Bei Lieferung ist der CncPlayer so eingestellt, daß eine eventuell vorhandene Spindel ignoriert wird. Der CncPlayer wird eine Spindel also weder ein- noch ausschalten. Wenn Sie möchten, daß der CncPlayer Ihre Spindel steuert, dann müssen Sie ihn entsprechend konfigurieren.

Ein- / Aus-Signal für einfache Spindel

Ich schätze, daß 90% aller Anwender zum Steuern ihrer Spindel nur ein Ein- / Aus-Signal brauchen. Dafür haben Sie den CncPlayer schnell konfiguriert. Öffnen Sie dazu das Menü Install / IO - Output.

Abb.: Menü Install / IO - Output

Grundsätzlich können Sie Portadresse und Bit frei wählen und so zum Beispiel die Spindel auch über eine in den PC eingesteckte IO Karte steuern. Die meisten Anwender werden aber einen Pin vom Druckerport nehmen. Ich empfehle Ihnen den Pin 17. Wie Sie der Tafel aus dem Menü Misc / Lpt Port Test entnehmen können, wird der Pin 17 über das Bit 3 ("C3") des Control-Register gesteuert.

Abb.: Menü Misc / Lpt Port Test Bild Lpt Organisation

Das Control-Register hat die Adresse Basis+2. Falls Ihre Basisadresse also 888 ist, dann müssen Sie für die Spindel 890 eintragen (888+2=890). Damit haben wir fast schon alle Daten für die Spindelkonfiguration zusammen:

Execute: Klicken Sie den Knopf, damit die Led ein ist.

Port: Tragen Sie hier Ihre Adresse ein. Dazu müssen Sie Ihre Basisadresse kennen und 2 dazu addieren. Achtung: Ihre Basisadresse kann anders sein als die, die ich in meinem Beispiel verwende!

Bit: Markieren Sie hier das Bit 3.

Level: Markieren Sie hier invert. Warum? Bit 3 ist ein invertiertes Bit. Das erkennen Sie am Strich über dem "C3". Alle Bits mit einem Strich darüber sind invertierte Bits. Der Lpt Chip des PC dreht diese Pins um. Also muß der CncPlayer derartige Pins invertiert ansteuern, um letztlich wieder ein normales Ergebnis zu erhalten.

Klicken Sie nun auf <Ok>, im nun erscheinenden Info Fenster nochmal <Ok> und starten Sie den CncPlayer neu. Ihre Spindel können Sie nun im Menü Action / Run schalten.

Abb.: Menü Action / Run - Spindle

Sollte Ihre Spindel statt an ausgehen und statt aus angehen, dann ändern Sie das Level Feld!

Wenn Sie eine *.plt Datei fräsen, wird der CncPlayer die Spindel vor dem Fräsen einschalten und am Ende ausschalten. Wie Sie eine Pause zum Hochlaufen der Spindel bekommen, lesen Sie bitte weiter unten. Falls Sie *.cnc Dateien (G Code) verwenden, können Sie die Spindel mit den üblichen M Befehlen steuern.

Spindel mit Dehzahlsteuerung, z. B. HF-Spindel

Die CncPlayer kann auch die Drehzahl der Spindel steuern. Allerdings brauchen nur die wenigsten Anwender eine derartige Funktion. Die Drehzahl kann man bei vielen Spindeln wie von Proxxon, Kress, Bosch usw. direkt an der Spindel per Drehknopf einstellen. Bei HF-Spindeln oder Frequenzumrichtern kann man die Drehzahl am Umrichter einstellen. Trotzdem kann es manchen Tüftler reizen, die Drehzahl mit dem CncPlayer zu steuern. Dazu dient das Menü Install / Spindle.

Abb.: Menü Install / Spindle

Um die Drehzahl zu steuern, brauchen Sie eine kleine Hardware Erweiterung, einen sogenannten D/A Wandler (Digital nach Analog Wandler). Damit können Sie dann zum Beispiel handelsübliche Frequenzumrichter für Drehstrommotore ansteuern. Sie können damit auch die Spannung für eine Gleichstromspindel wie Proxxon, Dremel etc. steuern. Vielleicht hat Ihr HF-Umrichter auch einen 8 Bit Digitaleingang, was den D/A Wandler entbehrlich machen würde.

Wie auch immer, für die Drehzahlsteuerung stellt der CncPlayer einen 8 Bit Ausgang bereit. Das bedeutet, Sie brauchen einen zweiten Druckerport im PC (Lpt Karte zum Einstecken kaufen) oder eine IO Karte im PC (z. B. 48 polige IO Karte zum Einstecken kaufen). Sie brauchen also einen freien Steckplatz und eine der vorgenannten Karten. Unwahrscheinlich, daß auf Ihrem Mainboard 2 parallele Druckerports sind.

Abb.: Werkzeugdatei

Die Drehzahl selbst können Sie dann in der Werkzeugdatei für jedes Werkzeug individuell eintragen.

S dir: (S dir = Spindel direction = Drehrichtung). Der Pfeil zeigt entweder nach rechts für Rechtslauf der Spindel oder nach links für Linkslauf der Spindel. Wenn Sie den Pfeil mit der Maus anklicken, ändert er die Richtung.

S rpm: (S rpm = Spindel revolution per minute = Spindel Umdrehungen pro Minute = Drehzahl). Hier können Sie die gewünschte Drehzahl eingeben, zum Beispiel 4000.

Später beim Fräsen, Gravieren etc. wird dann die Spindel das Werkzeug mit der jeweils eingetragenen Drehzahl drehen.

Ich werde die Beschreibung der Konfiguration einer Drehzahlsteuerung hier abbrechen, weil mir die Zeit etwas knapp wird, und zu einem späteren Zeitpunkt fortsetzen. Sie könne sich gerne bei mir melden, wenn Sie zu den Wenigen gehören, die eine Drehzahlsteuerung mit dem CncPlayer beabsichtigt. Da gibt es bzgl. der Hardware (D/A Wandler etc.) sowieso individuell Einiges abzuklären. Die Grundzüge hinsichtlich CncPlayer kenne Sie zumindest jetzt.

Pause zum Hochlaufen der Spindel

Sie haben eine Spindel wie oben unter Ein- / Aus-Signal für einfache Spindel beschrieben. Wenn der CncPlayer die Spindel ein- oder ausschaltet, dann macht er danach gleich im Programmablauf weiter. In der Regel möchten Sie das nicht. Sie möchten lieber eine kleine Pause, zum Beispiel 1.5 Sekunden, damit die Spindel Zeit zum Hochlaufen hat. Gehen Sie dazu ins Menü Install / Spindle - Configuration - Delay in s. Hier können Sie die gewünschte Pause eintragen.

Abb.: Menü Install / Spindle. Unten rechts sehen Sie das Pause Feld (Delay = Verzögerung = Pause)

Sonstiges

Der CncPlayer stellt zum Steuern der Spindel nur Signale (z. B. am Druckerport) bereit. Das sind nur schwache Digitalpegel. Sie können damit nicht direkt ein Relais schalten, dafür sind die Ströme im Bereich von gerade einmal einigen Milliampere viel zu gering! Sie brauchen also eine Verstärkerschaltung. Die können Sie sich auch selbst bauen, sofern etwas Geschick und Kenntnisse vorhanden sind. Die Bauteile kosten nur einige Euro. Schaltplan habe ich keinen, aber es gibt im Internet einige für eine "8-fach Relaiskarte für den Druckerport". Da brauchen Sie die Schaltung nur für ein einziges Relais abändern. Transistor, Vorwiderstand und Relais, mehr ist da nicht.

Wenn Sie keine Ahnung und / oder zuviel Geld haben, dann können Sie sich auch im Handel ein sogenanntes "Elektronisches Lastrelais" kaufen. Das können Sie direkt am Lpt Pin anklemmen und ausgangsseitig Ihre Spindel schalten.

Auf manchen Schrittmotor-Karten ist auch bereits ein Relais zum Schalten der Spindel enthalten. Das können Sie auch nehmen. Hier ist meist ein bestimmter Lpt Pin vorgegeben, den Sie nehmen müssen. Sie können also vmtl. nicht meinen oben genannten Pin 17 nehmen, sondern müssen das nehmen, was der Hersteller der Karte eben vorschreibt.

ACHTUNG: Bei manchen Schrittmotor-Karten mit integriertem Spindel-Relais gibt der Hersteller Lpt Pin 8 oder Pin 9 für die Spindel an. Der CncPlayer kann aber NIEMALS an Pin 8 oder Pin 9 eine Spindel schalten! Pin 8 und Pin 9 sind für den C Motor (4. Motor) reserviert. Auch wenn Sie keinen C Motor haben und Pin 8 und Pin 9 somit frei sind, können Sie diese beiden Pins trotzdem NICHT verwenden, da der CncPlayer bei fehlendem Motor auf diesen Pins 0 ausgibt. Also: Pin 2 ... bis Pin 9 sind für 4 Motoren reserviert, was anderes außer Motoren darf da nicht ran und wird auch garantiert nicht funktionieren!

WICHTIG: Sie dürfen sich bei der Spindel niemals auf den CncPlayer verlassen! Wenn der CncPlayer die Spindel abschaltet, dann kann durch einen Softwarefehler etc. die Spindel jederzeit wieder ungewollt angehen! Wenn Sie also einen Werkzeugwechsel vorhaben, dann müssen Sie die Stromversorgung der Spindel zusätzlich mit einem Schalter unterbrechen und gegen Wiederanlaufen sichern. Ein Softwarefehler kann die Spindel nun nicht einschalten. Ist das Werkzeug gewechselt und Ihre Hände sind wieder aus dem Arbeitsbereich der Maschine raus, dann können Sie die Wiederanlaufsperre wieder entfernen und im CncPlayer die Bearbeitung fortsetzen.

Sonderfall Druckerport / Unfallgefahr

Es wurde wiederholt auf die Unfallgefahr hingewiesen, die von einer Cnc Maschine ausgeht. Erschwerend kommt noch hinzu, daß am Druckerport angeschlossene Geräte plötzlich und unvermittelt anlaufen und anhalten können. Unfallgefahr! Ein Grund (es gibt viele), warum das so ist, wird hier erklärt.

Die parallele Schnittstelle verfügt neben dem 8 Bit breiten Datenport (Pin 2 .. Pin 9), an dem die Motoren hängen, noch über 4 weitere Ausgangsleitungen. Dies sind Pin 1, 14, 16 und 17, die man für Schalt- und Steueraufgaben nutzen kann. Betrachten wir folgende Tabelle. Sie zeigt die Spannungspegel an diesen vier Pins bei ausgeschaltetem PC, während des Bootens und nach dem Booten (= PC in betriebsbereitem Zustand).

Pins PC Aus ca. 20 Sek. booten PC bereit

Pin 1 = Kühlung 0 Volt 5 Volt 5 Volt

Pin 14 = Reset 0 Volt 5 Volt 5 Volt

Pin 16 = Stromabsenkung 0 Volt 5 Volt 5 Volt

Pin 17 = Spindel 0 Volt 5 Volt 0 Volt

Ausgangspins können entweder 0 Volt (Low) oder + 5 Volt (High) annehmen (in der Praxis sind es nicht genau + 5 Volt, sondern etwas weniger).

Spalte PC Aus: Diese Spalte zeigt, daß bei ausgeschaltetem PC alle Ausgänge auf 0 Volt sind. Das ist logisch, den ohne Strom kann es keine + 5 Volt geben.

Spalte ca. 20 Sek. booten: Wird der PC eingeschaltet, gehen die 4 Pins sofort alle auf + 5 Volt und bleiben so während des ca. 20 sekündigen (Dauer je PC verschieden) Bootvorgangs.

Spalte PC bereit: Sobald der PC gebootet hat und betriebsbereit ist, nehmen alle 4 Pins ihre definierte Endstellung ein.

Wie Sie sehen gibt es KEINE stabilen Pins. Stabil wäre ein Pin, wenn er bei ausgeschaltetem PC = 0 Volt, während des Bootens = 0 Volt und bei betriebsbereiten PC jeweils = 0 Volt hätte. Einen derartigen Pin gibt es nicht.

Was hat das für Folgen? Nun, ein Ausgangspins kann entweder 0 Volt (Low) oder + 5 Volt (High) annehmen. Der CncPlayer kann die Pins zwischen diesen beiden Zuständen hin und her schalten. Diese Änderung kann man ausnützen und z. B. mit Pin 17 einen Fräsmotor ein- und ausschalten. Bei + 5 Volt (High) läuft der Fräsmotor und bei 0 Volt (Low) stoppt er.

Sie ahnen schon das Problem? Wenn Sie nämlich zuerst Ihre Cnc Maschine einschalten und dann den PC einschalten / hochbooten, geht während des z. B. 20 Sekunden dauernden Bootvorgangs der Pin 17 auf + 5 Volt (High) und der Fräsmotor läuft an. Unfallgefahr!

Auch wenn Sie alles richtig gemacht haben und Ihnen z.B. der CncPlayer einmal abstürzt und Sie instinktiv den PC Reset Knopf drücken, wird der Bootvorgang durchlaufen und dabei wird, wie Sie eben gelesen haben, der Pin 17 auf + 5 Volt (High) gesetzt und der Fräsmotor läuft somit an. Unfallgefahr! Auch wenn wir für die Spindel einen anderen Pin nehmen und / oder das Signal invertieren würden (0 V = Ein, + 5 Volt = Aus) hätten wir das Problem nicht gelöst, sondern nur verlagert. Beispiele: PC ist ein, Cnc Maschine ist ein und der Fräsmotor steht. Wird nun lediglich der PC ausgeschaltet gehen alle Pins auf 0 Volt und der Fräsmotor läuft bei invertierter Ansteuerung an.

Wie man es auch dreht und wendet, es gibt keine befriedigende Lösung. Grundproblem ist wie Eingangs beschrieben der Mangel, daß der PC Druckerport keine stabilen Pins bietet, solange der PC nicht hochgebootet und betriebsbereit ist. Eine Lösung wäre, statt dem Druckerport eine IO Karte in den PC einzustecken. Deren Pins bietet stabile Pegel. Eine Cnc Maschine am Druckerport zu betreiben ist also nicht gerade optimal bzgl. Betriebssicherheit.

Fehlersuche:

Frage: Ich habe eine Motorkarte mit Spindelrelais, die den Anschluß an Pin 8 oder Pin 9 erwartet. Eben hab ich gelesen, daß diese Pins im CncPlayer für einen Motor reserviert sind und meine Spindel an diesen Pins nicht funktionieren wird. Was soll ich tun?

Antwort: Drei Möglichkeiten kann ich mir vorstellen:

1. Sie bauen die Karte um. Unterbrechen Sie die Leiterbahn zu Pin 8 oder Pin 9 (je nachdem, wo Ihr Spindelrelais dranhängt) und löten Sie eine Drahtbrücke nach Pin 17.

2. Sie können auch das Druckerkabel umlöten. Sie sollten das Kabel dann aber mit "Umgelötet!" beschriften, damit niemand auf die Idee kommt, das für einen Drucker zu verwenden.

3. Sie besorgen sich eine Lösung genauso wie die Leute, die kein Relais auf der Motorkarte haben.

Freitag, 2010.07.30 - 04:11:18