AGMA_Mach2.6.11

1. Przedmowa

KaŜda  maszyna  jest  nieporównywalnie  bardziej  niebezpieczna  od  narzędzia
ręcznego.  W  nieprzewidzianych  sytuacjach,  maszyna  błędnie  interpretując
przekazany  jej  rozkaz,  moŜe  stać  się  śmiertelnym  zagroŜeniem;  uruchomienie
wrzeciona podczas wymiany narzędzia, czy teŜ niekontrolowany odjazd suportu
moŜe  stać  się  przyczyną  powaŜnych  zranień,  a  nawet  śmierci  obsługującego
maszynę  człowieka;  w  najlepszym  przypadku  moŜe  się  to  skończyć
uszkodzeniem maszyny, narzędzia lub zniszczeniem obrabianego materiału.

Celem niniejszej instrukcji jest przekazanie najwaŜniejszych informacji, mających na celu

bezpieczne  uŜytkowanie  maszyny;  z  racji  tej,  iŜ  nie  znamy  szczegółów  Twojej  maszyny  ani
warunków  jej  uŜytkowania,  nie  moŜemy  ponosić  Ŝadnej  odpowiedzialności  z  tytułu  strat  i
konsekwencji  ewentualnych  wypadków  spowodowanych  niewłaściwym  lub  źle  pojętym
uŜytkowaniem.  Do  Ciebie,  Szanowny  UŜytkowniku  naleŜy  pełna  odpowiedzialność  za  to,  abyś  w
pełni  zrozumiał  zasady  bezpieczeństwa  oraz  zaprojektował,  wykonał  i  uŜytkował  swoją  maszynę
zgodnie  z  obowiązującymi  w  Twoim  kraju  przepisami  a  przede  wszystkim,  ze  zdrowym
rozsądkiem.

JeŜeli masz jakiekolwiek wątpliwości co do własnych umiejętności, skorzystaj z

pomocy eksperta – unikniesz naraŜania siebie i innych na niebezpieczeństwo !

Głównym zamierzeniem tego dokumentu jest opisanie szczegółów dotyczących

uruchomienia, konfiguracji i uŜytkowania programu Mach2 w połączeniu z Twoją obrabiarką, co
daje Ci w konsekwencji potęŜny, sześcioosiowy system CNC, mający zastosowanie we frezarkach,
ploterach, wycinarkach plazmowych i innych maszynach współrzędnościowych.

Pomimo, iŜ Mach2 doskonale moŜe współpracować z tokarkami, pracującymi w dwóch

osiach, stworzyliśmy i rozwijamy dodatkowe oprogramowania Mach2Turn, dedykowane specjalnie
do tokarek.

Dokument

dodatkowy

„Customizing

Mach2”

szczegółowo

wyjaśnia

sposoby

dostosowywania programu Mach2 do własnych wymagań.

Gorąco zachęcamy do dołączenia do jednej z grup dyskusyjnych (forum) Mach; aktualne

linki znajdziesz na naszej stronie

www.agmasal.pl

Ogromne grono miłośników i uŜytkowników programu Mach, stwarza olbrzymi potencjał

wiedzy, z którego moŜesz skorzystać; jako przedstawiciel Artsoft w Polsce, równieŜ postaramy się
odpowiedzieć na wszystkie, nurtujące Cię pytania; wystarczy napisać:

support@agmasal.pl

Niektóre fragmentu tekstu będą drukowane innym (szarym) kolorem; opisują one pewne

cechy kontrolerów CNC, które być moŜe znajdą się w przyszłości w Mach’u. Pamiętaj, Ŝe mogą
one być jeszcze niedostępne w Twojej wersji programu.

Autorzy programu składają specjalne podziękowania dla zespołu National Institute for

Standards and Testing (NIST), a takŜe wszystkim uŜytkownikom Mach’a; bez ich doświadczeń,
prób i konstruktywnych komentarzy, ta instrukcja nie mogłaby powstać.

Ideą przewodnią ArtSoft Corporation jest ciągłe ulepszanie swojego produktu, dlatego

wdzięczni będziemy za wszelkie uwagi, krytykę i sugestie.

Art. Fenerty i John Prentice dziękują wszystkim i zapraszają do współtworzenia programu.

Instrukcja niniejsza ma pomóc w zapoznaniu się z programem i w uŜytkowaniu jego

licencjonowanej kopii, ewentualnie wersji demonstracyjnej; zabronione jest czerpanie korzyści
materialnych z przedruku tej instrukcji.

Twórcy instrukcji, ArtSoft oraz tłumacz, AGMA, dołoŜyli wszelkich starań, aby zawarte w

niej informacje były jak najbardziej rzetelne i wyczerpujące; jednakŜe, mimo wszystko instrukcja
„jest jaka jest” i moŜe zawierać pewne błędy i niedociągnięcia. Dlatego autor oraz tłumacz nie

ponoszą  Ŝadnej  odpowiedzialności  prawnej  z  tytułu  ewentualnych  strat  materialnych  lub
wypadków,  powstałych  wskutek  wykorzystania  informacji,  zawartych  w  niniejszej  instrukcji.
Ponadto,  jeŜeli  zauwaŜysz  w  tej  instrukcji  błędy  lub  niedociągnięcia,  prosimy  o  kontakt:

support@agmasal.pl

; pozwoli to na ich poprawienie w przyszłości.

UŜycie instrukcji uwarunkowane jest umową licencyjną, na jaką zgadzasz się instalując w

swoim komputerze oprogramowanie Mach.

Windows XP oraz Windows2000 są prawnie zastrzeŜonymi znakami towarowymi firmy

Microsoft Corporation. Jeśli znaki towarowe innych firm zostały uŜyte w tym dokumencie, prosimy
o poinformowanie o tym fakcie ArtSoft; na pewno niedopatrzenie to zostanie usunięte przy
najbliŜszej edycji.

2. Opis systemu CNC.

2.1 Elementy komputerowego systemu sterowania.

1 – KOMPUTER PROJEKTANTA

CAD/CAM

4 – STEROWNIKI (DRIVERY)

SILNIKÓW OSI I WRZECIONA

2 – PRZENIESIENIE GOTOWEGO PROJEKTU

DO KONTROLERA MASZYNY

6 - OPERATOR

3 - KONTROLER

5 – MASZYNA CNC

RYS.1.1 - TYPOWY SYSTEM NC

W niniejszym rozdziale opisano terminologi

, jaka

ywana jest w całej instrukcji.

Pozwoli to na opisanie poszczególnych elementów

systemu sterowanego numerycznie oraz wyeliminuje

nieporozumienia zwi

zane z nazewnictwem.

Główne elementy, z jakich składa się numerycznie sterowany system, przedstawiono na Rys. 1.1.

Projektant, uŜywając oprogramowania CAD/CAM, tworzy projekt detalu (1), który

(najczęściej juŜ jako wyjściowy plik G-code) jest przenoszony (2) za pomocą dyskietki, siecią, itp.
do  kontrolera  (3),  sterującego  pracą  całej  maszyny  (5).  Kontroler  maszyny  (specjalizowany
sterownik CNC lub po prostu komputer PC z zainstalowanym programem Mach2) odpowiedzialny
jest  za  odczytanie  i  odpowiednie  zinterpretowanie  pliku  wejściowego  oraz  za  odpowiednie
sterowanie  pracą  poszczególnych  sterowników  (4),  napędzających  silniki  posuwu  poszczególnych
osi,  wrzeciona,  itp.  Wykwalifikowany  operator  (6)  odpowiedzialny  jest  za  parametryzację  i
bezpieczną pracę całej maszyny.

ChociaŜ w omawianym przykładzie opisano frezarkę, równie dobrze maszynę sterowaną

numerycznie moŜe stanowić ploter, wiertarka współrzędnościowa, tokarka (w oddzielnym
dokumencie opisano zastosowanie Mach2 do sterowania tokarką).

W większości przypadków kontroler maszyny steruje równieŜ pracą wrzeciona, pompy

cieczy chłodzącej; sprawdza równieŜ na bieŜąco, czy w skutek błędnie zaprojektowanego detalu lub
ingerencji operatora Ŝadna z osi nie zostanie przemieszczona poza dozwolony obszar roboczy.

Kolejnym zadaniem kontrolera jest sterowanie pracą maszyny w trybie manualnym, tzn. na

podstawie sygnałów z ręcznych zadajników impulsowych (MPG), klawiszy klawiatury,
joystick’ów; zatrzymywanie i wznawianie pracy na polecenie operatora, itp.

Wszelki zdarzenia wizualizowane są na wbudowanym ekranie (monitorze), gdzie

prześledzić moŜna trasę narzędzia i kontrolować bieŜące ustawienia.

Ponadto, z racji tej, iŜ rozkazy G-code wymagają dokonywania skomplikowanych (równieŜ

trygonometrycznych) obliczeń, kontroler zobligowany jest do symultanicznego koordynowania
wszystkich sterowanych osi w czasie rzeczywistym.

2.2 Krótkie wprowadzenie przed u

yciem Mach2.

Mach2 jest pakietem oprogramowania, przeznaczonym do pracy z komputerem klasy PC,

który dzięki swoim moŜliwościom pozwala stosować go jako zamiennik skomplikowanych i
kosztownych sterowników NC (Rys.1.1 – 3).

Do uruchomienia programu Mach2 potrzebny jest komputer klasy PC, z zainstalowanym

systemem operacyjnym Windows XP lub Windows2000, z procesorem 1GHz, posiadający monitor
o rozdzielczości 1024 x 758 pikseli. Wymogi te spełnia większość uŜytkowanych dziś komputerów,
zarówno przenośnych, jak i typu desktop (ten oczywiście będzie zazwyczaj duŜo tańszy). Komputer
ten moŜe być oczywiście uŜywany do innych celów (np. do projektowania detali – Rys.1.1 - 1)
podczas przerw w pracy z programem Mach2.

W czasie, gdy program Mach2 pracuje (steruje maszyną) nie polecamy uruchamiania innych

programów na tym komputerze, ze względu na moŜliwość wyczerpania zasobów obliczeniowych
komputera i w konsekwencji „zawieszenia się” programu.

Do sterowania pracą kontrolerów (driverów) silników napędzających poszczególne osie

maszyny,  Mach2  wykorzystuje  jeden  (lub  2)  porty  drukarkowe  (LPT)  oraz,  ewentualnie  port
szeregowy  (COM).  Sterowanie  odbywa  się  wg.  zasady  KROK/KIERUNEK  (STEP/DIR),  dlatego
musisz upewnić się, czy sterowniki Twoich silników krokowych lub serwomotorów obsługują taki
sposób  sterowania.  Większość  współcześnie  produkowanych  napędów  jest  sterowana  tym
sposobem,  musisz  jedynie  zachować  ostroŜność  przy  modernizacjach  z  wykorzystaniem  napędów
starszych  generacji,  dla  których  sterowanie  KROK/KIERUNEK  moŜe  być  niezrozumiałe  –  taka
modernizacja moŜe zakończyć się dla Ciebie wymianą wszystkich napędów łącznie z silnikami !

3. Praca z programem Mach2Mill.

3.1 Instalacja.

Mach2 jest rozprowadzany przez ArtSoft poprzez Internet – wystarczy pobrać z

www.artofcnc.ca

lub

www.agmasal.pl

jeden plik instalacyjny (aktualnie ok. 6Mb) i uruchomić go

na swoim komputerze.

Daje to moŜliwość nieograniczonej czasowo pracy z w funkcjonalną wersją demonstracyjną,

mającą kilka ograniczeń odnośnie szybkości pracy, rozmiaru pliku wejściowego i dostępności
niektórych funkcji.

Nabywając licencję, uzyskujesz pełna wersję juŜ zainstalowanego programu (bez utraty

dotychczasowych ustawień) oraz legalność uŜytkowania.

Szczegóły oraz cennik znajdziesz na stronie producenta

www.artofcnc.ca

3.1.1 Pobieranie pliku instalacyjnego

Pobierz plik instalacyjny z

www.artofcnc.ca

lub

www.agmasal.pl

,: kliknij na nim prawym

przyciskiem  myszy,  uŜyj  opcji  „Zapisz  element  docelowy  jako...”,  wskaŜ  folder  (np.
Windows/Temp  lub  inny).  MoŜesz  równieŜ  uŜyć  jednego  z  programów,  wspomagającego
pobieranie plików. Po zakończeniu pobierania wystarczy dwukrotnie kliknąć plik instalacyjny (lub
uŜyć  opcji  „Otwórz”)  –  uruchomisz  w  ten  sposób  kreatora,  który  poprowadzi  Cię  przez  proces
instalacji.

3.1.2 Instalowanie programu

W tym momencie, aby zainstalować i sprawdzić moŜliwości programu, nie potrzebujesz

obrabiarki;  jeŜeli  ją  posiadasz,  wyłącz  obrabiarkę  i  komputer,  odłącz  przed  instalacją  wszystkie
przewody  łączące  ją  z  Twoim  komputerem  PC,  a  następnie  włącz  komputer.  Teraz  kliknij
dwukrotnie  pobrany  wcześniej  plik  instalacyjny  (lub  uŜyć  opcji  „Otwórz”)  –  uruchomisz  w  ten
sposób  kreatora,  który  poprowadzi  Cię  przez  proces  instalacji.  Nie  odbiega  on  zbytnio  od  innych,
znanych  Ci  zapewne  programów  instalacyjnych,  pracujących  w  środowisku  Windows-  musisz
zgodzić  się  na  warunki  licencji,  wybrać  folder  instalacyjny,  itp.  Na  koniec  procesu  instalacji
upewnij  się,  iŜ  zaznaczyłeś  pole  Initialise  System  i  naciśnij  przycisk  Finish,  po  czym  nastąpi
ponowne uruchomienie komputera, NIEZBĘDNE do poprawnej pracy programu Mach2.

Skoro nadal czytasz t

instrukcj

, oznacza to,

e widzisz zastosowanie dla Mach2 w

swoich konstrukcjach. Nadszedł własnie najlepszy moment, aby

pobrał wersj

demonstracyjn

Mach2 z

www.artofcnc.ca

lub

www.agmasal.pl

i przetestował ja na

swoim komputerze. Nie musisz nawet posiada

adnej maszyny !

eli zakupiłe

obrabiark

z zainstalowanym programem Mach2, mo

esz pomin

ąć

ten rozdział.

3.1.3 Ponowne uruchomienie komputera

Wymogiem KONIECZNYM do poprawnej pracy programu jest ponowne uruchomienie

komputera, po zakończeniu instalacji. JeŜeli interesują Cię powody, dlaczego trzeba to zrobić,
proszę czytać dalej; jeŜeli nie, moŜesz przejść do następnego rozdziału.

TAK CZY INACZEJ – PO INSTALACJI PROGRAMU MACH2, KONIECZNIE

DOKONAJ PONOWNEGO URUCHOMIENIA KOMPUTERA !

ChociaŜ dla przeciętnego uŜytkownika Mach2 wygląda jak jeden program, w rzeczywistości

składa się z trzech części: sterownika, zainstalowanego jako element systemu Windows (podobnie
jak sterownik drukarki, kart sieciowej, etc.), graficznego interfejsu uŜytkownika (GUI) oraz
komponentu OCX, który stanowi element pośredniczący w wysyłaniu i odbieraniu informacji do/z
GUI. Powody takiej złoŜoności programu są skomplikowane i zrozumiałe tylko dla osób mających
pewna wiedzę odnośnie programowania dla Windows, dlatego nie będziemy się w nie zagłębiać.

Mach2 musi bardzo precyzyjnie i synchronicznie kontrolować wszystkie osie maszyny. W

normalnym  trybie  pracy,  system  Windows  nadaje  pracującym  programom  prawa  uŜytkownika  i
ustala  kolejność  w  dostępie  do  pewnych  procesów.  Z  racji  prędkości  funkcjonowania  (nawet
45000Hz),  Mach2  nie  moŜe  działać  na  uprawnieniach  zwykłego  programu,  musi  operować  tzw.
przerwaniami,  co  z  kolei  jest  podobne  z  funkcjonowaniem  niektórych  wirusów  i  koliduje  z
załoŜeniami ochrony Windows. Dlatego teŜ, aby  wykorzystać tą moŜliwość, Mach2 musi uzyskać
specjalne  „pozwolenie”  od  systemu  Windows  na  tego  typu  działanie,  co  jest  moŜliwe  jedynie
poprzez  procedurę  ponownego  uruchomienia  systemu  (komputera).  W  przypadku,  gdy  tego  nie
dokonamy,  moŜe  dojść  do  konfliktu,  skutkującego  ‘niebieskim  ekranem  śmierci”  w  Windows  i
uszkodzeniem  sterownika  Mach2.  Jedynym  wyjściem  jest  wtedy  odinstalowanie  programu  Mach2
oraz  ręczne  usunięcie  sterownika  z  systemu  (Panel  sterowania  >  MenadŜer  urządzeń  >  Sprzęt  >
Mach  Driver  >  odinstaluj...).  Po  ponownej  instalacji  oprogramowania  Mach2  i  PONOWNYM
URUCHOMIENIU komputera, problem powinien zniknąć.

Ponowne uruchomienie, zwieńczające proces instalacji Mach2 jest wymagane tylko podczas

pierwszej instalacji programu; nie jest wymagane po aktualizacji systemu Windows.

Generalnie, aby uniknąć problemów, naleŜy po prostu proces instalacji zakończyć

ponownym uruchomienie komputera.

3.1.4 Podr

czne ikony programu

Po zainstalowaniu, na pulpicie zostały utworzone ikony – skróty do głównych modułów

programu,  m.in.  do  Mach2.exe,  który  stanowi  podstawowy  interfejs  uŜytkownika.  Po  jego
uruchomieniu  zostaniesz  poproszony  o  wybranie  profilu,  jakiego  chciałbyś  uŜyć:  Mach2Mill,
Mach2Turn, etc. Profile te są teŜ przyporządkowane wcześniej wspomnianym ikonom na pulpicie.
Kliknij  prawym  przyciskiem  myszy  na  jedną  z  ikon  i  wybierz  „Właściwości”;  jako  element
docelowy  zobaczysz  np.:  „C:\Mach2\Mach2.exe  /p  Mach2Mill”  –  parametr  „p”  pozwala  na
określenie  danego  profilu  –  w  ten  sposób  moŜesz  tworzyć  skróty  do  profili,  które  sam  utworzysz
lub do innych programów, zintegrowanych z Mach2.

Otwórz teraz katalog, w którym zainstalowałeś Mach2 (zazwyczaj będzie to: „C:\Mach2\”)

i na pulpicie utwórz skróty do „KeyGrabber.exe” i OCXDriverTest.exe”.

3.1.5 Sprawdzanie poprawno

ci instalacji - OCXTest

Po szczęśliwie zakończonej instalacji, wskazane jest, aby przetestować system. Mach2 nie

jest prostym programem – podczas swojej pracy zajmuje duŜo zasobów Windows; oznacza to, iŜ na
wolniejszych i słabiej wyposaŜonych sprzętowo (procesor, pamięć) komputerach moŜe pracować

niestabilnie  lub  powodować  „zawieszanie”  się  systemu.    Znacznym  obciąŜeniem  komputera  są
równieŜ  programy  pracujące  w  tle,  o  których  istnieniu  moŜesz  nawet  nie  mieć  pojęcia;  dla
przykładu  funkcjonujący  w  tle  monitor  systemowy  QuickTask  (qtask.exe).  Niektóre  z  tych
programów  widoczne  są  jako  ikonka  w  systemowym  schowku,  inne  są  całkowicie  niewidoczne.
Innym, moŜliwym źródłem spowalniania systemu jest automatyczna detekcja prędkości połączenia
sieciowego  –  powinieneś  ręcznie  dostosować  parametry  połączenia,  zgodnie  z  faktyczną
przepustowością  Twojego  łącza.  W  komputerach  mających  połączenie  z  Internetem  istnieje
ponadto  prawdopodobieństwo  zainfekowania  programami  szpiegującymi,  które  równieŜ  mogą
zasadniczo  wpływać  na  pracę  systemu  –  naleŜy  zatem  sprawdzić  system  odpowiednim
oprogramowaniem typu „Spybot”.

W oknie programu testującego moŜesz zignorować wszelkie informacje, oprócz „Pulse per

Second in 25Khz Mode”; jest to określenie maksymalnej, stabilnej częstotliwości (w impulsach na
sekundę),  z  jaką  Mach2  moŜe  pracować  na  Twoim  komputerze;  parametr  ten  powinien  mieć
wartość około 24600 KHz – zaleŜnie od konfiguracji komputera i kondycji systemu operacyjnego.
Wartość zasadniczo odbiegająca od podanej, wskazuje na zbyt duŜe obciąŜenie komputera (lub zbyt
słabą  konfigurację  sprzętową)  –  nie  musi  wcale  przesądzać  o  niepoprawnej  pracy  generatora
impulsów.  Odkąd  Mach2  został  zainstalowany  w  systemie,  ma  pierwszeństwo  ponad  innymi
procesami,  dotyczy  to  równieŜ  systemowego  zegara,  który  moŜe  być  przez  to  spowalniany.  W
konsekwencji,  1  sekunda,  zmierzona  przez  systemowy  zegar  Windows  i  będąca  podstawą  dla
generowania  impulsów  przez  Mach2,  moŜe  być  wartością  zmienną,  róŜną  od  rzeczywistej.
Zasadniczo,  jeŜeli  widzisz  na  swoim  komputerze  okno  podobne  jak  na  Rys.3.1,  moŜesz  zamknąć
program OCXTestDriver i rozpocząć czytanie następnego rozdziału.

“Eksperci” od Windows na pewno zainteresowali się pozostałymi polami odczytu w

programie OCXTestDriver – naleŜy się więc kilka słów wyjaśnienia:

Białe, prostokątne okienko jest ekranem analizatora wyświetlającego wykres przebiegów

czasowych – przedstawiają dewiacje pomiędzy kolejnymi przerwaniami. Na wykresie nie powinny
być widoczne linie dłuŜsze niŜ 0,65 mm (dla monitora o przekątnej 17”). Nawet, jeŜeli są większe,
nie oznacza to jeszcze niestabilności synchronizacji – naleŜy jedynie po podłączeniu obrabiarki
sprawdzić, czy dojeŜdŜanie i ruchy G0/G1 odbywają się płynnie.

W szczególnych wypadkach moŜe zdarzyć się, Ŝe sterownik Mach’a nie zostanie zainstalowany

1. JeŜeli zobaczysz komunikat: „Driver not found or installed, contact Art.” oznacza to, Ŝe

sterownik  nie  został  z  jakiś  powodów  zarejestrowany  (załadowany)  w  systemie.  Jednym  z
powodów moŜe być uszkodzony plik instalacyjny  – pobierz plik z pewnego źródła.  Innym
powodem  moŜe  być  uszkodzony  rejestr  systemy  Windows  (uszkodzona  baza  informacji  o
sterownikach) – w tym wypadku pomóc moŜe ponowne zainstalowanie systemu. Przyczyną
moŜe być teŜ konflikt, występujący w oprogramowaniu systemowym – spróbować tu moŜna
załadować sterownik Mach’a ręcznie, co opisano w dalszej części instrukcji.

uwagi

czynniki,

nieobowiązkowe,

aczkolwiek

wskazane

jest

przetestowanie

systemu,

przed

rozpoczęciem

pracy z Mach2.

Uruchom dwukrotnym
kliknięciem program
OCXTestDriver.exe – ukaŜe Ci
się okienko, jak na Rys.3.1.

Rys.3.1 – Okienko programu testuj

cego komponent OCX.

2. W

przypadku,

gdy

pojawia

się

komunikat

stylu

„Zamykanie

systemu

Windows...3...2...1..” i następuje ponowne uruchomienie systemu, moŜe to oznaczać jedną z
dwóch moŜliwości:

nie dokonałeś ponownego uruchomienia systemu po zainstalowaniu Mach’a

sterownik Mach’a jest uszkodzony (moŜna wtedy spróbować załadować go ręcznie,
co opisane jest w dalszej części instrukcji).

W przypadku ciągłego pojawiania się tego typu usterek, opisz problem i prześlij na adres

support@agmasal.pl

, postaramy się zlokalizować przyczynę i podsunąć rozwiązanie.

Niektóre z komputerów posiadają na płycie głównej sprzętowe wsparcie dla timera APIC, który nie
jest wykorzystywany przez BIOS; moŜe to być przyczyną nieprawidłowej pracy Mach2. NaleŜy
wówczas skorzystać z wsadowego pliku „specialdriver.bat”, pracującego pod kontrolą DOS – plik
ten wymusza uŜycie przez system starszej wersji kontrolera przerwań i8529. Proces ten będziesz
musiał powtórzyć po kaŜdej reinstalacji lub uaktualnieniu Mach2.

3.1.6 OCXTest jako pomoc w awarii Mach2.

W przypadku wystąpienia problemów w trakcie pracy z Mach2 („zawieszenie się”

programu, spowodowane problemami ze sprzętem lub błędem w oprogramowaniu), powinieneś jak
najszybciej uruchomić OCXTest – powoduje on natychmiastowe zresetowanie sterownika Mach’a,
dzięki czemu uniknąć moŜna niespodziewanych reakcji maszyny, itp. Po upływie dwóch minut od
„zawieszenia się” programu, jeŜeli nie uŜyjesz OCXTest, ten sam problem moŜe spotkać system
operacyjny, skutkując utratą danych.

3.1.7 Uwagi odno

nie manualnej instalacji i deinstalacji sterownika Mach2

Przeczytaj ten rozdział, jeŜeli natknąłeś się na problemy opisane w sekcji „Sprawdzanie

poprawności instalacji – OCXTest”

Sterownik Mach2 (Mach2.sys) moŜe zostać manualnie zainstalowany i odinstalowany, z uŜyciem
systemowego Panelu sterowania. Okienka dialogowe róŜnią się nieznacznie między Windows 2000
i Windows XP, zasada postępowania jest taka sama.

otwórz Panel sterowania, dwukrotnie kliknij na ikonę Dodaj sprzęt

Uruchomisz w ten sposób Kreatora znajdowania nowego sprzętu

Kreator przez pewien czas będzie poszukiwał nowego sprzętu i prawdopodobnie nic
nie znajdzie

w kolejnym okienku Kreator spyta, czy urządzenie zostało juŜ podłączone do
komputera – odpowiedz „Tak”

w kolejnym oknie zostanie wyświetlona lista sprzętu – przewiń ją do dołu i wybierz
„Dodaj nowe urządzenie sprzętowe”

następnie zaznacz opcję, w której ręcznie wskaŜesz urządzenie do zainstalowania

w kolejnym oknie: „PokaŜ wszystkie urządzenia sprzętowe”

Wybierz ArtSoft >> Mach2Driver i naciśnij „Dalej”

Program instalacyjny moŜe równieŜ poprosić Cię o wskazanie połoŜenia pliku
(zazwyczaj będzie to C:/Mach2) Mach2.inf, po wskazaniu którego zostanie
dokończony proces instalacji sterownika.

Odinstalowanie sterownika jest równieŜ bardzo proste:

otwórz Panel sterowania , wybierz System >> Sprzęt >>MenadŜer urządzeń

z listy zainstalowanych urządzeń wybierz Mach Pulsing Engine (w niektórych
systemach operacyjnych moŜe widnieć jako „Nieznany” >> Mach2Driver

kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz „Odinstaluj”

Ta operacja usunie plik Mach2.sys z folderu Windows; jego kopia pozostanie w folderze programu
Mach2. Windows zapamiętuje wszelkie informacje związane z ustawieniami programu Mach2 – po
odinstalowaniu  sterownika,  usunięciu  innych  plików  programu  lub  po  uaktualnieniu  programu  nie
będą  one  usunięte.  JeŜeli  z  jakiejś  przyczyny  zmuszony  będziesz  do  przeprowadzenia  „czystej”
instalacji,  usuń  folder  z  plikami  programu,  a  przynajmniej  pliki  z  rozszerzeniem  *.xlm,
przechowujące informacje o ustawieniach.

3.2 Okna robocze w Mach’u.

Nadszedł teraz czas, aby wypróbować Mach’a „na sucho”. JeŜeli masz moŜliwość, moŜesz u

kogoś obserwować pracę obrabiarki CNC – łatwiej będzie Ci przyswoić pewne zagadnienia. JeŜeli
masz swoją obrabiarkę, na razie, z uwagi na bezpieczeństwo odłącz ją od komputera.

Mach jest programem, w którym bardzo łatwo jest dostosować wygląd poszczególnych

ekranów do własnych wymagań. W przypadku, gdy zakupiłeś maszynę z juŜ zainstalowanym
programem, to co zobaczysz na ekranie, moŜe się znacząco róŜnić od przykładowych ekranów,
pokazanych w Dodatku 1. Twój dostawca powinien dostarczyć Ci wówczas instrukcję, zawierającą
opisane zrzuty ekranów zastosowanych w maszynie.

Kliknij dwukrotnie ikonę Mach2Mill, aby uruchomić program – ujrzysz ekran podobny do

tego w Dodatku 1; oczywiście pola odczytu współrzędnych dla poszczególnych osi (DRO) będą
zawierały zero, gdyŜ Ŝaden plik nie jest jeszcze załadowany.

W pierwszej kolejności Twoją uwagę zwróci przycisk RESET i migająca ponad nim (na

przemian, zielono i czerwono) kontrolka, imitująca diodę LED. Obok przycisku zauwaŜysz równieŜ
dwie mniejsze, Ŝółte kontrolki. Zgasną one, jeŜeli naciśniesz przycisk RESET; przestanie wtedy teŜ
migać  i  zaświeci  się  na  zielono  kontrolka  RESET.  Oznacza  to,  Ŝe  Mach2  jest  gotowy  do  pracy  !
JeŜeli nie moŜesz „zresetować” programu, problem prawdopodobnie leŜy po stronie ustawień portu
(portów)  równoległego  (LPT);  tzn.  jeŜeli  na  komputerze  był  poprzednio  zainstalowany  Mach2  z
inną  konfiguracją  pinów  LPT,  moŜe  to  być  przyczyną  uaktywnienia  opcji  ESTOP  („emergency
stop”  –  stop  bezpieczeństwa).  Musisz  wówczas  zapoznać  się  z  rozdziałem  dotyczącym  ustawień
portu, lub skontaktować się z bardziej doświadczoną osobą. Dopóki nie „zresetujesz” programu,
nie będziesz miał moŜliwości przetestowania wielu opcji !

3.2.1 Omówienie obiektów ekranowych

Na głównym ekranie programu zauwaŜysz m.in. poniŜej przedstawione obiekty:

przyciski (np.: RESET, STOP Alt-S, itd.)

DRO, czyli pola do odczytu cyfrowych wartości, np. współrzędnych
poszczególnych osi X, Y, Z, itd.

kontrolki, róŜnych kształtów i kolorów, imitujące diody LED

okienko z własnymi paskami przewijania, wyświetlające załadowany G-code

okienko („Toolpath”), wyświetlające graficzny obraz obrabianego detalu,
pokazujące aktualną pozycję narzędzia (w tej chwili puste, poniewaŜ nie
załadowałeś jeszcze Ŝadnego pliku)

elementy sterujące podczas pracy ręcznej czyli „dojeŜdŜania”

Rys.3.3 – Przyciski słu

Ŝą

ce do zmiany ekranów

„Toolpath” oraz okno wyświetlające G-code słuŜą do przekazywania Ci informacji; w oknie G-
code moŜesz „przewijać” tekst, aby zobaczyć poszukiwaną linie; w oknie „Toolpath” moŜesz
obracać detal w przestrzeni.

JeŜeli naciśniesz teraz, znajdujący się w dole ekranu przycisk MDI, zobaczysz inny ekran,
zawierający bardzo waŜne elementy:

MDI (Manual Data Input) – komponent, który umoŜliwi Ci ręczne wprowadzanie
komend w formacie G-code

aktywne DRO, w których równieŜ moŜesz ręcznie wpisywać koordynaty

ZauwaŜ: klikając na takim elemencie, zmienia on kolor, sygnalizując gotowość przyjęcia Twoich
danych.

3.2.2 U

ywanie przycisków oraz skrótów

Na standardowych ekranach większość przycisków ma przypisane skróty klawiaturowe,

które są opisane bezpośrednio na przycisku lub etykiecie obok niego (niektóre z uŜyciem klawisza
Control  lub  Alt).  ChociaŜ  skróty  opisane  są  duŜymi  literami  (np.  Alt-S),  nie  oznacza  to
konieczności  uŜywania  klawisza  Shift  –  opisane  są  tak  dla  ułatwienia  czytania.  Wybranie
odpowiedniego  skrótu  na  klawiaturze  jest  równoznaczne  z  naciśnięciem  przycisku  myszą.
UŜywając na przemian przycisków i skrótów, spróbuj włączyć i wyłączyć wrzeciono  („Spindle”),
zmienić wydajność ogólną maszyny („Feedrate”), zmienić poszczególne ekrany.

JeŜeli na danym ekranie nie ma określonego przycisku, wtedy jego skrót klawiaturowy jest

nieaktywny. W Rozdziale 5 opisano skróty aktywne we wszystkich ekranach.

W celu usprawnienia obsługi programu moŜna teŜ uŜyć specjalnego emulatora klawiatury

(np. Ultimarc IPAC); włączony szeregowo z klawiaturą, pozwala na emulowanie odpowiednich
skrótów klawiaturowych za pomocą fizycznych przełączników – jest to bardzo wygodne
rozwiązanie w warunkach warsztatowych.

3.2.3 Wprowadzanie danych do DRO

Aby wprowadzić dane do wybranego DRO, moŜesz bezpośrednio kliknąć na nim myszą,

uŜyć  jego  klawisza  skrótu  (jeŜeli  taki  jest),  uŜyć  globalnego  klawisza  skrótu  lub  przesunąć  się  na
wybrany  DRO  strzałkami  klawiatury.  Dla  przykładu:  spróbuj  wprowadzić  wartość  „Feedrate”  =
45,6; w ekranie głównym programu (”Program Run Alt-1”) kliknij myszą DRO „F” – gdy zmieni
kolor, wprowadź z klawiatury numerycznej wartość 45,6 (w zaleŜności od ustawień językowych w
Twoim  komputerze,  do  oddzielenia  wartości  dziesiętnej  będziesz  musiał  uŜyć  przecinka  lub
kropki).  Następnie  naciśnij  ENTER,  aby  potwierdzić  wprowadzoną  wartość,  lub  ESC,  aby  wrócić
do poprzedniej (przy wprowadzaniu danych do DRO klawisze SPACE i DELETE są nieaktywne).

UWAGA: Musisz zawsze mieć świadomość tego, co wpisujesz do DRO ! Na przykład,

prędkość  wrzeciona  jest  wyliczana  przez  Mach2,  jeŜeli  wprowadzisz  swoją  wartość,  nadpisze  ona
wartość  wyliczoną  przez  program;  bardziej  niebezpieczne  moŜe  być  niefrasobliwe  nadpisywanie
współrzędnych  poszczególnych  osi.  Zanim  zaczniesz  wpisywać  dane  w  DRO  podczas  pracy
maszyny, przeczytaj dokładnie Rozdział 7 i dobrze się zastanów przed naciśnięciem ENTER.

3.3 „Doje

anie” czyli praca manualna.

Mach2 umoŜliwia Ci ręczne przemieszczanie narzędzia (termin ten przyjmiemy dla

uproszczenia, nie wdając się w szczegóły budowy róŜnych maszyn), z uŜyciem kilku metod
„dojeŜdŜania”.

Na kilku ekranach dostępne są elementy słuŜące kontroli „dojeŜdŜania”; jedynie ich połoŜenie

moŜe nieznacznie się róŜnić. Przykładowe rozmieszczenie elementów kontroli „dojeŜdŜania”
przedstawiono na Rysunku 3.3.

Prędkość posuwu określona jest wartością DRO „Slow Jog Rate” i moŜe być zmieniana w zakresie
od 0,1% do 100%. Wartość ta moŜe zostać wprowadzona bezpośrednio do DRO lub moŜe być
zmieniana co 5%, połoŜonymi obok przyciskami „Dn” i „Up”. Naciśnięcie klawisza ”SHIFT”
powoduje nadpisanie bieŜącej wartości i posuw z prędkością 100%.

W trybie pracy krokowej („STEP”), kaŜde naciśnięcie przycisku dojeŜdŜania spowoduje

przemieszczenie danej osi na odległość określoną w DRO „Step” moŜesz wpisać tam dowolną,
wymaganą wartość. Posuw odbędzie się z aktualnie ustawioną prędkością „Feedrate”. Ponowne
naciskanie klawisza spowoduje wykonywanie kolejnych kroków.

W trybie ręcznego zadawania impulsów (MPG), moŜemy uŜyć enkodera obrotowego,

podłączonego do portu LPT, jako zadajnika impulsów – obracając osią enkodera, spowodujemy
przemieszczanie się narzędzia w danej osi, która wybieramy przyciskiem „Alt A”; przy aktualnie
wybranej osi zapali się zielona kontrolka.

Sterowanie „dojeŜdŜaniem” moŜliwe jest równieŜ przy pomocy joystck’a (drąŜka

sterowniczego),  podłączonego  do  portu  gier  PC  lub  USB.  W  tym  zakresie,  Mach2  moŜe
współpracować  z  dowolnym,  równieŜ  analogowym  urządzeniem  sterowniczym,  kompatybilnym  z
Windows  (moŜe  to  być  nawet  kierownica  Ferrari  !).  Oczywiście,  wcześniej  naleŜy  dla  takiego
urządzenia zainstalować sterowniki w systemie Windows. W celu przejścia na sterowanie drąŜkiem
sterowniczym, naleŜy upewnić się dla bezpieczeństwa, Ŝe znajduje się on w centralnej pozycji oraz
nacisnąć przycisk „JoyStick”. JeŜeli Twój joystick posiada sterowanie „przepustnicą”, moŜesz uŜyć
tej  opcji  do  kontrolowania  prędkości  „dojeŜdŜania”  lub  globalnej  wydajności  posuwów  maszyny
(szczegóły opisano w Rozdziale 5).

Takie urządzenia stanowią tanie i elastyczne rozwiązanie ręcznego sterowania Twoją

maszyną. MoŜesz równieŜ zastosować bardziej złoŜone urządzenia sterujące, uŜywając do ich
konfiguracji dołączonego oprogramowania, lub programu KeyGrabber, wchodzącego w skład
Mach2.

Mając juŜ wszystkie informacje na temat „dojeŜdŜania”, powinieneś teraz wypróbować to

w praktyce, nie zapominając, Ŝe praktycznie kaŜdą funkcję moŜesz uruchomić odpowiednim
skrótem klawiaturowym.

Aby włączyć lub wyłączyć tryb „dojeŜdŜania”, naleŜy

uŜyć  przycisku  „Jog  ON/OFF  Ctrl-Alt-J”.  „DojeŜdŜanie”  jest
dostępne  na  kaŜdym  z  ekranów,  zawierającym  ten  przycisk.
JeŜeli  klikniesz  myszą  na  podświetlonej  kuli,  spowodujesz
przemieszczanie  głównych  osi  obrabiarki  (np.  X,  Y  we
frezarce). Szybkość przemieszczania będzie zaleŜała od tego,
jak  daleko  od  środka  kuli  klikniesz  myszą,  np.  klikając  w
prawym,  górnym  rogu  czerwonego  kwadratu,  spowodujesz
uruchomienie posuwów X, Y z duŜą prędkością.

Efekt swojego działania, w postaci zmieniających się

współrzędnych  zobaczysz  w  odpowiednich  polach  DRO.  Do
ręcznego  przemieszczania  narzędzia  moŜesz  równieŜ  uŜyć
klawiatury  –  strzałki  klawiatury  domyślnie  zdefiniowane  są
do przemieszczania osi X i Y; dla osi Z – klawisze „PageUp”
i  „PageDown”.  Po  przeczytaniu  Rozdziału  5,  będziesz
wiedział  jak  skonfigurować  klawiaturę,  aby  odpowiadała
Twoim  wymaganiom.  Klawiszy  sterowania  „dojeŜdŜaniem”
moŜesz uŜywać na kaŜdym z ekranów, na których znajduje się
przycisk  „Jog  On/OFF  Ctrl-Alt-J”.  Na  Rysunku  3.3  moŜesz
zobaczyć świecącą się, Ŝółtą kontrolkę „Step”. Przycisk „Jog
Mode

Ctrl-J”

przełącza

pomiędzy

trybami

pracy:

„Continuous”,  „Step”  i  „MPG”.  W  trybie  ciągłym
(„Continuous”)  wybrana  oś  będzie  się  przemieszczać  tak
długo, jak długo będziesz trzymał wciśnięty klawisz.

Rys.3.3- Elementy kontroli doje

ania”

3.4 Posługiwanie si

MDI (Manual Data Input)

3.4.1 MDI

UŜyj myszy lub skrótu klawiaturowego, aby wywołać ekran MDI. ZauwaŜysz podłuŜne,

szare pole do wprowadzania danych. Kliknij na nim lub naciśnij ENTER – pole zostanie

JeŜeli znasz jakieś komendy w formacie G-code, moŜesz je tam teraz wypróbować; jeŜeli

nie, wpisz następujący tekst:

G0 X1.6 Y2.3

G0  (  0  jako  cyfra,  a  nie  litera  O)  oznacza    w  G-code  “szybkie  pozycjonowanie”  –  po  naciśnięciu
ENTER maszyna przemieści narzędzie do punktu o współrzędnych X = 1,6 oraz Y = 2,3. Spróbuj
wpisać kilka róŜnych komend (lub G0 z róŜnymi współrzędnymi), po kaŜdym naciskając ENTER –
maszyna będzie bezwzględnie wykonywać Twoje polecenia !  ZauwaŜ, Ŝe pojawi Ci się okienko z
podpowiedziami wcześniej uŜywanych komend.

Jedna linia w MDI (lub blok, wywoływany z danej linii G-code) moŜe zawierać kilka

komend,  które  wykonywane  będą  według  logicznej  kolejności  opisanej  w  Rozdziale  10  –  nie
oznacza to jednak, Ŝe we wszystkich przypadkach będą one wykonywane „od lewej do prawej”. Na
przykład: jeŜeli w danej linii występuje komenda „F2.5” (ustalenie globalnej wydajności maszyny),
to prędkość taka zostanie ustawiona natychmiast po „dojściu” programu do tej linii, niezaleŜnie od
tego,  czy  komenda  „F2.5”  będzie  wpisana  na  początku,  na  końcu  czy  pośrodku  linii.  JeŜeli  masz
wątpliwości,  co  do  poprawności  składni  komendy,  lepiej  będzie  jak  rozpiszesz  go  na  kilka
pojedynczych linii.

3.4.2 Manualne generowanie programu.

Mach2 potrafi równieŜ zapamiętać kolejność wpisywanych przez Ciebie linii do MDI i

zapisać je do pliku jako stworzony przez Ciebie program.

W ekranie MDI naciśnij przycisk „Start teach”- obok niego zacznie migać zielona

kontrolka – to znak, Ŝe Mach2 znajduje się w trybie sekwencyjnego wprowadzania programu.
MoŜesz teraz wpisać kilka linii w formacie G-code, lub skorzystać z przykładu:

g21
f100
g1 x10 y0
g1 x10 y5
x0
y0

Rys.3.4 – wpisywanie danych do MDI

podświetlone  (zmieni  kolor)  –  oznacza  to
gotowość  do  przyjęcia  Twoich  danych.  MoŜesz
teraz  wpisać  dowolną  komendę,  która  po
naciśnięciu

ENTER

zostanie

wykonana;

naciskając ESC rezygnujesz z wprowadzenia
danych,

klawiszem

BACKSPACE

moŜesz

usuwać błędnie wprowadzone dane.

Rys.3.5 – generowanie danych prostok

Po wprowadzeniu kaŜdej linii naciśnij ENTER; po wprowadzeniu wszystkich linii, naciśnij
przycisk „Stop teach” a następnie „Load/Edit”; przejdź teraz do ekranu „Program Run Alt-1” – w
okienku podglądu G-code (Rysunek 3.6) ujrzysz swój, napisany przed chwilą program. MoŜesz go
uruchomić, naciskając „Cycle Start Alt-R” lub teŜ zapisać go do pliku, w celu wykorzystania w
przyszłości.

3.5 Projektowanie CAM bez programu CAM...

Rys. 3.6 – Twój pierwszy program

Mach2

pozwala

uŜytkowanie
dodatkowych ekranów,
ułatwiających

pracę,

poprzez

dostarczenie

uŜytkownikowi
informacji
specyficznych dla danej
maszyny lub procesu
obróbki.

Są

one

zorganizowane w formie
Kreatorów, znanych Ci
zapewne

innych

programów pracujących
w

Windows.

Mach2

zawiera

kreator

pomagający

stworzeniu programu

wycinającego figury geometryczne, wiercenie otworów o danym rozmieszczeniu, i wiele innych.

Rys. 3.7 – Tabela dost

pnych kreatorów

Z  menu  „Wizards”  wybierz  „Pick  Wizard...”  –  ukaŜe  Ci  się  okno  z  tabelą  Kreatorów,
zainstalowanych w Twoim systemie (Rysunek 3.7). Aby wypróbować działanie Kreatora, zaznacz
„Cut  a  Circular  Pocket”  i  naciśnij  „Run”  –  aktualny  ekran  zostanie  zastąpiony  ekranem  jak  na
Rysunku 3.8. ZauwaŜ, Ŝe niektóre opcję są juŜ ustawione domyślnie: średnica narzędzia, prędkość
obróbki,  jednostki  pomiaru  i  inne.  Niekoniecznie  wszystkie  opcje  mogą  być  przydatne  w  Twoim
projekcie – moŜesz dla przykładu ręcznie ustawiać prędkość wrzeciona, itp.

Kiedy naciśniesz „Exit”, powrócisz do głównego ekranu Mach2 i moŜesz rozpocząć wykonywanie
zadania  zaprojektowanego  z  uŜyciem  Kreatora.  UŜycie  Kreatora  niejednokrotnie  jest  szybsze  niŜ
przeczytanie niniejszego tekstu.

3.6 Uruchomienie programu G-code.

Nadszedł czas, aby stworzyć i wypróbować program napisany w G-code. Przy uŜyciu systemowego
Notatnika stwórz dokument „spiral.txt” i zapisz go w dogodnym miejscu (np. w folderze Moje
Dokumenty). W pliku umieść następujący kod:

g20 f100
g0 x1 y0 z0
g3 x1 y0 z-0.2 i-1 j0
g3 x1 y0 z-0.4 i-1 j0
g3 x1 y0 z-0.6 i-1 j0
g3 x1 y0 z-0.8 i-1 j0
g3 x1 y0 z-1.0 i-1 j0
g3 x1 y0 z-1.2 i-1 j0
m0

Uruchom Mach2 oraz uŜyj „File” >> „Load G-code”, aby załadować plik. W oknie G-code
programu zobaczysz swój kod.
Teraz moŜesz do woli wypróbowywać działanie przycisków „Cycle Start Alt+1”, „Pause”,
„Stop”, „Rewind” i innych.

Rys.3.8 – Domy

lny ekran Kreatora „Cut a Circular Pocket”

JeŜeli

wpisałeś

juŜ

wszelkie

wymagane

parametry,

naciśnij

przycisk „Post code” –
informację

Twojego

Kreatora

zostaną

przetworzone na G-code i
załadowane do Mach2. To
jest

zautomatyzowanie

pracy, jaką wykonywałeś
wcześniej,

wpisując

linijka po linijce G-code w
MDI. Po uruchomieniu
programu,

oknie

„Toolpath”,

moŜesz

obejrzeć

efekt

swojej

pracy i działania Kreatora.
MoŜesz teraz zmieniać
parametry

obróbki,

zapisać program do pliku,
itp.

Rys.3.9 - Widok okna Toolpath

ZauwaŜ: podczas wykonywania programu, Mach2 podświetla aktualnie wykonywaną linię

w oknie G-code. MoŜesz zatrzymać program, wskazać inną linię i rozpocząć pracę właśnie od niej.
UWAGA: Z racji tej, iŜ Mach2 wymaga bezpośredniego, szybkiego dostępu do pliku, uŜywaj
plików zapisanych na twardym dysku Twojego komputera. Praca na plikach umieszczonych na
dyskietce, nośniku USB czy innym moŜe spowodować zakłócenie pracy programu Mach2. Dobrym
zwyczajem jest określanie plików roboczych jako „Tylko do odczytu”.

3.7 Okno poło

enia narz

dzia („Toolpath display”).

3.7.1 Podstawy korzystania z okna podgl

du pozycji narz

dzia („Toolpath”).

Główny ekran programu („Program Run”) posiada prostokątne okno („Toolpath”), słuŜące

wizualizacji pozycji narzędzia. Przy uruchomieniu programu okno jest puste, po załadowaniu pliku
„spiral.txt” zobaczysz na nim obrys zaprojektowanego przez Ciebie detalu.

Domyślny widok, bezpośrednio po załadowaniu pliku, przedstawia rzut w osiach X i Y –

widzisz  koło.  Naciśnij  i  przytrzymaj  prawy  przycisk  myszy  w  oknie  Toolpath  –  moŜesz  teraz
obracać  model  i  oglądać  go  w  dowolnej  płaszczyźnie.  JeŜeli  przeciągniesz  myszą  widok  pionowo
do góry, dokonasz odchylenia w osi Z i zobaczysz spiralę w całej okazałości. KaŜda z komend G3
w twoim kodzie powoduje zagłębianie narzędzia w materiał o 0.2 mm cala (G20 w pierwszej linii
programu  określa  jednostki).    Zobaczysz  równieŜ  początkowy  ruch  G0,  słuŜący  umieszczeniu
narzędzia w pozycji wyjściowej do pracy.

Domyślne połoŜenie osi X, Y i Z przedstawione jest w postaci układu współrzędnych, w

lewym dolnym rogu okna. Gdy uruchomisz Mach2, Toolpath na bieŜąco będzie wyświetlał trasę
przejazdu narzędzia.

MoŜesz równieŜ ustawić w oknie typowy, izometryczny widok detalu.

Twoje okno moŜe nieco róŜnić się od pokazanego w Rys.3.9 – kolory moŜna definiować wg.
własnych wymagań (opisano to w Rozdziale 5).

3.7.2 Kadrowanie, powi

kszanie/zmniejszanie widoku w oknie Toolpath.

Aktualny widok w oknie Toolpath moŜe zostać powiększony/zmniejszony poprzez

przeciąganie widoku myszą z wciśniętym równocześnie klawiszem SHIFT.

PołoŜenie detalu względem płaszczyzny okna moŜna zmieniać, przeciągając detal z

wciśniętym równocześnie prawym przyciskiem myszy.

Podwójne klikniecie myszą w obszarze okna Toolpath powoduje przywrócenie domyślnego

widoku w płaszczyźnie X-Y.

UWAGA: opcji powiększania/zmniejszania, kadrowania obrazu nie naleŜy uŜywać podczas

pracy maszyny.

3.8 Inne wła

ciwo

ci ekranów.

Przed rozpoczęciem właściwej pracy, warto abyś zapoznał się z innymi, dostępnymi ekranami

i kreatorami w Mach2; sprawdź, w jakim stopniu zapoznałeś się z programem:

obsługę wprowadzania danych do DRO

pole ukazujące czas pracy obrabiarki

pola DRO, ograniczające obszar pracy dla danego programu

posługiwanie się oknem Toolpath

ekran, pozwalający określić wejścia obsługujące czujniki krańcowe

ekran ukazujący stany logiczne na wszystkich wejściach/wyjściach

4. Konfiguracja sprz

towa; podł

czenie obrabiarki.

4.1 Bezpiecze

stwo przede wszystkim.

4.2 Co Mach2 mo

e kontrolowa

Mach2 jest bardzo elastycznym w uŜyciu programem, zaprojektowanym do sterowania pracą takich
maszyn jak frezarki, plotery lub (nieopisane w tym dokumencie) tokarki.

Najbardziej charakterystycznymi cechami takich maszyn są:

zminimalizowanie  ręcznej  obsługi  maszyny  –  większość  poleceń  wydawana  jest
programowo;  mimo  to  kaŜda  maszyna  powinna  mieć  tzw.  Stop  bezpieczeństwa
(Estop);  w  Mach2  jest  to  odpowiedni  sygnał,  powodujący  wstrzymanie  pracy
programu;  maszyna  powinna  równieŜ  posiadać  tzw.  „grzybek”  czyli  STOP
sprzętowy  –  przycisk  z  blokadą,  po  naciśnięciu  którego  odłączane  jest  natychmiast
zasilanie wszelkich ruchomych elementów maszyny

2 lub 3 osie (posuwy), znajdujące się pod kątem 90° względem siebie, oznaczone
jako X, Y i Z.

narzędzie poruszające się w stosunku do obszaru roboczego maszyny w osiach X, Y
i Z; początek kaŜdej osi jest ustalony w stosunku do obszaru roboczego maszyny;

Rozdział ten opisuje konfiguracj

sprz

tow

systemu i podł

czenie obrabiarki do

komputera z zainstalowanym programem Mach2. W Rozdziale 5 opisano ponadto

szczegóły dotycz

ce konfigurowania programu. Je

eli zakupiłe

obrabiark

zainstalowanym programem Mach2, mo

esz pomin

ąć

ten rozdział – wszelkie

szczegóły powinny by

zawarte w instrukcji, jak

otrzymałe

wraz z maszyn

. Je

eli

sam tworzysz i podł

czasz obrabiark

, znajdziesz tu wszelkie wytyczne dotycz

konfigurowania wej

ść

/wyj

ść

, u

ywania mikrowył

czników, kra

cówek, podł

czania

sterowników silników krokowych, serwowzmacniaczy, itp.

Zakładamy jednocze

nie,

e posiadasz podstawowe umiej

tno

ci odno

nie czytania

schematów elektrycznych – je

eli nie, zwró

o pomoc do osoby bardziej

wiadczonej w tym zakresie.

KaŜda maszyna jest potencjalnie niebezpieczna. W nieprzewidzianych
sytuacjach, maszyna błędnie interpretując przekazany jej rozkaz, moŜe stać się
ś

miertelnym zagroŜeniem; uruchomienie wrzeciona podczas wymiany narzędzia,

czy  teŜ  niekontrolowany  odjazd  suportu  moŜe  stać  się  przyczyną  powaŜnych
zranień,  a  nawet  śmierci  obsługującego  maszynę  człowieka;  w  najlepszym
przypadku  moŜe  się  to  skończyć  uszkodzeniem  maszyny,  narzędzia  lub
zniszczeniem obrabianego materiału.

Celem  niniejszej  instrukcji  jest  przekazanie  najwaŜniejszych  informacji,  mających  na  celu
bezpieczne  uŜytkowanie  maszyny;  z  racji  tej,  iŜ  nie  znamy  szczegółów  Twojej  maszyny  ani
warunków  jej  uŜytkowania,  nie  moŜemy  ponosić  Ŝadnej  odpowiedzialności  z  tytułu  strat  i
konsekwencji  ewentualnych  wypadków  spowodowanych  niewłaściwym  lub  źle  pojętym
uŜytkowaniem.  Do  Ciebie,  Szanowny  UŜytkowniku  naleŜy  pełna  odpowiedzialność  za  to,  abyś  w
pełni  zrozumiał  zasady  bezpieczeństwa  oraz  zaprojektował,  wykonał  i  uŜytkował  swoją  maszynę
zgodnie  z  obowiązującymi  w  Twoim  kraju  przepisami  a  przede  wszystkim,  ze  zdrowym
rozsądkiem.

JeŜeli masz jakiekolwiek wątpliwości co do własnych umiejętności, skorzystaj z

pomocy eksperta – unikniesz naraŜania siebie i innych na niebezpieczeństwo !

względny ruch podczas pracy maszyny moŜe odbywać się poprzez przesuwanie
danej osi względem obszaru roboczego lub teŜ przez przesuwanie ruchomego
obszaru roboczego względem nieruchomo umieszczonego narzędzia

Opcjonalnie maszyna moŜe posiadać jeszcze:

czujniki informujące o połoŜeniu wyjściowym posuwów („Home”)

czujniki ograniczające zakres ruchów roboczych w danej płaszczyźnie (czyli tzw.
czujniki krańcowe)

wrzeciono o regulowanej prędkości, ustawiane względem płaszczyzny o dany kąt

do  trzech  dodatkowych  osi  (posuwów),  definiowanych  jako  obrotowe  (pomiar  w
stopniach)  lub  jako  liniowe;  jedna  z  takich  osi  moŜe  być  zdefiniowana  i  pracować
jako odpowiednik osi X, Y lub Z (jest to przydatne, gdy zastosujemy napędy po obu
stronach  bramy  X  plotera  –  napędy  pracują  wówczas  symultanicznie,  brama  nie
ulega „skoszeniu”);

patrz podrozdział: „Konfigurowanie osi podrzędnych”

czujniki zabezpieczające przed przekroczeniem ograniczeń mechanicznych maszyny

czujniki podawania cieczy chłodzącej (emulgującej)

encodery obrotowe, liniowe, liniały magnetyczne lub inne czujniki, pokazujące
rzeczywiste połoŜenie narzędzia

inne, specjalne funkcje

Połączenia pomiędzy maszyną a komputerem realizowane są za pośrednictwem portu

drukarkowego LPT. W prostych systemach wykorzystany będzie jeden port, w bardziej złoŜonych –
2 porty LPT. Zalecamy uŜywanie specjalnych kart rozszerzeń do komputerów PC, zawierających
optoizolowane porty LPT – uchroni to komputer przed uszkodzeniem w przypadku nieprawidłowej
realizacji połączeń.

Maszyna moŜe być równieŜ połączona z emulatorem klawiatury, który generuje „pseudo-

kody” klawiszy w odpowiedzi na sygnały wejściowe. Opcjonalnie moŜliwe jest równieŜ sterowanie
urządzeniami  dodatkowymi  (wyświetlacz  LCD,  automatyczny  wymiennik  narzędzi,  blokady  osi,
przenośnik  odpadów);  w  tym  celu  naleŜy  zdefiniować  odpowiednie  makra  M-code,  przesyłające
komendy poprzez port szeregowy komputera COM.

Mach2 kontroluje wszystkie 6 osi, koordynując ich przemieszczanie z wykorzystaniem

interpolacji  liniowej.  MoŜe  równieŜ  realizować  interpolację  kołową  w  2  osiach  (X,  Y  lub  Z),  w
jednoczesnym  powiązaniu  z  interpolacją  liniową  w  pozostałych  osiach.  Dzięki  temu  moŜna  np.
uzyskać płynny ruch narzędzia po zwęŜającej się, śrubowej trajektorii. Prędkość posuwu kaŜdej osi
wyznaczana  jest  przez  odpowiednie  komendy  programowe,  z  ograniczeniem  wynikającym  z
czasów  przyspieszania/zwalniania  i  prędkości  maksymalnych  poszczególnych  napędów.  KaŜdym
posuwem moŜna ponadto sterować ręcznie, w trybie tzw. „dojeŜdŜania” („joggingu”). Ze względu
na  mnogość  wykonywania  kinematycznych  obliczeń,  Mach2  nie  jest  w  stanie  sterować  pracą
maszyn takich jak wieloosiowe manipulatory (roboty), wykonujących koordynowane ruchy liniowe
i kołowe.

Program umoŜliwia sterowanie włączaniem/wyłączaniem wrzeciona z uwzględnieniem

kierunku obrotów, a takŜe jego prędkością obrotową. MoŜe równieŜ sterować pracą 2 pomp do
podawania środka chłodzącego.

Mach2 kontroluje równieŜ stan czujników krańcowych, czujników pozycjonowania

posuwów („Home”) oraz stan sygnału Stop-u bezpieczeństwa.

MoŜliwa jest programowa edycja magazynu, gdzie zdefiniować moŜna 256 róŜnych

narzędzi (np. frezów); po wybraniu danego narzędzia Mach2 automatycznie kompensuje drogę
przejazdu narzędzia; mając automatyczny wymiennik narzędzi w maszynie, moŜna stworzyć teŜ
makro do jego obsługi.

4.5 STOP bezpiecze

stwa.

KaŜda maszyna powinna posiadać jeden lub więcej przycisków bezpieczeństwa,

powodujących  nagłe  zatrzymanie  maszyny  w  sytuacjach  awaryjnych.  Zazwyczaj  mają  one  postać
czerwonego  „grzybka”;  powinny  być  tak  rozmieszczone,  aby  zawsze,  w  dowolnym  miejscu
maszyny moŜna było sięgnąć do jednego z nich.

Przycisk bezpieczeństwa powinien powodować natychmiastowe, fizyczne zatrzymanie

maszyny, np. poprzez rozłączenie stycznika doprowadzającego główne zasilanie dla maszyny. Nie
moŜe  być  to  obwód  zaleŜny  od  oprogramowania,  które  moŜe  być  zawodne  lub  reagować  z
opóźnieniem  (program  moŜe  się  „zawiesić”  lub  moŜe  próbować  najpierw  zakończyć  daną
operację).

Obwód STOP-u bezpieczeństwa powinien być „normalnie zamknięty”, tzn. w przypadku

przerwania przewodu, maszyna równieŜ zostanie wyłączona. Przyciski („grzybki”) bezpieczeństwa
muszą posiadać blokady, tzn. po naciśnięciu, przycisk powinien zostawać rozłączony.

Po wystąpieniu sytuacji awaryjnej i ponownym włączeniu zasilania, maszyna nie moŜe

umoŜliwiać dalszej pracy bez jej „zresetowania”. Mach2 posiada linię kontrolowania STOP-u
bezpieczeństwa (Estop), która powinna być uŜyta do tego celu.

4.4 Port równoległy komputera PC.

4.4.1 Kilka słów o porcie równoległym...

Gniazdo 25-pinowe typu „Ŝeńskiego” pokazano na Rys4.1 (widok od strony tylnej ścianki
komputera). Strzałki wskazują kierunek przepływu informacji do/z komputera (dla przykładu: pin
15 = wejście).

4.4.2 Sygnały logiczne.

MoŜesz teraz zacząć czytać następny podrozdział, wracając do tego miejsca w celu

uściślenia szczegółów dotyczących funkcjonowania portu LPT. Dobrze byłoby równieŜ
porównywać zawarte tu informacje z dokumentacją sterowników napędów, jakie posiadasz.

Wszelkie sygnały wystawiane na wyjściach portu oraz sygnały jakie będziesz wprowadzał

na linie portu, są sygnałami cyfrowymi (czyli zero lub jeden), mierzonymi w odniesieniu do
napięcia 0V – masy komputera (piny 18 do 25 złącza LPT).

Poziomy napięć sterujących w porcie równoległym wywodzą się od pierwszych układów

scalonych  TTL  (transistor-transistor  logic)  serii  74xx,  gdzie  napięcie  pomiędzy  0.0V  a  0.8  V
oznacza  stan  „niski”  (logiczne  zero),  a  napięcie  pomiędzy  2.4  a  5.0  V  oznacza  stan  „wysoki”
(logiczna  jedynka).  Napięcie  ujemne  lub  przekraczające  zasadniczo  5  V,  powoduje  zazwyczaj
natychmiastowe  uszkodzenie  portu.  ZauwaŜ,  Ŝe  róŜnica  napięć  pomiędzy  stanem  „wysokim”  a
„niskim” wynosi jedynie 1.6 V.

W  czasach,  gdy  firma  IBM  tworzyła  pierwsze
komputery  klasy  PC,  głównym  interfejsem
komunikacyjnym dla urządzeń zewnętrznych był
port równoległy. Ten prosty system o 25 liniach
sygnałowych  umoŜliwiał  łatwe  komunikowanie
się  z  drukarkami  i  innymi  urządzeniami
zewnętrznymi.

dzisiejszych

czasach

większość  funkcji  portu  LPT  przejął  interfejs
USB,  dlatego  port  równoległy  przewaŜnie
pozostaje niewykorzystany.

Rys.4.1 – zł

cze portu równoległego komputera

Stan niski (logiczne „zero”) przy napięciu 0 V jest pojęciem umownym – równie dobrze 0 V

moŜe być logiczną „jedynką”. JednakŜe, najbardziej powszechnym i intuicyjnym jest przyjęcie (w
uproszczeniu), Ŝe 0 V to logiczne „zero”, a 5 V to logiczna „jedyna” i tą regułą będziemy się tu
konsekwentnie kierować.

Aby dane wyjście portu wykorzystać do sterowania urządzeniem, w obwodzie podłączonym

do niego musi płynąć określony prąd. Gdy stan  wyjścia będzie „wysoki”, prąd będzie wypływał z
komputera;  gdy  stan  wyjścia  będzie  „niski”,  prąd  będzie  płynął  do  komputera.  W  przypadku,  gdy
obwód  sterujący  będzie  stanowił  zbyt  duŜe  obciąŜenie  dla  wyjścia  portu,  w  stanie  „wysokim”
napięcie  na  wyjściu  moŜe  zasadniczo  się  obniŜyć;  w  przypadku  zbyt  małej  róŜnicy  napięć
pomiędzy stanem „wysokim” a „niskim”, praca układu moŜe być niestabilna.

Ponadto, sterowany obwód powinien stanowić w taki sposób obciąŜenie, aby po wystąpieniu

stanu  „niskiego”  na  wyjściu”  napięcie  było  bliskie  0V.  Korzystniejszym  rozwiązaniem,  jeŜeli
chodzi  o  stabilność  pracy  układu,  jest  zastosowanie  tzw.  „logiki  ujemnej”,  gdzie  stan  „niski”  jest
logiczną  „jedynką”.  Wymaga  to  jednak  wykorzystania  dodatkowego  napięcia  5V  (w  niektórych
komputerach występuje tzw. port gier, skąd moŜna uzyskać potrzebne napięcie.

Prąd, jaki moŜesz “wprowadzić” na wejście portu, moŜe być nawet 20 razy większy od

prądu, jaki moŜesz wykorzystać na danym wyjściu. Sygnał wejściowy powinien operować prądem
rzędu 40 mA dla stanu „wysokiego” oraz ok. 0.4 mA dla stanu „niskiego”.

Nowoczesne płyty główne współczesnych komputerów posiadają zaimplementowane

szybkie układy cyfrowe do obsługi m.in. portu LPT, gdzie (z uwagi na szybkość działania) róŜnice
pomiędzy  poziomem  poszczególnych  napięć  są  minimalne.  Z  tego  powodu,  modernizując  starą
obrabiarkę, moŜe okazać się, Ŝe nie będzie ona działać w połączeniu z nowoczesnym komputerem.
W  tym  wypadku  najbardziej  korzystnym  rozwiązaniem  jest  zastosowanie  odpowiedniego  układu,
dopasowującego poziomy napięć (patrz kolejny podrozdział).

zmarnowany kawałek kartki  ;)

4.4.3 Minimalizowanie zakłóce

Z  tych  powodów  powinieneś  zaopatrzyć  się  w  profesjonalny  układ  interfejsowy,  zapewniający
pełną  izolację  galwaniczną  pomiędzy  komputerem  a  maszyną,  a  takŜe  ułatwiający  dopasowanie
poziomów  napięć  sterujących.  Brak  izolacji  i  niestaranne  wykonywanie  połączeń  „na  pająka”  to
prosta droga do zwarć, zakłóceń i uszkodzenia elementów sterujących maszyny i komputera.
Tutaj kończy się kazanie

☺

4.5 Konfigurowanie poszczególnych osi.

4.5.1 Silniki krokowe i serwonap

dy.

Istnieją dwa podstawowe typy napędów, jakich moŜemy uŜyć w naszej maszynie:

silniki krokowe

serwonapędy (AC lub DC)

Rys.4.2 – dwa przykłady profesjonalnych płyt

interfejsowych

Nawet  jeŜeli  poprzedni  podrozdział  pominąłeś,  ten
raczej powinieneś przeczytać !

Wyjścia od 18 do 25 portu równoległego są połączone
razem  i  stanowią  masę  0V  dla  wszystkich  napięć
sterujących.
Przewodów  sterujących  nie  naleŜy  prowadzić  w
pobliŜu przewodów prądowych; moŜe to prowadzić do
zakłócenia  pracy  maszyny  a  nawet  do  uszkodzenia
obwodów wejściowych w komputerze.
Układy

napędowe

poszczególnych

osi,

napęd

wrzeciona i inne urządzenia w maszynie mogą
wykorzystywać niebezpieczne napięcie od 30 do
400V;

przypadkowe

zwarcie

moŜe

zniszczyć

komputer i inne elementy sterujące !

Napęd moŜe być przenoszony za pomocą śruby kulowej, paska, zębatek, łańcucha. Charakterystyka
mechaniczna maszyny określa podstawowe wymagania napędu: moment obrotowy i prędkość
obrotową.

Podstawowe cechy serwonapędów:

-  wysoka cena (szczególnie w przypadku napędów AC)
-  złoŜone okablowanie silnika i enkodera
-  konieczność wymiany szczotek w przypadku silników DC
-  prędkości  obrotowe  silników  rzędu  4000  obr/min  i  więcej;  moment  obrotowy  silnika

ograniczony jedynie środkami finansowymi, przeznaczonymi na zakup napędu !

- praca w zamkniętej pętli sprzęŜenia zwrotnego – eliminuje to moŜliwość „ zgubienia”

kroków, poprawia precyzję pozycjonowania

Do zastosowań amatorskich wystarczy zastosować silniki krokowe; jeŜeli budujesz lub

modernizujesz profesjonalną maszynę i zaleŜy Ci na precyzji i wydajności, zastosuj serwonapędy.

Warto tu zwrócić uwagę na kilka spraw:
Po pierwsze, jeŜeli dokonujesz modernizacji maszyny starszej generacji, pracujące w niej

serwonapędy  prawdopodobnie  nie  są  cyfrowe  (tzn.  nie  pracują  w  trybie  KROK/KIERUNEK);
będziesz  wówczas  zmuszony  do  wymiany  całej  elektroniki  sterującej,  a  w  gorszym  przypadku
skończy się to nawet na wymianie silników.

Po drugie, zwróć równieŜ uwagę na silniki krokowe starszego typu, jakie posiadasz lub

zamierzasz  kupić,  jeŜeli  nie  masz  ich  danych  technicznych.  MoŜe  się  okazać,  iŜ  są  to  silniki  5-
fazowe,  które  nie  będą  pracowały  z  nowoczesnymi  driverami  mikrokrokowymi.  RównieŜ  ich
moment  obrotowy  moŜe  być  zasadniczo  mniejszy  od  tego,  co  mogą  sugerować  rozmiary  takich
silników.

Najlepiej będzie, jeŜeli sprawdzisz praktycznie pracę takich silników i dokonasz

odpowiednich pomiarów. JeŜeli kupujesz nowe silniki krokowe lub serwonapędy, otrzymasz do
nich szczegółowa instrukcje obsługi; moŜesz równieŜ liczyć na pomoc w ich uruchomieniu:

support@agmasal.pl

Pamiętaj: prawidłowe dobranie napędu jest bardzo waŜne, jeŜeli zrobisz to dobrze, napędy kupisz
tylko raz ;)

Rys.4.3 – niewielki serwomotor DC z

przekładni

i zamocowanym

enkoderem (z lewej)

Podstawowe cechy bipolarnych silników krokowych:

niski koszt

proste (4-przewodowe) podłączenie silnika

bezproblemowa eksploatacja (brak ruchomych lub
zuŜywających się elementów w silniku)

maksymalna prędkość silnika ograniczona do ok.
1000 obr/min.; moment obrotowy ograniczony do
ok. 21 Nm.

maksymalna prędkość silnika krokowego zaleŜy od
jego budowy, sposobu sterowania i napięcia
zasilającego uzwojenia; maksymalny moment
obrotowy zaleŜy od dostarczonego prądu

w praktyce, aby zyskać sensowną wydajność z

            zachowaniem odpowiedniej efektywności, naleŜy stosować sterowniki silników krokowych
            (drivery), operujące tzw. mikrokrokiem
Z uwagi na moŜliwość „gubienia kroków” przez zbytnio obciąŜony silnik krokowy, wskazane jest
stosowanie układów sprzęŜenia zwrotnego w postaci np. enkoderów.

4.5.2 Obliczanie parametrów układu nap

dowego.

Wykonanie wszystkich obliczeń dla poszczególnych osi byłoby trudne i skomplikowane,

prawdopodobnie równieŜ nie zdołałbyś zgromadzić wszelkich potrzebnych danych (np. nacisk
narzędzia na materiał), nie mniej jednak wykonanie pewnych, podstawowych obliczeń jest
nieodzowne.

JeŜeli czytasz tą instrukcję po to, aby wstępnie zapoznać się z tematem ,moŜesz pominąć ten

rozdział.

Szczegóły obliczeń opisano równieŜ w Rozdziale 5.

Przykład 1 – Dobieranie silników napędzających posuwy we frezarce.

Obliczenia rozpoczniemy od ustalenia najwyŜszej, moŜliwej rozdzielczości, czyli parametru

od którego zaleŜy precyzja pracy naszej maszyny; następnie sprawdzimy dostępne przyspieszenia i
moment obrotowy poszczególnych napędów.

Dla przykładu przyjmijmy, Ŝe projektujemy posuw Y frezarki (oś Y). Zakładamy, Ŝe napęd

przenoszony będzie bezpośrednio z wału silnika na śrubę kulową o skoku 5 mm, z umieszczoną na
niej nakrętką. Chcemy uzyskać dokładność (rozdzielczość) posuwu rzędu 0.01 mm, czyli 1/500
obrotu wału silnika (500 kroków/obrót).

Obliczenie posuwu dla silnika krokowego

Minimalny krok w silniku krokowym zaleŜy od jego budowy a takŜe od sposobu

sterowania. Standardowe silniki wykonują 200 pełnych kroków na 1 obrót wału. Takie pełno-
krokowe sterowanie nie zapewni nam wymaganej precyzji, dlatego naleŜy zastosować tu sterownik
silnika krokowego z mikro-krokiem.

Sterownik, który umoŜliwi podzielenie jednego, pełnego kroku / 3 da nam rozdzielczość 600

kroków/obrót i zapewni wystarczającą precyzję (czyli minimalny krok to 1/600 obrotu).

Teraz określimy maksymalną prędkość, z jaką będziemy mogli pracować. Zakładamy

pesymistycznie,  Ŝe  maksymalna  prędkość,  jaką  moŜe  osiągnąć  nasz  silnik,  to  500  obr/min.
Przeliczając,  da  nam  to  posuw  rzędu  2500  mm/min.;  nie  jest  to  wynik  spektakularny,  ale  dla
naszych  celów  wystarczy.  Aby  uzyskać  taką  prędkość  (500  obr/min.),  do  sterownika  silnika
krokowego

musimy

dostarczać

impulsy

częstotliwością

5000

impulsów/sekundę

[500*200*3)/60]. Pracując na komputerze z procesorem 1GHz, Mach2 potrafi generować impulsy
jednocześnie dla 6 osi, z częstotliwością maksymalną 45000 impulsów/sekundę – tak, Ŝe nie ma tu
Ŝ

adnego problemu z uzyskaniem takiej prędkości silnika.

Teraz naleŜy jeszcze określić wymagany od silnika moment obrotowy. Najprostszym

sposobem jest „podejrzenie” parametrów silników podobnej, pracującej maszyny. JeŜeli masz
problemy z określeniem wymaganego momentu, prześlij podstawowe parametry swojej maszyny na
adres

support@agmasal.pl

a uzyskasz gotowe rozwiązanie. JeŜeli nie zaleŜy Ci szczególnie na

prędkości, moŜesz napęd z silnika przekazać na śrubę za pomocą przekładni (np. paskiem
zębatym); przełoŜenie 2:1 podwoi moment obrotowy ma śrubie.

Obliczenie posuwu dla serwonapędu.

RozwaŜania ponownie zaczniemy od wielkości jednego kroku. Serwomotor zazwyczaj ma

fabrycznie zamontowany na osi enkoder, informujący o przebytej drodze. W uproszczeniu, enkoder
składa się ze szklanej tarczy z naniesionymi „kreskami”; odpowiedni układ optyczny odczytuje
impulsy i przekazuje je w formie fal o przebiegu prostokątnym.

Nawet najprostsze i najtańsze enkodery CPR oferują odczyt o rozdzielczości co najmniej

300  imp/obrót;  enkodery  QCPR  z  zaawansowaną  elektroniką  dadzą  nam  rozdzielczość  odczytu
rzędu  1200  obr/obrót.  Sterownik  serwomotoru  zazwyczaj  obraca  wał  silnika  w  odniesieniu  do  1
impulsu  z  enkodera.  Ponadto,  sterownik  serwomotoru  zazwyczaj  moŜe  dokonywać  przeliczeń

(dzielenia) impulsów wejściowych (tzn. ilość impulsów wejściowych moŜe zostać np. podzielona
przez 5 lub w stosunku 36/17). Takie rozwiązanie zasadniczo zwiększa moŜliwości sterowania
pozycjonowaniem; potocznie układ ten określa się mianem przekładni elektronicznej.

JeŜeli maksymalna prędkość zastosowanego serwomotoru wynosi 4000 obr/min., z

pewnością będziemy potrzebowali przekładni zmniejszającej obroty, np. 5:1. ZałoŜymy równieŜ, Ŝe
do naszych celów uŜyjemy rozdzielczości enkodera 1200 imp/obrót. Czyli (uogólniając): na jeden
impuls wysłany z Mach2 serwomotor powinien odpowiedzieć wykonaniem 1 kroku, wynoszącego
1/1200 część obrotu, śruba wtedy obróci się o 1/6000 obrotu (mamy przecieŜ przekładnię 5:1), a
posuw wyniesie 0.000833 mm; to o wiele lepsza dokładność, niŜ zakładaliśmy !

Czas teraz obliczyć maksymalną prędkość. Dysponując w Mach2 maksymalną

częstotliwością 45000 imp/sekundę, otrzymamy prędkość obrotową śruby 7.5 obr/sekundę
[45000/(1200*5)]. Uzyskujemy tu posuw 37.5 mm/min., czyli zbliŜony do posuwu z poprzedniego
przykładu, ale tu zastosowaną mamy przecieŜ przekładnię 5:1 !

UŜywając serwomotorów z enkoderami o wysokiej rozdzielczości i operując odpowiednio

ustawieniami elektronicznych przekładni serwonapędu, moŜemy uzyskać interesujące nas
parametry pracy układu napędowego.

Pozostaje jeszcze sprawa wyliczenia wymaganego momentu obrotowego – tutaj jest o wiele

prostsza,  niŜ  w  przypadku  silników  krokowych;  w  nowoczesnych  serwonapędach  cyfrowych
praktycznie  nie  istnieje  problem  „gubienia”  kroków  –  jeŜeli  taka  sytuacja  się  wydarzy,  sterownik
serwomotoru  sam  skompensuje  odpowiednią  liczbę  kroków,  bez  naszego  udziału  !  Ponadto
serwomotory  mogą  być  2  a  nawet  3  razy  przeciąŜane  (silnik  o  znamionowym  momencie  5  Nm
przez  krótki  czas  moŜe  dostarczyć  momentu  15  Nm  !).  w  ekstremalnych  sytuacjach,  przy  zbyt
forsownej pracy, serwonapęd się po prostu wyłączy, wyświetlając stosowny komunikat.

Przykład 2 – Dobieranie silników napędzających posuwy w wypalarce plazmowej.

PoniewaŜ wypalarki plazmowe mają zazwyczaj bardzo duŜą płaszczyznę roboczą,

stosowanie śruby kulowej o długości np. 5 mb.  byłoby dość kosztownym rozwiązaniem. Ponadto,
naleŜałoby  ją  odpowiednio  chronić  przed  rozpryskami,  jakie  towarzyszą  pracy  palnika.  Najlepiej
byłoby tu więc zastosować jakieś tanie rozwiązanie, np. łańcuch lub pasek zębaty.

ZałóŜmy, Ŝe chcemy uzyskać rozdzielczość rzędu 0.01 mm (jak w poprzednim przykładzie);

stosując  napędowe  koło  łańcuchowe  o  20  zębach  i  podziałce  ¼”,  przy  jednym  jego  obrocie
uzyskamy posuw 127 mm. Silnik krokowy, pracujący z mikro-krokiem x3,  da nam 600 kroków na
obrót,  tak  więc  potrzebna  będzie  tutaj  przekładnia.  JeŜeli  nasz  sterownik  silnika  krokowego  nie
umoŜliwia  pracy  z  większym  podziałem  kroku,  musielibyśmy,  dla  uzyskania  Ŝądanej  dokładności
zastosować przełoŜenie co najmniej 22:1 !

Nawiązując do poprzedniego przykładu, silnik obracający się z prędkością 500 obr/min. i

uwzględniając przekładnię 22:1, będzie potrzebował prawie minutę na pokonanie dystansu 2500
mm. Musimy więc zastanowić się nad zastosowaniem sterownika oferującego większy podział i
przekładni o innym przełoŜeniu.

Obliczenie wymaganego momentu obrotowego będzie dla takiego mechanizmu o wiele

trudniejsze niŜ poprzednio; naleŜałoby tu uwzględniać masę posuwu, moment bezwładności, czasy
przyspieszania  i  zwalniania.  Najprościej  jest  poprosić  o  radę  bardziej  doświadczoną  osobę  lub
wzorować  się  na  istniejącej  maszynie.  JeŜeli  staniesz  się  uŜytkownikiem  jednej  z  grup
dyskusyjnych,  dotyczących  Master5,  Mach2,  Mach3,  funkcjonujących  w  Yahoo!,  bardzo  szybko
znajdziesz kogoś, kto zechce Ci pomóc.

4.5.3 Co to s

sygnały KROK/KIERUNEK (STEP/DIR) ?

4.6 Czujniki kra

cowe i czujniki pozycjonowania.

4.6.1 Strategia projektowania

Czujniki pozycjonujące kaŜdej osi mogą zostać zamontowane w dowolnym miejscu – wcale nie
musi być to punkt zerowy (początek) danej osi; moŜesz na przykład zamontować tak czujniki, Ŝe
punkt „zero” dla X i Y wypadnie pośrodku powierzchni roboczej.

Jak widać, kaŜda oś, teoretycznie powinna posiadać trzy czujniki: 2 czujniki krańcowe i

jeden do pozycjonowania. Aby z tych 9 czujników przekazać informacje do Mach2,
potrzebowalibyśmy 9 wejść w porcie LPT, co nie byłoby zbyt dobrym rozwiązaniem...

Na szczęście, w Mach2 moŜemy ten problem ominąć na 3 sposoby:

czujniki krańcowe moŜemy podłączyć do oddzielnego układu elektronicznego, który
bezpośrednio będzie zatrzymywał napęd danej osi i przekazywał informację o tym
do Mach2

jedno wejście portu LPT moŜe obsługiwać wszystkie 3 czujniki danej osi

moŜemy równieŜ czujniki podłączyć poprzez emulator klawiatury

KaŜdy impuls KROK (STEP) w Mach2 to

wystawienie  na  danym  wyjściu  portu  LPT
krótkiego, dodatniego impulsu, który jednocześnie
jest  rozkazem  wykonania  kroku  dla  sterownika
silnika.

Sygnał KIERUNEK (DIR), wystawiony na

innym wyjściu portu, informuje sterownik o
kierunku obrotów silnika.

Impulsy sterujące przybierają postać fali o

przebiegu prostokątnym, jak pokazano na Rys.4.4;
przy wyŜszej częstotliwości, odstępy pomiędzy
poszczególnymi impulsami będą krótsze.

Wiele sterowników silników pracuje z

sygnałami, gdzie aktywnym jest stan niski. Aby
uniknąć problemów z funkcjonowaniem układu, w
ustawieniach

Mach2

naleŜy

skonfigurować

wyjścia STEP i DIR jako „Active Low”.

Rys.4.4 – sygnał KROK – przebieg wyj

ciowy

Rys.4.5 –

le skonfigurowany sygnał

Dobrym zwyczajem jest stosowanie w maszynie

czujników  krańcowych;  zapobiegają  one  „wyjechaniu”
posuwu  danej  osi  poza  dozwolony  konstrukcyjnie  obszar,
zapobiegając  tym  samym  uszkodzeniu  maszyny.  Praca  bez
czujników  krańcowych  równieŜ  jest  moŜliwa,  ale  chwila
nieuwagi lub błąd w konfiguracji programu moŜe zakończyć
się zniszczeniem maszyny.

Poszczególne posuwy liniowe mogą być równieŜ

wyposaŜone  w  czujniki  pozycjonujące.  Po  włączeniu
maszyny, moŜliwe jest wtedy umieszczenie kaŜdego posuwu
na  pozycji  wyjściowej  (sygnał  z  czujnika);  dzięki  temu
Mach2  zostanie  niejako  poinformowany  o  połoŜeniu
poszczególnych posuwów.

Rezygnując z tych czujników, przed rozpoczęciem

pracy musimy ręcznie ustawić połoŜenie narzędzia.

Rys.4.6 – przykład realizacji

czujnika kra

cowego