Когда я собирал свой первый ЧПУ-лазер, все гайды по электрике самодельных станков жили на YouTube. Только видео. В реальной сборке это мучение. Найди нужный момент. Запомни. Поставь на паузу. Промотай назад. Снова пауза. И так по кругу.
Прошли годы — почти ничего не изменилось. Поэтому я сделал иначе. Ни видео, ни перемоток. Текст и подробные схемы. Предельно понятно. Не универсальный «единственно правильный» вариант. Рабочий пример, который можно повторить или адаптировать под свою механику и комплектующие.
В этой статье я рассказываю, как собираю электрику на своих станках. Я самоучка и что-то здесь вполне может оказаться не оптимальным и даже ошибочным.
Если вы заметили такие моменты – буду признателен за советы в комментариях.
Контроллер Trocen AWC7813
Сердцем электрики нашего лазерного станка станет Trocen AWC7813.
У него есть встроенная поддержка работы с двумя моторами по оси Y. Он сам умеет выравнивать ось Y по двум концевым датчикам. Поэтому нам не понадобится отдельная плата выравнивания портала.
Вот так выглядит электрическая схема лазерного станка из штатной документации:
В принципе, тут статью можно было бы и заканчивать. Если бы не хотелось внести всего парочку изменений:
Кабельное соединение между щитом и порталом – на разъемах. Потому что очень удобно иметь возможность отцепить щит от станка. Когда станок нужно куда-либо перевезти. Да, может быть вам и не придется его перевозить. И всё это будет зря. Но если придется, вы точно поймете, что это был правильный выбор.
Коммутация на портале – на клеммных колодках. Потому что это удобно и понятно. Чтобы заменить сгоревший концевой датчик не придется пересобирать весь жгут кабелей от портала до щита.
Моторов Y – два. Работают синхронно. Выравниваются по двум концевым датчикам.
Щит станка – с блочной компоновкой. Основной щит только с контроллером и блоком питания. Остальное подключается снаружи. Если нужен блок контроля давления обдува, подключаем его. Если не нужен – живем спокойно без.
Блок питания – один. Но мощный. На 24 вольта, 350Вт. Mean Well LRS-350-24.
И да, в щите нет драйверов моторов. Потому что будем использовать гибридные моторы NEMA23 со встроенными драйверами. Вот такие.
Прелесть гибридных моторов в том, что при наезде на препятствие они останавливаются и уходят в ошибку. А не пытаются убить механику вашего новенького станка. Или вас. Скинув разогнанный портал с рельс в вашу сторону.
Встроенные драйвера экономят место. Да, это менее ремонтопригодная конструкция. В случае поломки драйвера придется менять весь мотор. И купить эти моторы в РФ не так просто. В плане свободного наличия. Эти нюансы нужно понимать до применения в своем станке.
Ну, и самая важная цель. Сделать схемы по подключению в каком-то адекватно-понимаемом формате. Без лютой мешанины пересекающихся между собой непонятных линий.
Разъемы контроллера
Производитель по какой-то причине не догадался подписать разъемы. Ни на самом контроллере. Ни в документации. Что ж. Сделаем это за него. Потому что на схемах соединений названия разъемов нам будут необходимы.
Два мотора по оси Y
Для подключения второго ведущего мотора Y2 используется разъем AZ контроллера. Но с одним нюансом. Сигнал DIR на мотор Y2 нужно взять с соседнего разъема AY. Почему так сделано, для меня загадка. Вот так это показано на полуофициальной схеме подключения с двухмоторной компоновкой:
В мануале это прокомментировано вот таким мелким шрифтом:
Note: When the Y&Z double-driver control is turned on, the Z-axis direction signal line should be connected to the Y-axis direction signal port, so that the Y&Z double-driver control function is effective.
Электрический щит
Сначала подключим разъемы осей станка. У нас есть три оси. На каждой оси висит мотор и концевой индуктивный датчик.
От мотора в сторону контроллера приходит сигнал обратной связи ALM. Он активируется при ошибке мотора. Все три сигнала с трех осей заведены на один вход контроллера. Ошибка на любом из моторов должна приводить к остановке программы. На себе я это пока не проверял. Как проверю, уберу этот комментарий.
Далее идут выходы управления высоковольтным блоком питания лазера (LAS) и выход автоматического управления пневматикой (LAY). Контроллер умеет автоматически включать обдув воздухом только при выполнении задания. И переключать два уровня потока воздуха – для гравировки и для резки.
Если у вас используется не аквариумный, а нормальный взрослый компрессор, автоматика обдува будет очень полезной. Рассмотрим ее в отдельной статье позже.
И финал схемы щита. Питание через кнопку STOP. И микроамперметр.
На щите два выхода с постоянным током – DC1 и DC2. Первый уходит на портал для питания моторов и концевых датчиков. Второй – резервный. Например, для внешнего блока автоматики обдува.
Микроамперметр показывает реальный ток, проходящий через лазерную трубку. Модные пульты управления блоками розжига иногда врут. Крайне желательно иметь в системе проверочный аналоговый прибор. Который не лжет. Ставится он в разрыв минусового провода лазерной трубки.
На схеме я не придумал, как нормально нарисовать соединение AC1/PE -> PSU/PE. Ограничение используемого инструмента. Земля должна быть подключена к блоку питания. И ко всем выходным разъемам AC*.
Выход AC1 используется для подключения высоковольтного блока питания лазерной трубки. О нем будет ниже.
И совсем финал схемы щита. Подключение внешнего высоковольтного блока питания лазерной трубки. Блока розжига. И подключение самого щита в 220В.
Кабельная трасса
От щита к порталу идет три кабеля – X, Y1, Y2, PWR. Оси коммутируются на портале на клеммных колодках формата TB-1512. Для каждой оси своя колодка.
На схеме не показано, что питание перекидывается с одной колодки на другие. Это отмечено в комментариях на разъемах PY1/PY2.
Портал
Оси подключаются одинаково. Каждая ось к своей колодке. На схеме показана одна ось. Для подключения колодки управления мотора использована витая пара.
Эпилог
Схемы соединений выполнены в замечательном инструменте https://github.com/wireviz/WireViz Горячо рекомендую этот продукт всем тем, кто хочет упорядочить свою документацию по кабельным соединениям.
Эта статья является частью документации конструктора 5CNC Лазер.Мастер. С помощью него можно самостоятельно построить CO2-лазерный ЧПУ-станок с большим рабочим полем. Не сильно легко и не без напильника, но можно ).
А еще я веду ТГ-канал @itmancan про хобби айтишника. Показываю, что конструирую. Как применяю сконструированное. Экспериментирую с нейронками. Подробно рассказываю, как получаю результаты. Пытаюсь заинтересовать темой читателей. Иногда получается.
