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Im Hobbybereich sind die Treiberboards für Schrittmotoren mit den Treiberbausteinen von Toshiba TB6560 sehr beliebt. Sie werden auch „liebevoll“ Chinaboard genannt. Sie sind vor allem so beliebt, weil sie relativ günstig sind und robust. Die Boards gibt es hauptsächlich für 3- und 4-Achsen. Auch 5-Achsen oder Singelachsen-Module gibt es zu kaufen. Das Design der Boards ist meist eher fragwürdig und wurde schon in diversen Foren zum Thema genommen. Dennoch funktionieren sie, und wenn ein Board mal den Geist aufgibt, ist ein neues schnell zur Stelle.

Wir möchten hier auch aktuell keine neuen Disskusion anfachen, welches Board nun gut oder schlecht ist, oder welches am geeignetsten. Wir haben uns für unseren Shop für das Borad mit der Bezeichnung CK62 entschieden. Es ist keines aus der ersten Generation, und bietet eigentlich alles was dringend gebraucht wird. Dabei ist es noch einigermaßen kompakt und preiswert.

Das Board wird über eine parallele Druckerschnittstelle angesteuert und arbeitet daher direkt mit einem PC und einer entsprechenden Steuerungssoftware zusammen. Für Windows PC´s ist hier z.B. MACH3 üblich, oder für LINUX die Software EMC oder der neue Name LinuxCNC. Da die Linux Software fertig konfiguriert auf einer bootfähigen CD mit Betriebssystem, Patch für einen Echtzeit-Betriebssystem Kern und CNC-Treibersoftware kostenlos verfügbar ist, bietet es die optimale Basis für erste Gehversuche. Später lässt sich alles auf einem, auch älteren, PC per Knopfdruck installieren.

Wichtige Voraussetzung: Der PC benötigt einen parellelen Drucker-Port. Das ist heute nicht mehr immer selbstverständlich.

Wer sich nach dieser Beschreibung noch weiter in das Thema EMC (neu LinuxCNC) einarbeiten möchte, kann dieses auf der Website: http://lavalu.de/Fraesen_mit_EMC.html tun!

Mit Stepconfig werden Konfigurationen für verschiedene Boards erstellt, so dass sich die Software mit verschiedenen Borads nutzen lässt.

Ein Klick auf das Icon Stepconf auf dem vorbereiteten Desktop startet das Programm. Der erste Dialog hat nur informativen Charakter.

Im nächsten Fenster muss „Create new configuration“ ausgewählt werden.

Der nächste Dialog ist schon anspruchsvoller. Hier ist für die Konfiguration ein eindeutiger Name zu vergeben. Man kann hier natürlich auch den Namen der Fräse (z.B. Shapeoko2) vergeben, an dem die Steuerung fix angebracht ist. Bei Achsen-Konfiguration wählen Sie bitte die gewünschte Konfiguration, meist XYZ für eine Portalfräse. Die Maschineneinheiten sind, in Deutschland, meist mm. Es ist auch inch möglich. Dann sind alle weiteren Angaben in mm oder inch zu verstehen. Treibertyp bleibt „Benutzerdefiniert“. Nun wird es etwas kniffliger. Die folgenden Werte beschreiben die Impulscharakteristik für die Schritt- und Richtungsimpulse. Abhängig von den verwendeten Kondensatoren für die TB6560 Bausteine sind für einen Schrittimpuls 10µs (=10000ns) oder weniger notwendig. Als Startwert sind 10000ns ganz gut. Wenn erstmal alles läuft, kann hier experimentiert werden und der Wert 1000ns weise reduziert werden. Das Gleiche gilt für den Abstand zwischen den Impulsen, die Haltezeit für den Richtungsimpuls und die Vorlaufzeit des Signals für einen Richtungswechsel. Die hier angegebenen Zeiten funktionieren mit den meisten Chinaboards, so auch mit unserer. Standardmäßig ist der Druckerport auf der Speicheradresse 0x378. Das kann auf dem PC-Mainboard im BIOS nachgeprüft werden. Hier kann auch gleich überprüft werden, ob der Port überhaupt aktiviert ist oder nicht. Das ist übrigens einer der häufigsten Fehler, warum ein Chinaboard nicht beim ersten Versuch funktioniert. Als nächstes wird die Frequenz festgelegt, mit der die Schrittimpulse max. erzeugt werden können. Dazu ist zuvor ein Testprogramm mit dem Button „Test Base Period Jitter“ zu starten. Es öffnet sich ein kleines Fenster in dem Zahlen in drei Spalten und zwei Zeilen dargestellt werden. Während das Programm verschiedene Zeiten misst, sollte der PC z.B. mit einem Dateitranfer oder intensiver „sinnloser“ Internetnutzung mit dem Webbrowser (z.B. Youtube-Video) ausgelaste werden. Nach einer selbst festgelegten Zeit kann man dann den fett gedruckten Wert in der Mitte, aufgerundet auf glatte 1000der in den vorherigen Dialog übernehmen. Dazu das „Messprogramm“ beenden. Es errechnet sich dann unten rechts die max. erzielbare Taktfrequenz.

Im nächsten Dialog werden die einzelnen Pins des Parallelports konfiguriert. Die Vorgaben dazu findet sich jeweils im Handbuch zu den Steuerungsboards. Die Pins 1-9, 14, 16, 17 sind Ausgänge, die das Board mit den verschiedenen Takt- und Richtungsimpulsen, oder auch die Spindel, Kühlwasser oder das Aktivieren der Endstufen ansteuern. Die Pins 10-13, 15 sind Eingangssignale, die für die Endstops der Achsen und E-Stop (Notaus) verwendet werden. Bei den Enstops ist es wichtig zu wissen, dass wenn hier die Endstopps für alle drei Achsen konfiguriert wurden, vom Programm EMC nach dem Start ein „Homing“ (heranfahren an die Endstops) erwartet wird. Also die Endstops erst einzeln, dann alle zusammen konfigurieren.

Im nächsten Schritt werden die Achen konfiguriert. Im Feld „Motor steps per revolution“ werden die Schritte des Motors für eine Umdrehung eingestellt. Die Anzahl ist eine Konstruktionsmerkmal des Motors, das auch gerne als Winkel angegeben wird. Ein Winkel von 1,8° entspricht 200 Schritte/Umdrehung (200*1,8°=360° = eine Umdrehung). 0,9° dann 400 Schritte/Umdrehung usw. Die gebräuchlichsten Motoren haben 200 Schritte. Diese hier also eintragen.

Als nächstes wird Microstepping eingestellt. Beim Microstepping wird die konstruktionsbedingte Auflösung des Motors nochmal durch eine elektronische Ansteuerung feiner aufgelöst. Es wird dabei eine Spannung an die Spulen des Motors angelegt, die mit zunehmender Auflösung von rechteckförmig zu sinusförmig wechselt. Man kann also grob sagen: Rechteck ist 1/1 Vollschritt und Sinus ist 1/16 od. 1/32 je nachdem wie hoch ein Steuerungsbaustein auflösen kann. Hier sollte man mit 1/8 also