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mach3でスピンドル制御 投稿者:sontonsan 投稿日:2016/05/04(Wed) 22:36 No.582

はじめまして。
自作cnc入門者ですが研究案件でご存知のかた教えてください。
mach3のスピンドル制御ですが、コスト的に考えてマブチ540を考えておりますが、
mach3からのスピンドル出力(stepと正逆回転信号)を使い回路を調べているのですがなかなかhitせず、
悩んでおります。
540モーターはrc用で短時間稼動、大食いで連続稼動には向いていないようです、
しかし、他のモーターを選択する技量がありません。

540モーターを攻略したのち他のモーターに以降したいと考えております。

mach3用540モーター回路図をお願いします。
これまでに実験でx軸分の制御基盤は完成し感動したしだいです。

Re: mach3でスピンドル制御 - kow   2016/05/06(Fri) 01:33 No.583
sontonsanさん

はじめまして。管理者のKowです。

>mach3用540モーター回路図をお願いします。

ということは、この掲示板をご覧になっているどなたかに、回路図の作成そのものをご依頼したい、という
意図と考えてよろしいでしょうか?

恐らく、回答はつかないと思います。

・こういう回路図を自分で引いてみたが動かない、何かアドバイスは頂けないか?

であれば、回答がつく可能性があります。

ここは自作野郎の掲示板です、まずは自分で手を動かしてみて、それでもだめな場合にアドバイスをもらうように
してみてはいかがでしょうか。
Re: mach3でスピンドル制御 - sontonsan   2016/05/06(Fri) 12:19 No.584
ご指導ありがとうございます。
実験進めてみます。
Re: mach3でスピンドル制御 - oldman   2016/05/06(Fri) 18:26 No.585
sontonsanさん、こんにちは。

レスしなかった(出来なかった)のは、スキル的背景が不明だという事もあります。
マブチの540(RS-540SH 7520ですよね?)のスペックを見ると、
・無負荷時:234,000rpm、2.4A
・ストール時:トルク196mN-m、電流70A となっています。
これじゃ電気に詳しい事が事前に判っていないと 怖くてコメント出来ません^^;

しかも(ご承知のように)、CNCで30分連続回転させたら燃え尽きそうな製品ですし...。
( 少なくとも、実験と割り切っているsontonsanさん以外には役立ちそうも無いし )


情報としては、mach3のスピンドル出力はPWM(Pulse Width Modulation)だという事が、CNC3020のスピンドル制御( http://www002.upp.so-net.ne.jp/hard-and-soft/Spindol_Control/Spindol_Control.html )から読み取れますので、
(念のため)中間にトランジスタアレイ(秋月[TD62003APG] 通販コード I-09675)を挟んで
以下のページにあるようなFETのゲートに加えれば モーター制御が出来るはずです。
DCモータの制御 − ON/OFF,スピード制御 −( http://homepage3.nifty.com/mitt/pic/pic5_21.html )

また、スピンドルであれば逆回転しなくとも済むので「正逆回転信号」は最初は実装しなくとも良いと思います。
なお、FETとしては 「NchパワーMOSFET(30V260A) IRLB3813PBF(秋月[IRLB3813PBF] 通販コード I-06270)」などの(オーバースペックかも知れないけど)大電流制御用を使う必要があります。

電源も大容量のものが必要ですが、rc用のバッテリーか 使い古しのパソコンの電源ユニット( 5V_15Aとか12V_40Aがある )が流用できると思います。


...私も CNCマシンを作ろうとしていますが、サーボアンプとサーボモーターを使う予定です。多少安価に済ませようとすると、インバーターと三相モーターを使うのが安直だと思います(ヤフオクなどを活用してなるべく安く調達する手もあります)。
ex.
  (1) 単相100V入力、100Wインバーター
    美品☆ 三菱 インバータ FREQROL-S500シリーズ FR-S510WE-0.1K
     現在価格 9,000円(税 0 円) 即決価格 12,000円(税 0 円)
  (2) 単相200V入力、200Wインバーター
    ★富士電機★インバータ★FRENIC-Mini★FRN0.2C1S-7J★未使用★
     現在価格 9,980円(税 0 円)
  (3) 単相200V入力、400Wインバーター
    新品未開封 富士電機 インバータ 単相200V FRN0.4C1S-7J
     即決価格 13,500円(税 0 円)
  (4) 単相100V入力、750Wインバーター
    ■家庭電源100Vから三相200Vに!●三菱電機インバーター (新品)
     即決価格 24,500円(税 0 円)
  ※ 100Wの三相モーターは monotaroなどでも10,000円以下ですがヤフオクにも出てます。
Re: mach3でスピンドル制御 - sontonsan   2016/05/06(Fri) 21:39 No.586
情報ありがとうございます。
NchパワーMOSFET[IRLB3034PBF]
[I-06022]40V195Aと
FRDにはSBM1045VSSを2個並列で行く予定でしたが。
IRLB3813PBFの方がいいかも、変更します。

ご指摘のトランジスタアレーのところは町田秀和氏の書籍でもPWM出力初段は(電圧シフト用)
2SC1815と記載がありました。
電圧シフト用とはPMW信号は5Vで小さいから動力用12VでFETのゲートを駆動することと自己解釈しています。
1815をうっかり忘れてました。

これで制御ができれば、次ブラシレスにチャレンジしたいところです、
今はスキルがないので勉強中です。
Re: mach3でスピンドル制御 - mabo   2016/05/07(Sat) 12:04 No.587
管理人さん,oldmanさんこんにちは。sontonsanさん,初めまして。

回路をご自分で,ということなので,主旨が違うかもしれませんが,

http://ja.aliexpress.com/item/12V-24V-48V-110V-DC-Motor-Adjustment-PWM-MACH3-Spindle-Axis-Speed-Controller/32417834691.html?isOrig=true&isOrigTitle=true

のような,コントローラーも販売されているようです。MACH3からのPWM信号で,制御できるみたいですね。
Re: mach3でスピンドル制御 - oldman   2016/05/07(Sat) 16:04 No.588
sontonsanさん、こんにちは。

それなりに情報収集されておられるようでホッとしました。
以下のページに、sieg製などのmimi-millやmini-latheで使用されているDCモーターの制御回路(PWMです)についての情報があり、フィードパック制御の参考になると思います。

・A Report on the 350Watt Motor Controller Model FC350BJ/110V
 http://www.hossmachine.info/Gerling%20Labs%20X2%20circuit%20board%20ServiceManual.pdf
・"Reducing the Minimum Speed"
 http://www.mini-lathe.com/Mini_lathe/Modifications/modifications.htm#slow_speed

また(部品購入/発注時に)ワンコインで以下をついでに購入しておくと、いちいち mach3を動かさなくとも 作成回路のテストが出来て便利だと思います。
・PWM(スイッチング方式) DCモーター速度可変キット[AE-555PWM] 秋月通販コード K-06244


非常に興味がありますので、進捗をお教え頂けるとありがたいです。

ところで、CNCシステムは JWCAD〜NCVC〜mach3 をお考えでしょうか?
Fusion360というホビーユースならフリーで使えるものもありますよ... :-p
Re: mach3でスピンドル制御 - sontonsan   2016/05/08(Sun) 19:09 No.591
みなさまご指導ありがとうございます。
DCモーター回転数制御完了しました。
実験@として
モーターはマブチ280で5V2Aアダプタで回路を作りました。
MACH3ではPMWベースフリケンシーを6,25,50,100,1000Hzの5種類
MINI-PMWは0%,5%,10%,20%の4種類
M3S3000とS6000とS9000でデーター取り
MAX10000rpm設定
カーネルは標準の25000Hz

結果 PMWフリケンシー6は回転はするが脈動大
          1000はPMWの振幅が1mSで(4.95〜5.15V) 制御(モーター音変化)できているか不明
よって25だと振幅40ms、50だと振幅20ms
回転数の分解能が必要であれば10〜25
3種類位の分解能であれば25〜50
ということが判りました。
本実験は部品をそろえて再チャレンジする予定です。

追記
MINI-PMWこの使い方が不明。
もしかして回転数を(%)入力するGコードがあるのかも?

またレスさせていただきます。
Re: mach3でスピンドル制御 - mabo   2016/05/09(Mon) 00:09 No.593
sontonsanさん,こんばんは。PWMの記事興味をもって読ませていただいています。
実験が一つ終わったということで,次回を楽しみさせていただきたいです。

私も以前,PWM制御をしようと思い,途中まで進みましたが,中途半端で終わっています。
未だに,基本的なことが分かっていないので,こまります。

oldmanさんのご紹介くださっていたHPを参考に,基本周波数を変換するプログラムを作って,
実験したところで,止まってます。

個人的には,細かい階調で制御ができればと考えていたので,MACH3の基本周波数は100Hzぐらいにして,
これを10kHzぐらいに変換することで,PWMの基本周波数10Khzで制御できればと考えてました。

階調がそれほど多くないのなら,MACH3からのPWM信号を直接使うっても大丈夫なようですが,
細かい制御を考えると,基本周波数を変換する必要があるようです。
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