MACH3-le Port parallèle

Aujourd’hui, la majeure partie des utilisateurs de MACH3 utilisent des PC avec port parallèle appelé aussi port LPT.

un port LPT se reconnait facilement en regardant l’arrière du PC . c’est en général un connecteur large à 25 broches et de couleur rose comme sur la photo ci dessous.

pour pouvoir utiliser MACH3 avec ce type de ports Parallèle, il faut avoir un driver de port installé. Pour cela , vous devez impérativement veiller a ce que le systeme d’exploitation  de votre PC soit  une version Windows 32 Bits (XP-32bit, vista-32bits ou Window7-32bits).

 il est important de savoir que le port parallèle n’est pas géré par les systèmes d’exploitation WINDOWS 64 bits .

donc si vous installez MACH3 sur un PC avec port parallèle mais tournant sur une version de Windows 64 bits , cela ne marchera pas car le système d’exploitation ne reconnaitra pas le port LPT meme monté en carte d’extension PCI. votre PC sera donc incapable de communiquer avec votre CNC .

trouver l’Adresse Hexa du Port LPT:

pour la configuration de MACH3 (voir vignettes spécifique), vous aurez besoin de l’adresse Hexa du port LPT. pour trouver cette adresse hexa , appliquez la méthode décrite pas à pas ci dessous:

  1. Via  le menu Démarrer de Windows, sélectionner le  Panneau de configuration.
  2. Double-cliquez sur l’icône Système.
  3. Sélectionnez le Gestionnaire de périphériques (Device Manager)
  4. dans la liste qui s’affiche, double-cliquez sur la rubrique Ports (COM & LPT1) puis encore sur Port imprimante (LPT1).
  5. Enfin sélectionnez l’onglet Ressources dans la fenêtre qui s’affiche.
  6. notez la première Plage d’entrée/sortie. Vous allez trouver en général par exemple : 0378 – 037F.

 

L’adresse de base est ici 378 (en hexadécimal).

dans MACH3 il faudra saisir comme adresse : 0x378 ( voir tuto MACH3-Configurations primaires).

MACH3-les différents écrans

voici une petite présentation des différents écrans qui s’affichent en fonction de l’onglet sélectionné dans la barre d’onglets haute:

nous reviendrons sur l’utilisation des ces différents écrans dans la rubrique “MACH3 – utilisation” du tutoriel.

 

onglet “Program Run Alt-1“: c’est l’écran qui s’affiche a l’ouverture de MACH3. il  est principalement dédié au lancement de programme avec quelques configurations initiales dont remise a zero des axes , mise en reference, etc…

 

Onglet “MDI Alt2“: MDI est l’abréviation anglaise de Manual Data Input . cet écran sert principalement a l’entrée de commande GCODE a la main . pour cela on utilise la fenêtre de saisie à droite de “Input”. cet écran comporte aussi un mode apprentissage (touche “start teach”) et un mode éditeur.

 

Onglet “ToolPath Alt4“: cet ecran est l’affichage en mode “tool path” soit “trajectoire outil”. il est dédie a la visualisation de trajectoires , soit avant de lancer le programme soit en cour de travail .

 

Onglet “Offsets Alt5“: cet ecran permet la saisie des Offsets (décalages) utilisés pour certaines fonctions ( palpage outils, origines pieces, coordonnées machine, etc…).

 

Onglet “Settings Alt6“: cet écran sert a saisir un certain nombre de parametres (position d’encodeurs, poulies de reduction de vitesses, etc..)

 

Onglet “Diagnostics Alt7“: ici on va trouver l’etat de certains parametres et des entrées sorties , c’est un ecran permettant de faire un certain nombre de diagnostics en cas de probleme.

 

 

 

MACH3-la manette JOG

un des outils les plus utilisés avec MACH3 est la manette JOG. la manette JOG de MACH3 est l’équivalent “virtuel” d’une manette JOG de CNC.

manette JOG pour CN

une manette JOG est un petit boitier muni de boutons, d’un écran et d’une manivelle électronique. la manette JOG sert a déplacer manuellement les axes. pour cela on choisis l’axe a déplacer en appuyant sur le bouton concerné, on choisis une unité/echelle de déplacement, puis on tourne la manivelle ce qui fait avancer l’axe concerné . la rotation dans un sens fait avancer d’un coté et la rotation dans l’autre sens fait avancer dans l’autre sens.

le JOG virtuel de MACH3 fonctionne de la même façon mais en cliquant avec la souris du PC sur les zones écrans concernées.

pour faire apparaitre la manette virtuelle, il faut actionner la touche TAB du clavier du PC.

celle ci apparait ensuite dans la partie droite de l’écran.

contrairement a une vraie manette la manette virtuelle n’a pas de bouton tournant mais des flèches avec les sens des axes concernés.

un nouvel appui sur la touche TAB fait disparaitre la manette JOG.  concernant ses différentes fonctions,  nous verrons tout cela plus en détail  dans la rubrique utilisation.

MACH3-Configurations primaires

étape préliminaire à un bon fonctionnement de mach3, la configuration du soft, des entrées sorties et des moteurs d’axes sont une base indispensables avant de démarrer l’utilisation de mach3 connecté à votre CNC.

les principales étapes minimales de configuration   sont dans l’ordre de priorité:

  1. Configuration des ports et de la vitesse du Noyau.
  2. configuration des unités de travail.
  3. configuration des signaux de sorties des broches de moteurs d’axes.
  4. configuration des signaux d’entrées.

ces différentes configurations sont accessibles dans le menu du haut de l’ecran via l’option “Config”:

qui une fois développé quand on clique dessus avec la souris donne :

 

reprenons ces différents Items point par point et de façon plus détaillée :

Configuration des ports et de la vitesse du noyau:

il faut sectionner l’option “Ports and Pins” du menu “Config”.

la fenêtre ci dessous apparait , il faudra renseigner les zones en rouge de l’onglet “port Setup and Axis selection“.

en général , les valeurs de la copie d’écran ci dessous sont les bonnes .

le port LPT standard sur un PC est en général le port d’adresse 0x378.  si le port ne fonctionne pas , voire la vignette “MACH3 – Port parallèle” . la page de tuto explique comment trouver l’adresse du port parallèle (LPT) d’un PC.

de la même façon , la vitesse noyau est en général fixée automatiquement a l’installation et a l’ouverture de mach3. elle détermine la fréquence maximale des signaux envoyés sur les broches moteur et donc la vitesse max des moteurs pas a pas. si des troubles de fonctionnement sont constatés par la suite, réduire cette vitesse au minimum (25000Hz) et refaire des tests. une fois les valeur saisie , valider en cochant sur “Apply” en bas a droite:

puis sauvegarder vos données de config:

cette manipulation de sauvegarde des paramètres  est a faire systématiquement après toutes les modifications ( donc aussi sur celles décrites ci dessous).

Configuration des Unités de travail des axes:

il faut sectionner l’option “Select Natives Units” du menu “Config”.

puis au message qui apparait cliquer sur OK

puis choisir son systeme d’unité ( pour les moteurs d’axes)

Configuration des Signaux de sorties:

il faut sectionner l’option “Ports and Pins” du menu “Config”.

puis dans l’onglet”Motor Outputs” completer ls données correspondant a chaque axe utilisable :

il faut cocher “enable” sur tous les axes de votre machine ( dans le cas présent  4 axes : X-Y-Z mais aussi un 4° axe tournant A) et préciser le numero des  broches step et dir de chaque moteur d’axe sur le connecteur LPT ( voir la doc technique de votre carte d’axe ou lire directement sur votre carte si c’est possible).

2 exemples de cartes 5 axes low cost Chinoises:

pour savoir comment cocher   les colonnes Dir Low ou Step Low, cela se fera avec des essais . en première approximation laisser comme sur l’image plus haut et si les axes n’avancent pas dans le bon sens , changer la coche dans la colonne “Dir Low Active” cela changera le sens de rotation du moteur d’axe correspondant et donc le sens de déplacement de l’axe.

Configuration des Signaux d’entrées:

à la première utilisation de mach3 , le signal d’entrée le plus important a configurer est le signal du bouton d’arrêt d’urgence => en général , le gros Bouton Rouge sur un boitier Jaune qui déclenche l’arrêt de la machine quand on appuie dessus.

pour cela ,  il faut sectionner l’option “Ports and Pins” du menu “Config”.

puis dans l’onglet”Input Signal” qui s’affiche il faut descendre en utilisant le bouton a droite

jusqu’à rencontrer la ligne “Estop” (Emergency Stop). ici il faut cocher la colonne Enable , et comme pour les moteurs d’axe , préciser le numero de broche du port LPT sur lequel est connecté le  bouton d’arrêt d’urgence . ici il faudra choisir la coche ou pas de la colonne Active Low en fonction du résultat des essais.

penser a sauvegarder les paramètres .

MACH3-Configuration des Moteurs d’axes (libre)

Une fois les paramètres globaux réglés, il va falloir régler les moteurs d’axes.

pour cela ouvrir le menu “Config” puis l’option “Motor Tuning

 

une fois cela fait vous aurez un écran avec le menu “Motor Tuning and setup” similaire a celui ci:

 

avant d’engager le réglage de chaque moteur d’axe dans mach3,  il vous faudra récupérer quelques informations sur votre machine:

  • le nombre de pas des moteur pas a pas de chaque axe (nombre de pas configurés sur le driver d’axe)
  • le pas d’avance de la vis d’entrainement ( vis trapézoïdale ou vis a bille) pour chaque axe
  • le rapport de réduction si un réducteur est intercalé entre le moteur et la vis de l’axe concerné

ces paramètres vont vous servir a calculer le nombre de pas par unité d’avance pour chaque axe. ce paramètre sera a saisir dans la fenêtre de réglage du moteur de chaque axe.

CALCUL DU NOMBRE DE PAS / UNITE POUR CHAQUE AXE:

nombre de pas d’entrainement Pe: le nombre de pas Pe à prendre en compte dépends de 2 choses;

  • du nombre de pas moteur Pm( voir datasheet de chaque moteur):
  • du nombre de microstep réglés sur le driver d’axe Nm (réglage des microswitch sur le driver/ datasheet du driver d’axe concerné)

le pas d’entrainement Pe se calcule de la façon suivante:

Pe=Pm x Nm

si par exemple votre moteur est un 200 pas et que les switches du driver de l’axe considéré sont réglés   en 1/4 de pas  on a alors :

Pm = 200 ,  Nm=4  d’ou Pe=200×4=800.

 pas  de la vis Pv: le nombre de pas Pv de la vis à prendre en compte est a mesurer avec un réglet sur la vis directement ou a prendre dans les données d’achats de la machine ou de la vis dans le cas d’une CNC DIY (Do It Yourself).

Rapport de reduction R du reducteur: comme pour la vis il est a prendre sur la fiche de données techniques de la machine  ou du materiel acheté ( systeme a courroie + poulie pas exemple) . on peut egalment le calculer si on connait le nombre de dents de chaque etage de reduction.

le nombre de pas par Unité Pu: il se calcule comme suit

Pu= (Pe / Pv) / R =[ (Pm x Nm) / Pv ] / R

s’il n’y a pas de réducteur => moteur qui entraine la vis directement( R=1) , la formule se simplifie et devient:

Pu= (Pm x Nm) / Pv

exemples:

soit un moteur de 200 pas avec un driver reglé en 1/4 de step acouplé a une vis a bille au pas de 5mm via un réducteur 1/4 , on a:

Pm=200, Nm=4, Pv=5 et R=1/4 d’ou

Pu= [ (200 x 4)  / 5 ] / 1/4 = [800 / 5] x 4 = 160 x 4 = 640 pas / mm

le même cas sans réducteur donne: Pu = (200×4) / 5 = 160 pas/mm

SAISIE DES PARAMETRES DANS MACH3

dans le menu “Motor Tuning and Setup” , il faudra procéder dans l’ordre :

  1. sélectionner l’axe à paramétrer
  2. saisir les paramètres dans la partie basse
  3. cliquer sur ” SAVE AXIS SETTING” pour enregistrer les données de l’axe

puis recommencer ainsi de suite pour chaque axe a paramétrer (X, Y, Z , ….)

le pas par Unité Pu calculé précédemment est a saisir dans la case “steps per

pour les données Velocity(vitesse max) , Acceleration , Step Pulse et Dir Pulse, soit on saisi les données fournies par le constructeur de la machine soit il va falloir les trouver par tâtonnement ce qui est le cas le plus fréquent et qui va necessiter de  vous armer de patience et proceder de façon méthodique  => saisir des valeurs a priori puis tester le résultat a posteriori et recommencer jusqu’à ce que tout fonctionne correctement .

je vous conseilles de ne modifier qu’un seul parametre a la fois et de commence par des valeurs basses puis de les augmenter au fur et a mesure . quand les moteurs “décrochent” ( espèce de grognement ou sirènement avec moteur qui s’arrête) , ou que vous entendez des pertes de pas ( petits craquements moteurs pendant les déplacements ) réduire ou augmenter les valeurs .je vous propose les valeurs initiales passes partout suivantes :

Velocity : 600 mm/mn

acceleration: 20 mm/s/s

step pulse: 2

Dir pulse: 3

attention , procéder par tâtonnement dans l’ordre suivant :

  1. régler Step pulse en premier . chaque “step pulse” ( impulsion de pas) fait avancer le moteur d’un pas. cette valeurs électronique d’impulsion est cruciale pour un fonctionnement optimal de chaque moteur pas a pas. une valeur trop faible provoque le décrochement du moteur (signal electrique insuffisant) , une valeur trop grande impacte la vitesse maxi de déplacement ” Velocity” du point 3.partir de la valeur de 2 puis augmenter progressivement jusqu’à obtenir un fonctionnement qui semble correct sur des trajectoires longues (éviter de dépasser la valeur de 12-15 ms pour ne pas pénaliser le paramètre Vélocity).
  2. régler Dir pulse . en général la valeur de 3 suffit . le signal Dir Pulse ne change que quand il y a un changement de sens de déplacement . donc l’électronique de commande  n’a besoin que de détecter le front montant ou descendant  du signal .
  3. ensuite augmenter progressivement Velocity jusqu’a faire decrocher les moteurs puis  rebaisser ensuite la valeur.le paramètre velocity est la vitesse d’avance rapide a vide quand on fait un G00
  4. régler l’acceleration en dernier en augmentant jusqu’a faire decrocher les moteurs puis revenez en arriére d’environ 20% de la valeur.

quand tous les axes auront été paramétrés un par un , cliquer sur  “OK” pour sortir du menu de configuration des moteurs.

 

tester chaque axe pour vérifier que les déplacements se font correctement .

pour cela entrer une ligne de GCODE en mode manuel ( voir rubrique utilisation) et demander un déplacement d’une valeur donnée, puis vérifier que l’axe concerné c’est bien déplacé de la valeur demandée. je vous suggère d’effectuer l’opération au dessus d’une règle , d’un réglet ou d’une feuille de papier millimétré avec une fraise a graver dans la broche . la pointe de la fraise a graver servira d’index pour vérifier la valeur du déplacement .

NOTA: vous serez susceptibles de revenir sur ces réglages, si par la suite vous constatez des problèmes en mode travail ( sous efforts de coupe.

MACH3-Manipulations de Base 1

remise a zéro des afficheurs d’axes et entrée d’une ligne G CODE a la main sont les 2 sujets de cette vignette.

REMISE A ZERO DES COORDONNEES SUR AFFICHEURS:

cette manipulation est particulièrement utile quand on veut définir une origine pièce , ou après  palpage surfacique pour définir le Z=0. elle peut s’effectuer au choix dans l’écran “Program Run Alt-1” ou dans l’écran “MID Alt2“, dans les 2 cas on procéde de la meme façon. nous allons voir comment faire dans l’ecran Program Run:

dans cette écran , les coordonnées courantes s’affichent dans la zone encadre en rouge de la vue ci dessous:

pour remettre a zero l’afficheur d’un axe ,par exemple l’axe X,  il suffit de cliquer avec la souris dans la case “ZeroX” ( rectangle rouge sur l’image ci dessous)

le compteur correspondant se met immédiatement a zero :

même façon de faire pour les autres axes.

ENTREE D’UNE LIGNE GCODE A LA MAIN:

pour des opérations de fraisage basiques , il peut etre utile d’executer des lignes de GCODE a la main . pour saisir et executer une ligne GCODE , il faut aller dans l’ecran “MDI Alt2” .

NOTA: on peut se déplacer dans les ecrans soit en cliquant avec la souris dans l’onglet correspondant soit en tapant les touches de raccourcis en fin de titre de l’onglet de l’écran concerné. par exemple si on est dans l’écran “Program Run Alt1” , pour aller dans l’ecran “MDI Alt2” il suffit de presser la touche “CTRL” du clavier ainsi que la touche “2” . pour retourner sur l’écran “Program Run” on fait “CTRL” + “1“, et ainsi de suite pour les 4 autres écrans.

revenons a notre ecran MDI : MDI est l’abréviation de  Manual Data Input soit en francais : ” Entré de Données Manuelle”

pour la saisie de commandes GCODE en ligne a ligne , on utilise la case à droite de “INPUT”

on y entre directement sa commande GCODE comme avec n’importe quel editeur , par exemple G00 X50 Y40 . on remarque au passage qu’au début de la frappe , s’affiche au dessus un rectangle blanc avec les derniere lignes GCODE entrées anterieurement.

une fois la ligne GCODE saisie il suffit de presser la touche “ENTREE” du clavier pour que la ligne de GCODE s’exécute . on peut recommencer autant de fois que souhaitées.

voici  une petite video récapitulative qui montre en live cs 2 opérations(mettre en plein écran de préférence):

 

 

MACH3-Manipulations de Base 2

ici nous abordons l’ouverture et la lecture d’un fichier programme GCODE .

pour le tuto, nous allons ouvrir et lire l’un des programmes paramétrés de la section “GCODE/exemples”  du site : le programme de perçage polaire paramétré.

voici le lien vers le fichier au format ZIP: