5-osiowy kontroler CNC DDCS-Expert v2.1 + zadajnik MPG

Prosta konfiguracja i obsługa użytkownika: Mimo rozbudowanych możliwości, interfejs kontrolerów DDCS jest intuicyjny i przyjazny nawet dla mniej doświadczonych operatorów. Wysiwetlacz graficzny prezentuje najważniejsze informacje o stanie maszyny (pozycje osi, aktywne tryby, parametry przesuwów itp.), a obsługa odbywa się z użyciem stosunkowo niewielkiej liczby klawiszy – filozofia jest tu zbliżona do paneli sterowania obrabiarek CNC. Według dokumentacji, intuicyjne menu i funkcjonalne przyciski sprawiają, że w niedługim czasie nauczymy się obsługi kontrolera​

Warto zauważyć, że wprowadzanie i edycja programów na kontrolerze również jest możliwa – zwłaszcza w modelu V4.1, gdzie można podłączyć klawiaturę USB. W wersjach z mniejszym ekranem edycja skomplikowanego kodu G bezpośrednio na kontrolerze może być mniej wygodna, jednak drobne korekty (np. prędkości posuwu, wartości koordynatów) da się wykonać z poziomu menu. Bardziej zaawansowani użytkownicy docenią funkcje symulacji przebiegu programu (dostępne w V4.1) oraz podglądu graficznego – pozwala to wychwycić ewentualne błędy przed wykonaniem realnej obróbki, co oszczędza czas i materiał.

Szybkie uruchomienie maszyny: Dzięki zaprogramowanym funkcjom takim jak automatyczne referencjonowanie osi (Home), sterowniki DDCS pozwalają sprawnie przygotować maszynę do pracy przy każdym włączeniu. Dostępne są tryby ręcznego jogowania osi (ciągłego, skokowego o zadany krok, bądź na zadaną odległość)​

Zastosowania w różnych typach maszyn CNC

Jedną z zalet serii DDCS jest ich uniwersalność – sterowniki te można zastosować w wielu typach obrabiarek CNC, zarówno w maszynach skrawających, jak i urządzeniach specjalnych. Według producenta, kontrolery DDCS mogą być wykorzystywane m.in. w tokarkach, frezarkach (routerach) CNC, maszynach pick-and-place do układania elementów, nawijarkach, etykieciarkach i wielu innych urządzeniach wymagających precyzyjnego ruchu wieloosiowego​

W praktyce oznacza to, że niezależnie od tego czy budujemy małą frezarkę bramową do drewna i tworzyw, konwertujemy manualną tokarkę na sterowanie numeryczne, czy konstruujemy własną ploterową wycinarkę (np. do styropianu albo laserową) – kontroler DDCS jest w stanie obsłużyć układ napędowy takiej maszyny. Ważne jest, by dobierać wersję odpowiednią do liczby osi i wymaganych funkcji. Na przykład:

• 3-osiowy router CNC (do obróbki drewna, plastiku, frezowania PCB): tutaj w zasadzie każda z opisywanych wersji (V2.1, V3.1 lub V4.1) spełni zadanie. Jeśli jednak planujemy rozbudowę o np. automatyczny pomiar narzędzia lub sieciowe przesyłanie programów, warto rozważyć V3.1 lub V4.1.
• 4-osiowa frezarka/frezarka 5-osiowa: jeśli maszyna ma fizycznie cztery osie ruchu (np. oś obrotowa A do obróbki 4-stronnej), potrzebny jest kontroler co najmniej 4-osiowy. DDCS V2.1 i V3.1 występują w opcji 4-osiowej i poradzą sobie z interpolacją 4D (choć dokumentacja V2.1 wspomina głównie o interpolacji 3-osiowej). DDCS V4.1 natomiast obsługuje 4 osie liniowo i dodatkowo oferuje łatwiejsze sterowanie osią obrotową dzięki możliwości podłączenia klawiatury i szerszemu menu.
• Tokarka CNC: Tokarka zwykle wymaga 2 osi (X i Z) plus sterowanie wrzecionem. Każdy z kontrolerów DDCS może pracować nawet jako 2-osiowy, więc poradzi sobie z tokarką. Istotne jest jednak czy chcemy realizować np. cykle gwintowania – sterowniki DDCS generują sygnały step/dir, nie mają bezpośredniej kontroli osi wrzeciona w pętli synchronizacji z osią Z (jak w profesjonalnych układach z enkoderem wrzeciona do gwintów). W praktyce jednak wiele hobbystycznych tokarek CNC nie korzysta z synchronizowanego gwintowania, więc DDCS spełni swoją rolę wykonując profile toczenia, rowkowania, odcinania itp., a gwinty można ewentualnie toczyć narzynką.
• Maszyny z dodatkowym osprzętem: Jeżeli projektujemy maszynę z automatycznym podajnikiem, wieżyczką narzędziową (np. tokarka z rewolwerem) lub innymi nietypowymi mechanizmami, to docenimy większą liczbę wejść/wyjść i funkcje makro oferowane przez DDCS V4.1. Na przykład, w półprofesjonalnej frezarce narzędziowej z wymiennikiem narzędzi kontroler V4.1 może bezpośrednio sterować sekwencją zmiany narzędzia (ATC), podczas gdy na V2.1/V3.1 trzeba by to realizować za pomocą zewnętrznej logiki lub ręcznie.

W każdym z powyższych przypadków ważne jest, że kontrolery DDCS obsługują zarówno silniki krokowe jak i serwomotory (poprzez sterowniki krok/kierunek). To otwiera drogę do zastosowania ich np. w modernizacji starszych obrabiarek – można zastąpić oryginalny, zużyty układ CNC nowym kompaktowym kontrolerem DDCS, który będzie sterował istniejącymi silnikami (po odpowiednim dostosowaniu driverów). Przykładowo, zdarzają się realizacje, gdzie DDCS V2.1 zastosowano do automatyzacji szlifierki – jeden z użytkowników zainstalował DDCS V2.1 jako sterowanie 3-osiowej szlifierki, uzyskując również płynną regulację obrotów wrzeciona przez falownik​

Ogółem, do amatorskich konstrukcji CNC (małe frezarki, plotery, wycinarki) często wybierane są DDCS V2.1 lub V3.1 ze względu na korzystny stosunek ceny do możliwości. W półprofesjonalnych warsztatach natomiast coraz częściej sięga się po DDCS V4.1, aby skorzystać z jego zaawansowanych opcji usprawniających produkcję (jak sieciowe przesyłanie programów czy obsługa zmieniarki narzędzi). Wachlarz zastosowań jest bardzo szeroki i właściwie ograniczony głównie wyobraźnią konstruktora – ważne, by dobrać wersję kontrolera odpowiednią do wymagań danej maszyny.

Współpraca z sondami, falownikami, zadajnikami MPG i innymi akcesoriami

Kontrolery serii DDCS zostały zaprojektowane tak, aby łatwo integrować typowe akcesoria stosowane w obrabiarkach CNC. Poniżej omawiamy, jak poszczególne wersje radzą sobie z popularnymi elementami wyposażenia dodatkowego:

• Sondy pomiarowe (probe) – Wszystkie modele DDCS posiadają możliwość podłączenia sondy narzędziowej (pomiarowej). W podstawowym zakresie już DDCS V2.1/V3.1 pozwalają na wykorzystanie wejścia cyfrowego jako sygnału sondy do ustawiania np. wysokości Z (tzw. sonda długości narzędzia). W najnowszym DDCS V4.1 funkcjonalność ta została rozwinięta: dodano dedykowany tryb sondy automatycznej 3D oraz ręcznej sondy długości narzędzia, umożliwiając nie tylko pomiar wysokości, ale i automatyczne pomiary położenia obrabianego detalu (np. szukanie narożnika, środka otworu itp.)​

   
  . W menu kontrolera V4.1 dostępne są gotowe cykle sondowania, co znacznie ułatwia pracę z sondami dotykowymi 3D. Dzięki temu nawet amatorska frezarka może zostać wyposażona w sondę do ustawiania punktu zerowego z wysoką dokładnością – kontroler obsłuży rutynę zjechania do kontaktu, odczytu sygnału i zapamiętania przesunięcia.

   

• Falowniki i wrzeciona – Każdy z omawianych kontrolerów potrafi sterować prędkością obrotową wrzeciona dzięki analogowemu wyjściu napięciowemu 0–10 V. Większość przemienników częstotliwości (falowników) spotykanych we wrzecionach CNC przyjmuje właśnie sygnał analogowy do regulacji częstotliwości, zatem DDCS można bezpośrednio podłączyć do falownika. W razie potrzeby wyjście to da się przełączyć w tryb PWM, co może być używane np. z regulatorami obrotów DC. W DDCS V3.1 i V4.1 funkcję tą opisano jako „sterowanie wrzecionem analogowe (0–10 V) lub wrzeciono serwo”, co oznacza że kontroler może także sterować wrzecionem napędzanym silnikiem krokowym/serwo jak czwartą osią​
   

  
   Poza sygnałem prędkości, kontrolery mają również wyjścia cyfrowe, które można wykorzystać do załączania/wyłączania wrzeciona (sygnał RUN), przełączania kierunku obrotów (M3/M4) czy sterowania zaciskiem narzędzia (jeśli wrzeciono posiada taką funkcję). Sumarycznie, współpraca z falownikami i inwerterami jest bardzo dobra – wielu użytkowników chwali DDCS za bezproblemowe sterowanie obrotami elektrowrzecion poprzez standardowe wyjścia analogowe.

   

• Zadajnik MPG (Manual Pulse Generator) – Ręczny kontroler pokrętłowy jest bardzo przydatny przy nastawach maszyny, dlatego Digital Dream przewidział jego obsługę we wszystkich modelach. Jak wspomniano, DDCS V2.1 i V3.1 mają wsparcie dla standardowego MPG podłączanego do odpowiedniego portu​

  
   Zwykle jest to enkoder obrotowy generujący impulsy oraz kilka przycisków (np. wybór osi, mnożnika skoków, przycisk E-Stop). Kontrolery te posiadają dedykowane wejścia dla sygnałów MPG i pozwalają na wygodne przesuwanie osi ręcznym pokrętłem z zachowaniem zadanej precyzji (enkoder MPG może działać z krokiem x1, x10, x100 w zależności od ustawienia). W przypadku DDCS V4.1, moduł MPG jest często dołączony w zestawie jako oddzielna kaseta połączona przewodem – pod nazwą DDMPG-DDCSE​
   Dzięki temu użytkownik od razu otrzymuje kompletne rozwiązanie. Przykład takiego zadajnika (uniwersalnego, 4-osiowego) pokazano na fotografii niżej. Podłączenie MPG do kontrolera pozwala operatorowi np. precyzyjnie ustawić punkt zero detalu, wykonując ruchy o minimalne odległości, lub ręcznie dosunąć narzędzie do materiału. To bardzo przyspiesza i ułatwia pracę, zwłaszcza w trybie ustawiania i testowania maszyny.

   

Przykład zadajnika ręcznego MPG współpracującego z kontrolerami DDCS (uniwersalny model 4-osiowy z awaryjnym grzybem STOP). Wszystkie wersje DDCS obsługują standard MPG, umożliwiając ręczne przesuwanie osi z wysoką precyzją​

. Tego typu pokrętło jest niezwykle pomocne przy ustawianiu punktów zerowych i kalibracji maszyny.

Inne akcesoria i rozszerzenia: Kontrolery DDCS mają możliwość obsługi także innych elementów automatyki, powszechnych w maszynach CNC. Przykładowo, wyjścia cyfrowe mogą sterować pompy chłodziwa (M8/M9), dmuchawy powietrza czy elektrozawory sterujące imakiem narzędziowym. Wejścia mogą odbierać sygnały z czujników narzędzia (np. czujników zużycia lub zerwania narzędzia – to już zaawansowane zastosowania), mogą też posłużyć do integracji z zewnętrznym panelem przycisków (Start, Stop, Feed Hold na obudowie maszyny) – bo choć kontroler ma swoje klawisze, wielu użytkowników wyprowadza sobie równolegle duże przyciski fizyczne. DDCS V4.1 dzięki większej liczbie IO lepiej nadaje się do takich rozbudowanych instalacji, ale i na V3.1 można to zrealizować, wykorzystując dostępne 16 wejść. Wersja V4.1 oferuje dodatkowo wspomniane wsparcie dla automatycznej zmieniarki narzędzi (ATC) – jest to w zasadzie połączenie funkcji sprzętowej (więcej wyjść do sterowania siłownikami, czujników magazynu itp.) oraz programowej (specjalne procedury wymiany po otrzymaniu komendy M6 w kodzie). Jeśli planujemy budowę np. wiertarki CNC z wieżyczką narzędzi lub frezarki z karuzelą narzędziową, V4.1 będzie właściwym wyborem.

Reasumując, kontrolery DDCS dobrze współpracują z typowym osprzętem CNC. Posiadają one bogaty zestaw interfejsów, który zaspokaja potrzeby większości hobbystycznych i półprofesjonalnych maszyn. Zarówno sondy pomiarowe, falowniki do wrzecion, jak i ręczne pendanty MPG mogą być łatwo podłączone i skonfigurowane. Dokumentacje producenta oraz doświadczenia użytkowników na forach potwierdzają, że integracja tych elementów przebiega zazwyczaj bezproblemowo – wystarczy prawidłowo podpiąć przewody pod dedykowane zaciski (opisane w instrukcji) i uaktywnić odpowiednie funkcje w menu kontrolera.