Создание станков с ЧПУ. CNC станки по-хоббийному.

Руководство пользователя HAL

2012-04-30T20:41:00.000+03:00

Глава 1
Вступление

Это пособие рассчитано на тех, кто желает знать о системе HAL больше, чем просто настройка конфигурационного файла EMC. HAL может работать без EMC, так что это пособие сфокусировано на отдельно-работающем HAL. По информации работы HAL относительно EMC смотрите Пособие интегратора.

1.1 Что такое HAL?

HAL базируется на простых принципах, которые используются для проектирования электронных схем и механизмов машин, так что будет полезным сначала вспомнить эти принципы.

Любая система (включая ЧПУ станок) состоит из объединенных компонентов. Для ЧПУ станка это могут быть: основной контроллер, серво-усилители или шаговые драйвера, моторы, энкодеры, концевые выключатели, различные кнопки, ЧРП для шпинделя, блок управления сменой инструмента и т. д. Проектировщик должен выбрать, смонтировать и скоммутировать все части вместе для создания законченной системы.

1.1.1.1 Выбор блоков

Проектировщику не надо беспокоиться о том как работает каждая отдельная часть. Он рассматривает их как черные ящики. На стадии проектирования он решает — использовать шаговые двигатели или сервоприводы, какую марку сервоусилителей использовать, какие концевые выключатели, сколько и т. д. Решение интегратора об использовании конкретных компонентов основывается на том, что делает блок и спецификациях, предоставляемых производителем оборудования. Размер двигателя и нагрузка, которую он должен нести влияет на выбор усилителя, необходимого для его работы. Выбор усилителя может повлиять на тип обратной связи, необходимый ему и скорость или сигналы позиционирования, которые должны быть посланы усилителю от контроллера.

В мире HAL, интегратор должен решить — какие компоненты HAL необходимы. Обычно, каждая интерфейсная карта потребует драйвер. Дополнительные компоненты могут потребоваться для программного генерирования шаговых импульсов, функциональности управления инструментом и другим широким спектром различных задач.

1.1.1.2 Проектирование соединений

Проектировщик электронных систем не только выбирает запчасти, но также и решает как эти блоки между собой взаимодействуют — соединяются. Каждый блок имеет выводы, может просто два для обычного выключателя или множество для подключения сервопривода или другого блока. Они должны быть соединены цепями вместе. Моторы подключаются к сервоусилителям, концевики к контроллеру и так далее. Проектировщик машины создает огромную схему подключений, которая показывает как все блоки должны быть соединены.

Когда мы используем HAL, компоненты объединяются с помощью сигналов. Проектировщик должен решить какие требуется сигналы и что они должны объединить.

1.1.1.3 Реализация

Когда схема соединений готова, настает время для постройки машины. Необходимо приобрести и смонтировать все блоки, а затем их надо соединить соответственно диаграмме подключений. В физических системах каждое соединение это кусок провода, который необходимо обрезать и подключить к нужному выводу.

HAL предоставляет набор инструментов для помощи «постройки» HAL системы. Некоторые инструменты позволяют «соединить» (или «разьединить») отдельный «провод». Другие инструменты дают возможность сохранить полный список всех частей, проводов и другую информацию о системе, так что ее всегда можно «перестроить» с помощью всего одной команды.

1.1.1.4 Тестирование

Очень немного машин начинают сразу работать правильно. При тестировании мастер может использовать линейки, чтобы увидеть работают ли выключатели, а может понадобиться измерять напряжение, поступающее на сервомотор. Он может снять осциллограммы для проверки настройки привода или отследить шумы в схеме. Он может найти проблему, которая потребует изменения схемы подключений, может быть блок необходимо подключить по-другому или заменить чем то совершенно другим.

HAL представляет программный эквивалент вольтметра, осциллографа, сигнального генератора и другие инструменты, необходимые для тестирования и настройки системы. Команды, используемые для постройки системы могут использоваться для внесения необходимых изменений.

1.1.2 Обобщение

Этот документ направлен на тех, кто уже знает как создавать системы «в железе», но не знает как подключать оборудование к EMC.

Традиционный проект оборудования как описано выше заканчивается на границе основного контроллера. Вокруг основного блока находятся относительно простые модули, объединенные вместе для выполнения необходимых функций. Что внутри основного контроллера — большая загадка — один большой черный ящик, который, как мы надеемся, будет работать правильно.

HAL продвигает этот традиционный метод проектирования оборудования прямо внутрь большого черного ящика. Он превращает драйвера оборудования и даже некоторые внутренние блоки контроллера в маленькие черные ящики, которые можно соединять или даже заменять, совсем как в реальных машинах. Это позволяет отображать системную диаграмму соединений части внутри контроллера вместо простого черного ящика. И что самое важное это дает возможность интегратору тестировать и изменять контроллер, используя теже методы, как и при работы с обычным оборудованием.

Такие термины как мотор, усилители и энкодеры знакомы большинству интеграторов. Когда мы говорим об использовании экстра-гибкого восьмижильного провода для подключения энкодера к плате сервопривода в компьютере — читатель сразу понимает о чем идет речь и попытается спросить «какой тип разьемов надо использовать». Такой же тип мышления присущ HAL, конечно же со своими особенностями. Использование терминов HAL может сначала показаться странным, но концепция работы от одного подключения к следующему такая же.

Идея распространения диаграммы соединений внутрь контроллера — вот что такое HAL на самом деле. Если вам нравится идея соединения черных ящиков машин, возможно у вас будут совсем небольшие проблемы при использовании HAL для объединения программных черных ящиков.

продолжение следует... надеюсь :)

Начался перевод по HAL

2010-07-15T10:09:00.002+03:00

Ну вот дошли руки и до этой темы.
Начинаю перевод HAL Manual.
Перевод буду выкладывать постепенно в блоге, в конце упакую в пдф все.

Опрос Вашего мнения

2009-03-03T08:08:00.002+02:00

Доброго времени суток!
Мне важно знать Ваше мнение.
Дело в том, что я работаю над переводами документации в нескольких проектах, перевод по Linux CNC - EMC2 один из них.
Я стараюсь уделять больше времени проектам с большей активностью, поэтому прошу Вас проголосовать в опросе слева, если для вас важен перевод документации по EMC2.
Спасибо за внимание.

Руководство пользователя EMC2. Часть 1

2009-02-24T10:09:00.001+02:00

Мой перевод Руководства пользователя EMC2. Часть 1
Зеркало 1
Зеркало 2

Начат перевод Учебник для пользователя EMC2 (linux cnc)

2009-02-24T07:24:00.002+02:00

Начал понемногу переводить учебник пользователя.
Сей труд размером около 200 страниц.
Уже переведено около 16...
Ждите новостей

Перевод готов!

2009-02-23T08:05:00.001+02:00

Сообщаю о завершении перевод Начального руководства по Linux EMC!
Ссылка для скачивания в зале библиотеки

Перевод документации по linux EMC.

2009-02-22T08:58:00.003+02:00

Осталось перевести пару страниц
Ссылка
или здесь
или здесь

Перевод документации по linux EMC.

2009-02-18T08:22:00.003+02:00

Я начал понемногу переводить документацию по программе управления станками ЧПУ под Linux -EMC.
Первая книга - Начальное руководство EMC
В процессе.
Скачать переведенное можно здесь

Блог разблокирован

2009-01-31T09:46:00.001+02:00

Google радует день ото дня!
Блог был разблокирован в тот же день еще.

Блокирование блога?

2008-12-16T08:21:00.000+02:00

Я столкнулся с интересной вещью от Гугла - блокирование блога!
Странно, но этот блог не является спамом, а один из "узлов" моих интересов и я думаю моим читателям будет интересно знать, что я в данный момент изучаю на других своих блогах.
вообщем блог заблокировала автоматика, надеюсь живой человек от Гугла поймет что это несправедливо!

Технологический процесс раскладки мозаики. Часть 1

2008-11-11T12:26:00.002+02:00

Итак, попробую кратко описать как работает станок по раскладке мозаики.
Все начинается с картинки, которую мы желаем сделать из мозаики.
Необходимо представить свои возможности по цветовой палитре картинки - ведь мозаики существует не бесчисленное множество цветов!
В графическом редакторе необходимо "привести" нашу картинку к выбранному набору палитры цветов. Затем идет маленькая хитрость. Для точного выбора палитры лучше использовать gif формат и откорректировать цвета картинки. После подгонки мы можем сохранить наше изображение в формате BMP. В созданном рисунке будут присутствовать только цвета из палитры gif.
С этим предварительно подготовленным файлом можно переходить к уже технологическому процессу, а именно "раскройкой" изображения на сегменты (обычно 30х30 мозаичных плиток) и выкладка каждого сегмента на станке. Скорость работы и ваше участие в нем зависит от количества мозаичных порталов, подающих мозаику станку.

Дублирование архива MNC для скачивания на purelogic

2008-10-14T08:05:00.002+03:00

Судя по показателям скачивания архива проекта MNC - программа интересна для изучения начинающим.
Я попросил компанию purelogic и они любезно предоставили мне возможность сохранить копию архива с дистрибутивом на их сайте в разделе закачек.
В очередной раз - огромное спасибо purelogic!
Ссылка для скачивания проекта теперь http://www.purelogic.ru/SOFT/mnc.zip
На narod.ru проект тоже оставил.

Дополнение

2008-09-12T08:19:00.001+03:00

У кого возникнут вопросы по исходникам - пишите в комментариях.
Проект писал на бесплатном Дельфи - есть и такой!
подробнее на http://itdairy.blogspot.com/2008/05/delphi.html

Открываю исходники MNC

2008-09-11T15:32:00.001+03:00

Всвязи с разработкой новой улучшенной версии программы решил выложить исходные коды старой программы MNC. Проект писан на Delphi. Писался по настроению, всё в кучу.
Скачать можно здесь http://lipkij.narod.ru/sourceproject.zip

Близится эра :)

2008-06-30T16:47:00.000+03:00

Стройка подходит к концу, скоро снова займусь станком для проекта!

Временный таймаут

2008-06-05T08:03:00.003+03:00

В связи с переездом моей семьи на новое место жительства и началом небольшой стройки в работах по станку наступает таймаут небольшой. (А что делать - Сочи, сезон)
Ненадолго. Самое интересное уже близко.
Пока будет время прикинуть варианты работ для проекта Мозаика-1.

Посылка от pureligic

2008-05-28T08:46:00.002+03:00

Сегодня получил посылку с заказаным двигателем PL57H76-3.0-6.
Буду ставить его на ось X, на Y уже стоит такой же.
Впереди сборка и испытания

Обновление MNC

2008-05-16T10:47:00.003+03:00

Новая версия MNC - проведена корректировка алгоритмов движения.
Добавлена обработка концевых выключателей в процессе работы и отладки.

Улучшенный результат

2008-05-16T07:20:00.002+03:00

Итак, наконец приближаемся к цели.
После переделки на двигатель PL57H76-3.0-6 результат достаточен для работы.
Скорость перемещений станка в ручном режиме около 220-250 мм в секунду. С такой скоростью станочек будет оправдывать замену ручного труда на автоматический!
Теперь ждем еще один двигатель из Москвы, доделываем станок по осям X,Y и ищем кандидата на ось Z, а также вакуумный захват (либо механический). Конструируем мозаичный "портал".

Влияние приоритета потока исполнения программы

2008-05-15T09:15:00.001+03:00

Отчет об испытаниях влияния параметра приоритета потока исполнения программы MNC

Переделка станка

2008-05-15T08:51:00.003+03:00

Вчера переделывал свой станочек на зубчатые ремни.
Ремни использовались от принтеров и сканеров. На практике выяснилось, что двигатели, которые у меня были от старых кассовых аппаратов недостаточно мощны для быстрых перемещений. Вот эти двигатели:
Ну это в принципе было предсказуемо, так как я не использовал редукторы. Редуктор мне пока достать неоткуда, да и при его использовании скорость перемещений также будет оставлять желать лучшего.
Решил использовать двигатели которые заказывал в purelogic. Хоть они работают на моем контроллере не в полную мощь, но и этой будет вполне достаточно. Сейчас переделываю ось Y под новый двигатель. Испытания сегодня - завтра. В случае успеха закажу еще один двигатель у поставщика.

Рисование сектора окружности\эллипса на станке с ЧПУ

2008-05-12T15:12:00.002+03:00

Готов проект на дельфи алгоритма Брезенхэма для рисования нужного сектора эллипса или окружности применительно к станку с ЧПУ с разным шагом по осям X и Y.
Скачать можно здесь http://lipkij.narod.ru/SectorCircleMNCtest.zip
Отрисовка нужного сектора в сам алгоритм не "зашита". То есть углы сектора контролируются уже при отрисовке.

Рисование окружности\эллипса для станка с ЧПУ

2008-05-10T09:33:00.002+03:00

Очередной плод :)
Теперь уже рисование окружности или эллипса по методу Брезенхэма применительно к станку с ЧПУ, где шаги по X и Y могут быть не равны друг другу.
Скачать проект на Дельфи и откопмилированную программу можно здесь:http://lipkij.narod.ru/CircleMNCtest.zip

Рисование отрезка по Брезенхэму применительно к станку с ЧПУ

2008-05-08T15:44:00.002+03:00

В поисках я набрел на несколько алгоритмов рисования отрезка, в том числе и по Брезенхэму. Алгоритм целочисленный, расчитан для отрисовки на сетке с равными высотой и шириной ячеек. Долго думал, признаюсь как его переделать под мои нужды, когда величины расстояний - вещественные числа, а высота наших "ячеек" и их ширина не равны друг друга, так как шаг по оси X и шаг по оси Y легко могут быть разными на разных станках.
Вот плоды моих трудов. Хотя скорее всего я "изобрел велосипед" :). Но иногда так приятно додуматься самому... Алгоритм я оставил без изменений, а вот то, что я ему "передавал", так это количество шагов двигателей вместо расстояний. Вот и вся идейка.
Это проект на Дельфи, откомпилированная программка также в архиве.
Качать можно с http://lipkij.narod.ru/StepsXYLine.zip

Обновление MNC

2008-05-08T11:21:00.000+03:00

Очередное обновление программы MNC.
Подробности на http://mosaic-1.blogspot.com/