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Autor Tema: SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.  (Leído 1776 veces)

Desconectado Valen

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SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« en: 01 Julio 2019, 12:05 »
Caja CNC tres ejes.

Vendo esta caja CNC que monté con componentes de primera calidad, pero que ya casi no uso:

-Estado: Casi nueva.
-Precio: 850€. Gastos de envío aparte, aunque se recomienda recogida en mano.
-Ubicación del articulo: Madrid ciudad.









Características:
Para uso con Mach3, ideal para fresadora BF20 o torno de mecanizado Optimum, etc.
Movimientos muy suaves y silenciosos. Totalmente testeado y preparado para su uso.

Está construido con componentes de primera calidad:

Fuente Traco Power, Tensión 24V dc, Corriente 6.3A:   100€
https://es.rs-online.com/web/p/products/4342803/

Fuente Traco Power 15W, Tensión 5V dc, Corriente 3A:    34€
https://es.rs-online.com/web/p/fuentes-de-alimentacion-de-modo-conmutado-smps-integradas/7066246/

Conexión a Mach3 ó Mach4 mediante cable USB al PC, marca Smooth Stepper: 190€
https://cnc-robotica.com/es/interfaces/135-smooth-stepper-ethernet.html?search_query=smooth+stepper&results=3

Tres etapas de potencia para los motores paso a paso: 75*3€ * 3 = 225€
Modelo usado: DMD522, cada módulo es capaz de proporcionar hasta 4,2 Amperios.
https://www.cncshop.at/Schrittmotor-Endstufe-MSD542
Descarga del manual:
https://1drv.ms/b/s!AhT-j3GeVZzjgpx9qjWYrVsgCsdhSg?e=VX77Ul

Placa breakout completa UNIPORT V2:  45€
https://diycnc.ecwid.com/UNIPORT-V3-p125423658

Caja de instrumentación, calidad profesional, en ABS, 250 x 275 x 100mm:  135€
https://es.rs-online.com/web/p/cajas-para-electronica/0504754/

Utillaje, conectores, portes del acopio de material: 150€
Seta de emergencia, conector USB interno, cable Ribbon, tres Conectores DIN empotrados, conectores cableados,
portafusibles, conector de red, pilotos señalización, empalmes desmontables, macarrón termorretráctil,
cables de señalización y de potencia, etiquetas adhesivas, ventilador, interruptor general con LED,
portes por los envíos desde España y Reino Unido, etc

Construido por un ingeniero industrial, especializado en hardware y software.

Detalles de la construcción:
He utilizado marcas de calidad reconocida, porque no quería problemas ocasionados por hardware barato, como el que se ofrece en muchas webs chinas, a precios irrisorios.

Por ejemplo, un componente fundamental de una caja CNC es la fuente de alimentación de corriente continua, que alimenta a todo el sistema. Si no es de buena calidad, estará mal filtrada, y se producirán infinidad de interferencias en los circuitos de control, llegando incluso a "colgar" el sistema.
Además, ante demandas fuertes de energía, las fuentes de alimentación baratas (como las diseñadas para alimentar luces leds) no serán capaces de suministrar la potencia suficiente, y caerá la tensión de salida, llegando a interferir en el funcionamiento de los motores paso a paso.

Por ello, siempre utilizo fuentes de la firma suiza "Traco Power". Son lo mejor de lo mejor, aunque eso se paga, claro.

Además, he utilizado dos fuentes "Traco Power" independientes, una para los circuitos de control, y otra para los drivers de potencia de los motores paso a paso. Esta forma de trabajar minimiza la posibilidad de que llegue ruido eléctrico de la zona de potencia, a la zona de control, manteniendo ésta un funcionamiento estable y seguro.

Para la conexión del sistema CNC al ordenador, uso siempre la placa "Smooth Stepper", un producto USA que ya se vende en todo el mundo, por su excelente calidad, y que permite una configuración sencilla en Mach3 y Mach4.

La placa "breakout" que aisla el sistema CNC del ordenador, la compré en Reino Unido, y el diseñador es una persona muy atenta. Incluye relés para activar sistemas como la bomba de líquido de corte, etc.

Finalmente, preferí gastarme una buena cantidad de dinero en una caja de instrumentación de calidad profesional. No creo que la calidad de un producto industrial tenga que estar reñida con la estética, y en mi caso, que utilizo estos sistemas en mi domicilio particular, la partida de gasto quedaba aún más justificada.
« última modificación: 05 Julio 2019, 12:49 por Valen »
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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #1 en: 05 Julio 2019, 12:53 »
He actualizado la información de los drivers de los motores paso a paso:

Tres etapas de potencia para los motores paso a paso: 75*3€ * 3 = 225€
Modelo usado: DMD522, cada módulo es capaz de proporcionar hasta 4,2 Amperios.
https://www.cncshop.at/Schrittmotor-Endstufe-MSD542
Descarga del manual:
https://1drv.ms/b/s!AhT-j3GeVZzjgpx9qjWYrVsgCsdhSg?e=VX77Ul

A la hora de determinar si el equipo te es válido para tu máquina CNC, esta información es fundamental, porque los drivers de los motores han de ser capaces de entregar corriente suficiente para mover los motores paso a paso seleccionados.
Por ejemplo, si usamos motores de 3 Amperios, estos drivers han de ser capaces de entregar esa corriente.

En concreto, compré estos drivers porque exceden los requisitos normales para una máquina tipo BF20, etc. y por las buenas referencias que me dieron.
« última modificación: 05 Julio 2019, 12:56 por Valen »
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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #2 en: 08 Julio 2019, 11:47 »
¿Cómo se selecciona la fuente de alimentación para unos determinados motores paso a paso?
Una pregunta recurrente es qué fuente de alimentación ha de llevar una caja CNC, para manejar cómodamente nuestros motores pap. Vamos a estudiar el caso de cajas CNC como la mostrada en este hilo.

Condiciones reales de funcionamiento.
Hay ciertas condiciones de contorno que debemos fijar:
1) En cualquier sistema CNC, lo habitual es que solo esté actuando un motor pap o como mucho dos.
2) Además, los motores raramente consumen su corriente nominal, ya que éste representa el valor máximo al que pueden trabajar de forma permanente, sin quemarse. Si esta fuera la situación, significaría que los estamos sobrecargando.
Como consecuencia, la corriente que ha de ser capaz de entregar la fuente de alimentación de la caja CNC, no se calcula como la suma de las corrientes nominales de los tres motores pap empleados en nuestra máquina, sino que será significativamente menor.

Condicionantes técnicos.
Hay dos puntos a tener en cuenta:
1) Picos de esfuerzo en el motor.
2) Funcionamiento normal.

1) Picos de esfuerzo.
Las fuentes conmutadas suelen ser reguladas. Esto quiere decir que, si se le solicita una corriente mayor a su valor nominal, entrará en acción una limitación de corriente, y se fijará al valor nominal máximo o uno ligeramente superior. Por ello, si prevemos que nuestro sistema va a estar permanentemente sometido a grandes esfuerzos (pasadas de mecanizado de gran profundidad o elevadísimas velocidades de avance de la herramienta de corte), tendremos que sobredimensionar la fuente de alimentación. Por ejemplo, los motores de 3 Amperios estarán cómodos con fuentes de 4 Amperios (o más).

2) Funcionamiento nominal.
Los drivers de potencia que mueven los motores, lo hacen con una onda rectangular (PWM) en la que solo se demanda corriente de la fuente, durante el semiciclo de conducción de la onda. La consecuencia es que, si un motor se mueve siempre en condiciones nominales, la corriente que necesita de la fuente de alimentación es menor que ese valor, hasta el punto de que dos motores de 3 Amperios pueden ser cómodamente alimentados por una fuente de 4 Amperios.

Caja CNC mostrada en este hilo:
Vemos que se ha empleado una fuente de alimentación suiza, de la firma Traco Power, de 24 voltios y 6,5 Amperios.
La corriente de 6,5 Amperios que como máximo puede entregar la fuente de manera continuada, es un valor habitual en las cajas de este tipo.
Teniendo en cuenta lo anterior, vemos que se estima un uso confortable para sistemas con todos sus motores pap de hasta 3,5 Amperios, o para sistemas con motores de 4 Amperios combinados con otros de menor corriente.
Con esta caja CNC se ha alimentado a motores de 4 Amperios sin problemas, a la vez de otros motores de menor corriente nominal.
« última modificación: 08 Julio 2019, 12:36 por Valen »
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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #3 en: 24 Julio 2019, 18:49 »
¿Qué es la placa Smoothstepper que incluye esta controladora CNC?
Smoothstepper es una placa electrónica para control de movimiento que se conecta al puerto USB del ordenador. La placa acepta los comandos del conocido planificador de movimientos Mach3 y produce trenes de pulsos de alta calidad para la dirección y los micro-pulsos de avance.

Funcionamiento:
Mach3 enviará todos los pulsos de dirección y avance de los motores paso a paso a la placa Smoothstepper, a través de la conexión USB.
Entonces esta placa decodifica la señal recibida por el USB y genera para cada eje, los trenes de pulsos correspondientes a la dirección y el avance.

Para cada motor, la placa ofrece un pin de conexión para la dirección y otro para los micro-pulsos de avance. Estos pines de conexión deberán cablearse a las entradas de los módulos de potencia (drivers de potencia) que accionan los motores paso a paso.

Se usa porque elimina la necesidad de disponer de un ordenador con un puerto paralelo.
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Desconectado f3checa

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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #4 en: 27 Julio 2019, 13:35 »
No todas las ventas llevan un manual de instrucciones, y explicaciones técnicas de los diversos componentes tan detalladas como esta.

Y es que la vena de profesor, tanto práctico como teórico, le rebosa. La garantía de como está realizado creo que tiene todas las garantías.

Tus aportaciones se agradecen

Gracias Valen

Tornos=Optimum D240x500G + Inverter Toshiba y EmcoCompact5 + Inverter Kasuga, Fresadora = BF20V, Sierra de cinta Siena S150

Desconectado Valen

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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #5 en: 10 Agosto 2019, 11:48 »
Gracias f3Checa,
yo prefiero ofrecer la máxima transparencia, porque los sistemas CNC son complejos, y suponen un gasto importante.
De esta forma, se puede comprar la caja CNC con la tranquilidad de conocer previamente todos los detalles de lo que vamos a recibir.
« última modificación: 10 Agosto 2019, 16:25 por Valen »
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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #6 en: 10 Agosto 2019, 12:07 »
¿Qué es la Placa breakout que incluye esta controladora CNC?

La placa breakout tiene una finalidad muy sencilla: Proteger al ordenador de control (que ejecuta el planificador de movimientos Mach3, etc.) de lo que suceda en el sistema CNC.

Por ello, se construye con optoacopladores que independizan lo que llega desde el ordenador, de lo que se envía a los drivers de potencia CNC. Al ser un acoplamiento óptico, basado en fotodiodos, si se produce un cortocircuito en un lado del optoacoplador, éste no se puede propagar al otro lado. Esa es la protección que ofrecen.

Además, en esta placa breakout, algunos de sus optoacopladores incluyen circuitería para ofrecer más potencia de salida, que se utiliza para activar relés. Esto permite arrancar un motor, una bomba de refrigerante, etc. desde el planificador de movimientos (Mach3, Mach4, etc).


¿Cómo funciona en el conjunto de la caja CNC?
En la caja CNC que se ofrece en este hilo, el funcionamiento es el siguiente:

- Mach3 envía por el cable USB todos los movimientos de los ejes, empaquetados.
- La placa SmoothStepper desempaqueta estos datos, y ofrece un pin de Dirección y otro de Avance, para cada eje X, Y, Z.
- La placa Breakout recibe un cable de cada uno de estos pines (tres ejes, seis cables) por los que llegan los pulsos. Éstos entran en los optoacopladores y su la salida se aplica a los drivers de potencia.
- Cada driver de potencia controla un motor paso a paso, por lo que recibe de la placa breakout dos cables con pulsos, uno de Dirección y otro de Avance.
- El diver hace su trabajo, accionando su motor pap.

¿Es necesario usarla?
Estrictamente hablando, no.
Es una seguridad que se añade y que cuesta poco dinero, en comparación con el prejuicio que supondría que el sistema CNC dañara el ordenador de control. Es una cuestión de buenas prácticas. Algo que propio de equipos bien construidos.

« última modificación: 11 Agosto 2019, 11:10 por Valen »
Torno Optimum 180x300 Vario CNC, Fresadora Quantum BF16 CNC

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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #7 en: 13 Agosto 2019, 22:15 »
Esquema de conexión interna.

El conexionado de los módulos que componen esta caja CNC sigue el esquema estándar.

« última modificación: 15 Agosto 2019, 13:16 por Valen »
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Desconectado Dekoninck

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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #8 en: 16 Septiembre 2019, 23:15 »
Te envío un Mensaje Valen, a ver si me puedes echar un cable y lo mismo lo podemos cuadrar  .ereselmejor

Felicidades por tu anuncio por cierto. Da auténtico gusto cuando la gente se toma su tiempo.

Un saludo!

Desconectado Valen

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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #9 en: 18 Septiembre 2019, 07:53 »
Respuestas a dudas habituales.

- A veces me envían muchos datos del sistema CNC que quieren construir, para que les indique si esta caja de control les servirá.
Yo no puedo responder a esa pregunta, tan genérica. Me estaría comprometiendo irresponsablemente. Os puedo explicar con precisión lo que puede controlar esta caja CNC, y vosotros deberéis sacar vuestras propias conclusiones.
En cuanto a la potencia de los motores paso a paso necesarios, el tipo de máquina para el que está pensado esta caja CNC sería una fresadora BF20 o un torno del mismo porte, o inferior. Es decir, para manejar motores paso a paso de hasta 3,5 - 4 Amperios como máximo.
Si me envían un montón de datos del sistema que quieren montar (tamaño de la mesa, tipo de máquina, etc.), eso no me aporta ninguna información que permita saber si la caja CNC es adecuada, sencillamente porque la caja CNC no sabe de esas cosas:
A la caja CNC le da igual controlar un torno, que una fresadora, que una cortadora, que una impresora 3D. A la caja solo le importa la potencia de los motores paso a paso a controlar, y el software de control que quieres usar.
De todas formas, si ya eres conocedor del mundo CNC, tienes muy fácil poner en marcha cualquier otro sistema de esta naturaleza. El mayor problema, al principio, es asimilar la ingente cantidad de información, totalmente multidisciplinar, que está involucrada en este tipo de sistemas.

- ¿Qué planificador de movimientos (Mach3, etc.) puedo usar con esta caja CNC?
Al usar la placa SmoothStepper que convierte de USB a paralelo, el sistema está preparado para ser usado con Mach3 o con Mach 4.
Cada sistema CNC usa una placa conversora de USB a paralelo, así que, si quieres aprovechar la placa SmoothStepper no se puede usar cualquier software, solo uno que la reconozca.
Para usar esta caja CNC con otro software comercial, probablemente tendrías que quitar la placa SmoothStepper y usar el sistema directamente, o poner con su placa adaptadora especifica.
Esto es así en cualquier caja CNC, no solo en ésta. Tendrías que mirar qué placa conversora soporta el software de control.

Ayuda para "completar el kit" (elección de motores y demás componentes electrónicos, así como algún sitio que conozcas de confianza para adquirirlos).
Bueno, yo no soy más que un aficionado al CNC, así que os puedo indicar enlaces, sin compromiso de que sean la mejor opción.

- Motores paso a paso para el desplazamiento de ejes.
Los motores papa chinos son muy baratos, aunque más ruidosos, etc:
https://es.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20190710213747&SearchText=Stepper+Motor
por ejemplo:
https://es.aliexpress.com/item/32798101215.html?storeId=1724883&spm=a219c.search0104.3.31.96d66ac7JnZS1O&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_1_10065_10068_10547_319_317_10548_10696_10084_453_10083_454_10618_10307_10820_10821_10301_10303_537_536_10059_10884_10887_321_322_10103%2Csearchweb201603_52%2CppcSwitch_0&algo_expid=a8c34e95-cf69-4217-a7dc-90cbfdabb405-4&algo_pvid=a8c34e95-cf69-4217-a7dc-90cbfdabb405&transAbTest=ae803_3

Una web muy buena, con motores de primera. Aquí compré el motor del eje Z de mi fresadora:
https://cnc-plus.de/en/CNC-Electronics/Stepper-Motors/

- Sobre el Motor principal de la máquina.
El motor principal de la máquina es XXXXXXXXXXX ¿Se podría aprovechar este mismo motor?
Sí, sin problemas, el sistema CNC no tienen nada que ver con el motor principal.

¿Se puede arrancar y parar, así como variar la velocidad desde el propio programa?
Eso depende principalmente de la placa electrónica que alimenta el motor principal. La placa tiene que tener una entrada que permita controlar la velocidad desde Mach3.
La otra forma de hacerlo es que un interruptor controlado desde Mach3 encienda y apague el motor, estando este con el potenciómetro a velocidad nominal. No es una buena práctica, porque en arranque se produce un pico de corriente, que no es sano.
Yo diseñé una placa con esta capacidad..... y dejé de incluirla porque nadie la usaba: No cuesta nada apagar al terminar, y si se queda encendida un rato, girando en vacío, tampoco consume nada.
La caja CNC incluye dos relés en la placa Breakout para encender y apagar cosas, aunque a la fecha, no están accesibles desde fuera. Uno de ellos lo uso internamente para encender una lámpara que así nos asegura que el sistema recibe alimentación.

- Cables de conexión, desde la caja, hasta cada motor paso a paso.
Os puedo ayudas a construirlos. No están incluidos, porque cada uno usa el cable que quiere (sin apantallar, como yo hago, o apantallado, manguera de cable convencional, etc.). El conector a usar es un DIN tipo Aero, de 4 pines, que cuesta un par de euros.

- ¿Que ordenador necesitaría para conectar todo el equipo?
Cualquier ordenador moderno. Yo uso un pequeño "netbook" portátil que me costó cuatro céntimos. Hombre, tampoco un ordenador antiguo... una cosa normal.

- Recogida en persona, o envío por paquetería.
Definitivamente, estas cosas es mejor recogerlas en persona, y transportarlas "con cariño", encima de una manta, etc. para evitar que las vibraciones puedan llegar a soltar algún cable.


« última modificación: 18 Septiembre 2019, 08:05 por Valen »
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Re:SISTEMA CNC COMPLETO PARA TRES EJES.
« Respuesta #9 en: 18 Septiembre 2019, 07:53 »

 

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