[attach=1]
Mini cnc กับการติดตั้งบอร์ด Mach3 USB Controller
แทนบอร์ดแบบ Port Parallel ที่ล้าสมัย
www.gpsteawthai.com/index.php/topic,7600.0.html (http://www.gpsteawthai.com/index.php/topic,7600.0.html)
เนื่องจากมีการเปลี่ยนบอร์ดใหม่ จึงจำเป็นต้องเก็บข้อมูลการตั้งค่าการต่อสายไว้ดูอ้างอิง
การติดตั้งไดร์เวอร์ usb คลิกตรงนี้ ([url]http://www.thaihotspotnetwork.com/index.php/topic,600.msg1084.html#msg1084[/url]) ไม่ได้หมูแบบเซียนไอทีเน็ตเวิร์คคิดนะครับ เดี๋ยวจะหาว่าไม่บอก...!!??
งานเลี้ยงย่อมมีวันเลิกลา เช่นกัน เทคโนโลยีการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ไปหาเครื่อง cnc ก็ต้องมีการพัฒนาจากการส่งข้อมูลจากพอร์ทขนานแบบเก่าไปสู่แบบ USB
https://buildyourcnc.com/item/electronicsAndMotors-electronic-component-breakout-Mach3-USB-Board (https://buildyourcnc.com/item/electronicsAndMotors-electronic-component-breakout-Mach3-USB-Board)
1. เนื่องจากการรับส่งข้อมูลพอร์ทขนาน (พอร์ทปริ้นเตอร์) 25 Pin มันมีในคอมพิวเตอร์รุ่นเก่า และการส่งข้อมูลที่ทำได้สมบูรณ์มีเฉพาะรุ่นเท่านั้น หรือต้องเข้าไปปรับแต่งในวินโดว์ค่อนข้างมาก ทำให้ไม่สะดวกต่อการทำงาน ซึ่งคนดูแลต้องแม่นในการแก้ไขปรับแต่ง
ซึ่งการส่งข้อมูลแบบนี้ ที่บอร์ดอินเตอร์เฟซไม่ต้องมีวงจรอะไรเลย จากคอมพิวเตอร์ส่งอะไรมา ระบบสมองกลของ cnc ก็รับแล้วไปแปลงค่าทำงานได้เลย
2. ต่อมาก็มีการพัฒนามาสู่แบบ USB และมีผู้ผลิตคิดค้นการส่งข้อมูลบอร์ดและไดร์เวอร์ให้ทำงานด้วยกันได้แบบน่าจะสมบูรณ์ที่สุดในยุคปัจจุบัน
ให้ภาพด้านล่างมันเล่าเรื่องละกันเนอะ...ฮา
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/02.jpg)
01. เจ้าบอร์ดพอร์ทขนาน หรือบอร์ด Port Parallel สีเขียวๆนั่นแหละครับ บนนั้นมันไม่มีอะไรนอกจากลายวงจรมาหาขั้วต่อสายไปใช้งาน ไอ้แสบนี่แหละครับเจ้าปัญหา เพราะคนเขียนโปรแกรมสั่งการให้เครื่อง CNC มันทำงาน มันดันสั่งให้มาโผล่ที่พอร์ทนี้ ซึ่งพอร์ทนี้เดิมๆ มันเอาไว้ต่อกับเครื่องปริ้นเตอร์ (รุ่นเก่าๆ) ไอ้นี่แหละที่จะถูกถอดทิ้ง
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/03.jpg)
02.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/04.jpg)
03.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/05.jpg)
04. หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ 3 ลูก
1. ลูกขวาสุดที่แขวนผนัง ลูกใหญ่ขนาดชามข้าว แปลงไฟจาก 220V. ลงมาเหลือ 75VAC เพื่อเอาไปจ่ายให้ไดเวอร์สเต็ปมอเตอร์ ในการทำหน้าที่ขยับแต่ละส่วนไปมา
2. ตัวซ้าย 2 ตัวติดกัน มันใหญ่ขนาดแกลลอนน้ำมันเครื่อง 5 ลิตร แปลงไฟ 220V ขึ้นไปเป็น 400V แล้วทำการขนานกันเพื่อให้ได้กระแสสูงกว่า 10A แล้วไปจ่ายให้เครื่องอินเวอร์เตอร์แปลงเป็น 3 เฟส แล้วจ่ายต่อไปยังมอเตอร์ใหญ่สุด คือมอเตอร์สปินเดิ้ลที่มีกำลังถึง 3.3 Kw. ที่ทำหน้าที่กัดชิ้นงาน
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/06.jpg)
05. ก็ต้องมาหาข้อมูลว่าเจ้าพอร์ทขนาน หรือ Port Parallel นี้ในแต่ละขาของมันหน้าที่ทำงานของมันแบบไหน รับ/ส่งอะไรออกขาไหน ต้องมีข้อมูลให้แม่น ไม่งั้นเวลาตัดเปลี่ยนงานจะงอก
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/07.jpg)
06. นี่แหละครับ ผมต้องมานั่งไล่วงจรมันทั้งระบบ ไม่ใช่หมูๆนะครับ เพราะเครื่อง cnc ของผมมันไม่ใช่เครื่องขนาดเล็กหิ้วย้ายไปไหนง่ายๆแต่มันใหญ่และมีน้ำหนักเป็นตันนะครับ โต๊ะกว้าง 160 ซม. ยาว 280 ซม. (พื้นที่ทำงานบนโต๊ะ 120 ซม. x 240 ซม.) โครงสร้างเป็นเหล็กกล่องหนา 8 มม. ไอ้ความใหญ่นี่แหละ มันจึงไล่ระบบไฟฟ้าไม่ใช่ง่ายๆ เพราะสายควบคุมมันยาวขดไปมาบนรางกระดูกงูกว่า 20 เมตร ไหนจะมีระบบสายน้ำมันหล่อลื่น สายน้ำหล่อเย็นสารพัด
เห็นสายต่อไม่กี่เส้นแค่นี้แหละ แต่ระบบที่รออยู่ปลายสายพวกนี้ถือว่ามันอัจฉริยะมาก คำสั่งที่มันรับจากคอมพิวเตอร์แล้วส่งผ่านไปแต่ละส่วนของเครื่องจักรให้ทำงานสัมพันธ์กัน ยืนดูเครื่องมันทำงานแล้วทึ่งมาก
และการส่งสัญญาณแบบขนานนี่แหละบางคำสั่งมันไม่ยอมทำงานหรือเพี้ยนไปเลย ในกรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นพวกค่ายยี่ปุ่นแปลกแต่จริง นี่แหละปัญหาของคนมีเครื่อง cnc เลยหล่ะ
Parallel Port หรือพอร์ตขนาน เดิมเรียกว่า Printer Port เนื่องจากจะมีการนำพอร์ตขนาน มาใช้งานติดต่อกับเครื่องพรินเตอร์เป็นหลักโดยที่พอร์ตขนานนั้น สามารถให้ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลได้รวดเร็วกว่าพอร์ตอนุกรม และยังสามารถส่งข้อมูลขนาน 8 บิตออกไปได้โดยตรง
พอร์ตขนานของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบ ด้วยสัญญาณทั้งหมด 25 เส้นสัญญาณ (DB25) โดยสัญญาณจะแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ ตามลักษณะหน้าที่ของสัญญาณ ประกอบด้วย
1) Data Register (Data bus) จำนวน 8 เส้น (ขา 2-9)
2) Control Register จำนวน 4 เส้น (ขา 1,14,16,17)
3) Status Register จำนวน 5 เส้น (ขา 10-13,15)
Data Register (Data bus) จะมีอยู่ 8 ขา ตั้งแต่ขาที่ 2 ถึงขาที่ 9 บางทีมักถูกเรียกว่า Data Register ซึ่ง Register ตัวนี้จะส่งค่าได้อย่างเดียว ไม่สามารถรับค่าได้
Status Register เป็นพอร์ตที่อ่านได้อย่างเดียวไม่สามารถเขียนข้อมูลได้ พอร์ตนี้จะมีสัญญาณเข้าอยู่ 5 สัญญาณ (ขา 10-13,15) และสัญญาณ IRQ กับสัญญาณสงวนไว้อีกสองบิต โดยสัญญาณ Busy จะ Active Low
ลักษณะ การทำงานของแต่ละบิตใน Status Register มี ดังนี้
- Bit7 Busy เมื่อ Active หมายถึงพรินเตอร์จะไม่รับข้อมูล
- Bit6 nAck เมื่อ Active หมายถึงพรินเตอร์พร้อมที่จะทำงาน (Active Low)
- Bit5 Paper End เมื่อ Active หมายถึงพรินเตอร์ไม่มีกระดาษ
- Bit4 Select เมื่อ Active หมายถึงเลือกพรินเตอร์
- Bit3 nError เมื่อ Active หมายถึงพรินเตอร์เกิดข้อผิดพลาด (Active Low)
- Bit2, Bit1, Bit0 ไม่ใช้
Control Register เป็น พอร์ตที่ใช้ในการควบคุมพรินเตอร์ สัญญาณในกลุ่มนี้จะ Active Low ยกเว้นสัญญาณ Initialize เท่านั้นที่ไม่ถูก Invert ลักษณะการทำงานของแต่ละบิตใน Control Register มีดังนี้
- Bit3 nSelect Printer เมื่อ Active หมายถึงเลือกพรินเตอร์
- Bit2 nInitialize เมื่อ Active หมายถึงรีเซ็ตพรินเตอร์
- Bit1 nAuto Feed เมื่อ Active หมายถึงพรินเตอร์กระทำ Line Feed
- Bit0 nStrobe เมื่อ Active หมายถึงการบอกให้พรินเตอร์ทราบว่ามีข้อมูลเข้ามาแล้ว
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/08.jpg)
07. จากข้อ6 สัญญาณบางขาก็ส่งผ่านมาหาบอร์ดนี้ เพื่อส่งต่อสัญญาณไปหาจุดอื่น บอร์ดนี้จะเห็นว่าเป็นส่งผ่านสัญญาณทางแสงนะครับ เพื่อไม่ให้ระบบไฟฟ้าเชื่อมถึงกัน เป็นไปได้ว่าต้องการลดสัญญาณรบกวน ที่จะไปทำให้เครื่องจักรทำงานไม่ราบเรียบ ซึ่งผมก็จะต้องไล่วงจร และเขียนวงจรขึ้นมาใหม่ เพื่อดูว่ามันรับ/ส่งสัญญาณกันแบบไหน (ใครที่จะใช้บอร์ดนี้ อุปกรณ์ทั้ง 3 วงจร เหมือนกัน แค่สลับที่กัน ดูตามภาพด้านบนได้เลย )
พอเปลี่ยนมาใส่บอร์ดแบบ USB ก็มีแนวโน้มว่าจะปลดบอร์ดนี้ทิ้งไป เพราะไล่วงจรดูแล้วบนบอร์ดใหม่มันมีอุปกรณ์พวกนี้วางใส่มาให้แล้ว จึงหมดความจำเป็น
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/09.jpg)
08.1 ไอ้บอร์ดแดงนี่แหละครับ ที่จะมาแทนในภาพข้อ 6 บอร์ดนี้มันจะส่งสัญญาณมาแบบ USB ทำให้ข้อจำกัดต่างๆมันหมดไป และเราก็สามารถใช้คอมพิวเตอร์สั่งการได้แทบทุกยี่ห้อ
การสั่งการจากคอมพิวเตอร์ เราจะมีการติดตั้งโปรแกรมควบคุมเครื่องจักรชื่อ Mach3 เข้าไป และทำการเซ็ตป้อนค่าของสเต็บมอเตอร์แต่ละตัว/แต่ละขนาด แม้ขนาดวงพูลเล่สายพานยังต้องป้อนให้ระบบรู้ เพราะค่าทุกอย่างระบบควบคุมมันจะเอาไประมวลผลว่า เช่น ให้เครื่องวิ่งไปบนราง 50.95 ซม. ระบบสั่งการมันจะสั่งให้มอเตอร์หมุนกี่รอบ แบบนี้ครับ มันต้องเป๊ะ เรียกว่าความผิดพลาดวัดกันเป็นระดับไมโครมิล แบบนั้นเลย
ไฟเลี้ยงบอร์ดมาจาก 2 ส่วน คือ
1. ไฟเลี้ยง 5 โวลท์ มาจากสาย USB
เอาไปเลี้ยงไอซีชิป U1 และ ไอซี U2C และไอซีตัวหลังนี้จะเป็นตัวสั่งการแกน X,Y,Z,A โดยผ่านโมดูลไดร์เวอร์สเต็ปมอเตอร์ก็จะมีตัวโฟโต้คับเปิ้ลขวางอยู่ ถ้าบอร์ดทำงานจะมีไฟแสดงสีแดง LD1 กระพริบโชว์
2. ไฟเลี้ยงบอร์ด 24 โวลท์ ที่ขา 24V (+) และ DCM (-)
ตรงนี้ส่วนมากเอาไปเลี้ยงพวกโฟโต้คับเปิ้ลเบอร์ EL357N และไอซี U2B เอาง่ายๆคือครึ่งด้านซ้ายของบอร์ดจะใช้ไฟนี้ไปเลี้ยง
พูดง่ายๆบอร์ดนี้มันค่อนข้างป้องกันตนเองจากแรงดันภายนอกไม่ให้มาทำอันตรายซีพียู U1 ที่เป็นหัวใจของมันได้เลย โดยจะมีตัวโฟโต้คับเปิ้ลมาต่อขวางในทุกส่วนที่ไปเชื่อมโยงกับจุดอื่น
Download
Driver Mach3 USB 4 Axis 100KHz. Smooth Stepper Motion Controller
Link 1
Link 2
ลิ้งนี้มีครบเลย Driver+Manual
การติดตั้งไดร์เวอร์ คลิกตรงนี้ ([url]http://www.thaihotspotnetwork.com/index.php/topic,600.msg1084.html#msg1084[/url])
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/48.jpg)
08.2
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/49.jpg)
08.3
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/46.jpg)
08.4
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/10.png)
09. นี่ครับ สายสัญญาณที่ต่อจากบอร์ดแดง (USB MOTIN CARD) มันไปไหนบ้าง ของจริงวุ่ยวายกว่านี้เยอะครับ
สำหรับสำหรับพอร์ทสื่อสารเดิมแบบ Parallel รุ่นเก่า (พอร์ทปริ้นเตอร์) พอร์ทสื่อสารมันใช้เลข 1 ครับ
การ์ดคอนโทรล Mach3 USB 4 Axis 100KHz. รุ่นนี้ พอร์ทสื่อสารมันใช้เลข 3 (ย้ำว่าเลข3) ไอ้เลขพอร์ทนี่แหละที่ผมงมโข่งเดามั่วอยู่ 5 วัน มันไม่ยอมทำงาน แต่ลองใส่ 0-9 มันทำงานที่เลข 3 แต่ไม่ได้คิดว่าต้องป้อนเลข 3 ทุกจุด
ฉะนั้นภาพตั้งแต่ 18-30 ใช้งานตรงไหนให้ใส่เลข 3 ที่ช่อง Port #, Step port หรือ Dir Port
ส่วนช่องที่มีคำว่า ..Pin.. ของ Input หรือ Output ใส่เลข 1-4 ที่เราต่อใช้งาน
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/11.jpg)
10. นี่ครับ สายสัญญาณที่ต่อจากบอร์ดแดง (USB MOTIN CARD) มันไปไหนบ้าง ของจริงวุ่ยวายกว่านี้เยอะครับ
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/12.jpg)
11. รูปแบบการต่อสายไปหาตัวไดร์เวอร์สเต็ปมอเตอร์
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/17.jpg)
12. รูปแบบการต่อสายไปหาตัวไดร์เวอร์สเต็ปมอเตอร์ ซึ่งเจ้าสเต็บมอเตอร์จะรับสัญญาณไปจากคอมพิวเตอร์ว่าแกนของตนเองจะวิ่งเดินหน้า/ถอยหลังระยะเท่าไร การสั่งงานมันจะส่งสัญญาณไฟฟ้าแบบพัลส์ครับ
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/13.jpg)
13. นี่ครับรูปร่างเจ้าตัวไดร์เวอร์มอเตอร์แบบสเต็ป เครื่องจักรทำงานผิดพลาดหรือเที่ยงตรงก็ฝากความหวังไว้ที่เจ้านี่แหละครับ ถ้ารับคำสั่งมาแล้วว่าให้เคลื่อนที่ 0.8 มิล แต่พ่อเล่นวิ่งไป 0.98 มิล ถือว่างานงอกแล้วครับ แต่ใช่ว่าจะไปโทษเจ้านี่อย่างเดียวไม่ได้ ต้องดูด้วยว่าเราป้อนข้อมูลตัวมันให้โปรแกรมควบคุมถูกต้องหรือปล่าว
(On ขา 3, 7, 8)
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/14.jpg)
14.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/15.jpg)
15. รูปแบบการต่อสายไฟไปหาสเต็ปมอเตอร์แต่ละแบบ
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/16.jpg)
16. รูปแบบการต่อสายไฟไปหาสเต็ปมอเตอร์แต่ละแบบ
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/18.jpg)
17. หลังจากต่อสายต่างๆ ตรวจทานให้แน่ใจว่าไม่มีอะไรผิดพลาด เราก็มาดูการป้อนค่าในแต่ละส่วนของโปรแกรม Mach3 ที่ใช้ควบคุมเครื่องจักร บางเงื่อนไขเป็นค่าจากโรงงานเราไม่จำเป็นต้องไปยุ่ง
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/19.jpg)
18. นี่แหละครับ ตั้งแต่ภาพนี้เป็นต้นไปให้ดูคำว่า Step pin นั่นคือขาควบคุมที่มาจาก ข้อ 6 นั่นแหละครับ ว่าเราเอามาสั่งงานที่ไหน หน้าที่ของมันทำอะไร
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/20.jpg)
19.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/21.jpg)
20.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/22.jpg)
21.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/23.jpg)
22.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/24.jpg)
23.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/25.jpg)
24.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/26.jpg)
25.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/27.jpg)
26.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/28.jpg)
27.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/29.jpg)
28.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/30.jpg)
29.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/31.jpg)
30.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/32.jpg)
31.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/33.jpg)
32.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/34.jpg)
33.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/35.jpg)
34.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/36.jpg)
35.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/37.jpg)
36.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/38.jpg)
37.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/39.jpg)
38.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/40.jpg)
39.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/41.jpg)
40.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/42.jpg)
41.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/43.jpg)
42.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/44.jpg)
43.
(http://www.thaihotspotnetwork.com/Themes/image-topic/topic-600/45.jpg)
44. การตั้งค่า Steps per คือค่าของจำนวนพัลส์ที่ทำให้มอเตอร์สเต็ปหมุน 1 รอบ (เครื่องของใครของมันนะครับ)
X = 178
Y = 178
Z = 320 (จะเยอะสักนิดเพราะมีพูลเล่ ทดรอบตัวใหญ่)
ส่วนภาพบางภาพเราจะไม่อธิบายนะครับว่าหมายถึงอะไร เพราะเราบอกแล้ว เราทำอะไว้ช่วยจำครับ ก่อนที่จะรื้อระบบมัน และอีกอย่างเอาไว้ดู ว่าครั้งนึงเราเคยรื้อมันด้วยตัวเอง
เนื่องจากการเปลี่ยนระบบครั้งนี้ ทำให้เราได้ข้อมูลการเซ็ตตั้งค่าอะไรเยอะมาก และอีกไม่นานผมจะสั่งชุดคิทขนาดเล็กมาประกอบเอาไว้ทำงานเล็กๆ เช่น กัดป้ายโลหะติดหน้าอก ทำของชำร่วย สารพัด