MACH3数控车车制螺纹攻略.docx
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MACH3数控车车制螺纹攻略
MACH3数控车车制螺纹攻略
MACH3数控车车制螺纹攻略
序言：
在5imx混了快一年了，在这里学到了不少东西，作为回馈，我冒昧写下此文与大家共勉。
了解我的老朋友都知道我发帖的特点，我是笔记试发帖，这样省了不少时间，但这样就会不太连贯，请大家见谅。
一：
MACH3螺纹车制原理。
（25楼）
二：
硬件篇
1：
数控车的基本组成（32楼）
2：
数控车与MACH3的连接（34、37楼）
三：
软件篇
1：
MACH3的设置（46,47,48，50,52,54,58楼）
四：
应用篇
1：
外丝正螺纹的车制
2：
外丝反螺纹的车制
3：
内丝正螺纹的车制
4：
内丝反螺纹的车制
5：
多头螺纹的车制
一，MACH3车制螺纹原理：
今天做了一个实验，想找到不能精确控制转速的动力源作为MACH3平台主轴动力的方法，实验以失败告终，但意外发现MACH3车制螺纹的原理。
今天的实验是这样做的，我用信号发生器加步进电机作为主轴动力，让主轴完全脱离MACH3的控制，并且让主轴转速远低于车制螺纹策略的设置转速，策略设置转速为200转/分钟，实际转速为52转/分钟。
实际车制时，Z轴进刀按52转/分钟的转速进刀，当我缓慢改变主轴转速时，从表象看没有乱扣现象，当我快速改变转速时，从改变转速开始，到Z轴结束这一段乱扣，下一个Z轴进刀过程又正常。
由此推断出MACH3车制螺纹是根据设定参数和当前转速，计算出Z轴走刀速度和X轴切削量直到Z轴走到终点后后重复进行该步骤。
那么来说做主轴动力最经济的应该是三相异步电机加齿轮变速箱，即不对原车床的主轴动力部分做任何修改。
[本帖最后由忘记咪咪于2010-7-620:
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主轴转速变化的对刀具偏离的估算，假设车制螺纹长15mm，螺距3mm，在车螺纹的单步中的起始瞬间，转速迅速变化1%，那么到结束时，刀具偏离原轨迹5%即0.15mm，如果是缓慢的转速变化偏离距离会减少，而到下一个步骤又会回到原设定轨迹。
数控车的组成
这里只谈要实现车丝功能必须的最少配置，除大家熟知的接口板，驱动器，X轴、Z轴机械装置外，还需要增加一个必须的装置，就是主轴速度检测装置，最简单的就是一个光电开关加一个码盘，如下图，红圈的就是光电开关，篮圈就是码盘，码盘只需要一个缺口，与主轴同步转动。
还有一个大家谈论的最多，也是争议最大的问题，就是主轴动力，我认为只要可以提供匀速运动的动力就可以了，是否受MACH3的控制并不重要，对于一般工业车床改数控可以不动主轴动力部分，而手板车改数控要实现车丝就得动一番脑筋。
因为手板车不是为车丝设计，而是为批量加工小件设计的，主轴转速比较高，扭矩小，且皮带传动，如果用两级皮带减速，而最后与主轴连接用同步带可能会好一点，就像工业车床，先是皮带传动，然后齿轮减速，这样车丝就不会对电机的转速造成较大的影响。
附件
IMG_0457.jpg（44.58KB）
数控车与MACH3的连接
Z、X轴和主轴与MACH3的连接与铣床无异，大家可以下载MACH3铣床中文说明书，主轴可以是手动控制、继电器控制、脉冲调宽控制、和步进方向控制，如果是普通三相电机可以是手动控制或继电器控制，如果是步进电机、伺服电机可以用步进方向控制，如果是变频器加变频电机就可以用脉冲调宽控制。
下面着重主轴速度检测装置为光电开关时，光电开关如何与MACH3连接。
下图是一种常见的光电开关，欧姆龙的EE-SX672的外观和内部电路图。
附件
EE-SX672.JPG（8.73KB）
接法：
光电开关的正负极分别接5V电源的正负极，OUT接到接口板对应计算机并口10/11/12/13/15脚的任意空闲脚上。
（图要放大观看）
可能是MACH3通过光电开关检测主轴绝对位置，我数次改变转速实验，乱扣从不发生在起始部位。
MACH3的设置
我以MACH3输出位置信号控制主轴转速为例来详解MACH3的设置，这里跳过X、Z轴的设计，它们的设置与MACH3铣床设置一样。
截图是我正在使用的数控车的设置截图，继电器控制和PWM控制的设置大同小异。
首先要设定好主轴，让主轴转起来。
点击设置-----端口/针脚------电机输出选项卡。
位置脉冲信号14脚、方向高低电位信号16脚、均低电平有效、均使用第一个并口。
如果是继电器控制，跳过这个部分，参考MACH3铣床的主轴设置。
附件
1.JPG（135.38KB）
2010-7-820:
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转到主轴设置选项卡，把“使用主轴电机输出”选项打上勾，然后再选步进方向或PWM控制，我用的是步进电机做主轴动力，当然我选步进方向控制了。
如果要主轴闭环控制可以在主轴闭环控制选项上打勾。
[本帖最后由忘记咪咪于2010-7-820:
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附件
12.JPG（152.31KB）
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转到“车床选项”选项卡，根据自己的喜好，选择半径或直径模式，我喜欢半径模式，这样可以与CAXA数控车软件更好匹配。
选半径或直径模式都不影响利用MACH3的加工策略车制螺纹。
[本帖最后由忘记咪咪于2010-7-821:
31编辑]
附件
13.JPG（126.49KB）
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转到设置------电机调试，电机主轴按键，在圆圈处填入电机每圈需要的脉冲数、电机的最高转速、加速度等信息，点保存设置。
这个时候如果接线无误，主轴就可以转动了。
附件
15.JPG（131.64KB）
2010-7-821:
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转到设置-----主轴皮带轮，在红圈处填上该档位的主轴转速，如果车床有10个档位就要依次设置好10组滑轮的数据，但篮圈处只能填1，因为MACH3默认光电开关装在输入皮带轮处，而我们却装在主轴上，光电开关读取的转速与主轴转速永远是1比1。
附件
4.JPG（123.69KB）
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14
这个时候开动主轴，如果有转速表就可以发现，主轴转速与设定转速已经很接近了，如果相差较大，就可能是MACH3中选择皮带轮组与实际使用的档位不符，或主轴脉冲数设置错误。
但现在MACH3的主轴转速显示的还是0，因为没有对主轴转速光电开关进行设置。
现在转到设置-----端口/针脚-------输入信号选项卡，在红圈处填上光电开关的对应脚位。
保存。
然后再启动主轴，现在主轴的实际转速显示出来了。
如果勾上了闭环控制选项，实际转速会逐步与设定转速靠拢。
有的同学认为使用步进或伺服电机就不需要光电开关检测主轴转速了。
MACH3要可靠车丝非要光电开关不可，MACH3输出的位置信号与主轴转速没有准确的对应关系。
[本帖最后由忘记咪咪于2010-7-821:
30编辑]
附件
10.JPG（144.34KB）
2010-7-821:
28
MACH3设置的最后一步，该步骤可有可无。
转到功能设置----主轴校准，点击“主轴开/关”使主轴运转，然后点击“自动校准”，这个时候MACH3开始校准脉冲频率与主轴转速的对应关系，完成后确定保存。
附件
16.JPG（117.71KB）
到此，MACH3的设置除X、Z以及急停、限位以外全部设置完成，就等待星期天晚上车丝了。
明天晚上我还是简单介绍一下用继电器控制主轴要稳定车丝该如何设置。
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