Интересная плата управления для ЧПУ станка USB CNC MK1 c выносным пультом

Привет всем!

Небольшой обзор на простенькую плату управления для ЧПУ фрезеров/граверов/лазеров, занимающую промежуточное положение по простоте настройки/функционалу между обычной связкой Arduino Uno+CNC Shield+GRBL и дорогостоящими ($100....$200) платами для Mach3 и так далее. Плата позволяет управлять станком через USB, например, с ноутбука или планшета (Win).

Промышленному оборудованию эта плата управления конкуренцию не составит, но вот для начинающих может быть полезна и интересна.



Небольшая предыстория покупки.
Плату прикупил себе по случаю, так как давно искал что-то недорогое на замену CNC Shield и GRBL. С той же целью была куплена плата Mach3 LPT (копеешная плата управления станком с компьютера напрямую), но для удобства искал именно версию с USB. Версия с LPT меня не устроила, далее ее рассматривать или сравнивать с ней я не будут. А вот версии платы с LAN значительно интереснее, но стоят сильно дороже.

Что касается самой платы управления – это один из вариантов некогда популярной (да и сейчас популярная в узких кругах) платы контроллера Planet CNC MK1 USB Controller. Плата на основе контроллера PIC18F4550, поддерживает управление несколькими осями, шпинделем и выносной пульт. Прошивка, схема, перечни — все в свободном доступе для некоммерческого использования (Информация по MK1 доступна по ссылке, Тема на форуме по MK1).

Товарищи (или не товарищи) из Поднебесной сделали редизайн платы на свой лад, добавили поддержку стандартных шаговых драйверов (A4988/DRV8825) и продают во всевозможных вариантах.
Вот лот MK1, по ссылке доступны два варианта платы: простая (¥67/$10) и «улучшенная» (enhanced motherboard, ¥144/$18).
Плюс есть вариант сразу в комплекте с драйверами (А4988, плюс примерно $4), а также обратите внимание на отдельный пульт, который подходит для всех вариантов. Разница в цене небольшая, есть смысл взять «улучшенную», и рекомендую докупить сразу пульт (¥24/$4)

Внешний вид Enhanced платы управления МК1 (из описания лота).

На плате располагается разъем USB (связь с компьютером, питание низковольтной части), вход силового питания (джек 3,5 мм, развязан от USB), два реле и две группы клемм KF301-2P (подключение внешних исполнительных устройств, со своим питанием, например, шпинделя или насоса). Плюс KF301-2P красного цвета — выход питания с платы.Плюс концевики, колодки для установки драйверов двигателей (4 оси), разъем для подключения джойстика. Есть возможность установить датчик автокалибровки.

Внешний вид Enhanced платы с установленными драйверами


На всякий случай приведу описание обычной платы, без драйверов и с драйверами.

Отличий минимум, в основном в силовой части — отсутствуют исполнительные реле (оба), в наличии просто выход питания, управляемый небольшим транзистором. Можно установить простой шпиндель-двигатель типа RS-550 или внешнее реле. Разъемы для концевиков и пульта присутствуют.

Я уже упоминал, что в лоте присутствует отдельная позиция — ручной пульт. Вернее, плата пульта с распаянными кнопками (и шлейфом). Подходит для всех конфигураций плат. Очень удобное и недорогое дополнение.

Примеры размещения пульта и платы в виде корпуса-стойки для станка.


Назначение плат управления — для работы с небольшими ЧПУ станками (граверами/фрезерами/лазерами/плоттерами и т.п.), поддерживается до 4х осей. Плата не работает под Mach3, а работает с программой CNC USB Controller. Софт простой, функциональный, удобный.

Управление осуществляется двигателями напрямую, в пределах 8V-30V, до 2A, присутствует управление скоростью вращения шпинделя, концевики положения, включение охлаждения (насос, ОЖ), при использовании драйверов A4988 доступен микрошаг 1/16, при использовании драйверов 8825 – 1/32.
Софт работает только под WINDOWS (xp, win7, win8, win10);
Поддерживаются файлы Gcod'а, например, *.nc, *, а также файлы DXF/ PLT / HPGL.

Теперь про посылку.
Получил быстро (относительно), все целое, получилось недорого. На Алишке цены выше.


Кстати, если заказывать много товаров, то среди большой посылки удельная стоимость доставки двух этих плат копеешная.
Масса менее 100г

В комплект вложили послание от китайцев

Внешний вид пульта

Вместе с платой пульта положили простой прямой шлейф (10 Pin, 240 мм)

Плата пульта небольшая (около 40х90 мм)

На обратной стороне есть коннектор для шлейфа

На плате присутствуют кнопки трех осей (±), плюс резистор скорости перемещения и перегрузка станка.


А вот плата MK1 CNC поинтереснее.

На обратной стороне подробная шпаргалка по установке режимов работы (микрошаг), а также подписаны все значимые пины.

Силовые выходы (реле К1, К2), клеммник V1.

Силовой вход DC2.1 (от 8 до 30 В), разъем KEY — подключение джойстика, DIP -селектор микрошага.

Контроллер PIC18F4550, видны панельки для драйверов, разъемы концевиков

AXIS — датчик калибровки (Probe)


Проба — подключение к станку



Подключаем плату

Запускаем программу. Плата определяется, открывается возможность к управлению станком

Немного про софт.

Окно настроек

Передаточные числа, скорости и ускорения устанавливаются раздельно для каждой оси,
Передаточное число (для установленного ходового винта ЧПУ станка)
В окошке «Шагов/Единицу» данные вводятся в соответствии с таблицей для винтовых передач, соединенных напрямую с двигателем, имеющим угол одного шага 1,8 градуса.



Например, с помощью CNC USB Controller можно достаточно просто сверлить печатные платы

Можно запустить на гравировку Микки-мауса

Или фрезеровку 3Д фигуры


Ну негоже оставаться плате джойстика без корпуса.
Рисуем корпус из двух половинок.
Верхняя.


Нижняя

И незабываем кнопочки

Готовим к печати…

Промежуточные фотографии печати

Один из вариантов корпуса (в зеленом PLA)



Печать корпуса белым PETG

Заодно напечатал «крутилки» для осей.

Плата с джойстиком с самодельным корпусом, и с двумя A4988


Первые попытки и пробы

Небольшое видео, пробы, приноравливался к новому управлению.
На видео нарезка — как я пробовал управление по осям с джойстика, с программы по USB, потом проба фрезерования в холостую (без вращения шпинделя и с высотой 0).


В принципе все, что касается CNC USB controller – плата рабочая, удобная. Из минусов — мощные драйверы типа TB6600 нужно подключать через плату-адаптер, а также нет совместимости с MACH3. В остальном одни плюсы за такие деньги.

Если есть проблемы с выбором языка при запуске программы — вот шпаргалка по смене языка.




Доставка производилась через посредника Yoybuy.com, стоимость доставки сборной посылки 8.5 кг – $93, конкретно указанные платы и джойстик по массе вышли менее $1 за доставку в составе этой посылки.

Еще один вариант платы CNC
Реле для шпинделя
Софт