Что можно сделать с шаговыми двигателями от принтера

Самодельный ЧПУ станок

Разделы сайта

• Самодельный ЧПУ станок
• 3D принтер
• Чертежи 3D принтеров
• Чертежи ЧПУ станков
• 3D модели
• Механика
• Электроника
• Книги по ЧПУ
• Софт для ЧПУ станка
• Обзоры
• Видео
• Лазерные граверы

Интересное предложение

Лучшее

• Домашний 3D принтер
• Простой контроллер для ЧПУ станка
• Самодельный ЧПУ станок моделиста
• Чертеж самодельного ЧПУ станка
• Самодельный ЧПУ станок из МДФ

Статистика

Наверное каждый кто имел дело с утилизацией старой техники не однократно ломал голову — а как использовать все то, что собираются выкидывать.

Сегодня речь пойдет о старых принтерах. Лучше всего на разбор идут матричные принтеры и МФУ устройства, в них много полезного для самодельщика или желающего сделать ЧПУ станок или 3D принтер своими руками.

Но, даже обычный дешевенький струйный принтер может послужить донором весьма полезных деталей, которые в ином случае придется закупать отдельно.

Давайте посмотрим, что можно извлечь из старого 3D принтера такого, что заинтересует желающего собрать самодельный ЧПУ станок или 3D принтер своими руками.

Для начала стоит максимально разобрать старый принтер на комплектующие.

Болтики, винтики, гаечки, шестеренки, электроника — все это может пригодится в хозяйстве самодельщика. Вроде бы копеечные детали, но иной раз, когда нет под рукой нужного болтика или гаечки — это весьма удручает.

Первое, что есть ценного в любом принтере — это стальная каленая направляющая. Не секрет, что в китайских 3D принтерах часто экономят на направляющих и они могут изгибаться даже под натяжением приводного ремня. Но в старых принтерах направляющие стоят каленые и согнуть их проблематично.

Стальные шлифованные направляющие подходят как для ЧПУ станков, так и для самодельных 3D принтеров.

Вместе с направляющими идет и узел скольжения головки принтера, на струйных принтерах он полностью пластиковый и подходит только для не нагруженных осей 3D принтеров или ЧПУ граверов. В старых матричных принтерах в узел скольжения запрессована бронзовая втулка, такой узел можно использовать и на самодельных ЧПУ станках обрабатывающих пластик и цветные металлы.

Зубчатый ремень привода — это очень полезная штука. С помощью нее можно передавать движение с вала шагового двигателя на площадку оси.

Стоит отметить, что все эти детали можно найти не только в принтерах, но и в других устройствах. Например можно купить мфу лазерный или старый копир через газету бесплатных объявлений за самовывоз. Особенно, если это устройство в неработающем виде. Чаще всего в них сгорает электроника управления, а все остальное вполне готово к извлечению и дальнейшей эксплуатации.

Шаговые двигатели в принтерах используются на движении бумаги и передвижении головки принтера. На фотографии те, что стояли в старом струйнике, на матричных принтерах двигатели гораздо мощнее, из лазерных МФУ можно извлечь шаговики вполне пригодные для изготовления хоббийного ЧПУ фрезера.

Вместе с шаговыми двигателями идут и драйвера и контроллер управления шаговиками.

Еще одним замечательным устройством являются концевые выключатели. В принтерах, копирах и прочей технике они отвечают за контроль наличия бумаги. Концевые выключатели бывают двух типов — механические и оптические. В деле изготовления 3D принтеров и ЧПУ станков концевики обычно ставят на края каждой оси — что бы какой либо сбой не заставил мотор гнать каретку оси до ограничителя и не повредил конструкцию.

Как видите — разобрав несколько старых принтеров можно получить почти полный набор компонентов для изготовления 3D принтера или ЧПУ станка своими руками.

Так же интересно:

— ЧПУ станок своими руками из старых принтеров.

Шаговый двигатель из принтера как подключить

Любая разработка начинается с выбора компонентов. При разработке ЧПУ станка очень важно правильно подобрать шаговые двигателя . Если у вас есть деньги на покупку новых двигателей, в таком случае нужно определить рабочее напряжения и мощность двигателя. Я купил себе для второго ЧПУ станка шаговые двигателя вот такие: Nema17 1.7 А.

Если у вас нет достаточно денег или вы просто пробуете свои силы в данной сфере. То вы скорее всего будите использовать двигателя из принтеров . Это самый недорогой вариант. Но тут Вы столкнетесь с рядом проблем. У двигателя может быть 4, 5, 6, 8 — проводов для подключения. Как их подключить к драйверам L298n и СNC shield.

Давайте разберемся по порядку. Какие шаговые двигателя бывают. Если вы видите четное количество выводов это биполярный шаговый двигатель . Расположение обмотки для данного двигателя вот такое.

Если у двигателя 5 выводов, это униполярный шаговый двигатель . Вот так выгладит его схема.

Наши драйвера рассчитаны на двигателя с 4 выводами . Как быть? Как их подключить?

Биполярные ШД с 6-ю выводами подключаются к драйверу двумя способами:

В данном случае ШД имеет момент в 1.4 раза больше. Момент более стабилен на низких частотах.

При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в v2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность ШД — I*2 * R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпосл.*2 * 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I*2 * R = Iпосл.*2 * 2* R, откуда

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в v2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в v2 раз.

Во втором случае момент более стабилен на высоких частотах. Параметры ШД при таком подключении соответствуют заявленным в datasheet, (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах .

Униполярный шаговый двигатель можно переделать.

Для этого нужно разобрать шаговый двигатель и перерезать провод соединяющий центр обмоток. И при подключении общий провод подключать ни куда не нужно.

В итоге у нас получается биполярный двигатель с 4 выводами.

Шаговые двигателя с 8-ю выводами можно подключить тремя способами.

Подключение А — шаговик работает с характеристиками, заявленными в описании (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах.

Подключение B – момент ^1.4 раза, момент более стабилен на низких частотах (относительно А).

Подключение C – момент ^1.96 раза, момент более стабилен на высоких частотах (относительно А).

Вот мы и решили проблему подключения шаговых двигателей. Но не все двигателя у нас заработают. Нужно еще определить рабочее напряжение двигателей. Самый правильный способ это найти datasheet. Так все параметры есть. Но не ко все двигателя из принтера можно найти datasheet. В таких случаях я пользуюсь вот такой таблицой .

Сопротивление обмотки, Ом

Рабочее напряжение, В

Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.

Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.

Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не пропустите!

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Спасибо за внимание!

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Простой драйвер для шагового двигателя

Порой встает вопрос о том, как бы управлять шаговым двигателем. Как правило, это нужно осуществить, при проектировании какой-нибудь самоделки или более серьезного проекта, например станка с числовым программным управлением. Естественно, такое управление можно купить. Но, драйвер для шагового двигателя из принтера также можно сделать. Это будет самый простой вариант, который наглядно продемонстрирует возможность управлять этим устройством.

Понадобится старый принтер или сканер, можно неработающий. Оттуда, собственно, и будет извлечен шаговый двигатель, если такового нет в наличии. Также из платы потребуется выпаять управляющую микросхему под названием ULN2003. Она может быть и другая, в разной технике стоят различные микросхемы. Подойдут её аналоги: TD62003, отечественная К1109КТ22, более популярная MC1413, L203 и SG2003.

В принципе, подойдут и собратья этих микросхем, такие как ULN2023A, ULN2803 и им подобные. Стоит только смотреть даташиты. Микросхемы можно купить или выпаять из подобной техники. При выпаивании стоит быть осторожными, так как такие электронные компоненты извлекаются сложнее, и есть угроза повреждения их ножек.

Схема подключения проста.

Потребуется приобрести разъем DB-25, который будет подключаться к порту компьютера, для управления двигателем, в случае, если конструируется ЧПУ станок. Диапазоны входного напряжения указаны для конкретно этой микросхемы. Остальные микросхемы, возможно, потребуют отличного от этого напряжения питания.
В качестве источника питания отлично подойдет компьютерный блок питания. В принципе, подойдет любое зарядное или БП, напряжением от 12В до 24В, с током от 350мА.
Стоит отметить, что желательно обладать технической документацией к модели используемого двигателя, что упростит его подключение к драйверу.

Сам драйвер выглядит так:

В случае если документация не найдена на двигатель, то попробовать найти шины питания требуется в первую очередь. Сделать это можно, как наугад, с возможностью спалить микросхему, так и используя батарейку, к примеру, если двигатель рассчитан на небольшое напряжение.

Если конструкция делается для станка с ЧПУ, то на компьютер потребуется скачать программу Turbo CNC и настроить её под свои нужды.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Как подключить шаговый двигатель с 4, 5, 6 и 8 выводами к драйверу.

В предыдущих статьях мы рассматривали процесс выбора шагового электродвигателя (см. статью«Как выбрать шаговый двигатель») в зависимости от способа его применения. В данной статье мы подробно рассмотрим как подключить шаговый двигатель.

Шаговые электродвигатели могут поставляться с несколькими вариантами схем подключения. Выбор схемы будет определяться типом двигателя. Большинство наиболее распространенных шаговых двигателей имеют схемы, предполагающие использование 4-х, 5-ти, 6-ти или 8-ми проводов.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С 4 ВЫВОДАМИ

Если в вашем распоряжении имеется шаговый двигатель, подключаемый при помощи только четырех проводов, это означает, что в нем две обмотки, это биполярный мотор и вы сможете использовать его только с биполярным драйвером. Обратите внимание на то, что каждая из фазных обмоток содержит пару проводов — для идентификации каждого провода используйте тестер (мультиметр).

Найдите замкнутые между собой провода(которые прозваниваются) и подключите их к шаговому двигателю. Лучше сразу свяжите их вместе, чтобы не повторять операцию постоянно

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ УНИПОЛЯРНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С 6 ВЫВОДАМИ

Для того, чтобы подключить шаговый двигатель с 6 выводами, с помощью тестера разделите все провода на три группы, замкнутые между собой, а затем найдите центральные выводы, измеряя сопротивление между проводами. Если вы хотите подключить ваш электродвигатель к униполярному драйверу, используйте все шесть проводов.

Подключение к биполярному драйверу(коих подавляющее большинство) потребует от вас использования только одного конца провода с одним выводом и одного центрального вывода для подключения к каждой обмотке.

Кроме того, определить обмотки можно только методом проб и ошибок; лучше всего попытаться найти центральный вывод, так как его сопротивление составляет половину от сопротивления других проводов.

Самодельный станок с ЧПУ

Введение

Точность станка 0.0025 мм на 1 шаг, но по факту (с учетом неточности изготовления узлов станка, зазоры в узлах, в паре винт- гайка) точность составляет 0.1мм. Станок без обратной связи, т.е. положение инструмента отслеживается программно, за точность перемещения отвечают шаговые двигатели.

Станок подключается к компьютеру через LPT порт, работает под Windows 98 и XP.

Механическая часть

Электрика

Блок питания: 12в 3А – для питания шаговых двигателей и 5в 0.3А для питания микросхем контроллера.

Контроллер: Разработанный контроллер может обслуживать до 32 (в моей схеме 3) шаговых двигателей последовательно, т.е. одновременно может работать только один двигатель. Параллельная работа двигателей обеспечивается программно. Контроллер управления шаговыми двигателями собран на микросхемах 555TM7 серии (3шт). Не требует прошивки.

Электрическая схема контроллера:

Описание и назначение выводов разъема порта LPT:

Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов

8 бит идущих от LPT разделяем на две группы по 4бит: данные и управляющие. При получении сигнала одним из трех триггеров, данные записываются в триггер ТМ7 и соответственно поступают на драйвер шагового двигателя. При снятии с ТМ7 разрешающего сигнала данные в триггере сохраняются (триггер с защелкой) и т.д.

Т.е. для подачи на второй двигатель сигнала 0101 необходимо подать разрешающий сигнал на второй ТМ7 т.е. выдать в порт LPT сигнал:

В моей схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя. На него можно повесить ключ включение главного двигателя (фреза или сверло).

Для подключения к схеме 32 двигателей необходимо на управляющие биты установить дешифратор 4бит=32 в десятичной системе.

Драйвер: Драйвер шагового двигателя (не путать с компьютерными драйверами) представляет собой 4х канальный усилитель или 4 ключа. Собран на 4х транзисторах КТ 917 (кт 972 лучше).

Также можно использовать серийные микросхемы (stepper motor driver), например ULN 2004 (9 ключей) на 0.6А.

Шаговые двигатели

Мне попались двигатели с 5 концами (униполярный см. рис.б) их подключение проще. Управление биполярным двигателем (а) сложнее, в настоящий момент ведется разработка и испытание драйвера для него.

Принцип работы: Рисуется в AutoCad рисунок только линиями (lines) , круги, полигинии, дуги не поддерживаются. Для прорисовки кругов необходимо их обвести маленькими линиями. Файл сохраняется в формате DXF. Запускается программа, открывается сохраненный файл. Рабочий инструмент (перо, сверло и т.п.) выставляется в «ноль» — вкладка «ручное перемещение»

В программе есть просмотр «программы (файла) обработки», оптимизация файла – сокращение холостых перемещений, задание режимов резания. Выбирается вид обработки: рисование, сверление, фрезерование, гравировка. Сверление происходит по точкам “Point” в файле DWG. Фрезерование почти не отличатся от рисования (только режимы). Гравировка это многократное повторение рисунка с постепенным углублением инструмента благодаря этому получена возможность гравировать по стали.

Программу управления самодельным станком с ЧПУ (управления шаговым двигателем) можно найти на сайте http://temport.by.ru/

Также возможна работа с файлами Sprint-Layout формата Gerber (RS274-X) или G-код. Т.е. рисовать и сверлить платы разработанные в программе Sprint-Layout. Можно использовать конвертированные (DXF) файлы из CorelDraw

Как сделать станок ЧПУ из принтера?

Числовое программное обеспечение (ЧПУ) обеспечивает автоматизацию обработки деталей на разных станках. Такое оборудование можно собрать в домашних условиях из старых аппаратов. Один из доступных вариантов — ЧПУ из принтера, который позволяет практически без дополнительных затрат изготовить небольшой универсальный станок.

Материалы и инструменты для изготовления ЧПУ станка из принтера

Простой самодельный станок с ЧПУ из принтера показан на фото. Он имеет рабочую зону размером 16 × 24 × 7 см. Способен обрабатывать текстолит (толщиной до 3 мм), фанеру (до 15 мм), пластик и дерево. Основное назначение — гравировка.

Для изготовления такого станка потребуются следующие материалы, детали и комплектующие:

1. Основа — принтер. Рекомендуется аппарат матричного типа, например, HP, Epson, Xerox, Ricoh, Canon. Важными его элементами являются шаговые двигатели.
2. Фанера толщиной от 15 мм. Она необходима для корпуса станка.
3. Уголки из дюралюминия размером 20 мм.
4. Подшипники: 606 или 608 в количестве 3 шт. и линейные (4 шт.).
5. Саморезы.
6. Болты М8 длиной 25 мм и гайки М8 (2 шт.).
7. Шпилька строительная М8.
8. Шланг резиновый.
9. Дремель.
10. Кронштейн для крепления доски шириной 80 мм.
11. Клей ПВА и эпоксидный.

Заранее следует приготовить такой инструмент:

• электродрель;
• электролобзик;
• тиски;
• ножовка;
• плоскогубцы;
• напильники нескольких размеров;
• бокорезы;
• отвертки;
• гаечные ключи;
• инструмент для нарезания резьбы.

Для измерений и разметки потребуется металлическая линейка и угольник.

Что можно полезного извлечь из принтера?

Из матричного принтера можно взять множество деталей для сборки станка с ЧПУ:

1. Наибольшую ценность представляют шаговые двигатели для перемещения головки и листов бумаги. Вместе с ними извлекаются контроллеры.
2. Стальные каленые направляющие обеспечивают повышенную прочность. Они выполнены с большой точностью.
3. Узел скольжения головки печатающего устройства. Особенно хороши аппараты старого типа. Здесь можно найти удобные медные втулки, способные заменить подшипники.
4. Зубчатый ремень привода. Он вполне сгодится для сборки ременной передачи станка.
5. Концевые выключатели. Они пригодятся для сборки схемы управления.

Важно! Аппарат следует разобрать максимально полно. Для сборки станка пригодятся практически все детали — винтики, гайки, шпильки и т. д.

Как изготовить ЧПУ станок из принтера своими руками: пошаговая инструкция

Сборка станка с ЧПУ из принтера осуществляется в таком порядке:

1. Изготовление элементов корпуса из фанеры. Выпиливаются 2 боковые стенки размером 37 × 37 см, задняя стенка размером 34 × 37 см и передняя стенка размером 9 × 34 см.
2. Соединение стенок корпуса с помощью саморезов. Предварительно для них рекомендуется просверлить отверстия, чтобы не повредить заготовки.
3. Установка направляющих оси Y. Они изготавливаются из уголка. Для их монтажа на боковых стенках на расстоянии 30 мм от нижнего среза делается шпунт глубиной 2 мм. Он необходим для ровного крепления уголков. Длина направляющих составляет 34 см. Их крепление обеспечивается саморезами.
4. Изготовление рабочей поверхности. Используются уголки длиной 14 см. На рабочей поверхности закрепляются подшипники 608: 2 штуки снизу и 1 шт. сверху. Плавное перемещение площадки обеспечивается идеальной соосностью подшипников.
5. Выход для шагового двигателя оси Y делается в форме отверстия диаметром 22 мм на расстоянии 50 мм от низа. В передней стенке сверлится отверстие диаметром 7 мм для линейного подшипника опоры винта хода.
6. Изготовление винта хода из строительной шпильки. Он соединяется с валом двигателя через муфту.
7. На гайке М8 увеличенной длины сверлится отверстие диаметром 2,5 мм и нарезается резьба. Это отверстие необходимо для установки гайки на ось станка.
8. Изготовление направляющих оси Х из стальных направляющих принтера. На ось устанавливаются каретки, извлеченные оттуда же.
9. Изготовление оси Z. Основание для нее выполняется из фанеры толщиной 6 мм. Направляющие оси извлекаются из принтера (размер 8 мм). Фанерные детали скрепляются клеем ПВА, и на них с помощью эпоксидного клея закрепляются линейные подшипники. Можно использовать втулки каретки принтера. Изготавливается ходовая гайка аналогично вышерассмотренному варианту.
10. Изготовления шпинделя. В обычном понимании, такого элемента нет. Вместо него монтируется дремель с держателем, выполненным из кронштейна для доски. Для выхода дремеля сверлится отверстие диаметром 19 мм. Крепится кронштейн на основании Z оси с помощью саморезов.
11. Установка опор Z оси. Они изготавливаются из фанерных элементов: основание размером 15 × 9 см, 2 стороны размером 9 × 5 см. На верхней стороне в центе сверлится отверстие для подшипника опоры. Делаются отверстия для направляющих.

На фото показано расположение направляющих станка и внешний вид каретки оси Z. Завершает сборку монтаж электронной начинки. Если сборщик владеет нужными навыками, то ему не составит труда собрать плату ЧПУ из микросхем принтера. В противном случае рекомендуется приобрести уже готовую плату.

Изготовление муфт

Важным элементом станка является муфта, с помощью которой вращение шагового двигателя передается рабочему органу (винт хода). Она способна снижать вибрацию при работе, что защищает двигатель, продлевая его срок службы. Самодельную муфту можно изготовить из резинового шланга достаточной прочности.

Внутренний диаметр шланга должен соответствовать диаметру выходного вала электродвигателя. Шланг с одного конца одевается на вал и закрепляется с помощью клея или хомутов. Другой конец закрепляется на ходовом винте. Если винт имеет диаметр, превышающий диаметр шланга, то конец придется расточить до нужного размера. Лучше всего для муфты подходит шланг высокого давления. Для него следует заранее приготовить фланцы, заказав их у токаря.