Nội dung bài viết
- a, Các đối tượng chính trên giao diện phần mềm Mach3 Mill
- Hình 4.7 Giao diện chính của phần mềm
- + Các nút bấm (Button) như : Reset, Stop<Alt-S>, Load G-Code, Edit G-Code,…
- + Các DRO : Bất cứ những cái được hiển thị như : Vị trí hiện tại của các trục X, Y,
- Z, các thông số về tỉ lệ đều được gọi là DRO.
- + Cửa sổ hiện thị G-Code : Nơi chứa các dòng lệnh G-Code mà ta sẽ Load vào khi
- chạy chương trình gia công.
- + Phần hiển thị quá trình gia công Toolparh (Ô vuông màu đen) : Ô này s ẽ mô
- phỏng hình dạng của quá trình gia công.
- Nút Reset có viền nhấp nháy màu xanh/đỏ khi ta kích chuột vào nó làm cho nó chỉ
- cốđịnh với màu xanh thì lúc này Mach 3 đã sẵn sàng hoạt động.
- b, Các menu chính của phần mềm.
- Trên giao diện của Mach 3 ta có thể dễ dàng nhận thấy các menu của phần mềm
- như Hình 4.8 dưới đây :
- Hình 4.8 Các menu chính của Mach3
- Trong đó menu “Config” là quan trọng nhất, nó là cơ sở để ta kết nối giao tiếp giữa
- máy tính và máy công cụ hay các driver động cơ điều khiển các trục cũng như các hệ
- thống ngoại vi khác.
- 60
- Thư mục Select native units
- Thư mục này dùng để đặt đơn vị đo cho hệ thống. Có 2 đơn vị chuẩn thường dùng là
- hệ millimet và hệ inch.
- Hình 4.9 Cửa sổ lựa chọn đơn vị
- Thư mục ports & pins
- Thư mục này xác định các cổng để sử dụng, tức là ta sẽcài đặt các chân ra/vào của
- cổng LPT với các thiết bị ngoại vi cho phù hợp với mong muốn điều khiển.
- Giao diện của thư mục này như Hình 4.11 sau.
- Hình 4.10 Giao diện thư mục ports & pins
- Các cấu hình trong thư mục pots & pins:
- 61
- Hình 4.11 Cửa sổxác định cổng sử dụng
- Mach 3 cung cấp tối đa hai địa chỉ cổng sử dụng. Ta phải điền tên địa chỉ cổng sử
- dụng vào mục “Port Address”. Nếu ta chỉ dùng một cổng song song thì đ ịa chỉ đầu tiên
- được mặc định là 0x378(tức là Hexadecimal 378), Nếu sử dụng một hay nhiều card mở
- rộng PCI add-on thì cần phải kiểm tra xem địa chỉ mà ta muốn sử dụng rồi điên tên vào
- các ô địa chỉ của Mach 3.
- Cách kiểm tra địa chỉ cổng như sau : Nhấp đúp chuột vào System và chọn tab
- Hardware. Nhấp vào nút Device Manager.Mở rộng cây cho “mục Ports (COM & LPT)”
- tiếp theo nhấp chuột phải vào địa chỉ cần dùng chọn Proties/resources.
- Xác định tần số động cơ : Tùy thuộc vào tốc độ xung tối đa để điều khiển động cơ
- các trục ta có thể chọn 25000Hz, 35000Hz, 45000Hz. Đối với động cơ bước ta nên chọn
- với mức 25000Hz để có tốc độ chạy phù hợp, còn đ ối với động cơ secvo thì tần số
- 35000Hz cho đáp ứng tốt hơn.
- • Cửa sổ “Motor Outputs”
- Trong cấu hình này ta dùng để chọn cho việc cài đặt các chân lấy tín hiệu ra từ cổng
- LPT trên máy tính. Trong hình dưới cụ thể ta chọn:
- – Các chân 2,3 từLPT để điều khiển cấp xung và chiều động cơ trục X.
- – Các chân 4,5 từLPT để điều khiển cấp xung và chiều động cơ trụcY.
- – Các chân 6,7 từLPT để điều khiển cấp xung và chiều động cơ trục Z.
- 62
- Hình 4.12 Cửa sổcài đặt các chân điều khiển
- Một điểm lưu ý nữa là ta chọn mức tích cực cho các chân là mức logic cao hoặc mức
- logic thấp. Nếu chọn mức cao thì trong các cột “Step Pin#” và “Dir Pin#” của các chân
- tương ứng là dấu đỏ chéo , và ngược lại nếu chọn mức thấp là dấu xanh .
- • Cửa sổ lấy tín hiệu đầu vào “Inputs Signals”.
- Trong hệ thống máy công cụ CNC có phần điều khiển bằng tay và các thiết bị
- như: Công tắc hành trình để giới hạn vị trí các trục, các thiết bị an toàn, nút dừng khẩn…
- Hình 4.13 Cửa sổcài đặt các tín hiệu vào
- Cổng LPT cung cấp các chân 10,11,12,13,15 của thanh ghi điều khiển cho việc lấy
- tín hiệu ngoài. Thông thường số lượng tín hiệu vào thường lớn hơn 5 nên muốn lấy tín
- hiệu vào nhiều hơn 5 thì phải dùng hai cổng LPT (tổng cộng 2 LPT có 10 chân vào). Tuy
- nhiên, trên máy tính cá nhân chỉ có tối đa 1 công LPT thậm chí những máy tính thế hệ
- mới thường không trang bị cổng này vì thế phải dùng phương án chuyển đổi để có các
- cổng LPT.(USB sang LPT; PCI sang LPT…).
- – X++, X- – : Là giới hành trình trục X.
- – Y++, Y- – : Là giới hành trình trục Y.
- 63
- – Z++, Z- – : Là giới hành trình trục Z.
- – Jog X++; Jog X- : Là điều khiển trục X tiến theo chiều dương;âm.
- – Jog X++; Jog X- : Là điều khiển trục X tiến theo chiều dương;âm.
- – Jog Y++; Jog Y- : Là điều khiển trục X tiến theo chiều dương;âm.
- – Jog Z++; Jog Z- : Là điều khiển trục Z tiến theo chiều dương;âm.
- Tương tự như với cấu hình Motor Outputs ta có thể chọn các tính năng của nó bằng
- việc tich dấu đểđồng ý hoặc dấu đểkhông đồng ý tương ứng với từng cột.
- • Cửa sổ “ Output Signals ”.
- Dùng để kết nối đầu ra mà mình cần, như là muốn thực hiện được nhiều chức năng
- trên một chân nhất định.Cổng LPT cung cấp các chân từ 2-9 của thanh ghi dữ liệu và các
- chân 1,14,16,17 của thanh ghi trạng thái cho việc kết nối này.
- Các tín hiệu Output# dùng để điều khiển trục chính hoạt động hay dừng(đồng thời
- cả việc quay cùng chiều hay ngược chiều kim đồng hồ ), điều chỉnh các chế độ làm mát
- của hệ thống CNC
- Hình 4.13 Cửa sổcài đặt các tín hiệu ra
- Các dòng Charge Pump : dùng đ ể điều khiển các chức năng ngắt ngoài. Dùng kết
- nối với cổng thứ 2 mà muốn sử dụng.
- • Cửa sổ “ Encoder/MPG’s “.
- Được dùng cho việc kết nối và phân giải các đường đặc tính Encoder hoặc tạo xung
- thủ công bằng tay(MPG’s) trong điều khiển các trục.
- 64
- Hình 4. 14 Dùng để kết nối với các tín hiệu Encoder
- • Cửa sổ “ Mill Options “.
- Trong phần này cho ta đặt độ sâu cắt tối đa cũng như việc chọn các chức năng bù
- dao G41 hoặc G42:
- Hình 4.15 Cửa sổcài đặt thông số cắt
- Chú ý : Nhấp nút “Apply” khi hoàn thành mỗi phần của thư mục.
- Thư mục Turning Motor
- Phần này, Mach3 sẽ thiết lập cho các Driver động cơ điều khiển các trục. Cụ thể là :
- Thứ nhất: Tính toán và xác định phải gửi bao nhiêu bước xung cho Driver điều
- khiển động cơ được 1 đơn vị dài.
- Thứ hai: Thành lập tốc độ tối đa cho động cơ.
- 65
- Chúng ta thực hiện các tính toán như sau :
- • Tính toán và xác định phải gửi bao nhiêu bước xung cho Driver điều khiển động
- cơ được 1 đơn vị dài. Kết quả của việc tính toán này được điền vào ô “Steps-Per” của thư
- mục trên. Bao gồm các yếu tố sau:
- – Tính toán cho hệ thống chấp hành cơ khí, nghĩa là ta tính toán xem đ ể bàn máy
- dịch chuyển được 1 đơn vị dài thì động cơ phải quay bao nhiêu vòng. Hay nói cách khác
- 1 vòng quay của động cơ làm cho bàn máy dịch chuyển được bao nhiêu đơn vị dài. Nó
- hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu cơ khí (vitme) của hệ thống.
- Tinh toán xem khi ta cấp 1 xung cho Driver điêu khiển động cơ sẽ làm cho quay một
- góc bao nhiêu. Việc tính toán này phụ thuộc vào đặc tính của động cơ và thông thường
- được cung cấp bởi các nhà sản xuất .
- – Tính toán bước xung mà Mach3 cung cấp cho các driver điều khiển động cơ.
- Mach3 khuyến cáo sử dụng con số 10 cho việc tính toán này.
- Kết quả tính toán cuối cùng để điền vào ô: Steps Per = Số xung mà Mach 3 cung
- cấp cho Driver đểđộng cơ quay một vòng × Số vòng quay của động cơ để bàn máy dịch
- chuyển một đơn vị dài.
- • Thành lập tốc độ tối đa cho động cơ
- Vận tốc tối đa mà ta có thể đạt được sẽ bị giới hạn bởi tốc độ xung tối đa
- của Mach3. Giả sửta đặt chếđộ cấu hình đến 25.000 Hz và 2000 bước cho mỗi đơn vị thì
- chỉ có thể có vận tốc tối đa là 750 đơn vị / phút. Tuy nhiên, tốc độ tối đa này sẽ không
- phải là tốt cho động cơ.Chính vì th ế nên có thêm nhưng tính toán cần thiết và thực
- nghiệm để có tốc độ phù hợp với động cơ.
- • Đặt ra các yêu cầu về tăng,giảm vận tốc động cơ
- Trong hộp thoại trên khi ta kéo thanh trượt sẽ làm cho hình dạng đường đặc tính vận
- tốc khác nhau, theo đó một chuyển động bao giờ cũng có các giai đoạn sau:
- – Tăng tốc độ với gia tốc nhất định.
- – Duy trì tốc độkhông đổi ở vận tốc lớn nhất.
- – Giảm tốc độ với gia tốc nhất định.
- Thông thường thời gian tăng tốc và thời gian giảm tốc bằng nhau nghĩa là cùng một
- gia tốc. Căn cứ vào tải trọng cũng như đặc tính riêng của động cơ mà ta chọn gia tốc này
- cho phù hợp.
- Tương ứng với mỗi trục X,Y, Z ta có các cài đặt riêng và chú ý tích vào “Save Axis
- Setting” để hoàn thành các cài đặt cho các trục.
- Cách cài đặt số xung trên đơn vị dài trong phần mềm Mach3.
- Trên giao diện phần mềm.
- 66
- →
- Hiện ra một cửa sổ sau
- Chọn trục X → OK.
- Đo khoảng cách thực và điền vào
- Làm tương tự với các trục Y, Z. Như vậy ta đã có 3 trục thực tỉ lệ với 3 trục ảo là
- tương đối chuẩn (phụ thuộc vào người đo).
- Sau khi cài đặt và hiệu chỉnh các thông sốta đã có một máy phay CNC hoàn chỉnh
- có thểgia công được các chi tiết, vấn đề bây giờ chỉ là lập trình.
- Việc lập trình một chương trình G -Code để gia công một chi tiết mẫu có thể thực
- hiện bằng tay, tức là ta tự viết các câu lệnh. Tuy nhiên, công việc này sẽ rất khó khăn đối
- với những chương trình gia công chi tiết có độ phức tạp rất nhiều các câu lệnh. Ngày nay,
- việc ra đời và phát triển của CAD/CAM cho phép ta mô phỏng gia công và lấy mã lệnh
- G-Code một cách dễ dàng. Nhóm thực hiện đềtài đã sử dụng phần mềm Inventor để thiết
- kế chi tiết mẫu tiếp theo xuất sang MasterCAMX tiến hành gia công mô phỏng rôi từđây
- lấy mã G-code đưa vào Mach3 tiến hành gia công trên vật mẫu thật.
- Các bước gia công chi tiết mẫu
- Thiết kế chi tiết trên inventor
- 67
- Đưa sang MasterCam gia công mô phỏng sau đó xuất ra G-Code
- Hình 4.18 Chi tiết gia công mô phỏng trên MasterCam
- Lấy G-code
- %
- O0000
- N100 G21
- N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90
- ( TOOL – 1 DIA. OFF. – 0 LEN. – 0 DIA. – 1. )
- N104 T1 M6
- N106 G0 G90 G54 X-38.457 Y13.503 A0. S2000 M3
- N108 G43 H0 Z41.994
- ……….
- N5414 X23.738 Y3.32
- N5416 G0 Z35.192
- N5418 M5
- N5420 G91 G28 Z0.
- N5422 G28 X0. Y0. A0.
- N5424 M30
- %
- Sau đó đưa vào Mach3 để gia công
- 68
- Hình 4.20 Hình ảnh khi gia công hoàn thành xong chi tiết mẫu
- c, Các giao diện làm việc chính của Mach3
- Giao diện Program Run <Alt-1>
- Đây là giao diện chính của Mach3 khi thực hiện quá trình gia công :
- Hình 4.21 Cửa sổ làm việc chính
- 69
- • Cửa sổ G-Code
- Giao diện này chứa các dòng lệnh G-code mà ta Load vào khi thực hiện chương
- trình :
- Hình4.22Cửa sổ G-code
- Trong cửa sổ G-Code khi ta kéo thanh trượt một dòng lệnh được đánh dấu (màu
- sáng) đây là dòng l ệnh được Mach3 thực hiện trong khi chạy chương trình. Vì th ế ta
- không nhất thiết cho gia công cả chương trình mà có thể thực hiện một đoạn chương trình
- hay từng dòng lệnh.
- • Các nút điều khiển chương trình hoạt động
- Như trong Hình 4.23 dưới gồm có những nút với công dụng khác nhau:
- – Nút Cycle Start : khi được chọn thì chu trình gia công sẽ bắt đầu.
- – Nút Feed Hold : Dùng để dừng chương trình nhanh nhất có thể để khi khởi động
- vơi một chu trình mới. Khi nút này được sử dụng thì trục chính và hệ thống làm mát vẫn
- hoạt động.
- – Nút Stop : Dừng mọi hoạt động của trục càng nhanh càng tốt. khi dùng nút này
- sẽ dẫn đến mất bước(đặc biệt là đối với điều khiển động cơ bước) và khi khởi động lại
- các giá trị không còn đúng nữa.
- Hình 4.23 Các nút điều khiển chương trình
- – Nút Edit G-Code : Nút này dùng để chỉnh sửa tập tin đoạn mã G-Code.
- – Nút Recent File : Thực hiện lấy lại tập tin đã dùng gân nhất.
- – Nút Close G-code : Đóng G-Code cũng đồng nghĩa với kết thúc một chương trình.
- – Nút Load G-Code : Sử dụng nút này để tải một tập tin dưới dạng Notepad chứa các
- câu lệnh G-Code vào cửa sổ G-code để thực hiện chương trình gia công.
- 70
- – Nút Rewind : Tua lại chương trình đã được nạp.
- – Nút Single BLK : Khi được chọn sẽ có đèn báo nó được dùng sau khi ấn Feed
- Hold tiếp tục ấn Cycle Start chương trình sẽ thực hiện tiếp dòng các dòng lệnh tiêp theo.
- – Nút Reverse Run : nút này cũng có đèn báo khi được chọn. Nó có tác dụng chạy lại
- đoạn chương trình trước đó sau khi ấn Feed Hold.
- – Nút Block Delete : Nếu nút này được kich hoạt thì dòng G-Code bị đánh dấu sẽ
- không được thưc hiện.
- – Nút Set Next Line : Chương trình sẽ thực hiện từ dòng lệnh này.
- – Nút Optional Stop : Nếu được kích hoạt thi lệnh M01 coi như lệnh M00.
- • Phần mô phỏng quá trình gia công : Ô màu đen cho ta biên dạng của đối tượng gia
- công. Và mô phỏng quá trình gia công các biên dạng đó.
- Ngoài ra còn các ô hiển thị chi tiết về tốc độ trục chính, rút dao, toạđộ chạy của các
- trục
- Giao diện MDI<Alt-2>
- Giao diện thực hiện chức năng điều khiển bằng tay.
- Hình 4.24 Cửa sổ thực hiện chức năng điều khiển bằng tay
- Trong giao diện này chỉ có một đầu vào dữ liệu. Ta điền vào Input một dòng lệnh
- G-Code và nhấn Enter thì lệnh đó được thực hiện. Ví dụ nhập vào lệnh G00 X100Y50.thì
- Mach3 sẽ chuyển từ vị trí hiện tại tới tọa điểm (100,50), ta có thể kiểm tra điều này bằng
- các thay đổi trên biểu nhãn X, Y, Z.
- Mach3 cung cấp một phương pháp điều khiển bằng tay các trục máy riêng lẻ thông
- qua bàn phím :
- – Phím mũi tên trái/phải : Tương ứng với giảm/tăng tọa độ X
- -Phím mũi tên xuông/lên : Tương ứng với giảm/tăng tọa độ Y
- -Phim PageUp/PageDown : Tương ứng với giảm/tăng tọa độ Y
- 71
- Một lưu ý quan tr ọng là để thực hiện chế độ bằng tay này thi phải bật tính năng
- “OFLINE” (Nếu được chọn LED màu vàng sẽ sáng).
- Một chức năng nữa trong giao diện này của Mach3 là chức năng giảng dạy. Nghĩa là
- khi ta nhập một loạt các câu lệnh G-Code và nhấp nút Start Teach Mach3 sẽ nhớ và lưu
- chúng vào một tập tin. Và tập tin này có thể chạy như một đoạn G-Code bình thường.khi
- hoàn thành bấm Stop Teach.
- Giao diện Tool Part<Alt-4>
- Hiển thị cho ta quá trình gia công.
- Cửa sổ Offset: bù dụng cụ cắt.
- Hình 4.25 Cửa sổ bù dao
- Việc bù dụng cụ căt (bù dao) có ý nghia r ất quan trọng trong việc lập trình và vận
- hành máy CNC. Sở dĩ có việc này bởi vì trong quá trình thiết kế gia công ta luôn chọn