Das folgende Bild zeigt das Innenleben des CNC-Steuergerätes. Die ganze Elektronik wurde auf ein Chassis montiert, welches mit der Frontplatte mechanisch verbunden ist. Im unteren Chassisteil befindet sich der 220V-Teil und der 24-28 Volt Schaltregler, welcher mittels Lochblech abgeschirmt wurde. Im oberen Chassisteil befindet sich die CNC-Steuerplatine mit den Signalausgängen, die auf die 4 Frontplattenstecker geführt wurden. Der Parallel-Port befindet sich ebenfalls auf der CNC-Steuerplatine und ist bei eingeschobenem Chassis durch eine Gehäuseausfräsung von hinten her zugänglich. Auf diese Weise konnte einerseits die Verdrahtung minimiert werden und andererseits wurde eine saubere Trennung zwischen Stromversorgung und Steuersignalen erreicht. Daduch konnten mögliche, gegenseitige Störungen weitgehend's vermieden werden, was sich auch im praktischen Versuch zeigte.
Die Kühlung erfolgt über zwei kleine 24 Volt Ventilatoren, die sich auf der CNC-Steuerplatine befinden und die Leistungsendstufen direkt kühlen. Weiter befindet sich ein grosser 220 Volt Ventilator auf der Rückseite des Gehäuses, welcher die Gehäusewärme über die, ebenfalls auf der Rückseite angebrachten Lüftungsschlitzen, abführt.
Die Wahl der Steuerplatine fiel auf den Schrittmotor-Kontroller Typ "SMC1500" der Firma "emis Gmbh, D-92637 Weiden". Dieser Kontroller weist folgende Leistungsdaten auf:
Versorgungsspannung : | 24 ... 28 VDC | Referenzschalter : | mech. Schliesser |
Stromaufnahme : | max. 9,5 A | Eingangspegel : | TTL kompatibel (Centronics) |
Phasenstrom : | 5 mA...1500 mA (adj.) | Eingangsfrequenz : | max. 5 kHz |
Arbeitskontakt: | 24V/8A mit Zusatzplatine |
Die Wahl des Schrittmotors ergab sich einerseits aus den Leistungsdaten der Steuerplatine und andererseits aus dem Preis-Leistungsverhältnis. Aufgrund dieser Vorgaben fiel die Wahl auf den Hersteller "SERVO JAPAN". Dieser Schrittmotor (KH56KM2-851) ist relativ preiswert, trotz relativ hoher Leistung. Er weist folgende Kennwerte auf:
Haltemoment : | 10,0 kgf x cm | Antriebsmethode : | BI-POLAR |
Schrittwinkel : | 1,8 Grad | Anzahl Phasen : | 2 |
Flansch-Mass : | 56 x 56 mm | Strom pro Phase : | 1,5 A |
Lieferant : | Firma Distrelec | Spannung pro Phase : | 4,35 V |
Artikel Nummer: | 370075 | Wicklungswiderstand: | 2,7 Ohm |
Preis (sFr.) : | 1-1:99,90 2-4:93,20 5+:87,30 | Induktanz pro Phase: | 10,7 mH |
Folgende Abbildung zeigt die Leistungskurve und die Anschlussbelegung der gewählten Schrittmotoren.
Aufgrund des gewählten Motors, beziehungsweise der technischen Daten können als Maximalwerte folgende maximale Eckdaten ermittelt werden:
Motor-Umdrehungen pro
Minute = (5000 Hz / 200 Schritte/U) x 60 = 150 U / Min
Maximaler Vorschub pro Minute
(Spindelsteigung 2,5 mm/U) = 150 U/Min x 2,5 mm/U = 375 mm