X,Y,Z-Schrittmotorsystem + Mega2560 --- Kontrolle des Schaltkreises

Hallo zusammen,

ich habe ein X,Y,Z-System ausgelegt, angetrieben von 3 Schrittmotoren. Die Lieferung aller Komponenten erfolgt diese Woche. Bevor ich nun Strom durch das ganze System schicke, wollte ich euch bitten, meine Verschaltung (siehe PDF als Handskizze) auf Richtigkeit zu überprüfen.

Nebeninformation: Das System dürft ihr euch nicht als CNC-Fräse vorstellen. Ich werde keinen kompletten G-Code auf das Board spielen. Vielmehr fahre ich gewisse Positionen mithilfe von bCNC oder UGS manuell an. Z.B. fahre ich in X,Y,Z relativ auf Position 5mm, 4mm und 6mm. Dann führe ich Versuch Nr.1 durch. Danach fahre ich auf 10mm, 20mm, 8mm. Dann führe ich Versuch Nr.2 durch. Danach fahre ich auf 8mm, 15mm, 6mm. Usw...

Fragen:

  • Ist es notwendig, das Ardunio Board noch ordentlich zu erden? Gemäß Skizze zieht es sich ja seine 5V über den PC per USB. Sollte ich besser per Netzteil (und über "Power Supply Module", Steckbrett und Jumper) die notwendige Spannung auf den Vin-Pin führen und gleichzeitig einen Jumper auf einen GND-Pin. (Ähnlich zu Bild im Anhang entnommen aus einer Tutorial-Reihe)

  • Empfiehlt es sich eine Art Not-Aus-Schalter einzubauen? Welche Stromkreise sollten in diesem Fall unterbrochen werden (zwischen Schaltnetzteil & TB6600? oder zwischen Arduino & TB6600? etc?)

  • Was fällt euch sonst noch auf und sollte unbedingt beachtet werden?

Danke!

Skizze Schaltkreis.pdf (117 KB)

Es macht keinen Sinn, den Arduino aus einer anderen Quelle zu speisen als die Motoren. Was würde oder könnte alles passieren, wenn die Motoren unter Spannung stehen, und der Arduino von seiner USB-Versorgung abgeklemmt wird? Wenn überhaupt, dann müßte ein Abschalten des Arduino zwangsweise auch die Versorgung der Motoren abschalten.

Eine Not-Aus Funktion kommt auf den konkreten Aufbau an. Schrittmotoren (ohne Getriebe) halten ihre Position nicht, wenn der Strom ausfällt. Je nach Aufbau kann dann alles herunterfallen, was zuvor mit Motorkraft oben gehalten wurde. Dabei könnten auch Finger eingeklemmt werden, wenn sich die gerade in der Mechanik befinden. Umgekehrt können die Motoren (und das Netzteil) durchbrennen, wenn nur der Arduino abschaltet wird. Man könnte beides kombinieren, daß zuerst mit einer Not-Halt Funktion für eine bestimmte Zeit die letzte Position gehalten wird und ein Warnsignal ertönt, bis anschließend oder auf nochmaligen Knopfdruck in den Grundzustand gefahren wird und dann die Anlage ausgeschaltet wird.

sh92:

  • Was fällt euch sonst noch auf und sollte unbedingt beachtet werden?
  1. Kein ENAble angeschlossen, das wundert mich.

  2. Bewegliche Maschinen sind gefährlich und Du als Erbauer bist verantwortlich. Du mußt daher die Vorschriften kennen und anwenden. Umwissenheit schützt nicht vor Strafe! Jede bewegliche Maschine sollte nach meiner Meinung ein NotAus haben, möglicherweise auch eine Schutztür. Was bei NotAus passiert, hängt von der Maschine ab, siehe #1. Bei den mir bekannten Maschinen hieß das, Motoren und Bremsen (lösen durch Strom) mittels Schütz stromlos, Meldung an Steuerung.

  3. An das Ende von Achsen gehören Endschalter für NotAus oder NotStopp (Selbsthaltung von Motorenschütz unterbrechen).

  4. Schrittmotoren kennen keine absolute Position. Entweder Du verwendest ein absolutes Maß oder Referenztaster.

  5. Wenn eine Steuerung "sagen" kann, wie es ihr geht, ist das immer gut. LEDs, LCD, Grafikdisplay - auch nur für Text, irgendeine Ausgabe eben.

  6. Wie schon in #1 erwähnt, sollte der Mega vom PC unabhängig Strom bekommen. Ein StepDown oder ein Netzteil also zusätzlich. Dann aber die 5V von USB trennen, entweder auf dem Mega oder im Kabel.

  7. Jede ordentliche Maschine hat eine Startknopf, um Bewegungen zu ermöglichen. Erst damit geht das Motorschütz in die Selbsthaltung. Vor Start kann man dann die Steuerung gefahrlos einrichten oder umprogrammieren.

  8. Eine Steckdose für die Kaffeemaschine, um den Servicetechniker bei Laune zu halten :grin:

Nur mal so, was mir spontan in den Sinn kommt.

In den bisherigen Antworten ist bereits eine Menge an Anregungen und Klarstellungen drin. Mir fällt zusätzlich noch auf, dass der Stepper für z sehr viel weniger Strom benötigt. Absicht?
Die z-Achse kämpft normalerweise gegen die Schwerkraft und benötigt entsprechend Kraft, die z-Last nach oben zu bewegen bzw. zu halten. Da wir deinen mechanischen Aufbau aber nicht kennen, kann es sein, dass der Motor stark genug ist.