ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TRƯỜNG
TUẤN ANH
NGUYỄN
THANH
ĐẠI– HỌC
BÁCHTRỌNG
KHOA HÀ
NỘI

GVHD:

VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN MÁY VÀ MA SÁT HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
GIAO TIẾP MÁY TÍNH - ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MÁY PHAY CNC
MINI 3 TRỤC TRÊN CƠ SỞ PHẦN MỀM MACH3

Giáo viên hướng dẫn: TS.BÙI TUẤN ANH
Th.s.NGUYỄN TRỌNG THANH
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VĂN NGUYÊN
TRƯƠNG MINH PHÚC
ĐỖ THỊ THANH
TRỊNH LONG NHẬT
Lớp

: CD.103B – K57

Page
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................


Hà nội, Ngày….tháng….năm 2015
Cán bộ hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ DUYỆT
..............................................................................................................................................................

Page
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

Hà Nội, Ngày….tháng….năm 2015
Cán bộ duyệt

MỤC LỤC

Page
3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khoa học kĩ thuật nói chung cũng như ngành kỹ thuật cơ điện tử nói riêng đã
phát triển và có đóng góp đáng kể trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Nắm được tầm quan
trọng đó nhóm chúng em đã quyết định tìm hiểu và làm về đề tài “Nghiên cứu và chế tạo hệ
thống điều khiển động cơ bước giao tiếp máy tính - Ứng dụng điều khiển máy phay CNC
mini 3 trục trên cơ sở phần mềm Mach3”.
Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh
giá qua đợt bảo vệ đồ án tốt nghiệp. Chúng em đã cố gắng vận dụng tất cả những kiến thức
đã học tại trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp
này. Kết quả là những sản phẩm đạt được trong ngày hôm nay tuy không lớn lao nhưng
nó là thành quả của 3 năm học tại trường là thành công đầu tiên của chúng em trước khi
ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Bùi Tuấn Anh và Thầy Nguyễn Trọng Thanh, các
thầy cô trong bộ môn Máy và Ma sát học đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt để

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Tuy nhóm chúng em đã cố gắn hết sức, nhưng chắc sẽ không tránh khỏi những sai
sót, mong quý Thầy Cô thông cảm. Chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp
tận tình của quý thầy cô và các bạn. Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn quý
thầy cô và các bạn.

CHƯƠNG I
Page
4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
I.Khái quát về các máy công cụ CNC
1.1.Sơ lược về máy CNC và quá trình phát triển
Điều khiển số (Numerical Control) ra đời với mục đích điều khiển các quá trình công
nghệ gia công cắt gọt trên các máy công cụ. Về thực chất, đây là một quá trình tự động điều
khiển các hoạt động của máy (như các máy cắt kim loại, robot, băng tải vận chuyển phôi
liệu hoặc chi tiết gia công, các kho quản lý phôi và sản phẩm...) trên cơ sở các dữ liệu được
cung cấp là ở dạng mã số nhị nguyên bao gồm các chữ số, số thập phân, các chữ cái và một
số ký tự đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ thống.
Lịch sử phát triển của NC bắt nguồn từ các mục đích về quân sự và hàng không vũ trụ
khi mà yêu cầu các chỉ tiêu về chất lượng của các máy bay, tên lửa, xe tăng... là cao nhất.
Ngày nay, lịch sử phat triển NC đã trải qua các quá trình phát triển không ngừng cùng với
sự phát triển trong lĩnh vưc xử lý từ 4 bit, 8 bít... cho đến nay đã đạt đến 32 bit và cho phép
thế hệ sau cao hơn thế hệ trước và mạnh hơn về khả năng lưu trữ và xử lý.


Hiện nay, lĩnh vực sản xuất tự động trong chế tạo cơ khí đã phat triển và đạt trình đến
trình độ rất cao như các phân xưởng tự động sản xuất linh hoạt và tổ hợp CIM (Computer
Integrated Manufacturing) với việc trang bị thêm các Robot cấp phôi liệu và vận chuyển,
các hệ thống đo lường và quản lý chất lượng tiên tiến, các kiểu nhà kho hiện đại được đưa
vào áp dụng đã mang lại hiệu quả kinh tế rất đáng kể.

Page
5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

1.2.Cơ sở của máy CNC
Các trục của máy CNC được trang bị dụng cụ đo vi trí để xác định tọa độ các bàn máy và
của dụng cụ cắt. Khi bàn máy di chuyển thì các dụng cụ đo lường phat ra tín hiệu điện, hệ
điều khiển CNC xử lý tín hiệu điện này và xác định vị trí chính xác của bàn máy trong hệ
trục tọa độ.

Hình 1.3.Mô hình hệ tọa độ bàn máy

Theo tiêu chuẩn ISO, các trục chuyển động cắt gọt khi gia công chi tiết trên máy CNC
phải nằm trong một hệ trục tọa độ Descarte theo nguyên tắc bàn tay phải. Trong đó có ba
Page
6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
chuyển độngtịnh tiến theo các trục và ba chuyển động quay các trục tương ứng. Một máy
công cụ CNC có thể điều khiển tới sáu trục gồm tịnh tiến theo X, Y, Z, và các trục A,B,C
quay quanh các trục X, Y, Z. Một điểm trong không gian hệ tọa độ Descarte được xác định
tọa độ qua hình chiếu của nó lên ba trục X,Y, Z.

1.3.Đặc điểm và phân loại
Một cách tổng quát các máy công cụ có thể được phân loại theo các đặc điểm sau.

-

Truyền động : Thủy lực, khí nén và điện...

-

Phương pháp điều khiển : Tọa độ quỹ đạo...

-

Hệ thống định vị : Định vị kích thước tuyệt đối và định vị nối tiếp

-

Các vòng lặp điều khiển : Vòng hở, vòng kín, vòng nửa kín.

-

Số trục tọa độ : 3 trục, 4 trục, 5 trục...


Theo chức năng thì các máy công cụ CNC cũng như các máy công cụ vạn năng, có thể được
chia thành các nhóm sau:

-

Nhóm máy tiện đại diện cho các máy tiện trong, tiện ngoài trên một phôi đang quay,
cũng như cắt ren trong và ren ngoài...

Page
7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

-

Nhóm máy phay dùng để phay những chi tiết có cấu tạo hình học đa dạng tạo ra các bề
mặt và góc đa dạng và cũng có thể khoan, phay và doa. Thay đổi nguyên công bằng cách
thay dụng cụ cắt, có nghĩa là chỉ cần một lần gá kẹp.

-

Nhóm máy mài để gia công tinh. Nhóm này bao gồm các máy mài trục, mài lỗ, mài
phẳng, mài răng, mài rẵng then, mài dụng cụ...

-


Nhóm trung tâm gia công: Khoan, phay, tiện , doa...

1.4.Nguyên lý vận hành của máy công cụ điều khiển số
II. Nguyên lý vận hành của máy công cụ điều khiển số
2.1.Chương trình gia công một chi tiết

-

Chương trình gia công chi tiết bao gồm có các chương trình diếu khiển số và dữ liệu.

-

Chương trình điều khiển được soạn thảo bằng ngôn ngữ lập trình và lưu giữ trong vật
mang tin (băng từ, điac từ hoặc đĩa Compact CD) sau đó được nạp vào hệ điề khiển số
qua cửa nạp tương thích.

-

Dữ liệu gốm các giá trị hiệu chỉnh biên dạng, các dữ liệu hiệu chỉnh máy, các số liệu về
dụng cụ cắt...được nạp vào từ bằng điều khiển.

-

Chương trình điều khiển và dữ liệu được chuyển trực tiếp từ máy chủ sang hệ điều khiển
số của từng trạm gia công (hệ DNC).

2.2.Khối điều khiển

-


Chức năng của khối điều khiển là thực hiện chương trình gia công chi tiết cơ bản trên cơ
sở dữ liệu sẵn có và tín hiệu từ bên ngoài.

-

Nhận các giá trị vị trí của các trục từ sensor đo vị trí encoder, và tốc độ của các trục.

-

Thực hiện các chương trình điều khiển các cơ cấu chấp hành, động cơ của trục chính,
động cơ của các trục truyền động riêng lẻ để phối hợp tạo nên biên dạng nà điều khiển
tốc độ các trục.

2.3.Điều khiển logic
Điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ như sau: tốc độ chạy nhanh (không cắt) tối đa, bố
trí xắp đặt các trục máy, các trạng thái đóng ngắt mạch của hệ điều khiển và giới hạn vùng
làm việc của hệ thống công nghệ (bàn máy, gá lắp, dụng cụ), lệnh đóng ngắt bơm dung dịch

Page
8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
làm mát và bôi trơn, lệnh tạo số vòng quay cho trục chính, lệnh thay dụng cụ. Đầu ra khối
điều kiển logic điều khiển các cơ cấu chấp hành như : Van thủy lực, van khí nén, các rơ-le...
2.4.Cấu trúc các khối chức năng của hệ


•
•
•

Màn hình dùng để hiển thị tọa độ hiện tại của các trục truyền động, trạng thái làm việc
của toàn hệ thống...
Bảng điều khiển để vào dữ liệu điếu chỉnh máy, lập trình gia công, cài đặt hệ thống...
Tay quay điện tử dùng để vận hành máy trong các trường hợp để hiệu chỉnh máy, do chi
tiết...mà phải mở cửa làm việc.

Page
9


•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
Các khối vào ra(I/O), các bộ phận điều khiển truyền động( BĐK) liên lạc với CPU thông
qua một Bus hệ thống. Các khối Flash + Ram để lưu trữ các chương trình điều khển, dữ
liệu máy và liên lạc với CPU thông qua Bú trong của CPU.

III.Hệ thống tính toán và điều khiển
3.1.Khái niệm và phân loại
Hệ điều khiển CNC thực hiện lưu đồ điều khiển như hình 1.6. Giai đoạn đầu tiên, những
thông tin về kích thước công nghệ được đưa sang khâu chuẩn bị chương trình, sau đó là
công việc lập trình điều khiển.

Chương trình điều khiển được đưa vào thiết bị tính toán điều khiển, tạo tín hiệu điều khiển

các hệ truyền động điện tự động.
Cấu trúc của thiết bị tính toán điều khiển có thể chia ra làm hai nhóm : NC và CNC.
Trong hệ CNC các chương trình điều khiển được đưa vào khối xử lý sao cho chương trình
sau đó qua đầu vào đưa đến các khối giả mã nhằm tạo ra các mã tương thích của máy. Tín
hiệu này hoặc đưa trực tiếp vào khối điều khiển hoặc đưa vào bộ nhớ đệm và cuối cùng đến
bộ nội suy để tính toán phân ra các chuyển động trên các trục tọa độ. Mặt khác thông tin
điều khiển còn đưa ra các lệnh điều khiển công nghệ như tốc độ cắt, xoay chi tiết, thay
dao...
3.2.Chuẩn bị chương trình điều khiển cho hệ CNC
3.2.1.Chuẩn bị chương trình bằng tay
Những thông tin cần thiết để chuẩn bị chương trình là: Bản vẽ chi tiết và các điều kiện
công nghệ. Người soạn thảo chương trình phải chuyển thông tin đó thành các chương trình
điều khiển số cho máy gia công.
Page
10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

•
•
•

GVHD:

Chọn hệ tọa độ (Tương thích với hướng dẫn của ISO) sao cho điểm tọa độ ban đầu cần
phải trùng với điểm xuất phát của dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công.
Dựa trên quỹ đạo chuyển động giữ các điểm tựa, viết chương trình quỹ đạo chuyển động
(Đường thẳng, đường tròn, Parabol...). Nếu như dùng phương pháp gần đúng thì phải

tính sai số.
Dựa vào các thông tin về công nghệ như chế đọ cắt, dụng cụ cắt, tốc dộ cắt, thành lập
biểu đồ công nghệ.

3.2.2.Chuẩn bị chương trình từ máy vi tính
Chuẩn bị chương trình điều khiển thực hiện bằng tính toán trực tiếp với chi tiết gia công
phức tạp mất nhiều thời gian và độ chính xác không đảm bảo. Ngày nay người ta thường
thực hiện chuẩn bị chương trình nhờ máy tính. Đặc trưng của lập trình bằng máy là việc ứng
dụng một ngôn ngữ lập trình định hướng đối tượng.

Page
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

Với sự trợ giúp của ngôn ngữ lập trình như vậy ta có thể:

•
•
•
•
•
•

Xác định những nhiệm vụ gia công tương đối đơn giản và không thực hiện các tính toán
bằng tay.

Những tính toán cần thiết đều do máy tính thực hiện.
Dùng một ngôn ngữ biểu tượng tương đối dễ học mà các từ của nó hợp thành bởi khái
niệm phổ biến Trong ngôn ngữ chuyên môn của kỹ thuật gia công.
Tiết kiệm phần lớn thời gian trong khi mô tả chi tiết cần gia công và các chu trình công
tác cần thực hiện.
Hạn chế được các lỗi lập trình, vì so với lập trình bằng tay chỉ cần cấp ít dữ liệu vào máy
tính và hầu như không cần phải tính toán.
Trong việc thực hiện tự động hóa chuẩn bị chương trình điều khiển máy tính sẽ đảm
nhận các bài toán về kích thước hình học và công nghệ tính toán các tọa độ điểm tựa,
tiệm cận hóa cá đường cong, tính toán các tham số khoảng cách đẳng trị. Tính toán
lượng ăn dao và tốc độ cắt , cụ thể gồm các bước sau:
Page
12


•
•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
Chon ngôn ngữ để mô tả quỹ đạo chuyển động, ngôn ngữ này phải có đủ khả năng mô tả
kích thước tham số của quỹ đạo chuyển động với lời diến tả đơn giản dễ sử dụng.
Gia công thuật biến đổi thông tin về kích thước hình học sao cho có thể phối hợp với
ngôn ngữ của máy gia công.

•

Tạo các thuật toán giải các bài toán mẫu theo các quỹ đạo gia công đặt ra.


•

Gia công các thuật toán để phục vụ cho các đối tượng cụ thể.

3.3.Cấu trúc hệ điều khiển CNC
Máy tính có nhiệm vụ quản lý, quan sát, lập trình. Ngoài ra nhờ có khối ghép nối
(Interface Bus) để hệ có thể nối mạng với accs máy tính bên ngoài với mục điachs để truyền
dữ liệu, quản lý, theo dõi hoặc điều khiển DCN. Bảng điều khiển và tay quay điện tử dùng
để vận hành máy, vào các dữ liệu, chọn các chế độ làm việc, lập trình gia công...

Page
13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

Khối NC có nhiệm vụ thu thập và xử lý dữ liệu, nội suy, tính toán quỹ đạo, điều phối.
Chức năng của PLC là điều khiển quá trình công nghệ của toàn hệ. Trong một số trường hợp
cả ba khối (NC, PLC, và khối vi điều khiển ) được chế tạo thành một khối, nó đảm bảo toàn
bộ chức năng điều khiển của hệ.
Khối vi điều khiển gồm các Controller (bộ điều khiển vị trí, bộ điều chỉnh tốc độ ...) thực
hiện tất cả các bước cho chuyển động tuyến tính, các chuyển đông phi tuyến để đạt được
biên dạng lập trình.
3.4.Hệ DNC
Máy công cụ CNC được điều khiển theo chương trình số viết bằng các mã kí tự số, các
chữ cái và một số ký tự chuyên dụng khác. Trong đó hệ thống điều khiển có cài đặt các bộ
vi xử lý đảm nhiệm các chức năng cơ bản của chương trình số như: tính toán tọa độ trên các

trục điều khiển theo thời gian thực, giám sát các trạng thái thực của máy, tính toán các giá trị
chỉnh lý dao cắt, tín toán nội suy trong điều khiển quỹ đạo biên dạng (tuyến tính, phi tuyến),
thực hiện so sánh các cặp giá trị mong muốn và giá trị thực.
Page
14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
Điều khiển trực tuyến DNC (Direct Numerical Control) là một hệ thống điều khiển trong đó
dùng máy tính điều hành trực tiếp nhiều máy công tác điều khiển theo chương trình số. Đặc
tính cơ bản của hệ DNC là sự ghép nối trực tuyến (online) nhiều máy CNC với một máy
tính.
3.5.Hệ thống gia công linh hoạt FMS
Hệ thống gia công linh hoạt bao gồm các loại máy công tác, chủ yếu là acscmays CNC,
liên kết với nhau bởi các hệ thống điều khiển và hệ thống vận chuyển cho toàn bộ quá trình,
sao cho phạm vi giới hạn của hệ thống, một trình tự gia công kgacs nhau, có thể được tiến
hành theo thứ tự lựa chọn tự do.
Việc điều hành các quá trình tính toán cần thiết cho tất cả các hệ thống con trong hệ thống
gia công linh hoạt, tất yếu phải dựa trên cơ sở các máy côn cụ CNC vận hành theo nguyên
tắc điều khiển DNC.

Kết luận chương I
Máy công cụ điều khiển số CNC là loại máy gia công cơ khí rất phổ biến hiện nay, sự ra
đời và phát triển của nó đã thúc đẩy sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo đóng góp lớn vào
việc tạo ra của cải cho xã hội. Sự ra đời của máy CNC làm cho các sản phẩm cơ khí chế tạo
có chất lượng tốt hơn, độ chính xác cao hơn và đặc biệt có thể sản xuất hành loạt. Máy CNC
có nhiều chủng loại khác nhau, mỗi công nghệ gia công lại có một kiểu máy,
Tuy nhiên xét tổng thể về nguyên lý thì các máy CNC đều có cấu trúc và hệ điều khiển

tương tự nhau. Cấu trúc của tất cả các loại máy CNC đều bao gồm: Phần xử lý trung tâm
( Giao diện người máy và thực hiện nội suy), phần điều khiển servo, động cơ servo, phản
hồi tốc độ, vị trí. Hệ thống điều khiển vòng kín có độ chính xác vị trí rất cao, ngày nay hầu
hết người ta sử dụng phổ biến hệ thống điều khiển là hệ thống vàng kín.
Page
15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
Tuy nhiên trong thực tế nghiên cứu của sinh viên trong nước nói chung cũng như sinh viên
đại học Bách Khoa nói riêng, thì việc nghiên cứu chế tạo một máy CNC điều khiển vòng kín
đầy đủ chức năng và bộ phận của một máy CNc tiêu chuẩn là rất khó. Vì giá thành đông cơ
servo và hệ thống dẫn động vitme bi rất đắt và điều kiện nhà xưởng còn hạn chế nên việc
chế tạo một máy cNC đối với sinh viên là rất khó.
Trong đồ án này chúng em tập trung chủ yếu vào việc nghiên cứu các phần tử trong hệ
thống điều khiển của máy CNC tiêu chuẩn. Từ đó bắt tay vào chế tạo một mô hình máy
phay CNC 3 trục cỡ nhỏ.
Mục tiêu của chúng em trong đồ án này là chế tạo được mô hình máy phay 3 trục hoạt động
tốt và có thể gia công được những vật liệu có độ cứng vừa phải như nhôm, gỗ, nhựa. Máy
có thể nhận file G-code và có thể lập trình bằng tay trên phần mềm điều khiển. Các sản
phẩm có thể phay ra

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY
PHAY CNC 3 TRỤC
2.1.Phần mềm điều khiển Mach3
2.1.1.Các yêu cầu của phần mềm Mach3
-


Mạch 3 là phần mềm được đóng gói để chạy trên máy tính cá nhân nó rất hưu ích và
thuận tiện để thay thế các bộ điều khiển máy. Để chạy Mach3cần chuẩn bị máy tính sử
dụng hệ điều hành windown XP hoặc windown 2000 trở lên. Mach3 giao tiếp qua cổng
máy in (DB25) tùy yêu cầu mà có thể chọn máy có một hoặc hai cổng máy in.

Page
16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD:
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
- Driver điều khiển mỗi trục của máy phải chấp nhận một tín hiệu xung (pulses) và hướng
(direction). Hầu như mỗi driver động cơ bước đều làm giống như vậy.

Hình 3.1. Sơ đồ kết nối phần mềm mach3
2.1.2.Giao diện và một số chức năng của Mach3

-

-

Nhấp đôi vào biểu tượng Mach3 mill để chạy chương trình, màn hình sẽ hiện lên giao
diện như hình bên dưới. Màn hình điều khiển Mach3 khi khởi động máy gồm có 6 trang
màn hình.
+ Program Run (Alt-1)

+ Offesets (Alt-5)


+ MDI (Alt-2)

+ Settings (Alt-6)

+ Tool Path (Alt-4)

+ Diagnostics (Alt-7)

Trong 6 trang màn hình điều khiển này được chia thành nhiều nhóm, mỗi nhóm hiển thị
thông tin của nhóm và các nút điều khiển liên quan đến nhóm. Có nhóm xuất hiện trên
nhiều trang cho phép dễ dàng quan sát và điều khiển nhanh chóng.

a. Trang Program run (Alt-1)

Page
17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:
.

Hình 3.2. Trang màn hình chính khởi động Mach3

Reset (Emergency Stop):

-


Nếu nhấn Reset máy sẽ lập tức ngừng hoạt động và ngắt tức thì mọi hoạt động của tất cả
các motor. Chương trình được reset lại từ đầu. Reset chỉ nên dùng khi gặp sự cố rất nguy
hiểm cần dừng hoạt động của máy như: chập mạch, va đập nguy hiểm...Sau khi
dừng Reset cần phải đưa máy về điểm tham chiếu (hay cài lại hệ tọa độ cắt).
Page
18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH
• G-Code: Hiển thị các lệnh G trong lập trình NC và ý nghĩa của chúng.

•

GVHD:

M-Code: Hiển thị các lệnh M trong lập trình NC và ý nghĩa của chúng.

*Nhóm điều khiển các trục: Nhóm này bao gồm các nút để điều khiển các trục và hiển thị vị
trí của đầu dao.

Hình 3.3.Nhóm vị trí tọa độ các trục
Ý nghĩa của các nút điều khiển trong nhóm:

-

Zero X, Zero Y, Zero Z, Zero 4: Cài đặt tọa độ zero (0) cho mỗi trục ứng với với tọa độ
cắt hiện hành (có 6 tọa độ cắt từ G54-G59 được cài đặt trong trang Offset).

-


Ref all Home: Trở về tọa độ tham chiếu gốc cho tất cả các trục.

-

Offline: khi chế độ này được chọn đèn offline sẽ sáng lên và mach3 sẽ khóa tất cả các di
chuyển của máy.

-

Machine Coord’s: Khi nút này được nhấn đèn sẽ sáng lên, lúc này tọa độ của các trục
được hiển thị là tọa độ tuyệt đối (tọa độ máy).
Page
19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

-

GVHD:

Soft limits: Đây là chức năng quá của mềm của máy, tức ta thiết lập các vị trí của hành
trình bằng phần mềm, ,máy sẽ liên tục giám sát mọi vị trí di chuyển của các trục nếu có
một mã G code bất kì hay Jog có tọa độ nằm ngoài vùng làm việc cho phép thì phần
mềm sẽ ngắt và báo lỗi, để thiết lập cho Soft limits trên menu bar chọn
Config>homing/soft limits.

*Nhóm điều khiển chương trình:


Hìn
h 3.4.Màn hình nhóm điều khiển chương trình

-

Cycle Start (Alt-R): khi một chương trình cắt bất kì được load lên chương trình hiển thị
trong vùng G-Code. Khi đó nhấn nút < Cycle Start> trên bảng điều khiển hặc nhấn tổ
hợp phím < Alt-R>, máy sẽ tự động chạy phay chi tiết theo chương trình.

-

Feed Hold (Spc): Khi sử dụng nút này, đầu phay sẽ ngưng di chuyển, để tiếp tục ta nhấn
nút Cycle Start, đầu phay tiếp tục di chuyển và mọi hoạt động của máy sẽ tiếp tục. Nút
Feed Hold dùng khi gặp sự cố cần phải dừng di chuyển đầu cắt.

-

Stop (Alt-S): Dừng chương trình cắt.

-

Edit G-Code: Hiệu chỉnh G-Code hiện hành. Khi một chương trình đơn giản ta có thể lập
trình bằng tay bằng cách nhấn nút này sau khi đã đóng G-Code hiện hành. Hoặc ta có thể
sửa chương trình hiện hành.
Page
20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

-

Recent File: Load những chương trình mới cắt gần đây.

-

Close G-Code: Đóng G-Code hiện hành trong vùng G-Code.

-

Load G-Code: Load chương trình cần phay lên vùng Gcode

-

Set Next Line: cài đặt dòng sẽ phay tiếp theo khi ta nhấn nút Cycle Start (để cài đặt dòng
cắt tiếp theo sau khi ta nhấn nút Cycle Start ta nhấn nút Set Next Line và nhập số dòng
vào).

-

Run From Here: Sau khi đã nhập dòng để bắt đầu phay tiếp ta nhấn nút này hệ thống sx
tự động chạy tới dòng ta muốn phay tiếp và chờ nhấn Cycle Start. Khi ta nhấn nút Cycle
Start hệ thống sẽ xuất hiện hộp thoại Preperational Move to hỏi ta có muốn di chuyển
đến tọa độ của câu lệnh trước không.

-


Rewwind (Ctrl-W): Trở về đầu chương trình.

-

Single BLK (Alt-N): Nhấn nút Single Block (hoặc nhấn tổ hợp phím <Alt+N> để bắt
đầu chế độ này (đèn single block bật sáng) và nhấn lại nút single block (nhả ra) để bỏ
chế độ này. Ở chế độ này khi chương trình được thực thi, dao sẽ dừng sau mỗi block
chương trình (câu lệnh). Chức năng này giúp ta kiểm tra từng khối lệnh.

Hình 3.5.Tool Information

Page
21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

-

Auto Tool Zero: Trở về điểm thay điện cực đã cài đặt.

-

Remember: Nhớ vị trí hiện tại làm vị trí thay điện cực khi nhấn nút Return.

-


Return: Trở về điểm thay điện cực. Khi nhấn nút này xuất hiện hộp thoại và hệ thống sẽ
hỏi ta có bật Spindle (đầu cắt) không.

-

Jog ON/OFF Ctrl-Alt-J: Tắt mở chức năng chạy bằng tay, khi chế độ này được chọn đèn
Jog

*Phân vùng tốc độ chạy của máy

Hình 3.6.Feed Rate

Page
22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

-

Chức năng: Hiển thị tốc độ chạy của máy.

-

FRO %: Thể hiện % tốc độ của máy.


-

Nút mũi tên lên xuống: Để tăng giảm phần trăm.

-

Nut reset: Để đưa về giá trị 100%.

-

FRO: Tốc độ lớn nhất của máy.

-

Unit/min: Tốc độ thực tế của máy.

-

Feed Rate: Hiển thi tốc độ cắt Feedrate Override: Tốc độ cắt (feedrate) trong chương
trình sẽ được hiệu chỉnh tăng hoặc giảm theo phần trăm được lựa chọn trên nút.

-

Jog feed rate override: Thường sử dụng để chạy kiểm tra chương trình. Đôi khi trong
chương trình ta dùng tốc độ cắt chạm để đảm bảo an toàn, khi gia công ta thấy có thể
tăng tốc độ cắt mà vẫn đảm bảo các yêu cầu thì ta dùng chức năng này để tăng tốc độ cắt
(để tăng tốc độ cắt ta nhấn vào dấu mũi tên hướng lên trên trong vùng Feed Rate hoặc
nhấn F11, tương tự để giảm ta nhấn vào dấu mũi tên hướng xuống dưới trong vùng Feed
Rate hoặc nhấn F11). Khi sử dụng chế độ này đèn.


*Phân vùng Spindle:

Page
23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

Hình 3.7.Spindle Speed

-

Chức năng: Hiển thị + Điều khiển Spindle

-

Spindle Speed: Tốc độ mặc định của spindle

-

S-ov: Tốc độ thực tế của Spindle.

-

SRO%: Thể hiện % công suất làm việc.

-

Nút mũi tên lên xuống để tăng giảm phần trăm.


-

Nút Reset để đưa về giá trị 100%.

-

Spindle CWF5: Nút để khởi động Spindle.

b.Trang MDI Alt-2 (Manual Data Input)

Page
24

GVHD:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BÙI TUẤN ANH – NGUYỄN TRỌNG THANH

GVHD:

Hình 3.8.Giao diện trang MDI

-

Là chế độ điều khiển máy bằng các lệnh NC trong chế độ MDI, chương trình được thực
hiện cũng cùng định dạng như ở vùng G-Code nhưng được nhập vào từng câu lệnh trong
vùng Input (chọn nút MDI trên bảng điều khiển máy).


*Ngoài ra Mach3 còn có chế độ dạy học (Teach):

-

Mach3 có thể nhớ được tất cả các dòng ta đã nhập vào trong vùng Input và lưu lại thành
File MDITeach.tap trong “C:\Mach3\Gcode\”. Ta có thể load FileMDITech.tap bằng
cách nhấn nút Load/Edit file MDI được load lên vùng G-Code (Lưu ý trước khi load file
MDITech.tap nên đóng G-Code hiện hành lại).

-

Để lưu lại các dòng đã nhập thì trước khi nhập ta nhấn nút Start Tech, sau khi nhập ta
nhấn nút Stop Tech để lưu những dòng đã nhập vào file MDITech.tap. Trong quá trình
nhập nếu món bỏ dòng đang nhập ta nhấn phím Esc hoặc nhấp chuột vào nút Stop (Esc).

-

Để nhớ vị trí hiện tại ta nhấn nút Set Variable Position và để trở về vị trí đã nhớ trước đó
ta nhấn nút Gôt Variable Position.

c.Trang Tool Path (Alt-4)

Page
25