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Schrittmotorsteuerung für meine CNC-Fräse Aufbau von Fräsmaschinen Profi- Fräsmaschinen, wie z.B. Deckel oder Maho, werden als komplette Einheit geliefert. Der Bedienteil zur Programmeingabe ( Bildschirm mit Tastatur oder ein Touchscreen ) hängt an einem Kabel an der Maschine. Welche Komponenten für den funktionellen Ablauf eingebaut sind, ist für den Benutzer eigentlich nicht recht nachvollziehbar und auch nicht von Interesse. Kurz - Die Maschine hat alles, was zum Fräsen gebraucht wird. Im Hobbybereich sind meist die Grundkomponenten verteilt und erkennbar. Da sind die mechanische Fräse, die Schrittmotorsteuerung und eine PC. Unten ist ein Bild von meiner Anlage.  Die einzelnen Komponenten des Bildes werden erklärt, wenn die Maus drauf steht. Hier geht es aber nur um die Schrittmotorsteuerung.  Unten sind einige mechanische Teile wie Trafo Kabel usw, die Interfaceplatine und die Motortreiberplatinen - von links nach rechts. Und alles soll in die links dargestellte leere Box. 
 Und so sieht es aus, wenn alles eingebaut ist 
Hinten im Bild von links nach rechts sind Netzeingang mit Filter, Lüfter und zwei Flachbandkabel mit Buchsen für Endschalter und Steuerungseingang vom PC. Davor sind zwei Netzteile. Links für LEDs und Lüfter und rechts für die Motortreiber. Der Ringkerntrafo speist die Stromversorgung der Motortreiber mit 34 Volt. Der kleine Trafo vorne links bringt die 12 Volt für Lüfter usw. Vorne eingebaut ist die Notaustaste, und rechts die Buchsen für die drei Schrittmotoren. Dahinter, von einem Kabel verdeckt, ist noch eine Buchse für die Leistungsbox (oben im Bild auf der Steuerung). Rechts vorne sind die drei Treiberstufen der Schrittmotoren und darunter die Interfaceplatine. Das war eine ganz nette Tüftelei, bis alles so aufgebaut war wie es jetzt ist. Die spannungsführenden Teile, die 230 Volt haben, sind alle berührungssicher eingebaut. Bei geschlossenem Deckel sorgt der Lüfter für einen enormen Luftstrom durch das Gehäuse. Die Luft wird vorne und seitlich durch genial platzierte Lüftungsschlitze angesaugt, und durch den Lüfter ins Freie transportiert. Alle Komponenten bleiben beim Fräsen leicht handwarm. Das Lüftungssystem ist eine Eigenheit vom Gehäuse, in das ursprünglich eine kleine SUN Workstation eingebaut war. Diesen Vorteil habe ich mir zu Nutze gemacht. Die einzelnen Komponenten und Baugruppen Das Leistungsnetzteil besteht aus einem Ringkerntrafo, einem Brückengleichrichter und einem dicken Elko mit 10000 uF. Es ist für die Treiberstufen der Schrittmotore zuständig. Das kleine Netzteil besteht aus einem 12 Volt Trafo, einem Gleichrichter, einem 1000 uF Siebkondensator und einem 12 Volt Spannungsregler. Es versorgt die LED und den Lüfter. Die Interfacekarte von der Firma Langenfeld wird vom PC über die LPT-Schnittstelle gespeist. Sie ist neben den Motortreibern mit ein Hauptbestandteil der Steuerung. Die Mach3 Software, die auf dem PC läuft versorgt die Interfacekarte mit Signalen für die Treiberendstufen (Step und Richtung). Auch Signale für zwei Relais (Wasser und Spindelmotor) laufen hier an. Von der Interface zur Mach3 wiederum werden Signale von den Endschaltern der drei Achsen und NOTAUS geschickt. Die drei Schrittmotortreiber von der Firma  in München wandeln dieImpulse und Signale von der Interfacekarte um, und speisen die Motoren. Die Treiberstufen werden in achtel bzw. sechzehntel Zwischenschritte unterteilt. Bei Motoren mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad (200 Schritte) werden pro Umdrehung dann 1600 Schritte. Bei einer Spindelsteigung von drei Millimeter ergibt das dann 0,001875 mm je Schritt. Schaltbild der Verdrahtung von Steuerung und Motoren 
 Ein Klick auf das Bild zeigt es größer. Und zum Schluß Bis jetzt läuft die Fräse und auch die Schrittmotorsteuerung ohne Störungen und Ausfälle. Der gesamte Aufbau ist sorgfältig durchdacht und ausgeführt worden; und das zahlt sich aus. Bei einigen abgebrochenen Bohrern oder Fräsern ist die Schuld nicht bei der Fräse oder Steuerung zu suchen - Der Fehler liegt zwischen meinem Kopfhörer. |
