Сверлильный станок оригинальной конструкции с ЧПУ (статья 4)

Разработка программы ручного управления процессом сверления отверстий на сверлильном станке оригинальной конструкции с числовым программным управлением.

Цель работы: разработка специализированного программного обеспечения для использования в самодельном станке оригинальной конструкции.

При изготовлении печатных плат в условиях любительской или учебной лаборатории имеется проблема быстрого сверления отверстии под ножки деталей, по рисунку предварительно спроектированной монтажной схемы. Проблема заключается в большой частоте и малом диаметре отверстий (допустим под микросхему), что делает неудобным и опасным (имеется вероятность скола сверла) проводить процесс сверления вручную.

В процессе работы, используя теоретический метод исследования, были рассмотрены  устройства, предлагаемые другими авторами для решения данной проблемы. Такими устройствами являются всевозможные станки с числовым программным управлением, которые высверливают отверстия на заготовке по предварительно внесенному в программу управления рисунку. После изучения основных отличительные особенностей данных устройств, были выявлены  их плюсы и минусы. Данные станки работают под управлением различных программ и имеют довольно-таки разное строение, но все же имеется одна черта, которая объединяет все предлагаемые конструкции. Этой чертой является использование в станках шаговых двигателей. Это понижает плавность работы станка, так как шаговые двигатели работают рывками. Так же применение шаговых двигателей увеличивает  стоимость станка, так как стоимость мощных шаговых двигателей начинается от 1500 рублей, а применять их нужно три штуки, либо, при условии применения двигателей меньшей мощности ставить их по два на каждую ось перемещения.  Но замена шаговых двигателей на электродвигатели постоянного тока потребовало изменения драйверов управления. Электронная часть станка была изменена практически полностью. Что потребовало разработки другого программного обеспечения для управления станком.

Используя практический метод исследования, я разработал программу для ручного перемещения сверлильного инструмента. Управление происходит с помощью клавиш курсора либо из окна программы. Внешний вид окна программы показан на рисунке:

Программа была написана в среде Delphi с использованием драйвера LPT порта lptwdmio.sys. В окне программы находятся семь клавиш управления, при нажатии на клавиши «Вперед», «Назад» осуществляется выдача сигналов на 2 и 3 ножки LPT порта, к которым подключены базы транзисторов VT1 и VT2. При нажатии на клавишу «Вперед» на 2 ножку LPT порта выдается логическая «1», открывается транзистор VT1, срабатывает реле К1, двигатель М1 начинает крутиться влево и каретка начинает перемещаться вперед. При нажатии на клавишу «Назад» на 3 ножку LPT порта, выдается логическая «1», транзистор VT2 открывается, срабатывает электромагнитное реле К2, двигатель М1 начинает вращаться вправо и каретка начинает двигаться назад. Движение происходит только при удержании клавиш в нажатом состоянии, после отпускания клавиш на ножки LPT порта выдается логический «0», при этом транзисторы будут находиться в закрытом состоянии, а двигатели в режиме покоя.

Таким же образом осуществляется управление перемещения инструмента в направлениях влево, вправо (двигатель М2) и вверх, вниз (двигатель М3). Двигатель М4 управляется кнопкой «Go». При нажатии на неё сама кнопка фиксируется, на восьмую ножку LPT порта выдается логическая «1», транзистор VT7 открывается, и двигатель М4 начинает вращаться.

Используя экспериментальный метод исследования, работа программы была проверена на малогабаритном сверлильном станке, собранном в лаборатории объединения «Радиотехник».  Станок под управлением данной программы использовался в лаборатории объединения «Радиотехник» для изготовления печатных плат для выполнения плановых практических работ, таких как: усилитель постоянного тока, генератор звуковой частоты, мультивибратор и другие.

Автор: Морозов Никита, 11 класс (СОШ №8 города Костромы)
Руководитель: Шестаков Александр Александрович, педагог дополнительного образования ЦДТ «Содружество», педагог-новатор Российской научно-социальной программы «Шаг в будущее»

Центр детского творчества города Костромы «Содружество»
Объединение «Радиотехник»