Монтаж элементов для домашнего станка с ЧПУ

Для того, чтобы выполнить самостоятельную сборку устройства управления ЧПУ-станком, необходимо иметь в наличии (см. рисунок 1):

—           платы управления (три);

—           интерфейсную плату (одна);

—           станок для сверления;

—           сверла;

—           компоненты для плат;

—           паяльник;

—           плоскогубцы;

—           антистатическую повязку;

—           резак;

—           приспособление для зачистки провода;

—           припой;

—           инструмент для удаления припоя при отпайке;

—           мультиметр.

Рис. 1. Материалы и инструменты

Первым этапом при монтаже будут работы по сверлению отверстий для составляющих плат. Эти работы  — самые утомительные и менее интересные при изготовлении любого вида электроники. Сверлильный станок небольшого размера, к примеру, как на рисунке 2, и тонкие острые сверла позволят с легкостью осуществить этот этап работы.

Рис. 2. Сверлильный станок небольшого размера

После протравливания платы полости контактных площадок содержат только стекловолокно, из которого выполнена плата. Следует заметить, что центрирование сверла в отверстии будет происходить само собой, и сверлить можно будет быстрее и аккуратнее, чем при нахождении в полостях контактных площадок меди или бумаги (см. рисунок 3).

Рис. 3. Отверстия контактной площадки (крупный план)

Для того, чтобы высверлить сквозные отверстия, а также отверстия под резисторы, и разместить интегральные компоненты, нами применялось сверло, имеющее диаметр 1 мм. Монтажные отверстия под диоды и под места подключения проводов от моторов проделываются сверлом диаметром 1,6 мм; сверление монтажных отверстий под DB35-разъем выполняется  сверлами 3,2 мм (см. рисунок 4).

Рис. 4. Сверла

Перед началом сверления отверстий необходимо положить под плату деревянную пластинку небольшого размера, чтобы не были повреждены дорожки (см. рисунок 5)

Рис. 5. Сверление отверстий в плате

После высверливания всех монтажных отверстий следует включить паяльник. Если он имеет функцию регулирования температуры, нужно установить ее такой, чтобы была возможность паять довольно быстро, но чтобы при этом от стеклопластика не отделялись контактные площадки (см. рисунок 6).

Рис. 6. Паяльник

Мы при пайке действовали таким образом: прикладывали к контактной площадке кончик паяльника так, чтобы он касался проводника, затем подносили припой к месту совмещения контактной площадки с проводником прямо напротив конца паяльника (см. рисунок 7).

Рис. 7. Метод паяния

Такая схема работы позволяет припою вытягиваться от контактной площадки и проводника к теплу. Поскольку статическое электричество способно повредить интегральные схемы, прежде, чем трогать какую-либо из них, нужно позаботиться об антистатической защите. Мы применяли повязку на запястье, соединенную в задней части паяльника с заземлением (см. рисунок 8).

Рис. 8. Антистатическая повязка

Порядок размещения элементов на интерфейсной и управляющей платах изображен на рисунках 9 и 10.

 Рис. 9. Расположение элементов на плате управления 

Рис. 10. Расположение элементов на интерфейсной плате

Начать следует с реализации перемычек вверху платы. Можно применять изолированный провод (см. рисунок 11) для того, чтобы соединить концы верхних дорожек. Может подойти одножильный провод либо другие материалы, которые могут служить в качестве проводника сквозных отверстий между верхней и нижней частью. При работе с одной из плат нами были применены кусочки скрепок, которые были отрезаны таким образом, чтобы слегка выходить за пределы отверстия с каждой из сторон (см. рисунок 12).

 Рис. 11. Применение изолированных проводов

 Рис. 12. Применение кусочков скрепок

Для данного метода копирования металлизированного отверстия необходима спайка проводящего материала с обеих сторон платы. При этом, если материал слабо крепится в отверстии, такой способ является довольно сложным в применении. Если имеется люфт, материал может слегка сдвинуться, тогда соединение между верхом и низом не будет образовано. После создания перемычек следует  проверить наличие проводимости между контактами посредством мультиметрома (см. рисунок 13).

Рис. 13. Проверка соединений посредством мультиметра

Далее можно начинать установку самых низких элементов платы – диодов и резисторов. Резисторы не обязательно устанавливать согласно полярности, однако установку диодов следует выполнять с ориентиром на полоску, расположенную на их корпусе (см. рисунок 9). Загибая контактные выводы, следует прижать их вплотную с помощью плоскогубцев к корпусу элемента и загнуть.  Это даст возможность избежать превышения нагрузок на корпус. Чрезмерные нагрузки приводят к поломке корпуса элемента.

Далее следует вставить в определенные отверстия на плате контактные выводы элементов, затем загнуть их и откусить плоскогубцами, при этом оставив длину, необходимую для удержания элементов. Контакты диодов откусываются по максимуму, так как из-за их размера процедура пайки может стать более сложной – необходимо будет затрачивать дополнительное время для их нагрева до нужной температуры (см. рисунок 15).

 Рис. 14. Загибание контактных выводов элементов 

Рис. 15. Загибание и откусывание контактных выводов

После того, как установлены низкие компоненты, нужно поставить на плату разъемы, сделать заготовки требуемого размера и припаять их к плате (см. рисунок 16).

 Рис. 16. Подготовка разъемов требуемого размера

Чтобы сделать гнездо под микросхему L_297, нужно загнуть с каждой из сторон по одному контакту и закрепить его в месте пайки. Микросхема L_298 не имеет гнезда, поэтому мы припаяли ее напрямую к плате (см. рисунок 17).

 Рис. 17. Установка чипа L_298 и гнезда под чип 1297

Единственный элемент на плате, который необходимо устанавливать с соблюдением полярности – это конденсатор, имеющий емкость 470 мкФ. Необходимо убедиться в правильности его установки (см. рисунок 18).

Провода, которые идут от платы на питание электродвигателя, мы отрезали от шестижильного экранированного кабеля, применяемого нами при подключении мотора к управляющим платам (см. рисунок 19).

Рис. 18. Правильная установка конденсатора 

Рис. 19. Катушка кабеля

Следует отрезать и зачистить четыре куска провода на каждый из  двигателей и припаять их напрямую к плате (см. рисунок 20).

Рис. 20. Спаянные напрямую провода и плата

Если Вы не желаете припаивать провода напрямую к плате, нужно отыскать подходящий разъем и установить на место спайки платы и провода.

На микросхему L_298 нужно поставить радиатор. Его мы изготовили, разрезав радиатор большого размера от негодного блока питания (см. рисунок 21). На рисунке 22 изображена готовая управляющая плата.

Рис. 21. Радиатор

Рис. 22. Готовая управляющая плата

Интерфейсная плата

Следует воспользоваться изображением интерфейсной платы для определения расположения на ней элементов. Для начала нужно установить перемычки и резисторы. Необходимо подготовить все разъемы, установить их и далее подключить разъем DB25 шины данных.

Данная плата служит обеспечением связи компьютера с внешними устройствами, для присоединения  концевых выключателей, а также для связи устройств между собой (см. рисунок 23).

Рис. 23. Готовая интерфейсная плата

Теперь Вы имеете четыре готовые печатные платы. Далее следует выяснить, смогут ли они выполнять все требуемые задачи. В следующей статье мы расскажем об установке программы KCam и тестировании  платы.

Комментарии запрещены.