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Mach3 系列教程终章:从无到有的坚持与分享

作者:软荐小编      2024-07-20 09:07:43     171

不知不觉木工雕刻机软件教程,本系列教程已经到了最后一章。

从1月24日我第一次来到这个论坛询问相关信息到现在已经快3周了。

我的第一篇咨询帖子:

我休了两周的年假,感觉就像大学考试周一样。说实话,我不知道我是怎么完成这个系列教程的。

有网友质疑我的目的到底是什么?

其实很简单,Mach3是目前国内使用最多的软件,但是从2006年翻译出来已经有12年了。

我相信很多高手都可以熟练使用该软件,那为什么没有人总结出一个好的教程呢?

之前一直用维宏和USBCNC,这次买了个Mach3系统的机器,刚开始用软件的时候,很多设置搞不清楚,也查不到什么资料木工雕刻机软件教程,想着自己学着用,把教程总结一下。一开始以为只是个翻译软件,不用费很大劲。后来发现不行,英文原版没解释清楚,很多设置不适合国产DIY板子。于是买了个学习版,从底层硬件开始,一点点研究、尝试,才有了第一篇从步进电机开始的文章,也是试什么就写什么,整个系列没有计划。

另外中间还有个小插曲,没有jj是玩不了CNC的,但是对于新手来说,花四五千块钱买入门机子不太现实,淘宝上千元机子手感也没什么好坏,作为玩具太贵了,实用的话精度也不够好,所以才有那个争议帖子。其实我一直想做一个玩具机子,200块左右,作为爱好者的第一个玩具,可以鼓捣鼓捣,了解原理,熟悉操作,也可以按照自己的想法雕塑料什么的,等操作熟练了再买个正式的jj。上次看到大家的反应,就没敢提这个想法了。

我的目的和动机很简单,希望自己浪费在找素材、总结上的时间,不会再被新人重复,我觉得这就是最大的效率,如果所有新人不用走那么多弯路,那会省下多少时间,有了这些时间,又能创作出多少作品,而不是浪费在机器设置上。

所以我所有的文章都是无署名无水印的,你想传播、转载、转载都无妨,只要能让更多粉丝看到,帮他们节省时间,我的目的就达到了。

这十天里,我很高兴看到网友们回复并感谢你的教程,这对他们很有用。

好了,经过这么多天的准备,我感觉终于可以把Mach3软件讲清楚了,现在就开始Mach3软件的设置和使用吧。

分数

目录

设置

l 公制/英制选择

端口/引脚

l电机调试及安装

l原点/限值

l主轴皮带轮

l安全设置

保存设置

其他设置

常规设置

系统热键

刀具路径

从属轴定义

滞后补偿值

固定装置

刀库

设置插件

用户界面

程序运行

3轴控制

点动控制

主轴控制

进料控制

工具信息

程序运行状态信息

紧急停车区

刀具路径程序控制

刀具路径显示

处理策略

手动编程

刀具路径

偏移量

工件偏移

刀具偏移

设置

诊断

Mach3软件设置及使用

Mach3的界面和功能是可以定制的,这里参考了JFT CNC的定制(国内大部分都是在此定制基础上进行二次开发),其他应用界面与此类似。

设置

通过 USB 端口将开发板连接到计算机后。

如果一切正常,状态右侧会显示USB控制器连接。

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在开始使用 CNC 之前,您必须告诉 Mach3 您正在使用的机器参数。这可以通过设置菜单完成。

公制/英制选择

通常选择mm

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设置->保存设置,然后你不会看到任何提示反馈,但软件已经设置成功了。(软件设计太蠢了)。设置完之后还要再来一遍,很容易出错。如果以后设置失败,记得检查设置是否已经保存。

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端口/引脚

这是Mach3最重要的设置,用于定义如何与硬件板通信。

端口设置和轴选择

这里您可以设置与硬件板通信的并行端口。

如果是USB端口,则无需设置。

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内核速度:默认就够用,无需修改

下面两个高级模块DIY用不到,不太明白它们的具体作用。

MaxNC 模式:不明白

修改后必须重启:不明白

电机输出

计算机主板上安装的并行口如下图所示:

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一般情况下,一台计算机只有一个并口,如果有多个并口,则用并口编号来区分,例如并口0、并口1等。

每个并行口有25个针脚,其中1至24针脚用于输入、输出信号,25针脚为公共地。

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好了,通过并口号和引脚号就可以唯一标识一个信号了,接下来我们就来介绍一下如何使用并口信号来控制步进电机和主轴。

这里可以设置哪个并口引脚控制哪个步进电机。如下图所示:

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Enabled:勾选启用,通常需要启用xyz三轴联动和主轴电机控制

这3个表示使用哪个并口,哪个引脚,什么方式来控制步进电机的转动。

步骤Port:并行端口号

步骤 Pin#: 密码

步骤低激活:勾选此项表示设备由低电压触发(参考:紧急停止、工具设置、限位、归零和手轮.pdf)。

这3个用于控制步进方向

Dir Port: 并行端口号

Dir Pin#: 密码

Dir Low Active:勾选此项表示触发低电压(参考:紧急停止、对刀、限位、回零和手轮)。

输入信号

用于设定各种输入信号,常见的有急停、对刀、限位、回零等,其他为厂商自定义设置,具体含义以各厂商使用手册为准。

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X++:最大限制

X--:最小限度

X Home:返回零点

已启用:勾选即可启用

Port#: 并行端口号

引脚编号:引脚编号

低电平有效:低压触发(参考:紧急停止、工具设置、限位、归零和手轮.pdf)。

Emulated/Hotkey:使用键盘快捷键进行模拟,通常不启用

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EStop:紧急停止

探头:刀具设置

OEM 触发器 #1:制造商定制

无需其他设置。

输出设置

触发外部控制,例如通过继电器控制主轴转动。参考:主轴连接与设置.pdf

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编码器/电子手轮

参考:急停、对刀、限位、回零和手轮.pdf

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主轴设置

参考:主轴连接与设置.pdf

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以下两个块用于输出控制

l 继电器控制

l冷却及喷雾控制

上图的设置是M3向2号引脚输出低电压,比如打开一个继电器,会带动它控制的电机旋转。

M4向1号输出低电压

M7向4号输出低电压

M8向3号输出低电压

电机控制:

使用主轴电机输出:勾选,输出模拟0-10v电压。

脉冲宽度调制控制:如果选中,将输出PWM信号。

PWM 基数:设置每秒波形数量

最小 PWM:每个波形中的最小占空比

步进/定向电机:很少看到伺服电机作为主轴,因此通常不选中此选项。

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以下4个高级模块DIY用不到,不太明白它们的具体作用。

ModBus 主轴:不明白

一般参数:未知

特殊功能:不知道

特殊选项,通常关闭:未知

铣床选项

这个DIY很少用,也不太明白它的具体作用

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电机调试与安装

这里设置丝杠移动1mm所需要的脉冲信号个数。

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比如我的电机是1.8度,8细分,那么1600个脉冲转1圈。

丝杆采用1605丝杆,也就是一圈是5mm

计算结果为320个脉冲,步进1mm,理论最小精度1/320=0.003mm,实际上连P2级丝杠都达不到这个精度,速度一般是每分钟4000mm,好点的机器大概能到6000mm,加速度一般设置为速度的1/10,会造成突然加速和突然刹车,导致机器抖动。

蓝色曲线表示大概需要0.15秒,也就是5mm之后才能达到预设速度,如果雕刻46寸的标牌,每次行程10mm都是加速和减速,对雕刻质量会有些影响,雕刻速度不会提高。

步进脉冲:设置脉冲信号的时间长度,0为默认,使用默认值即可。

方向脉冲:同上。

注意:设置完之后,不要忘记保存设置。

原产地/限制

这可能是Mach3中最让人困惑的设置了,我试了好久。

而且你必须非常小心,否则碰撞是不可避免的。我第一次玩的时候,一直撞车,然后突然停下来,然后又重新开始。

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反转:如果勾选,X 轴将会反转。例如,如果勾选,按下 -> 箭头,X 轴将会向左移动。机器坐标将会混乱。

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HomeNeg:指定回零的方向,勾选则往负轴方向移动,不勾选则往正轴方向移动,全部勾选则零点位置在机床左下角,如上图

自动归零:若勾选,回零后机器坐标自动设置为0。

速度:归零时的速度。第一次尝试时,可以将其设置得较低,以便有更多的反应时间并避免发生碰撞。

HomeOff.:回零完成后,默认坐标为0点,如果在这里设置,则0点设置为这里的坐标,例如:X设置为-10,则0点位置的坐标为-10。

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很多机床为了安装方便,零点不是那么规范,很不幸,我的机床也是这样。如下图所示:

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此时你需要设置以下内容

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否则回零的时候就会跑错方向,撞到机器(任何时候紧急停车都没有错)。

回机械原点演示视频

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启动Mach3软件时,可以看到XYZA坐标旁边的显示是红色的,说明软件还不知道机器的坐标。现在我们点击“回机器原点”,来看看回零的整个过程。

Mach3归零过程.mp4

CNC回零流程.mp4

成功归零后,一切都变成绿色。

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设置机械坐标后,您可以定义软限制并使用 Mach3 中的软件方法避免碰撞。

如下图,定义之后,勾选软限位后,机器只能在这个范围内运动,超出这个范围就会触发软限位,进而触发急停按钮,机器停止。

SoftMin:X 轴的最小位置,使用机器坐标定义

SoftMax:X 轴的最大位置,使用机器坐标定义

SlowZone:定义减速区域,使用G0控制时,由于惯性,容易冲出,设置此区域,快要到达边界时会减速,避免冲出软限位区域。

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注意:

当开启软限位后,无法回零,会不断触发软限位。

当软限位触发后,点击复位按钮,如果此时机器坐标在软限位范围之外,软限位仍然会不断触发,此时需要关闭软限位,手动将机器移入软限位范围内,再激活软限位即可正常使用。

G28 机械原点坐标

当输入G28时,设置机床返回该坐标,使用机床坐标定义,默认是返回原点,也可以设置返回到指定点,如下图。

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主轴皮带轮

DIY 的一般都有变频主轴,并且比率可以设置为 1。

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安全 Z 设置

设置Z轴安全高度,默认10mm,使用默认值即可。

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保存设置

保存设置并稍后加载。

修改任何设置后,您需要点击此按钮

其他设置 常规设置

这里就是软件的所有参数配置,一般不需要设置,使用默认值即可。

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系统热键

有些按钮快捷键一般不需要设置

刀具路径

一些模拟刀具路径的颜色设置等,使用默认设置即可

从属轴定义

参考文献:附章_木工雕刻机及从动轴.pdf

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滞后补偿值

如今,滚珠丝杠一般不需要设置

固定装置

DIY 不会用到精密的固定装置,所以不需要进行此项设置。

刀库

DIY CNC 没有刀库,因此无需设置

设置插件

显示您安装的插件

用户界面

我觉得对于中国人来说从界面入手会更直接,所以这里我就先从界面入手。

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程序运行

软件的启动界面也是最常用的界面,下面我们按照以下顺序介绍各个模块:

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3轴控制

机械坐标及回机械原点:

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Mach3 使用软件不断尝试限位开关,以找到它认为的机器原点(请注意,每次找到的点都不同,因为限位检测可能不是很准确)。

然后把当前值设为0,前面的红色就变成绿色了,机器就可以正常启动了。

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软限制

一般在机床坐标系中定义一个小的加工区域作为软限位,以避免碰撞。

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剩余距离:未知

清关并返回原产地

雕刻工件时,可以先复位并设置工件的原点。

雕刻完成后,点击回原点,机器会回到设置的工件原点,Z轴坐标即为您设置的抬刀坐标。

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也可以点击面板来修改当前工件坐标。

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离线

开启后,Mach3软件的所有指令都不会发送到机器

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刻度标签/半径角度修改

多个 G 代码中的坐标被缩放并发送到控制板

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点动控制

按 T​​ab 键调出点动控制。注意,有时它会变成点动,您可以按 Ctrl 键切换回连续模式。

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红色区域是跟手轮相关的,这里就不介绍了,请参考《急停、对刀、限位、回零与手轮.pdf》

点动模式

在连续模式下,按左右箭头,x轴将继续移动,您可以按百分比调整其速度。

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慢跑

在连续模式下,按住 ctrl 键并按下左箭头或右箭头。每按一次按钮,机器就会移动一步。距离可以在以下控件中设置:此处设置为 0.1mm

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您也可以将刀切换到寸动模式,然后按一次移动0.1mm

每加仑英里数

切换到手轮控制

点动循环模式

将点动距离从 0.001mm 设置为 1mm,并通过按一次来更改。

点动按钮

点击并移动。通常我们使用键盘上的方向键来进行操作。

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主轴控制

单击红色主轴前进按钮,主轴开始旋转。

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主轴转速:设定主轴的基本转速

主轴调整:使用右侧的绿色滑块尝试控制当前主轴速度。

重置:返回基本设置

RPM:应该是传感器返回的实时主轴转速,我的机器没有,显示0。

进料控制

设定进给速度。

进给通常以 G 代码生成,并且不使用进给调整。

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机床运动时,红框显示实时进给速度mm/min

工具信息

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DIY自动对刀器尚未得到广泛应用

Z轴对刀:参考《急停、对刀、限位、回零和手轮.pdf》

Xy轴刀具设定

演示视频:

xy 工具设置 1.mp4

xy 工具设置 2.mp4

时长:从雕刻开始到现在的运行时间

点动开启/关闭:开启后,可使用键盘方向键点动,否则按键无反应。

程序运行状态信息

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状态:显示当前软件状态信息

历史记录:点击弹出记事本,可以浏览从开机到现在的所有历史状态信息。

清除:删除记录的历史信息

紧急停车区

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紧急复位:按下可立即停止机器。红灯亮

G 代码:显示 Mach3 支持的 G 代码

M 代码:显示 Mach3 支持的 M 代码

Z禁用开关:开启后,当z轴工件坐标为0时,z轴不会继续向下移动,避免卡刀。默认为0,下方输入区可以设置z轴禁用坐标。

刀具路径程序控制

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上图红框为打开的*.nc文件

循环开始:开始执行代码,雕刻

进给保持:暂停雕刻

停止:停止雕刻

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红色框用于加载*.nc文件

蓝色框用于精确控制G代码的执行:

l 设置下一行:点击设置下一行要执行的G代码

l 从这里开始:点击后将从设置的G代码行开始执行

l 回到程序开头:相当于重新加载程序

l 单键Alt-N:执行一行代码然后进入暂停状态

l 反向运行:暂停状态下,点击反向运行,点击开始循环,代码将反向运行

l M1选择停止:当执行代码遇到M0、M1时,程序暂停

恒速模式:开启此模式可以避免精准模式下的突然停止。但会使尖角变得平滑。

刀具路径显示

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重新生成刀具路径:刷新刀具路径,有时候界面会产生一些噪音,刷新一下就可以了

显示方式:点击切换工具工件坐标/机床坐标俯视图,以下为工件坐标

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按下鼠标左键并拖动,即可3D显示,如下图:

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点动追踪:勾选后,当前点将始终置于窗口中心,方便观察细节

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处理策略

设置材料等参数。这个一般在软件里设置,不需要在这里设置。

绿色提醒你正常,红色提醒你不正常,反正我的软件就一直闪。

手动编程

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有关教学模块请参考附章教学部分_木工雕刻机及从动轴.pdf。

其余模块已在上一章介绍过,这里不再赘述。

刀具路径

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该界面可以最大化的显示刀具路径信息。

看得更清楚一些,相关的功能在程序运行中都已经介绍过了。

抵消

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如果您有自动刀具设置系统,则可以使用它来将刀具精确对齐到工件原点。

我们这个小机器一般是用不着的。

工件偏移

左边的坐标是相对于机器原点的。

右侧一般显示当前工件坐标(不检查机床坐标)

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将对刀块或量块放置在工件上,并将刀尖移到量块的表面上。

此时点击清除,工件坐标设为0

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然后输入量块的高度,例如 10mm。单击“设置 Z”。

此时Z坐标就变成了10,也就是说,当Z移动到工件上面的时候,Z坐标正好是0。

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XY的对位原理与Z相同,这样就能准确对位刀尖与工件原点坐标。

刀具偏移

不同长度的刀具对刀原理和工件对刀原理类似,因为可以保证换刀时xy位置准确,只需要根据刀具长度进行调整即可。

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下面的两个按钮用于保存这些信息。

当Mach3遇到M6命令时,它会切换到安全的Z状态并停止程序来更换刀具。

设置

这里很直观的展示你的设置,也可以在这里进行全局的设置,用的比较少,这里就不介绍了。

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诊断

这里会显示一些实时的信息,当你的机器运行不正常的时候,可以通过这些反馈号码找到问题所在,这个也是比较少用的。

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