Базовая настройка MACH3
Необходимо указать программе какое оборудование будет формировать сигналы STEP/DIR.
Это может быть либо классический LPT порт Вашего ПК, либо внешнее устройство, например PLCM.
В первом случае Вам необходимо зайти в меню Config->Ports and Pins и на вкладке Port setup and Axis Selection проверить, что для первого порта установлена галочка Port Enabled и его адрес указан верно (адрес можно узнать в свойствах LPT порта в диспетчере устройств ОС Windows).
Здесь же необходимо выбрать частоту работы ядра формирователя импульсов STEP/DIR. Чем она выше, тем большие скорости перемещения Вы сможете получить, но тем более мощный компьютер Вам потребуется.
Настройка пинов
Теперь Вам необходимо указать какие пины порта для чего у Вас используются.
В меню Config->Ports and Pins на вкладке Motor Outputs Вы должны для каждой используемой оси установить галочку Enabled, в столбцах Step Pin# и Dir Pin# указать номера выводов Вашего порта для соответствующих сигналов, а в столбцах Step Portи Dir Port указать номера портов LPT (как правило всегда 1).
Если будет использоваться управление шпинделем (с помощью ШИМа или через STEP/DIR), то его также необходимо настроить на вкладке Motor Outputs.
Для генерации ШИМа будет использован сигнал STEP из строки Spindle
Настройка датчиков.
На вкладке Input Signals меню Config->Ports and Pins следует указать на какие контакты каких портов подключены Ваши датчики.
По аналогии с предыдущей настройкой,Enable разрешает программе использовать данный датчик, Port# и Pin Number задают номер порта и его контакт соответственно, а Active Low указывает, будет ли вход срабатывать при появлении на контакте низкого уровня (галочка) или высокого (крестик). Аварийные датчики крайних положений осей прописываются в строки <ОСЬ>++ и<ОСЬ>--. Датчик нуля — <ОСЬ> Home.
Вход Probe используется для датчика определения высоты инструмента и габаритов заготовки, EStop — кнопка аварийной остановки.
На вкладке Output Signals меню Config->Ports and Pins настраиваются управляющие сигналы. Из них следует отметить группу Enable — разрешение включения драйвера соответствующей оси. Заметим, что если Вы хотите использовать только один выход для включения всех драйверов, например, через плату коммутации, достаточно настроить только выход Enable1.
Настройка параметров осей
Настройки скорости и ускорения
Окно Config->Motor tuning предназначено для настройки параметров перемещений осей станка.
Ось Х
Ось Y
Ось Z
Параметр Steps per задает количество импульсов STEP, которые необходимо сформировать для перемещения инструмента на 1мм. Он зависит не только от механики, но и от выставленного на драйвере режима деления шага. Velocity задает предельно допустимую скорость перемещения по оси, выраженную в мм/мин. Acceleration - задает максимальное ускорение по оси в мм/с^2. Пример расчета параметра Steps per для конкретной передачи: предположим что имеем винт ШВП с шагом 5мм/об, шаговый двигатель 200 шагов/об работающий в режиме микрошага 1/16. Получим
Steps per = (200 * 16) / 5 = 640 шагов/мм.
Таким образом дискрет перемещения на 1 шаг - 1 / 640 = 0.0015625мм. Если Вы используете LPT порт компьютера, не забудьте установить значения 5us в полях Step Pulse иDir Pulse
Особенности формирования управляющих сигналов
Формирование STEP/DIR программой MACH3
Для начала рассмотрим способы формирования импульсов STEP/DIR программой MACH3. Любой драйвер ШД делает шаг при изменении уровня сигнала STEP с низкого на высокий или с высокого на низкий. Это зависит от конструкции драйвера или его настроек. Генератор импульсов в MACH3 устроен таким образом, что сигнал DIR изменяется практически одновременно с выдачей активного фронта сигнала STEP. Очевидно, что драйвер не может мгновенно среагировать на изменение сигнала DIR, поэтому если задержка после изменения DIR перед фронтом STEP окажется недостаточной, драйвер может сделать шаг не в ту сторону. Величина задержки между изменением DIR и фронтом STEP в MACH3 не может быть более 5мкс и задается параметром Dir pulse в окне Motor Tuning. Малая величина задержки может стать причиной "пропуска шага" при смене направления движения мотора. Более того, для некоторых дешевых драйверов с медленными оптопарами даже 5мкс может оказаться недостаточно, однако увеличить задержку средствами MACH3 невозможно.
Режим Sherline
Другой проблемой при использовании некоторых драйверов может оказаться тот факт, что ширина импульса STEP относительно невелика — не более 5мкс (параметр Step pulse в окне Motor Tuning). В этом случае рекомендуется установить параметр Sherline 1/2 Pulse mode, что приведет к формированию импульсов STEP со скважностью близкой к 50%, но при этом эффективная частота работы ядра снизится вдвое, так как теперь для формирования импульса STEP MACH3 будет использовать уже два прерывания от таймера.
Направления осей
Зайдите в меню Config->Homing/Limits. Установите галочку в поле Reversed если вам необходимо изменить направление соответствующей оси. Эта настройка является аналогом смены полярности сигнала DIR в настройках Config->Ports and Pins->Motor Outputs.
Поиск нуля на оси
В том же окне Homing/Limits Вы можете настроить поиск нуля: поле Home Neg отвечает за направление движения при поиске нуля, а Home off задает координату, которую необходимо присвоить данной оси при нахождении датчика. Speed % - скорость (в % от максимальной) на которой "голова" будет двигаться к датчику.
Ограничение перемещения по оси Программное ограничение перемещений ('Soft Limits) настраивается там же, в Homing/Limits. Для этого в полях Soft Max и Soft Min необходимо задать предельно допустимые координаты по осям. С помощью кнопки Soft Limits в главном окне программы можно включать и отключать режим Soft Limits.
Теперь переходим к пуску шаговых двигателей – «закрутке осей». Для этого заходим на главную страницу Mach и слева на клавиатуре компьютера нажимаем клавишу «Tab», после чего на экран справа выскочит пульт ручного управления «MPG MODE». Включаем питание контроллера, далее нажимаем на кнопку «RESET», при этом останавливается рядом находящаяся бегущая строка и должен появиться шум от подачи напряжения на шаговые двигатели. Затем левой кнопкой мыши нажимаем поочередно на кнопки осей X (+ -), Y(+ -), Z(+ -) пульта ручного управления, при этом шаговые двигатели данных осей должны начать вращаться.
Отдельные настройки:
Изменение направления вращения осей (реверс)
Заходим в меню «Config» и нажимаем «Homing/Limits». В
появившемся окне против нужной оси в графе «Reversed» меняем знак на птичку или крестик, затем нажимаем «ОК».
Загрузка программы с G-кодами и ее запуск/остановка.
Заходим в меню «File» и нажимаем «Load G-Code». На появившемся окне выбираем нужную программу и нажимаем «Открыть».
Данная программа загружается и окно Mach приобретает следующий вид:
Далее останавливаем (при необходимости) бегущую строку кнопкой «Reset» и запускаем работу программы кнопкой «Cycle Start», остановка производится кнопкой «Stop».
Калибровка станка.
Это важная операция по настройке точности станка. В силу различных технических причин, связанных с возможной неточностью механического хода осей станка, возможно возникновение погрешности, которое программа Mach позволяет откорректировать на программном уровне. Для этого на главном окне программы в управляющей строке нажимаем «Settings Alt 6», в новом окне нажимаем кнопку «Set Steps per Unit» (смотри картинки ниже).
Далее в появившемся окне «Axis Selection» выбираем точкой нужную для калибровки ось и нажимаем «ОК». Появляется следующее окно, в котором нужно установить заданное расстояние, например 150мм, и нажать «ОК». Станок включится и по этой оси «отъедет» на какое-то расстояние, которое потом надо будет точно измерить. Например, получилось 155мм. Это значит, что при задании станку расстояния 150мм, он фактически «проехал» 155мм. Это значение (155) вводим в открытое окно и нажимаем «ОК». Программа при этом автоматически определит погрешность и в дальнейшем начнет ее учитывать. «Учитывание» погрешности производится путем изменения количества подаваемых импульсов(шагов) на шаговый двигатель данной оси, проконтролировать изменение можно в окне «Steps per» меню «Config», далее «Motor Tuning».
Такую операцию надо провести в отношении каждой оси.
Подбор скорости оборотов шаговых двигателей и режимов резания.
Скорость оборотов шаговых двигателей подбирается индивидуально к каждому станку, исходя из следующего принципа – определяется максимальная скорость, при которой он начинает «запираться» (останавливаться) при работе, затем она уменьшается на 30-40%. При необходимости можно использовать и более низкие скорости, например при резке прочных материалов (металлов).
Подбор режимов резания тоже подбирается от минимальных значений до постепенного их повышения (скорость движения фрезы и ее заглубление). Появление излишнего «натужного» шума (рывков) при работе станка обычно свидетельствует о наступлении предельного режима.
Примерные режимы резания:
- при работе с деревом – скорость перемещения фрезы 3-5мм в сек, заглубление 2-3мм;
- с алюминием – скорость перемещения фрезы 3-4мм в сек, заглубление 0.1-0.3мм.
Это в целом все, что необходимо знать для первоначального запуска станка с Mach, остальное рекомендуется изучать по официальному Руководству этой программы.
