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ELETTRONICA della Millwood

Stabilire quale elettronica andrà a comandare una fresa a controllo numerico non è una facile decisione.L'elettronica (chiamata anche driver), serve a far lavorare diverse parti di una fresa a CN: la meccanica con i suoi motori passo passo, il computer con il quale è collegata mediante la porta parallela o la porta USB ed il programma di gestione fresa (vedi Mach3, LinuxCNC, TurboCNC, ecc ecc).Di elettroniche adatte per il controllo di una fresa per uso hobbistico, quale la mia MillWood, ce ne sono di molti tipi, nel web potete trovare centinaia di schemi e anche molte offerte per driver in kit o anche già assemblati.Per kits da montare o driver già pronti, non vi dò alcun link per evitare di essere di parte e per non fare torto a nessuno.Se la meccanica della fresa è simile alla mia MillWood, un driver bipolare da 2-2,5 Amp/fase è già più che sufficiente.Si tratta di driver basati principalmente sugli integrati TB6560, oppure sugli A3977 ma anche sui vecchi ma sempre validi L297/298.

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Una cosa spesso sottovalutata è la scelta dei motori passo passo, spesso vedo persone utilizzare elettroniche da 4Amp/fase abbinate a mediocri motori recuperati da chissà quali stampanti o apparecchiature dismesse.
Per il motore passo passo è fondamentale che sia di buona qualità e con buone prestazioni.
Trovare un motore che da catalogo sia da 3-4 Amp/fase e abbia una elevata coppia potrebbe non essere sufficiente dal mettervi in salvo da sorprese.
Il datasheet dei motori bisogna saperlo interpretare, spesso le caratteristiche riportate sono riferite a prove eseguite con le massime correnti e soprattutto con le massime tensioni di lavoro (70 Volts), valori che difficilmente noi raggiungeremo con i nostri driver.
Anche la coppia di lavoro potrebbe essere massima però a bassi valori di rotazione, con sensibile calo a velocità maggiori.
E' vero che i motori con sei fili possono funzionare in modo bipolare escludendo il filo centrale, però le caratteristiche di tale motore non saranno gran cosa.
Per le mie frese mi affido solo alla prova pratica del motore, valutando le sue prestazioni direttamente abbinandolo al driver elettronico, ho provato decine di tipi di motori e a volte ho dovuto scartarne perchè non adeguati.
Ma ritorniamo alla scelta del driver.
Lo prendiamo con uscita per porta parallela o per porta USB?
E' vero, ormai la porta parallela sta scomparendo dal computer, però è anche vero che possiamo facilmente reperire un vecchio computer usato per pochi euro, con la porta parallela, e abbinarlo alla gestione della fresa, vi assicuro che vi costerà meno che non l'acquisto di un controller per porta USB, comunque al seguente link trovate alcune mie considerazioni.
Programmi come Mach3 (su sistema operativo Windows XP,7,8,10 a 32 bit), o LinuxCNC (su sistema operativo Ubuntu), sono ottimi programmi più che adeguati per frese cnc hobbistiche e forse anche professionali.
Non cercate driver elettronici con caratteristiche stratosferiche, funzioni strabilianti e di conseguenza, prezzi elevati.
Io ho utilizzato diversi tipi di driver, dai più semplici ai più complessi, ma vi assicuro che per una fresa di tipo hobbistico, non servono funzionalità elevate o professionali.
Sarebbe come montare un motore Ferrari su una Fiat 600: non ne sfruttereste mai la sua potenza.

Doverosa nota su elettroniche di provenienza cinese

Ormai il 95% delle elettroniche reperibili nel web, e molto spesso rivendute su siti italiani del settore, sono di fattura Cinese. Sono elettroniche che ho provato personalmente constatando che presentano problemi di vario genere, se andate nei vari forum Italiani, ma anche Americani, troverete conferma di ciò. Nella maggior parte dei casi, si tratta di problemi di perdita di passi durante la lavorazione, a volte hanno problemi di surriscaldamento nei regolatori di tensione 12-5 Volt oppure saltano gli elettrolitici della corrente dei motori (leggete a quale tensione massima possono lavorare prima di applicare la tensione di alimentazione). Nel caso della perdita di passi, ho dovuto bypassare o modificare gli ingressi dei segnali, in un caso ho letteralmente sostituito i finali, perché quelli montati erano di pessima qualità; per il surriscaldamento della parte di alimentazione, ho optato per una alimentazione esterna. Se cercate nel web una soluzione specifica per una scheda, troverete decine di possibili soluzioni, una diversa dall'altra e spesso non risolutiva del problema, è una situazione che mi sono trovato con un tipo di scheda. Alla fine ho capito perché non si trovava una soluzione certa: la scheda sembra sia sempre uguale, ma in realtà è diversa, ossia monta dei componenti differenti (condensatori per la frequenza, optoisolatori per il segnali e qualità dei finali), probabilmente lo stampato è uguale, ma viene poi assemblato in diverse zone della Cina e da produttori "più o meno" competenti, morale: vi può capitare la scheda che funziona bene (...raro), oppure con un problema non ben definito, ecco perché di una stessa scheda trovate chi si trova bene, chi ha applicato una modifica al condensatore di frequenza, chi ha tolto l'optolisolatore, chi ha aggiunto una scheda di inversione del segnale e chi, a furia di fare prove, ha bruciato tutti i finali e ora è disperato e confuso. Le schede Cinesi che utilizzo io sono tutte modificate, testate e controllate per evitarvi problemi di questo genere .

Vediamo ora una piccola carellata di elettroniche che ho usato nelle mie frese:

Attualmente uso un'elettronica composta da tre singoli driver che utilizzano l’integrato TB6600hq

Il TB6600HG è stato rilasciato nel 2012 dalla Toshiba ed è l’evoluzione del TB6560
Le principali caratteristiche sono:
- Alimentazione singola - vi è all'interno del chip un regolatore a 5V
- Controllo tramite step-dir-enable pin
- 1/1 fino a 1/16 step
- 5 Amp max corrente/fase (3.5 è un valore piu' credibile)
- Controllo termico, bassa tensione ed eccesso di corrente integrati
- Livello di corrente selezionabile per mezzo di trimmer (Vref)
- Pin di monitor e alert
- Sino a 200Khz di clock
- Durata dell'impulso di step di soli 2.2 us.

L' elettronica comunica con il computer mediante la porta parallela, è prevista un' uscita per i 220V sul frontalino anteriore del box metallico, questa uscita è controllata da un relè e servirà per il controllo automatico dell'elettroutensile.