MACH3雕刻机换装M002-16A-16B

M002-16A-16B脱机运动控制器采用高性能32位MPU，配备液晶显示器，人性化的窗口式人机界面，内部有2048KB闪存，外存储器USB接口，内置TF卡接口，轻触式操作键盘，可以使用模拟MPG，或外接MPG手轮操控。该系统具有可靠性高，精度高，无噪音，操作方便等特点。 M002-16A-16B脱机运动控制器为四轴联动,有多微线段前瞻控制算法，可实现四轴直线插补与四轴多微多线段连续插补,并有断电续雕控制。简单、清晰的参数给操作带来方便和快捷。此控制器可以应用于雕刻机、车床、铣床、钻床等数控设备。购买可以转到本站淘宝店http://shop.cdle.net。

客户的雕刻机原来是使用MACH3的USB接口板，现需要更换为M002-16A-168B控制器。换用本脱机控制的好处很多，不需要PC电脑连机工作，能长时间稳定工作，操作快捷方便。下面给出的就是MACH3USB接口板改接到M002-16A-16B的具体方法。

电源端口

首先是电源，M002-16A-168B的电源输入是支持宽电压的，可以12-24V。电源输入端口为一个独立的3PIN带螺丝锁紧的端子，三个输入引脚分别为PE 、GND、 24V+。24V电源正端连接到24V+，24V电源负端连接到GND，PE为接地端子，为提高抗静电抗干扰需把PE端连接到机箱外壳（外壳也需要通过电源线的地线接入到大地）。

原机是使用24V电源，直接把原机电源改接到M002电源端子上就可以。原机上没有在接口板上连接PE，可以加一根导线把PE和雕刻机机箱连接起来。

变频器

然后是接变频器，原机变频器连接使用了三根线连接，FWD正转控制、GND、0-10V。把这三根线接图连接到这三个端口，O1、GND、0-10V。

M002-16A-16B控制器的IO口功能不是固定的，所以除了硬件连接外，还需要进行参数设置。G代码中主轴正转指令为M03，这里连接端口使用到O1，一般变频器的FWD控制是低有效，所以电平设置为0。延时值可以根据需要来设定，最大转速MaxS设置为主轴的最大转速，一般为24000。

冷却水泵

原机中有连接一个继电器控制水泵。改接到M002-16A-16B的O2端口控制。

冷却水泵在G码中需要用M08控制，设置如下。

轴脉冲信号
M002-16A-16B的轴脉冲信号为差分输出，可以连接步进驱动和伺服驱动。注意的是不可以连接电平要求高于5V的差分输入设备。下图只以X轴的连接为例画出，其它三个轴接法一样。

每个轴连接完后还需要根据实际使用的电机丝杆等设置电机参数，这里不做示例，可参考本站的相关教程或控制器说明文档。

输入端口

把原机的5个输入口线连接到M002-16A-16B的输入端口I1-I5。

原机的这五个输入端口是做原点和对刀点输入功能，连接好后需在M002-16A-16B的机械原点设置页上设置，示例见上图。

手轮

原机手轮端口是一个DB15端口，查询相关资料得知引脚定义如下图。改接时需要一一接入到M002-16A-16B的相应端口，这里不做示例。可参考本站后续的资料手册和使用教程。

20240101

BEAM机器人

十多年前曾在杂志上发过几遍文章，关于BEAM机器人的。十多年过去了，科技迅猛发展。人形机器人，机器狗，AI大模型等等，每天都在给我们刷屏。身处数字技术的繁荣景象中，有时会想人类是不是只是造物主的造物之一。这种感觉又时常让我想起BEAM机器人，一种无需编程的，使用简单电路模拟生命体神经元特征的电路装置。把以前的文章翻出来，缩减整理为一小短文。喜欢模拟电路、机器人的朋友可以来一起探讨研究，如果不喜欢的直接划走就OK了。

BEAM机器人

BEAM机器人是一种很有趣，而且制作极为简单的机器人。BEAM是英文Biology，Electronics，Aesthetics，Mechanics的缩写，中文意思为“生物学、电子、美学、机械”。它是在二、三十年前由洛萨拉莫斯国家实验室的研究人员马克·蒂尔登（Mark Tilden）创立，BEAM机器人不需要微处理器做大脑，也没有极其复杂的控制线路，仅有一些传感器和传动器，它们却能模仿低级生物以原始的生存本能为运行的基础。这些看似简单的昆虫、爬虫类机器人，却能产生出一些相当复杂的行为。创立者蒂尔登博士这样说：“你几乎不废吹灰之力就能造出一个BEAM机器人，而不必去写复杂的程序。但更重要的是，它作为一个范例向你展示了生物学的力量。”制作BEAM机器人的部件可以来自废旧的电器部件，这使得它更容易被爱好者制作和喜欢。

BEAM机器人的基本概念就是利用电路和机械结构模拟简单生物的基本求生本能，它的电路并不是像基于MPU/CPU控制的机器人运行时是根据所编制程序去执行，而是使用类神经元电路使得电路无意识的运行，从而产生出复杂的动作。生物的神经元在受到外界的影响达一个阀值后便会把信号传输到大脑，同时做出反射动作。越多的神经元电路所能产生的变化效果会越复杂。

上图是一个最常用的最简单的类神经元电路。它是由RC微分电路和一个反相器组成。可以使用示波器测量上图中各点的电压波形来分析类神经元电路的工作原理，后面一张图就是测量输入、V点、输出三个点的电压和波形得出的图表。当输入电压从低变高时，V点电压也升高，这时反相器则输出低电平，因为电容和电阻的作用，V点电压逐渐回落，当V点电压低于反相器最低输入电压阀值时，反相器输出高电平。时间段T的长短就取决于电阻电容的取值，而这个T值就可以理解为神经元所产生的兴奋信号。当使用二个或以上的神经元电路连接成网络时，信号就可以在这些神经元电路中传递下去。

当输入端接入传感器，输出端接入到电动机时，神经元网络就可以对环境产生反应，并通过电动机产生对此的动作，这样就可以为机器人对环境的感知和自身的可动性提供了可能。在同一条神经元电路网络中，信号输入后会通过每一个神经元，一直传输下去。因为传感器输入信号是模拟量时，这样的信号没有精确的规律性，再加上输入端的RC作用，使得输出结果更为复杂和多变。这种模糊的逻辑也正是BEAM的乐趣所在，它不像使用微控制器那样产生精确和可预期的控制，而是展现出易变、复杂和有时混乱的行为。

BEAM机器人的电路并没有太多的限制，除了Mark Tilden等先驱者发布的经典电路外，玩家可以自行按自己的元件条件来设计相应的电路，主要还是要遵循模拟生物神经元的原则。以后会分享一些我自己制作的BEAM机器人。

下面这个BEAM机器人是国外网友的作品

照片来源：https://makezine.com/article/technology/robotics/how-to-build-beam-vibrobots/

20231211