts interessen des Herstellers zu schützen.

Möglich, je nach größe des GALs könnte diese aber auch selbst teil der 
UART Schaltung sein...

Realist schrieb:
> Da wird man vermutlich ohnehin nicht drum rum kommen einen alten PC
> aufzutreiben der noch eine serielle Com-Schnittstelle hat.

Uwe schrieb:
> Die Elektronik sieht doch sehr "reparabel" aus.
> Nur das GAL, das EPROM bzw. Flash bzw. CPU sollten wie rohe Eier
> behandelt werden (wegen der Firmware).

Naja - ICh würde eher versuchen zu ermitteln wie die 
Schrittmotorsteuerung tatsächlich angesprochen werden und dann die 
vorhandene "Intelligenz" durch etwas eigenes Ersetzen. Im Einfachsten 
Fall durch Optokoppler und ggf. Bustreiber um einen PC mit Paralleler 
Schnittstelle anzubinden.
Damit geht dann so gut wie jede moderne Software so lange der PC einen 
Parallelport hat! (Onboard oder als PCI einsteckkarte)

Gruß
Carsten

P.S.: Grundsätzlich würde ich aber auch eine Reparatur an erster Stelle 
setzen. Es spricht ja nichts dagegen das man nach dem die Fräse dann 
läuft immer noch weiter aufrüstet. Aber besser erst mal für wenige Euros 
wieder vernüftig Leben in die Bude bringen und dann ganz gelassen in 
Ruhe für wirklich gute Komponennten sparen oder mit der gewissheit der 
Rückfallebene selbst am Bau versuchen, als irgendwas übers Knie zu 
brechen damit die Fräse nicht Monatelang unbenutzbar da steht und einem 
das unter den Fingern kribbelt.

Falls Komplettreparatur nicht möglich dann zumindest die weitgehende 
Nutzung der bestehenden Komponennten.

von Uwe (Gast)


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> aber es ist ein gewöhnlicher BLDC

> ( 3 Phasen Asynchronmotor)

ein BLDC ist aber ein Synchronmotor.
Ein Synchronmotor braucht eine aktive Drehzahlregelung, ein 
Asynchronmotor macht das von alleine (kann aber zusätzlich gesteuert 
werden).
Selbermachen :
http://www.mikrocontroller.net/articles/Brushless-Controller_f%FCr_Modellbaumotoren

Kaufen:
http://www.mocontronic.de/de/katalog/motorsteuerungen/TMCM-171
414€

oder Frickeln und versuchen nen Modelbau BLDC-Regler so hinzubasteln das 
er die Spannung aushält.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Michael Sutter schrieb:
> Was meint ihr denn zu dieser Hardware?
> Platinen bekommt man für ca. 80 Euro plus Bauteile. Aber dann hätte ich
> was vernünftiges für einen wie mir scheint sehr guten Preis...

Welche Hardware meinst du?
Auf der Seite ist verschiedenes angegeben. Für 80Euro plus Bauteile 
finde ich da nichts, einmal mit 70 Euro udn einmal für 90Euro scheinbar 
mit Bauteilen.

Diese KArten sind aber nur die Controllerkarten!
Dazu musst du noch die Endstufen aufbauen. Die Karte ist nur ein 
Bruchteil der Miete und dazu noch quasi rein Optional...

Mit einer solchen Kontrollerkarte kann man über USB dann dasselbe machen 
wie über Parallelport plus Optokoppler (Wobei man die OK nicht zwingend 
braucht, aber es reduziert die Gefahr von Schäden am PC bei elektrischen 
Fehlern)

Es spricht nichts dagegen so eine Controllerkarte zu verwenden um die 
digitale Logik deiner bestehenden Steuerung zu ersetzen. Besonders wenn 
bereits die vorhandenen Module mit Step/Dir funktionieren.

ABER Zuerst musst du den rest der Schaltung am Laufen haben. Also ich 
würde trotzdem zuerst mal versuchen das ganze an einem Parallelport am 
laufen zu haben. Die dafür notwendige Schaltung kannst du problemlos auf 
Lochraster aufbauen, materialwert 5 Euro. Und wenn das läuft kannst du 
diese kleine Lochrasterplatine durch die verlinkte Steuerung ersetzen...

Michael Sutter schrieb:
> Eigentlich wäre diese Hard und Softwarelösung genau so was was ich suche
> und ich brauche einfach noch eine Schaltung um die Spindeldrehzahl mit
> PWM oder analog von 0-10V zu steuern.

Einen solchen Frequenzumsetzer zu bauen ist nicht ganz so trivial, 
besonders bei den Daten solcher Spindeln.
Und wie geschrieben hast du vermutlich ja sogar schon so etwas in deiner 
Steuerung drin. Falls nicht genau in dieser Einheit ein schwerer Fehler 
vorliegt müsstest du dir nur noch gedanken machen wie du das PWM Signal 
vom PC in die Stellgröße (0-10V -oder was auch immer Bungard als 
Stellgröße verwendet) umwandelst.

Gruß
Carsten

von Michael S. (suttermichi)


Angehängte Dateien:

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Hmm also dann sollte ich mir das mit der Reparatur doch nochmals genauer 
ansehen...

Ich habe zum Glück einen Ordner mit den Schemas der Steuerung zur Fräse 
dazubekommen. Ich werde jetzt einfach mal die 3 wichtigsten Schemas hier 
anhängen (auf den restlichen sind noch Verbindungen mit der Maschine und 
der Bohrbruchsensor).

Wie gesagt, was der GAL genau mit den Daten die per RS232 kommen macht, 
ist wahrscheinlich fast unmöglich herauszufinden.
Und in der Spindelsteuerung ist ebenfalls nochmals ein GAL drinnen.

Die Steuerung ist folgendermassen aufgebaut:

PC - (RS232) -> Hautpkarte -> 3x Endstufen (L298/297) für X,Y,Z
                           -> Spindelsteuerung

Gruss Michi

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

also ich habe in die Schaltpläne mal hereingeklickt...

Meine Empfehlung ist:
Den mit "Schema_Steuerung" bezeichneten Teil (Hauptkarte) zu entfernen 
und durch etwas eigenes Ersetzen. Das kann (und sollte) zum anfang 
einfach eine Brigade Optokoppler +Bustreiber sein, später könnte man 
dann auch die von dir weiter oben verlinkte Steuerung dafür nehmen wenn 
man will...
Aber erst einmal so loslegen.

Dann als ersten Schritt prüfen ob das Netzteil alle Spannungen liefert. 
FAlls sich da schon der Fehler findet um so besser, da sollte dann das 
kleinste Problem sein. Wenn alle Spannungen da sind kann man die 
einzelnen Schrittmotorkarten ja problemlos testen:

Auf Vref muss du ca. 1,5V geben (Laut Schaltplan steuerung 1,56V...) für 
den Test auch weniger. Nur mehr sollte es nicht sein, sonst könntest du 
die Motoren überlasten.

(Falls von Interesse: Die Erzeugung der Referenzspannung ist auf dem 
Schaltplan der Steuerung unten Links zu sehen, Die Widerstände R13 bis 
R25 und die Transistoren T4 bis T6. Jeweils dreimal dieselbe Schaltung, 
pro Achse einmal. Dort wird mit dem Spannungsteiler die zulässige 
Maximalleistung für den Motor eingestellt, mit den Transistoren wird bei 
einem HI auf den Signalen Cx, Cz, Cy, die Referenzspannung deutlich auf 
nahe Null herabgesenkt so das der Motor praktisch keine Leistung mehr 
hat.
Dies ist vermutlich für den Fehlerfall (endschalter) vorgesehen. Später 
könntest du eine ähnliche Schaltung ja nachbauen)

Auf ENA und RESET gibst du +5V, auf Half/Full ist für den Test egal ob 
Hi oder Lo, und DIR legst du für den Anfang auch auf Hi oder Lo, das 
sollte aber umschaltbar sein.
Bestriesbspannung und die 35V sollten vom Netzteil kommen...

Liegen diese Spannungen an kannst du mittels Taster o.ä. kurze 5V 
Impulse auf die CLK/STEP Leitung legen. Für jeden Impuls muss der Motor 
einen Schritt machen. ISt das erfolgreich schaltest du den Pegel an DIR 
um, dann muss der Motor in die andere Richtuing laufen.

Das dann für alle drei Karten und du weisst diese sind in Ordnung.

Zur Spindelsteuerung schreibe ich sofort noch etwas...

Gruß
Carsten

von Carsten S. (dg3ycs)


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Zur Spindelsteuerung:

Falls die Spindelsteuerung noch funktioniert müsste man die auch 
Problemlos weiterverwenden können. Die bekommt als generelle 
Steuersignale einmal das STOP signal welches wohl die Spindel anhält 
wenn nicht benötigt und das Errorsignal welches im Fehlerfall wohl 
ebenfalls die Funktion der Spindel anhält.
Als Ausgangssignal gibt die selber auch ein Fehlersignal /Fault aus, das 
wohl LO wird wenn in der Schaltung selber etwas schief läuft bzw. die 
Überstromschutzschaltung anschlägt.

Neben diesen Drei Steuersignalen sind dann scheinbar nur noch die 
Stellsignale für die Drehzahl vorhanden die wohl Parallel eingestellt 
wird.
Das GAL verknüpft diese ganzen Signale und gibt dann das Drehzahlsignal 
über den ULN2803 auf einen sehr hochohmigen R2R DA Wandler der daraus 
eine Analogspannung macht.
Diese Analogspannung geht auf den CD4046 bei dem es sich um einen PLL 
Baustein mit integrierten VCO handelt. Da allerdings der PLL Teil nicht 
beschaltet ist wird nur der VCO verwendet. Dieser erzeugt eine Frequenz 
die von der erzeugten Analogspannung abhägt, je höher die Spannung um so 
höher die Ausgangsfrequenz.
Das Ausgangssignal dient dann als Clk für einen Flipflopbaustein mit dem 
dann die 6 Stellsignale für Endstufe bestehen aus drei Halbbrücken (je 
Spule 1) erzeugt werden.
Dabei ist es so das durch die Beschaltung des FlipFlopbausteins feste 
Bitfolge immer wieder abgefahren wird, nur die Geschwindigkeit der 
Zustandswechsel variiert mit Clockfrequenz.

Da -wenn ich das gerade richtig im Kopf habe- die meisten CNC Programme 
heute die Stellgröße für die Spindeldrehzahl in PWM ausgeben ist die 
Parallele Adressierung im ersten Moment scheinbar ein Problem. Aber es 
wäre möglich den internen DA Wandler stillzulegen und stattdessen über 
einen Tiefpassfilter +OP in Verstärkerschaltung selber eine passende 
Analogspannugn auf den CD4046 zu geben.

Aber dies würde ich nur dann -wirklich nur dann- machen wenn tatsächlich 
der GAL defekt sein sollt. In JEDEM anderen Fall würde ich die 
Spindelsteuerung einfach reparieren (MitSchaltplan bei diesem Aufbau 
überhaupt kein Problem) und im Originalzustand erhalten.
Falls du dich ein wenige mit µC auskennst ist es nur ein NAchmittag 
Arbeit eine µC Schaltung aufzubauen die das PWM signal auswertet 
-entweder nach Filterung über AD Wandler, oder direkt durch Auswertung 
des Tastgrades- und daraus das Parallele Stellsignal macht.

Falls du über eine USB Steuerung arbeitest kann -je nach Software- 
natürlich auch der Zwischenschritt PWM und Auswertung entfallen und du 
sendest den einzustellenden Wert direkt an den µC- Von der Hardware und 
Firmwareseite einfach, die Frage ist nur wie sieht es bei der PC 
software aus...

Soweit fürs erste mal als Anregung und Hilfe für die Fehlersuche (grobe 
Funktionsbeschreibung).

Gruß
Carsten

von Michael S. (suttermichi)


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Vielen Dank für deine Ausführliche Antwort Carsten!!

Ich werde morgen mal die Schrittmotorkarten testen. Können da die 
Schrittmotoren ev. kaputt gehen, falls die Endstufen defekt sind, oder 
kann ich das bedenkenlos testen?

Zur Frässpindel, ich werde mir deine Beschreibung morgen mal Anhand des 
Schemas anschauen, und schauen ob ich die Schaltung verstehe ;)

Carsten Sch. schrieb:
> Falls du über eine USB Steuerung arbeitest kann -je nach Software-
> natürlich auch der Zwischenschritt PWM und Auswertung entfallen und du
> sendest den einzustellenden Wert direkt an den µC- Von der Hardware und
> Firmwareseite einfach, die Frage ist nur wie sieht es bei der PC
> software aus...

Wie meinst du das genau mit der Software? Meinst du hier die Software, 
welche ursprünglich die Fräse steuerte (die läuft unter DOS), oder eine 
Software welche man nacher verwenden könnte?

Gruss und Danke!!

Michi

von Michael S. (suttermichi)


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Ah und noch zum Thema Parallelport. Ich habe in meine Hobbyraum noch 
einen alten PC stehen mit Parallelport. Den könnte ich locker als 
Fräsen-PC verwenden ohne andere Sachen darauf machen zu müssen ;)

Carsten Sch. schrieb:
> Interessant wäre da jetzt zu wissen welche Anforderungen deine Motoren
> haben. Einfachste 3-4 Kanalsteuerungen (Step/dir) bekommt man aus China
> ja so ab 50 Euro. Die funktionieren durchaus, allerdings muss man in
> Kauf nehmen das man noch die eine oder andere Nacharbeit leisten muss.
> Dazu braucht man noch ein gutes Netzteil falls das vorhandene nicht
> weiterverwendet werden kann!

Ich habe mir vor einiger Zeit mal so eine 3 Achs CNC Ansteuerungsplatine 
auf ebay gekauft. Habe die aber nicht mit der MAch3 Software welche 
dabei war zum laufen bekommen. Allerdings lag das an den falschen 
Einstellungen (die Pins vom Parallelport waren in Mach3 nicht richtig 
zugeordnet).
Auf jeden Fall hat sich danach der Schrittmotor bewegt, als ich ein par 
Zeilen G Code ausgeführt habe.

Die China Steuerung habe ich aber nur so zum ausprobieren, bastelen mal 
aus neugierde bestellt, da ich im Vorfeld schon auf einigen Seiten 
gelesen habe dass diese Dinger nur bedingt funktionieren.

Es ist aber im Moment dass schleuste, die bestehende Steuerung probieren 
zu reparieren. Wie ich aus euchen Antworten entnehmen kann ;)

Gruss

Michi

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Die Drehzahlsteuerung von Frässpindeln ist bei WinPCNC und Mach3 doch 
schon lange gang und gäbe. Man benötigt halt eine Interface-Karte, die 
aus dem von der Software ausgegebenen PWM-Signal ein Analogsignal mit 
0-10V oder 0-5V macht. In der Regel verstärkt so ein Interface auch noch 
die Takt-Richtungssignale, so dass man die Optokoppler-Eingänge 
beliebiger Schrittmotorendstufen damit treiben kann.

Sowas bekommst du bei mir fertig für 55 EUR brutto, und zwar incl. der 
Signalaufbereitung für 4 Schrittmotorachsen, Endschaltereingänge und 
zusätzlichen Relais [1].

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] 
http://www.mechapro.de/shop/Sonstige-Schaltungen/Schrittmotor-Interface-II::171.html

von Realist (Gast)


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Michael Sutter schrieb:
> Wie gesagt, was der GAL genau mit den Daten die per RS232 kommen macht,
> ist wahrscheinlich fast unmöglich herauszufinden.

Ist so nicht nachvollziehbar. Der 20V8 ist anscheinend für die 
Spindeldrehzahlsteuerung zuständig.

> Und in der Spindelsteuerung ist ebenfalls nochmals ein GAL drinnen.

Meinst du den S95A/IF1 (IC9)? Leider hat googlen mit dieser Bezeichnung 
nichts gebracht, aber ich vermute, dass es sich dabei um eine Art Uart 
handelt.
Könnte ein PAL-Baustein sein. Also das gleiche Firmwareproblem, nur 
etwas
anders gelöst. Wenn das Teil defekt ist, sehe ich schwarz.

Praktisch könnte man mit einem Zähler und einer Reihe LEDs
(mit Vorwiderständen) sich die Wahrheitstabelle mal durchspielen
lassen. Gegen Auslesen werden die Chips wohl gesperrt sein.

Bezgl. der PC-Software schon mal die Downloads von der Bungard-Webseite
probiert?

von Michael S. (suttermichi)


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Realist schrieb:
> Bezgl. der PC-Software schon mal die Downloads von der Bungard-Webseite
> probiert?

Das ist ein guter Tipp!
Habe die Software ausprobiert, ich weis allerdings nicht ob diese 
Software die Steuerung gleich ansteuert wie die alte Software unter DOS.

Die RS232 Kabelverbindung würde jedenfalls passen.

Ich habe die Steuerung ausprobiert, aber leider erkennt sie die 
Frässteuerung nicht. (Meldung-> keine Fräse vorhanden)

Carsten Sch. schrieb:
> Auf ENA und RESET gibst du +5V, auf Half/Full ist für den Test egal ob
> Hi oder Lo, und DIR legst du für den Anfang auch auf Hi oder Lo, das
> sollte aber umschaltbar sein.
> Bestriesbspannung und die 35V sollten vom Netzteil kommen...

Ich habe ausserdem die Schrittmotorkarten getestet. Bei zwei 
verschiedenen Achsen hat es allerdings die Sicherung im 35V Kreis 
herausgehauen, als ich Enable mit 5V verbunden habe. Ich habe extra alle 
anderen Karten entfernt und nur die zu testende Karte an die 
Spannungsversorgung der Steuerung angeschlossen! Ziemlich komisch...

Weil ich mir dachte dass das doch nicht sein kann, habe ich die 
Schaltung mal auf einem Steckbrett aufgebaut,mein Labornetzteil als 
Spannungsversorgung genommen (30V / 2A) und einen Funktionsgenerator um 
das Taktsignal zu erzeugen.
Bei der Z Achse hat sich dann der Schrittmotor auch tatsächlich bewegt 
:) Es sind zwar nur etwa 200mA geflossen...

Allerdings machten die X und Y Achse keinen Wank.
Kann es sein dass hier irgendwo noch eine Strombegrenzung drinnen ist, 
und dass die Schrittmotoren mehr Strom benötigen um sich zu bewegen 
(wäre verständlich, da sie ja auch den ganzen Tisch hin und her schieben 
müssen -> mehr Gewicht)?

Oder kann es sein dass die Schrittmotoren kaputt sind??
Kann man einen Schrittmotor überhaut tot kriegen?

Gruss

Michi

von Uwe (Gast)


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> Oder kann es sein dass die Schrittmotoren kaputt sind??
Kannst ja mal gucken was der Schrittmotor so an Widerständen zeigt.
Also die Beiden Phasen dann die Phase zueinander und jeder Anschluß zu 
Motorgehäuse.Wenn das geklärt ist kann man im Betrieb gucken was an den 
Schrittmotoranschlüssen passiert (mit Oszi).

von Uwe (Gast)


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Es ist sicher einfach da einen ersatz Schrittmotor zu bekommen.

von Michael S. (suttermichi)


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Habe die Phasen ausgemessen. Sie haben alle ca. 1.7 Ohm das sollte also 
gut sein, und die Schrittmotoren noch funktionieren.

Ich habe auch den Fehler entdeckt. Ich habe einen Fehler bei der 
Anschlussbelegung der Kabel gemacht.
Die Mechanik funktioniert also einwandfrei, alle 3 Achsen bewegen sich 
in beide Richtungen ;)

Allerdings habe ich jetzt zum testen meine Schaltung auf dem Steckbrett 
genommen. Was mit den Endstufenkarten der Steuerung los ist, weis ich 
noch nicht so recht :S


Gruss Michi

: Bearbeitet durch User
von Realist (Gast)


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Michael Sutter schrieb:
> Ich habe die Steuerung ausprobiert, aber leider erkennt sie die
> Frässteuerung nicht. (Meldung-> keine Fräse vorhanden)

Dann würde ich mal den Support von Bungard befragen. Du bist
legaler Besitzer der Maschine und darfst auch Fragen stellen.

Michael Sutter schrieb:
> Ziemlich komisch...

Gar nicht so komisch, wenn du Karten, die untereinander zusammen
arbeiten sollen, dann mit offenen Eingängen laufen lässt. Das geht
manchmal schief wenn der Hersteller keine Gegenmaßnahmen eingebaut
hat. Alle Eingänge (vor allem bei CMOS) müssen einen definierten
Pegel haben bzw. müssen beschaltet sein. Ich bin nicht sicher, aber
die L2...Bausteine müssen glaube ich dynamisch gepulst werden.
Wenn die Endstufe statisch durchsteuert wird, wäre es durchaus
möglich, das die ruck-zuck durchbrennt.

Wenn eine Sicherung flitzt, kann auch ein Kurzschluss die Ursache
sein. Die Dioden in der Endstufe (ohne angeschlossenen Motor)
würde ich mal durch messen.

Um in so einem Baugruppenträger messen zu können, sollte man eine
Adapterkarte benutzen, damit man da besser ran kommt, schon um
keine undefinierten Zustände in der Schaltung zu haben.

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