4.6 Переключатели Limit и Home
4.6.1 Стратегии
Переключатели Limit (предел, ограничение) используются для того, чтобы не давать осям двигаться слишком далеко и тем самым избежать возможного повреждения станка. Вы можете использовать станок и без них, но наименьшая ошибка в настройках может повлечь за собой множество повреждений, устранение которых обойдется довольно дорого.
Также ось может содержать и переключатель Home. Mach3 может получить команду передвинуть одну (или все) оси на начальное положение. Это требуется делать каждый раз при включении системы, чтобы определить как в данный момент настроены оси. Если вы не поставите переключателей Home, то вам придется каждый раз перегонять оси в требуемое положение «на глаз». Переключатели (ограничители) Home могут располагаться в любом месте оси, и это место определяете вы сами. Эти ограничители Home не обязательно должны находиться в положении Ноль Станка.
Рисунок 4.6 – Переключатель Limit – микропереключатель,
установленный на столе, задет движущейся частью станка
Можно заметить, что каждой оси требуется три ограничителя (т.е. ограничители limit по оба конца и ограничитель home). Так что минимальная конфигурация фрезеровального станка потребует 9 вводов параллельного порта для управления ими. Это плохо, так как параллельный порт содержит только 5 вводов! Эта проблема может быть решена тремя способами:
Ограничители limit подключаются к дополнительной логике (возможно к электронике привода) и эта логика выключает привод когда достигнут предел. Отдельные соотносящиеся ограничители подключают вводы к Mach3
Одна ножка может управлять всеми вводами одной оси, а Mach3 отвечает за управление обоими пределами и определение home
Ограничители могут управляться эмулятором клавиатуры
Первый способ является лучшим, и обычно используется для очень больших, дорогих или быстрых станков, когда сохранность оборудования нельзя доверить программе и ее настройкам. Подсоединяемые к электронике привода ограничители могут быть «умными», и после достижения предела, разрешать движение только в направлении от ограничителя. Это безопаснее чем просто отключение, когда пользователь может вручную перегнать станок за ограничитель, но требует наличия подходящего привода.
На станках небольшого размера при использовании второго способа можно использовать только 3 ввода в Mach3 для 3-х осевого фрезерного станка, а также требуется только два ограничителя, так как один предел и ссылка могут вместе использовать один ограничитель.
Эмулятор клавиатуры имеет намного большее время отклика чем параллельный порт, но его хватает для ограничителей предела на станке без высокоскоростной подачи.
Figure 4.7 – Два контактных переключателя NC,
дающих логическое ИЛИ
4.6.2 Переключатели (ограничители)
При подборе переключателей, необходимо решить для себя несколько вещей. Если вы собираетесь ставить два переключателя на один ввод, тогда подключать их следует таким образом, чтобы при работе сигнал был логической единицей (1) (т.е. функция логического ИЛИ). Это просто сделать для механических переключателей. Если контакты у них хорошо закрыты (замкнуты) и они подключены последовательно как показано на рисунке 4.7, тогда они дадут Активный Hi сигнал если один из них работает в данный момент. Обратите внимание, что для надежности вам придется вывести (вытянуть) ввод на параллельный порт. Так как механические переключатели могут выдерживать очень напряжение, то приводится цифра порядка 470R, которая дает ток около 10 миллиампер. Так как подключение проводов к ним может быть довольно долгим и шумным, убедитесь что у вас хорошее подключение вашего ввода к 0 вольт (рамка вашего станка не будет хорошим решением) и используйте экранированные кабеля, с экраном, подключенным к главному заземлению вашего контроллера.
Рисунок 4.8 – Оптический переключатель на столе
с пластиной на плоскости станка
Если вы используете электронные переключатели, такие как поделенный на слоты детектор с LED и фототранзистором, тогда вам понадобится какой либо проводник ИЛИ (это может быть «проводное или» если ввод Активного Lo управляется открытыми коллекторными транзисторами).
Оптические переключатели, если забыть об охлаждении, должны прекрасно работать на металлообрабатывающем станке, но могут сбоить в случае наличия мелкой древесной стружки (пыли).
Не используйте магнитные переключатели на станках, которые работают с ферросодержащими металлами, иначе магнитная начинка может быть повреждена.
Количество повторений операции, частично для механических переключателей, очень сильно зависит от качества самого переключателя, жесткости его крепления и действующего рычага. Размещение как на рисунке 4.6 было бы очень неточным. Повторимость очень важна для переключателя, используемого как home.
Избыточное движение – это движение переключателя, возникающее после того как он сработал. У переключателя limit оно может быть связано с инерцией привода. На оптическом переключателе, как на рисунке 4.7, предусмотренная пластина достаточно длинна, чтобы проблем не возникало. Микропереключатель может получать произвольное избыточное движение оперируя находящимся на нем роликом с помощью рампы (смотри рисунок 4.11). Уклон рампы, однако, уменьшает срок службы переключателя. Часто можно использовать один переключатель для обоих пределов используя две рампы или пластины.
Рисунок 4.9 – Избежание избыточного движения на двух переключателях,
оперирующих рамой, с помощью механических стопов
4.6.3 Где ставить переключатели
Выбор позиции для установки для переключателей часто является компромиссом между тем, чтобы держать их подальше от стружки и пыли и необходимостью использования гибкого подключения проводов вместо их закрепления.
Рисунок 4.10 – Фреза с инструментом в позиции X=0, Y=0
(собачка достигла ограничителя предела)
Например на рисунках 4.6 и 4.8 они расположены снизу стола, несмотря на то что им требуется подвижный кабель, так как там они лучше защищены.
Рисунок 4.11 – Рампы оперирующие одним переключателем
Использование одного кабеля, содержащего провода для двух или более осей может показаться вам удобным решением. Не поддавайтесь соблазну разделить многожильный кабель для подведения проводов к двигателю и переключателям. Возможно вам захочется провести два отдельных кабеля рядом, и это не создаст никаких затруднений если оба экранированы и экраны заземлены в одной общей точке на электроприводе.
4.6.4 Как Mach3 использует общие переключатели
Эта глава относится к настройке небольших станков, где Mach3 контролируется переключателями намного более чем внешняя логика Estop.
Для полного понимания этого вам также придется прочитать главу по настройке Mach3 в Разделе 5, но основные принципы довольно просты. Вы подключаете два переключателя предела к одному вводу (или используете один переключатель и две пластины или рампы). Вы указываете Mach3 направление для движения в процессе поиска относительного переключателя. Переключатель предела (пластина или рампа) в конце оси это также переключатель home.
Обычно когда Mach3 двигается по оси и видит что переключатель предела становится активным, она прекратит выполнение (как EStop) и покажет что сработал переключатель предела. Вы не сможете продолжить движение по оси если только не:
Включен автоматический обход пределов (включается с помощью кнопки на экране опций). В этом случае можно нажать Сброс и отогнать ось от ограничителя предела. Потом следует перекалибровать станок.
Нажали кнопку Обхода пределов. Красный мигающий LED предупредит что временно включен обход. Опять же, это позволит нажать Сброс и отогнать ось, а после отключить сам обход и мигающий LED. Опять же, следует провести перекалибровку. Ввод также может быть настроен на обход переключателей пределов.
Обратите внимание, что хотя Mach3 и использует ограниченную скорость прогона, она не сможет помешать вам прогнать ось за переключатель и возможно разбить ее о механический ограничитель. Будьте очень осторожны.
4.6.5 Перекалибровка в действии
Когда вы запрашиваете перекалибровку (с помощью кнопки или G-кода) ось (или оси), имеющие настроенный переключатель home начнет двигаться (на настраиваемой низкой скорости) в определенном направлении, пока не сработает переключатель home. Потом ось двинется назад в обратном направлении, чтобы отдалиться от переключателя. Во время перекалибровки ограничения не работают.
После проведения перекалибровки оси, ноль или другое значение, определенное в окне Настройка->Положение, может быть загружено в DRO оси в качестве абсолютной координаты станка. Если использовать ноль, тогда положение переключателя home будет также являться нулевым положением станка для этой оси. Если калибровка идет в отрицательном направлении по оси (обычно по X и Y), тогда возможно придется загружать в DRO что-то вроде -0.5”. Это значит что home на пол дюйма дальше чем предел. На это тратится кое-какое движение по оси, но если вы немного ошибетесь, когда будете отгонять в начальное положение, вы не заедете за предел по случайности. Также смотрите Ограничения Программы для того чтобы узнать другой метод решения этой проблемы.
Если вы попробуете провести калибровку до того как отгоните ось от ограничителя, то движение будет происходить в противоположном направлении (потому что вы уже находитесь на пределе home) и остановится, когда отойдет от ограничителя. Это не страшно если у вас раздельные ограничители home или вы находитесь в конце калибруемой части оси. Если же вы находитесь на другом переключателе предела (а Mach3 не может этого знать, так как они общие) тогда ось будет двигаться в противоположном от home направлении пока не стукнется о борт. Поэтому мы советуем всегда осторожно отгонять ось от ограничителя и только потов калибровать. Если вы всерьез обеспокоены этой проблемой, можно настроить Mach3 так, чтобы она автоматически отгоняла ось от ограничителя.
4.6.6 Другие настройки и подсказки по home и limit.
Переключатель home не находится рядом с переключателем limit
Не всегда разумно размещать переключатель home в самом конце пути. Представьте себе большой наземный фрезеровочный станок с движущимся столбцом. Движение оси Z по столбцу может достигать 8 футов и быть довольно медленным, не влияя на общую производительность. Однако, если home будет находиться в самом верху столбца, тогда для калибровки может потребоваться пройти до 16 футов на низкой скорости. Если точка калибровки была выбрана посередине столбца, тогда это время может быть уменьшено вдвое. Такой станок должен иметь отдельный ограничитель home для оси Z (это требует использования дополнительного ввода на параллельном порту, но все же это только 4 ввода на три оси станка) и использовать возможность Mach3 задавать любое значение в DRO оси после калибровки, чтобы установить ноль станка по Z вверху столбца.
Раздельные переключатели home высокой точности.
Оси X и Y на станках с высокой точностью могут иметь раздельные ограничители home для достижения требуемой точности.
Ограничители предела множества осей подключенные вместе
Так как Mach3 не запоминает какой ограничитель какой оси сработал, то все пределы могут быть настроены на использование одной ИЛИ и подведены в одному вводу предела. После каждой оси можно назначить собственный соответствующий переключатель, подключенный к соответственному вводу. Так что станок с тремя осями все равно требует четыре ввода.
Ограничители home множества осей подключенные вместе.
Если вы сильно ограничены по количеству вводов в Mach3, то вы можете связать все переключатели home на использование одной ИЛИ и назначить срабатывание всех вводов home на этот сигнал. В этом случае за раз вы сможете калибровать только одну ось, так что все кнопки REF All (калибровать все) нужно убрать с экрана. Также все ограничители home должны находиться в конце пути своих осей.
Подчинение
На фрезерных станках типа gantry или роутерах, где две «ноги» приводятся в движение отдельными двигателями, каждый двигатель должен управляться собственной осью. Предположим что gantry двигается в направлении Y, тогда ось А должна быть определена как линейная (т.е. не вращательная) ось, и А должна быть подчинена Y – подробности по настройке Mach3 смотри в Разделе 5. Обе оси должны иметь ограничители limit и home. В обычных условиях и Y и А получат от Mach3 одинаковые команды шага и направления. Когда выполняется калибровка, оси будут двигаться вместе до последней стадии калибровки, когда ось отгоняется от переключателя home. В этом месте они будут двигаться таким образом, что каждая остановится на одном и том же расстоянии от собственного переключателя. Калибровка исправит любые неточности gantry, которые возникли в результате выключения станка или из-за потери шагов.