Da ich schon länger mit einer Styro-Schneide-CNC liebäugelte und ich eine solche für den Bau der Feldhaus-Fairey ( Fairey Battle (1/12 Aircombat) ) benötigte, 
wurde eine solche kurzerhand konstruiert und gebaut ( CNC-Styroporschneideanlage ) ! 

Als günstige Steursoftware habe ich mich für GMFC-PE für ca. 45,00 Euro entschieden. Diese kann alles, was ich an Schneidefunktionen benötige ... d.h. z.B. geschwindigkeitsabhängige  
Abbrandkorrektur, Temperatursteuerung oder das Schneiden von komplexen Formen (z.B. Rümpfe). 
--> http://gm.cnc.free.fr/en/index.html 

Als kostenlose Schneidesoftware kann auch Jedicut verwendet werden ... diese unterstützt auch alle Funktionen der MM2001-Steuerung !! 
--> www.aeropassion.net/download/download-jedicut.php 

Beim Hersteller der GMFC-Software gibt auch den Schaltplan für eine passende 4-Achsen-Steuerung ... sozusagen als Kaufanreiz ! 
Diese Schaltung habe ich entsprechend meinen Vorstellungen etwas angepasst bzw. optimiert und als 'Prototyp' aufgebaut.  
Die Ansteuerung der Motoren erfolgt bei dieser Schaltung nicht über standart 'CNC-Treiber'  wie die häufig verwendeten Bausteine L296 oder IMG901, sondern über 
einen Microcontroller (16F874) welcher gleichzeitig die Temperatur regelt und den für die GMFC-Software nötigen Takt erzeugt. 

Was kann die Schaltung: 
- Umschaltung der Temperaturreglung zwischen Manuell- und Automatikbetrieb 
- bei manuellem Betrieb kann mittels zweier Tasten die Temperatur eingestellt werden ... diese Einstellung bleibt gespeichert ! 
- Motorstrom über Kippschalter deaktivierbar (Notaus) 
- Schneidetemperatur über Kippschalter deaktivierbar (Notaus) 
- Bei entpsrechender Dimensionierung reicht eine einzige gleichgerichtete Versorgungsspannung aus ( für Motorstrom, Schneidebogen und +5V-Spannungsversorgung ) 
- alle Onboard-Schalter und LED's können mittels Lötstiften auch extern (bedrahtet) montiert werden 
- LED's für Heizung-ON, Motorstron-ON und Alarm 
- Tongeber für Alarm onboard 
- Verpolungsschutz der Versorgungsspannung 
- ICSP vorhanden (PIC-Prozessor kann beim programmieren in der Schaltung bleiben ) 
- 2kHz-Takt-Erzeugung ... wird von der GMFC-Software benötigt 

 ... mein erster 'einseitiger' Bastelaufbau ... aber funktioniert !! 


Schaltungsbeschreibung MM2001: 

1. Hier wird die Versorgungsspannung für die Motoren und die Elektronik angeklemmt, wobei an den Pin's 3 & 4 nur dann eine
Versorgungsspannung anzklemmen ist, wenn man für die Elektronik eine eigen Versorgung verwenden möchte ... ansonsten siehe 2.
Die Eingangs-Shottky-Diode dient hierbei als Verpolungsschutz.
2. Der Jumper wird nur dann gesteckt, wenn die Versorgung der Elektronik von Motorenspannungen versorgt werden soll, bei Verwendung einer
eigenen Spannung einfach komplett weg lassen.
Je nach Größe der Motorenspannung wird (je nach Jumperposition) noch eine 15V-Z-Diode in Reihe geschaltet, wodurch die
Eingangsspannung am +5V-Schaltregler um 15V verringert wird ... der Schaltregler sollte nicht mit mehr als ca. 30V betrieben werden.
3. Hier wird die +5V-Versorgungsspannung für die Elektronik mittels Schaltregler verlustarm erzeugt ... bei der Original MM2001-Schaltung
werden hier Längsregler verwendet, welche bei entsprechend hoher Versorgungsspannung extreme Verluste erzeugen ... !!
4. Dieser Schaltungsteil dient zur Temperaturregelung des Schneidedrahtes .. über den N-Kanal FET-Transisitor wird je nach Temperatureinstellung
der Draht im PPM-Modus bestromt ... funktioniert perfekt !! Die Z-Diode dient als Überspannungssutz des Gates.
5. Als Treiberbausteine werden vier OC-Treiberbausteine (OC --> open-Collector) ULN2803 verwendet ... für jeden Motor je einen !!
Für jede Wicklung werden je zwei dieser Treiberausgänge parallel geschaltet, so daß unipolare Motoren mit bis zu 1A 'Phasenstrom' verwendet werden können.
Falls Motoren mit höherer Leistung angesteuert werden sollen, könnte man bei Bedarf evtl. einfach einen 2. ULN2803 'huckepack' auf jeden Treiberbaustein auflöten ... dann 
wären auch Phasenströme von bis zu 2A denkbar ! Die Werte für die Vorwiderstände sind abhängig von den Motoren bzw. der Motorversorgungsspannung. 
Die Berechnung dieser findet man links unten im Schaltplan (11.) ... falls die Motorspannung der Motoren gleich der Motorversorgungsspannung 
ist können hier Brücken eingelötet werden. Die Z-Dioden an den Treibern sollten ca. 2-3V größer als die Motorspannung gewählt werden.
6. Alarmmelder und die entsprechenden Alarm-LED ... 
7. Resetschaltung für den Controller nach Applikation
8. Um den Controller über die parallele Schnittstelle programmieren zu können muss an dieser Stelle auf 'Prog' umgejumpert werden. Dies ist prinzipiell nur einmalig
notwendig um dem Controller seine 'Firmware' aufspielen zu können. 
9. Die ICSP-Schnittstelle ... mit dieser kann man dem Controller ebenfalls Software aufspielen bzw. mit dem entsprechenden Tool (z.B. ICD von Microchip) Software für 
den Pic entwickelt bzw. im Debug-Mode gearbeitet werden ... braucht nur der, der selber die Pic-Software schreiben möchte !!
10.  Hier sind die Schalter/Taster für die manuelle Bedienung zu sehen ... Funktionen sind im Plan zu lesen.
11. Berechnungsbeispiel für die Werte der Motorvorwiderstände.

 Belegung der parallelen Schnittstelle (SUB-D25) und Erzeugung eines externen Taktes ... 
... derext. Takt wird nur bei Verwendung der GMFC-Software in Verbindung mit einer 'Nicht-MM2001'-Hardware benötigt.

Anbindung der unipolaren Motoren an die MM2001-Steuerung ...
 
Rv = URv / IRv 
URv = U_Motor - U_Mot_nenn
IRv = I_Mot_nenn

Bei Verwendung von unipolaren Motoren mit nur 5 Anschlüssen  ist die rot eingezeichnete Verbindung unbedingt 
zu machen, da sich ansonsten der Strom nicht auf die beiden Vorwiderstande verteilen kann bzw. die Berechnung
der Vorwiderstandes nicht stimmt ! 

häufig gestellt Frage:
Warum überhaubt eine Schaltung mit Controller verwenden und nicht die bekannten Schaltungen z.B. mit L296-Treiber ?
- Durch den Controller wird das Timing der Motorenansteuerung optimiert und die Motoren laufen ruhiger und kraftvoller
- Die GMFC-Software benötigt einen Takt um die Temperaturregelung  aktivieren zu können ... dies macht der Pic-uC !!
- Die Materialkosten der Schaltung belaufen sich etwa auf die Häfte ...
- Eine Endstufe kostet nur ca. 0,30€ ... und die kann man schon mal 'verheizen' !!
- Durch die manuelle Temperaturregelung kann die gesamte Einheit auch zum Heitzen eines herkömmlichen Schneidebogens verwendet werden !!
- ...

Als Schrittmotoren verwendete ich unipolare 12V/3,6°/1A Typen .... das ergiebt im Vollschritt 100 Schritte/Umdrehung ... bei einer Gewindesteigung 
von 1,00 bzw. 1,25mm eine Auflösung von 0,01 bz. 0,0125mm --> vollkommen ausreichend zum Styroschneiden. 
Schnittgeschwindikeiten sind bei diesen Motoren bis ca. 5mm/Sekunde ohne Schritverluste möglich ... Vorraussetzung hierfür ist natürlich ein leichtgängiger Lauf der Portale ! 

Die Verbindung der Motoren zur Steuerung erfolgt bei mir über steckbare Bandleitungen mittels 15pol. SUB-D Steckverbinder ... natürlich kann man die Motoren auch
direkt an die 26pol. Bandleitungen anlöten ... jeder wie er will !! 


 ... hier nun meine 'professionell' hergestellte und 'optimierte' MM2001 ... schick in rot !! 

Als Versorgung dient hier ein 'verschrotteter' DC-Leistungseinschub, den ich in meiner Firma aus dem Schrott gezogen habe ... Trafodaten: 28V/7,8A~ . 
Der Gleichrichter ist zur Kühlung auf das Alublech geschraubt ... der Glättungskondensator sitzt auf der 'grünen' Platine ! 
 
Die 28V~ ergibt nach Geleichrichtung etwa 38VDC ... bei Last noch ca. 36V ... diese nehme ich auch als Berechnungsgrundlage für die Motor-Vorwiderstände ... 
--> näheres zu Steuerelektronik siehe hierzu unter Elektronik: bau einer CNC-Styroschneide-Steuerung !! 
Die Leistung reicht locker um einen 0,5mm-Schneidedraht auf 2 Meter Länge zum Glühen zu bringen ... und wer braucht das schon !! 

Was so schön funktioniert hat sich auch ein Gehäuse verdient !!

       

Das Layout:

einseitige Version:
       

         ... Kupfer Lötseite                            ... mit Bauteilwerten                    ... fertig bestückt  

doppelseitige Version:
        
    ... Kupfer Bestückungsseite                  ... Kupfer Lötseite                    ... Bestückungsplan                          ... fertig bestückt  


 ... hier die Elektronik vor dem Einbau in's Gehäuse ! 
     


 ... hier mein Maschinchen bei der Arbeit ... und sowas sollte dann mal dabei rauskommen !!  

   

oder auch was für die Kleinen ...

  

Vorteile MM2001: 
- billig ... Platine 50,00€ ... Bauteile unter 50,00€  ... Platine & programmiertem  Pic kann evtl. über mich bezogen werden ... fragen ! 
- einfacher Nachbau ... 
- Bauteile sind einfach zu beschaffen ... alle Bauteile sind bei Reichelt, Conrad-Elektronik o.ä. zu bekommen 
- Platine ist auch einseitig herstellbar ... Lochraster oder einseitig geätzt / isoliergefräßt 
- inklusiver Temperaturregelung des Schneidebogens ... über PPM-Modulaton der Leistungsspannung
- bei einem Endstufendefekt ist lediglich ein gesockelter ULM2803 (ca. 0,30€ ) zu tauschen 
- Verlustarme Erzeugung der +5V-Versorgung mittels Onboard-Schaltnetzteil ... Eingangsspannung kann im Bereich von 7 bis 40V liegen !!
- Einfache Anbindung der Motoren mittels Bandleitungen 
- nur 100x160mm groß --> Eurokarte
 
Nachteil MM2001:
- der PIC Microcontroller muß einmalig mit der entsprechenden Software programmiert werden ... hierzu wird ein Programmer oder ein RS232-Kabel mit Pegelumsetzer benötigt ! 
--> dieser programmierte Pic kann jedoch evtl. auch bei mir bezogen werden ... einfach fragen ! 


Downloads ... --> Passwort zum Entpacken ' www.0815er.com ' : 

MM2001 doppelseitige Version (Passwortgeschützt): 
Schaltplan und Bestückungsplan zum Download 

MM2001 einseitige (gefrässte) Version (Passwortgeschützt): 
Frässdateien, Bstückungs- und Schaltpläne zum Download  --> inklusive plt-Files für Selberfrässer (für 0,25'er Stichel) 

MM2001 Stückliste (Passwortgeschützt):
MM2001 Stückliste mit Reichelt- Bestellnummern zum Download  

Originalanleitung von http://gm.cnc.free.fr 
MM2001 Originalanleitung (in Englisch) 

Software für PIC (hex-file)
PIC16F874 HEX-File V5.1


Links zum Thema : 
meine Eigenbau  CNC-Styroporschneideanlage 
GMFR-Software & Ursprungs-CNC-Steuerung MM2001 : http://gm.cnc.free.fr/en/index.html  
Jedicut Software (kostenlos) : www.aeropassion.net/download/download-jedicut.php

Herstellerseite IBF-Target http://server.ibfriedrich.com 
reiner Target Schaltplan- und Platinenbetrachter Download Target-Viewer  
Target_V13 Discoverversion (auf 250 Pins begrenzt) Download Target V13-Discover  

meine MM2001-Materialquellen :   
Reichelt --> günstige Elektronikbauteile / Elektroartikel  www.reichelt.de        
Conrad-Elektronik -->  Elektronikbauteile / Elektroartikel www.conrad.de 
GMFR CNC-Styrocut Software : http://gm.cnc.free.fr/en/index.html