修边机改恒功伺服电主轴

yanggong · 发表于 2017-5-23 20:03:59

本帖最后由 yanggong 于 2017-5-23 20:03 编辑

   照着外国的shapeoko和c-beam等开源雕刻机项目也做了一个5050的雕刻机玩玩，因为第一次做没什么经验，看到国外都用牧田和得伟的修边机做电主轴，于是就上网也买了个东成修边机想凑合着用。买回来一试机就后悔了，额定32000的转速实测差不多都40000转了，机子一开就跟飞机起飞一样耳朵都疼，隔壁邻居有没意见我不太清楚，反正我本人是肯定受不了的，看来调速功能还是少不了啊。上某宝一看牧田RT0700C要650rmb，得伟的DWP611更贵亚马逊海淘加邮费得近1000rmb了，真是很郁闷啊，雕刻机先停工几天思考思考再说！
   偶然间在翻墙看YOUTUBE时发现了这个调速器，顿时希望重生了。性能看起来很强大，不过光电路板就要155刀，其它配件加空运费七七八八没200刀搞不定，也不知道到底是国外物价贵还是他们心黑，反正我这种天朝人肯定是玩不起的了。于是我决定自己做一个，前前后后也做了近3个月了，基本完工。有空时特意拍了些照片，现在发个帖子跟大家分享一下做的经历，大家将就着看。

SuperPID

http://www.superpid.com/
基本原理很简单，通过速度传感器检测转速，然后通过单片机处理，算法是最通用的PID算法，最后单片机控制可控硅的打开相位角来保持速度稳定。假设将转速设定为8000R/M，主轴开始加工，负载变大，转速就会降低，通过速度传感器单片机发现速度变低了，就立刻将可控硅的相位角加大，电机的驱动电压就变大，速度就会上升。通过这样每秒一百多次的调整，速度就可以稳定在设定的值而不管负载如何变化。原理搞定后就开始干了，因为有这个外国的产品所以相对来说研发难度小了点，至少电子部分可以参考，照着他上面的元件将物料买齐，无非就是买买买了，物料不多但比较分散，快递费倒花了很多。

1602液晶屏

电阻电容稳压 MOV 安规

电位器旋钮

插座开关

五金螺丝可控硅 DC005电源座

1.0mm2电源线

接下来开始改装修边机，先全部拆开，看做工还不错，NSK的前轴承，铸造散热风扇，比98元的那些修边机还是好很多的。将定子尾部贴上黑白贴，我是用细砂纸和牛奶盒内部的铝层做的。然后在上盖上开个孔用于放速度传感器，最后将传感器插入用热熔胶固定。所谓的速度传感器就是一个光电开关，光电开关发出的红外光照到黑白贴上面会产生反光，电机定子在不同角度反光强度不同，这样就会随着电机转动产生一系列类似正弦波的信号，通过比较器整形后就可以输入单片机计数测量了。

拆开东成修边机

NSK前轴承

黑白贴反光用

上座开孔

速度传感器

插入传感器热熔胶固定

接下来开始搭电路，当然首先要先将原理图画好，用洞洞板加手工焊接。第一次搞强电没经验，开始时候那方案没加光耦隔离，期间给电了一次还好缩手快，吓得不轻，一个多礼拜都没再碰。后来想了下决定改方案必须光耦隔离，小命最值钱。光耦隔离主要分两个部分，一个是交流过零检测，另一个是可控硅的驱动部分（注意看示波器中的这两部分波形），通过光耦隔离就可以用普通9V电源驱动单片机来控制强电下的可控硅从而控制电机。单片机部分选用的是STM32F0系列的32位单片机，因为PID算法计算乘除法较多，还有一些功率积分要计算，32位的来的给力点，直接买的模块，10块钱不到，节省时间。

开始搭电路