Выбор Входных и Выходных сигналов, предполагаемых к использованию
Mach3 Mach3 Mach3 Mach3 Mach3 Mach3
После того, как вы задали основные конфигурации, можно определить, какие Входные и Выходные сигналы вы собираетесь применять, и какие параллельные порты и их пины вы будете для этого задействовать. В имеющейся у вас документации на вашу плату breakout board, если она разработана для использования с Mach3, имеется информация о используемых выходах. Также плата может комплектоваться структурным файлом профиля (.XML), где все виды подключений уже обозначены.
Выходные сигналы для осей и шпинделя, предполагаемые к использованию
Обратите внимание на вкладку Выходы двигателей (Motors Outputs) диалога Порты и Пины (Ports and Pins). Оно показано на рисунке 5-3.
Рисунок 5-3: Вкладка Выходы двигателей диалога Порты и Пины
Определите, куда подключаются электроприводы осей X, Y и Z вашего станка и кликните в соответствующих полях таблицы столбца Включен (Enabled), чтобы активировать эти оси. Если активны оси, которые не будут использоваться, кликните по соответствующей ячейке, чтобы зеленая галка сменилась красным крестиком.
Если вам нужно изменить данные в ячейках столбцов Step Pin#, Dir Pin#, Step Port или Dir Port, дважды кликните мышью по ячейке, а затем введите нужные цифры.
Если подключенные устройства (например, шаговый драйвер Gecko 201 stepper driver) управляются сигналами active-lo, убедитесь, что для них помечены столбцы сигналов Шага и Направления (Steps и Dir).
Если вы используете оси вращения или подчиненные оси, их активизация и конфигурирование производится здесь.
Если скорость вашего шпинделя регулируется в ручном режиме, то с этой таблицей работу можно закончить. Кликните по кнопке Принять (Apply), чтобы сохранить данные, введенные на этой вкладке.
Если регулировка скорости вращения вашего шпинделя будет осуществляться с помощью Mach3, вам необходимо активировать (Enabled) Шпиндель в этой таблице. Распределите Шаги по портам и пинам (Steps pin/port), если вы используете Модулируемую Ширину Импульса ШИМ (PWM) и реле для изменения направления вращения. Или распределите Шаги и Направление (Steps и Direction) по портам и пинам, если управление осуществляется этим способом. Если сигналы - active-lo, то вам необходимо задать их здесь. Когда закончите, кликните по кнопке Принять (Apply), чтобы сохранить данные, введенные на этой вкладке.
Входные сигналы, предполагаемые к использованию
Теперь откройте вкладку Входные сигналы (Input Signals). Она показана на рисунке 5-4.
Рисунок 5-4: Вкладка Входные сигналы диалога Порты и Пины
Обратите внимание на полосу прокрутки с правой стороны вкладки. В таблице 5-1 дан полный список входных сигналов.
Таблица 5-1: Список возможных Входных сигналов
Сигнал Значение Сигнал Значение
X ++ Сработал Концев.выкл.X+ OEM Trig #1 Определяется пользователем
X -- Сработал Концев.выкл.X- OEM Trig #2 Определяется пользователем
X База (X Home) Сработал выкл.Базы X OEM Trig #3 Определяется пользователем
Y ++ Сработал Концев.выкл.Y+ OEM Trig #4 Определяется пользователем
Y -- Сработал Концев.выкл.Y- OEM Trig #5 Определяется пользователем
Y База (Y Home) Сработал выкл.Базы Y OEM Trig #6 Определяется пользователем
Z ++ Сработал Концев.выкл.Z+ OEM Trig #7 Определяется пользователем
Z -- Сработал Концев.выкл.Z- OEM Trig #8 Определяется пользователем
Z База (Z Home) Сработал выкл.Базы Z OEM Trig #9 Определяется пользователем
A ++ Сработал Концев.выкл.A+ OEM Trig #10 Определяется пользователем
A -- Сработал Концев.выкл.A- OEM Trig #11 Определяется пользователем
A База (A Home) Сработал выкл.Базы A OEM Trig #12 Определяется пользователем
B ++ Сработал Концев.выкл.B+ OEM Trig #13 Определяется пользователем
B -- Сработал Концев.выкл.B- OEM Trig #14 Определяется пользователем
B База (B Home) Сработал выкл.Базы B OEM Trig #15 Определяется пользователем
C ++ Сработал Концев.выкл.C+ Timing Датчик шпинд.с >1 слотами
C -- Сработал Концев.выкл.C- Jog X ++ Переезд в + направл. по оси X
C База (C Home) Сработал выкл.Базы C Jog X -- Переезд в - направл. по оси X
Вход №1 (Input #1) Безопасн.не в норме, или о/п Jog Y ++ Переезд в + направл. по оси Y
Вход №2 (Input #2) Определяется пользователем Jog Y -- Переезд в - направл. по оси Y
Вход №3 (Input #3) Определяется пользователем Jog Z ++ Переезд в + направл. по оси Z
Вход №4 (Input #4) По кадрам, или опред.польз. Jog Z -- Переезд в - направл. по оси Z
Щуп (Probe) Оцифровка активна Jog A ++ Переезд в + направл. по оси A
Индекс (Index) Датчик шпинделя с 1 слотом Jog A ++ Переезд в - направл. по оси A
Блокир. концевиков (Limit Ovrd) Блокировка концевиков (замыкание в обход их)
EStop Нажата кнопка Аварийн.стоп
УВФ Вкл (THC On) Управление плазмой
УВФ Вв (THC Up) Управление плазмой
УВФ Вн (TNC Down) Управление плазмой
Будем считать, что вы выбрали одну из компоновок выключателей баз и концевиков, описанных в параграфе 4.5 Концевые выключатели и выключатели Баз.
• Если вы осуществили первую конфигурацию из параграфа 4.5 и концевые выключатели завязаны с триггером Аварийного останова EStop или отключение осей производится электроприводами, не выбирайте входа Концевых выключателей (X++, X-- и т.д.).
• Если вы осуществили вторую конфигурацию из параграфа 4.5, вы, возможно, имеете выключатели Баз на осях X, Y и Z. Активируйте окошки База…(Home…) для этих осей и определите Порт/Пин (Port/Pin) для каждого подключения. Если вы объединяете Концевые выключатели с выключателями
Баз, то вы должны активировать окошки Концев.выкл --, Концев.выкл.++ (Limit --, Limit ++) и База… (Home) для каждой оси и распределить по пинам База… (Home), Концев.выкл --, Концев.выкл.++ (Limit --, Limit ++).
Если имеются оси A, B и C, сконфигурируйте их таким же способом.
Вход 1( Input #1) специально предназначен для того, чтобы останавливать выполнение УП в местах, где нарушается безопасность. Три других входа (и Вход 1, если он не используется для охранной блокировки) доступны для вашего использования и могут быть настроены на выполнение кодов ваших макросов. Вход 4 (Input #4) может быть использован для подключения внешней кнопки, включающей функцию Покадровое выполнение (Single Step). Позднее вы обязательно захотите это сделать.
Активируйте и заполните строку Индекс.пульс (Index Pulse), если вы имеете датчик шпинделя с одним слотом или меткой.
Активируйте и заполните строку Блокировка концевиков (Limits Override), если вы хотите поручить Mach3 управление вашими концевыми выключателями, и на станке имеется внешняя кнопка, нажатие на которую позволяет вам «съехать» с концевика. Если у вас нет такой кнопки, вы можете использовать кнопку на экране программы для выполнения этой функции.
Активируйте и заполните строку Аварийный стоп (Estop), чтобы показать пользователю, что имеется обязательный аварийный останов.
Активируйте и заполните строки входов OEM триггер (OEM Trigger), если вы хотите, чтобы электрические сигналы могли активировать OEM функции, без использования соответствующих экранных кнопок.
Активируйте и заполните строку Тайминг (Timing), если датчик вашего шпинделя работает с более чем одним слотом или меткой.
Активируйте строку Щуп (Probe) для оцифровки, а также строки УВФ вкл.(THCOn), УВФ вв.(THCUp)
и УВФ вн.(THCDown) для управления факелом Плазмы.
Если вы имеете один параллельный порт, то для использования вам доступно 5 входов, если у вас два параллельных порта – то 10 входов (если пины со 2 до 9 определены, как входные, то 13). Вы можете сказать, что вы ограничены в количестве входных сигналов, особенно, если вам хочется иметь еще и несколько входов для датчиков положения со стеклянными шкалами и других энкодеров. Вам надо найти компромисс, возможно, отказаться от физической кнопки Блокировки концевиков или других опций.
Вы также можете рассмотреть использование Эмулятора клавиатуры для некоторых входных сигналов. Время отклика, правда, несколько увеличится. Обратитесь к параграфу 5.3.3.
Кликните по кнопке Принять (Apply), чтобы сохранить введенное в это окно.
Эмуляция входных сигналов
Если вы пометили столбец Эмуляция (Emulated) для входных сигналов, то номер Порта/Пина (Port/Pin) и состояние Active Low для этих сигналов будет игнорироваться, но введенное в столбец Горячие клавиши (Hotkey) будет интерпретироваться правильно. Когда сообщение о нажатии клавиши (key down) сохраняется с кодом, то порядок значений Горячих клавиш (Hotkey) будет такой, что сигналы будут считаться активными. Когда сохраняются сообщения о снятии нажатия с клавиши (key up), они будут неактивными.
Сигналы нажатия и отпуска (key up и key down) обычно поступают от клавиатурного эмулятора (типа Ultimarc IPAC или Hagstrom), которые производятся переключателями, подключенными к их входам. Это позволяет загрузить свободные пины ваших параллельных портов большим количеством переключателей, но может давать значительную задержку перед сменой в переключателях и сообщения о Сигналах нажатия и отпуска (key up и key down) могут теряться Windows.
Эмулированные сигналы не используются для Индекса (Index) и Тайминга (Timing) и не должны использоваться для Аварийного останова (EStop).
Выходные сигналы
Используйте вкладку Выходные сигналы (Output signals) для задания необходимых вам выходов. Смотрите рисунок 5-6.
Рисунок 5-5: Вкладка Выходные сигналы диалога Порты и Пины
Обратите внимание на полосу прокрутки с правой стороны вкладки. В таблице 5-2 дан полный список выходных сигналов.
Таблица 5-1: Список возможных Выходных сигналов
Сигнал Значение Сигнал Значение
Digit Trig Current Hi/Lo
Enable 1 Output #7
Enable 2 Output #8
Enable 3 Output #9
Enable 4 Output #10
Enable 5 Output #11
Enable 6 Output #12
Output #1 Output #13
Output #2 Output #14
Output #3 Output #15
Output #4 Output #16
Output #5 Output #17
Output #6 Output #18
Charge Pump Output #19
Charge Pump 2 Output #20
Вы, вероятно, захотите использовать только один Enable выход (так приводы всех осей можно подключить к нему). Если вы используете опцию Генератор подкачки импульса (Charge pump/pulse monitor) , то вы можете активировать приводы ваших осей от этого выхода.
Сигналы Output# предназначены для управления включением/выключением шпинделя (по часовой стрелке и, дополнительно, против часовой стрелки), насосов или клапанов жидкостного или газообразного охлаждения и для управления организованных вами кнопок или макросов.
Строка Генератор подкачки (Charge Pump) должна быть выбрана, если ваша плата breakout board принимает этот импульс на входе, последовательно подтверждая корректность выполнения операций Mach3. Строка Генератор подкачки 2 (Charge Pump2) должна быть выбрана, если ваша вторая плата breakout board подключена ко второму порту или вы желаете самостоятельно верифицировать действия над вторым портом.
Кликните по кнопке Принять (Aplly), чтобы принять введенное в это окно.
Задание входов для Энкодеров и Ручных генераторов импульса (РГИ)
Вкладка Энкодер/РГИ (Encoder/MPGs) используется для подключения и разрешения линейных энкодеров или Ручных Генераторов Импульса (MPG), используемых для Переездов по осям.
Смотрите рисунок 5-6.
Рисунок 5-6: Вкладка Энкодеры/РГИ диалога Порты и Пины
Этот диалог не нуждается в столбце active-lo. Если отсчет энкодера осуществляется не в нужную сторону, то нужно просто поменять местами пины, предназначенные для входов A и B.
Настройка энкодеров
Значение Импульсов/Единицу (Count/Unit) должно быть установлено в соответствии с разрешающей способностью энкодера. Таким образом, линейная шкала, линованная по 20 микронов, продуцирует импульс на каждые 5 микронов (вспомните квадратурные сигналы), это 200 ипульсов на единицу (миллиметр). Если у вас в качестве рабочих единиц – дюймы, то это будет 200 х 25,4 = 5080 импульсов на единицу (дюйм). Значение Скорость (Velocity) не используется.
Настройка РГИ
Значение Импульсов/Единицу (Count/Unit) используется для определения количества квадратурных импульсов, необходимых для генерации Mach3 движения посредством РГИ. Для энкодера со 100 импульсов/единицу удобна цифра 2. Для более высоких разрешающих способностей вы должны увеличивать эту цифру, чтобы добиться желаемой вами механической чувствительности. Мы нашли, что с энкодером 1024 и/ед хорошо работает число 100.
Значение Скорость (Velocity) определяет масштабирование импульсов, посылаемых осям, управляемых РГИ. Снижение значения задаваемого для Скорости (Velocity) убыстряет перемещение по оси. Это значение нужно подбирать опытным путем, вращая РГИ так быстро, как это удобно вам.
Конфигурирование шпинделя
Следущая вкладка в окне Меню Конфигурации>Порты и Пины (Config>Port&Pins) это
Настройка шпинделя (Spindle Setup). Она используется для определения процессов, в которых будет вестись управление вашим шпинделем и системой охлаждения. Вы можете выбрать, чем позволить управлять Mach3: только включать и выключать вращение шпинделя или осуществлять полный контроль над его скоростью с помощью сигналов Широтно-импульсной модуляции ШИМ (PWM) или сигналов Шага и Направления. Диалог показан на рисунке 5-7. Обратитесь к параграфу 5.5.5 Настройка управления скоростью шпинделя за деталями вопроса.
Рисунок 5-7: Вкладка Настройка шпинделя диалога Порты и Пины
Управление охлаждением
Код M7 может включать Жидкостный (Flood coolant) охладитель, код M8 может включать Газообразный хладогент (Mist coolant) и команда M9 выключает любой или оба этих охлаждения. Секция Управления хлаждением (Flood Mist) диалога определяется, когда выходные сигналы, принятые к использованию, осуществляют эти функции. Порты и пины для выходов уже должны быть заданы на вкладке Выходные Сигналы (Output Signals).
Если вы не собираетесь пользоваться этой опцией, пометьте галкой Блокир.реле Жидк/Газобразн. (Disable Flood/Mist Relays).
Релейной управление шпинделем
Если управление шпинделем осуществляется вручную или с использованием сигналов ШИМ, Mach3 может управлять направлением вращения и включать и выключать его (используя коды M3, M4 и M5), используя два выхода, которые вы определили под это. Порты и пины для выходов уже должны быть заданы в таблице Выходные Сигналы (Output Signals).
Если у вас шпиндель контролируется сигналами Шага и Направления (Step и Direction), то вы не нуждаетесь в этом управлении. Коды M3, M4 и M5 будут управлять потоком импульсов, генерируемых автоматически.
Если вы не собираетесь пользоваться этой опцией, пометьте галкой Блокир.реле шпинделя (Disable Spindle Relays).
Управление мотором шпинделя
Пометьте галкой Исп.выход мотора шпин. (Use Motor Control), если вы хотите использовать управление посредством ШИМ (PWM) или сигналов Шага и Направления (Step и Direction) для шпинделя. Если вы пометите этот чекбокс, то выберите между Управление с ШИМ (PWM Control) и Шаг/Напр.мотора (Step/Dir Motor). Если пометить или очистить этот чекбокс, автоматически пометится или очистится чекбокс Шпиндель на вкладке Выходы двигателей.
Управление ШИМ (PWM)
Сигнал ШИМ – цифровой сигнал с квадратной формой волны, где процент времени сигнала есть высоко определенный процент от полной скорости мотора, которую он в состоянии развить.
Предположим, что вы имеете мотор с драйвером ШИМ с максимальной скоростью 3000 об/мин, тогда по рисунку 4-14 будет произведен запуск мотора на скорости 3000 х 0.2 = 600 об/мин. Аналогично сигнал на рисунке 4-13 даст запуск на скорости 1500 об/мин.
Mach3 может решать, как много различных широт импульса может генерироваться в зависимости от того, насколько высока частота квадратной волны. Если частота 5 Гц, Mach3, работающий на скорости ядра в 25000 Гц, может давать на выходе 5000 различных скоростей. Перемещение на 10 Гц уменьшает это число до 2500 различных скоростей, но это всего-лишь размер разрешающей способности одного или двух оборотов в минуту.
Слабая частота квадратной волны увеличивает время, что дается при запуске мотора, чтобы заметить, что скорость изменена, как было запрошено. Между значениями в 5 и 10 Гц имеется хороший компромисс. Выбранная частота вводится в окошко Баз.частота ШИМ (PWMBase Freq).
Большое количество приводов и моторов работают на минимальных скоростях. Это типично, поскольку вентилятор охлаждения двигателя очень неэффективен на низких скоростях даже если требуются высокий крутящий момент и ток (производящие много тепла). Окошко Минимал. ШИМ % (Minimum PWM%) позволяет вам ввести процент от максимальной скорости, на котором Mach3 будет останавливать выходящий сигнал ШИМ.
Приводы электроники ШИМ могут также иметь настройку минимальной скорости, а также конфигурация шкивов Mach3 (смотрите параграф 5.5.5.1) позволяет вам устанавливать минимальную скорость. Естественно, вы должны стремиться установить предел шкива немного выше, чем Минимал. ШИМ % или предел оборудования, т.к. это урезает скорость и/или дает заметную ошибку в передаче, а не просто останавливает ее.
Шаг и направление мотора шпинделя
Эта функция позволяет изменять темп скорости вращения, управляя им при помощи импульсов шага или полного сервоконтроля.
Вы можете использовать конфигурацию Mach3 шкивов (см. пункт 5.5.5.1) для определения минимальной скорости, если это необходимо для мотора или его электроники.
Управление шпинделем посредством Modbus
Этот блок вкладки позволяет настраивать аналоговый порт на устройство Modbus (например, Homann ModIO) для управления скоростью шпинделя. За деталями обращайтесь к документации на ваше устройство ModBus.
Общие параметры
Эта опция позволяет вам управлять задержкой после старта и остановки вращения шпинделя перед выполнением Mach3 каких-либо команд ( т.н. Пауза (Dwell)). Эта задержка может использоваться, чтобы дать время для разгона шпинделя перед началом обработки и обеспечивать защиту на программном уровне от поломок при переходе с вращения по часовой стрелке в сторону против вращения стрелки и наоборот. Время задержки вводится в секундах.
Немедленное отключ.реле после задержки (Immediate Relay off before delay), если отмечено, выключение реле шпинделя будет производиться насколько можно быстро после появления команды M5. Если не отмечено, он будет оставаться включенным на протяжении времени, заданного в окошках выше.
Коэффициенты шкивов
Mach3 управляет скоростью вращения мотора вашего шпинделя. Вы программируете скорость шпинделя, задавая значение параметра S. Система шкивов Mach3 позволяет вам задавать передаточное отношение между 15 различными шкивами или настроить редуктор.
Специальные функции
Лазера режим (Laser mode) - должно быть всегда не отмечено галкой, за исключением случаев управления напряжением резки лазером в зависимости от темпа Подачи.
Исп.подачу шпинд.в синхр.режиме (Use Spindle feedback in sync mode) должно оставаться непомеченным.
Управл.Замкнут.циклами шпинделя (Closed Loop Spindle Control), когда помечено галкой, относится к программным сервоциклам, которые пытаются сопоставлять реальную скорость шпинделя от датчика Индекс(Index) или Тайминг (Timing) с требуемой параметром S. Точная скорость шпинделя, вероятно, особо не важна и эта функция вам, наверное, не понадобится.
Если вы используете данную опцию, значения P, I и D должны варьироваться а пределах от 0 до 1. Переменная P контролирует увеличение циклов и их чрезмерных значений, заставляющих скорость колебаться, или ищет около запрашиваемого значения превышающие его колебания. Переменная D воздействует ослабляюще так, что стабилизирует эту генерацию, используя (с учетом изменений) производную скорости. Переменная I дает долгосрочное представление на различия между реальной и запрашиваемой скоростью, увеличивая точность для достижения устойчивого состояния. Настройка этих значений облегчается при использовании диалога, открываемого в Меню Оператор>Калибровка шпинделя (Operator>Calibrate spindle).
Усреднять скорость шпинделя (Spindle Speed Averaging), когда помечено галкой, дает Mach3 возможность усреднять время между импульсами индекс/тайминг свыше нескольких оборотов, когда это обусловлено реальной скоростью шпинделя. Вы должны найти это полезным для приводов шпинделя с очень низкой инерцией или там, где управление имеет тенденцию выдавать кратковременные изменения в скорости.
Вкладка Опций фрезеровки
Последняя вкладка в диалоге Меню Конфигурации>Порты и Пины (Config>Port & Pins) это
Опции фрезерования (Mill Options). Смотрите рисунок 5-8.
Рисунок 5-8: Вкладка Опции фрезеровки диалога Порты и Пины
Предельная глубина по Z (Z - Inhibit). Чекбокс Z-предельная глубина (Z-inhibit) активирует эту функцию. В окошке Макс.глубина (Max Depth) задается самое низкое положение по оси Z, на которое можно опуститься по этой оси. Окошко Закрепить (Persistant), помеченное галкой, дает Mach3 задание закрепить состояние, выбранное в диалоге, и устанавливать его при следующем запуске программы.
Оцифровка (Digitizing). Чекбокс 4-х осевое задание (4 Axis Point Clouds) активирует возможность записывать состояние по оси A также хорошо, как и для осей X, Y и Z. Отметка в чекбоксе Добавлять буквы осей в координаты (Add Axis Letters to Coordinates) приписывает данные к названиям осей в файл point cloud.
Опции УВФ (THC Options). Название блока говорит само за себя.
Коррекции G41, G42 (Compensation G41, G42). Чекбокс Предварительный анализ (Advanced Compensation Analisis) включает наиболее тщательный упреждающий анализ, что дает снижение риска погрешности при корректировании на диаметр инструмента (использующем коды G41 и G42) для сложных форм.
Истинные базы при неактивн.установленных (Homed true when no Home switches). Это заставляет систему показывать, что базы Приняты (Referenced) (т.е. горят зеленые огоньки светодиодов LED) всегда. Это используется только тогда, когда в таблице Входов диалога Порты и Пины (Port & Pins) выключатели Баз не заданы.
Тестирование
Ваше ПО теперь скомпоновано достаточно для того, чтобы провести небольшие тесты вашего оборудования. Некоторые выключатели (такие, например, как выключатели баз) можно протестировать, замыкая и размыкая их вручную.
Запустите Mach3Mill и вызовите экран Диагностика (Diagnostics). Он имеет набор светодиодов LED, отражающих логические уровни входов и выходов. Убедитесь, что сигнал Аварийный стоп (Emergency Stop) не активен (красный светодиод Аварийн.ситуац. (Emergency) не мигает), и нажмите кнопку Сброс (Reset) на экране. Мигание светодиода должно прекратиться.
Если у вас имеются подключения по Реле Активизации (Relay Activation) для выходов на охлаждение или вращение шпинделя, то вы должны понажимать на соответствующие кнопки на экране диагностики, чтобы убедиться в их работоспособности. Станок должен отвечать на ваши действия, кроме того, вы можете проверять напряжение сигналов с помощью мультиметра.
Далее проверьте выключатели Баз и концевики. Убедитесь, что соответствующие светодиоды горят желтым цветом, когда эти сигналы активны.
Эти тесты покажут, правильно ли задан адрес вашего параллельного порта и правильно ли подключены входа и выходы.
Если вы имеете два порта, и для обоих из них все сигналы протестированы, вы можете переключаться между конфигурациями, чтобы выключатели баз и концевые выключатели были настроены корректно. Не забывайте про кнопку Применить (Apply), когда проводите тестирование. Если всё в порядке, можете сохранять ваши конфигурации.
Если возникли неполадки, лучше разобраться с ними сейчас, чем, когда уже будете пытаться запускать движения по осям. Если у вас нет мультиметра, то вам надо купить или позаимствовать у кого-то логический пробник или Адаптер D25 (со светодиодами LED), которыми вы можете проверить состояние пинов. В сущности, вам нужно увидеть, что (a) сигналы из и в компьютер неверны (т.е. Mach3 не делает то, что вы хотите или ожидаете увидеть) или (b) нет сигналов между разъемом D25 и вашим станком (т.е. проблемы в коммуникациях или в конфигурировании платы breakout board или станка). Иногда 15 минут помощи ваших друзей могут решить такие проблемы, которые вы считали неразрешимыми.