Getting started...

WINDOWS ONDER CONTROLE KRIJGEN

De CNC portaalfrees wordt aangestuurd vanaf een computer.

Het werd mij al snel duidelijk dat mijn laptop met alleen USB, WiFi en WINDOWS 8 onbruikbaar is.

Om te beginnen moet je een (eventueel oude) desktop computer met Parallelle poort en 25D female stekkeraansluiting hebben. Bij voorkeur met Microsoft XP of Vista en bij voorkeur 32 bits, dus geen 64 bits. Windows-7 werkt ook zolang het 32 bits is.

Ik heb Windows 7.

Het probleem met Windows is z'n onbedwingbare neiging om steeds het internet op te zoeken, dit mag onder geen beding worden toegestaan!

Als je het niet kunt uitschakelen zet de computer dan in de vliegtuigstand.

Serieel USB is niet mogelijk met deze CNC kaart en met Mach3.

 

Je kunt geen verloop kabel van USB naar DB25 of van DB9 naar DB25 gebruiken omdat je vrijwel alle pennen moet gebruiken.
Je hebt er ook een paar nodig voor terugmelding.
Het is een bi-directionele interface en dateert nog uit de tijd van IBM en Centronics 2e helft jaren '80.

Vanwege deze CNC-eigenaardigheid is er nog veel vraag naar oude desktops met RS232/DB25 poorten.

Op de diverse CNC-forums blijkt dat seriëel (USB) met MACH3 problematisch is.  

Er zijn wel professionele USB stuurkaarten, over het algemeen met eigen software, maar die liggen in een andere prijsklasse.

Laptops worden afgeraden wegens het 'Windows energie beheer' dat interfereert met ononderbroken werken.

Mijn HP desktop wordt uitsluitend gebruikt voor CNC en verder voor niets!

LET OP: Hoe meer je Windows buiten spel zet hoe beter het wekt.

De desktop wordt niet op een netwerk en zeker niet op internet aangesloten, daardoor ook geen last van virussen😀

Er worden zo weinig mogelijk services gestart, al het overbodige uitschakelen.

Als je niet anders kunt, zet dan Windows in vliegtuigmodus.

Er wordt geen andere software gebruikt dan MACH3 en de benodigde uitbreidingen.

Absoluut geen Virusscanners, Firewalls of andere narigheid activeren.

Files gaan via USB sticks of DVD-speler, maar niet via netwerkkabel of WiFi.

In feite is er sprake van een air gap computer.

Het is niet alleen stabieler, maar je hebt ook geen last van irritante updates.

Dit gezegd hebbende: Echte hackers komen overal doorheen, ze kunnen zelfs via het stopcontact in je computer komen als het moet.

Het is een afweging van een paar zaken, maar ik schat de kans dat mijn desktop gehacked wordt voldoende klein om het zo te laten. 100% zekerheid heb je nooit.

CONFIGUREER PARALLELE POORT VAN DE COMPUTER

Het betreft eigenlijk een ouderwetse printerpoort die tegenwoordig niet meer gebruikt wordt. 

De herkomst van de term "LPT" is waarschijnlijk "Line Print Terminal", maar soms kom je "Local Print Terminal" tegen.

Onder DOS (type "CMD" ) kun je soms de printerpoort direct benaderen via de 'command line' op mijn HP was dat:
"TYPE C:\JAAP>TXT > LPT1:".

Eerst de LPT poort controleren en eventueel configureren.

Ik moest de BIOS CONFIGUREREN op mijn 2e hands HP Compaq (F10 bij opstarten).
Zorg voor de juiste driver voor de parallelle poort (bij mij LPT1 genaamd).

Om bij de BIOS te komen moet je tijdens het opstarten een functietoets indrukken, bij mijn HP is dat dus F10; maar op mijn Fujitsu Siemens Lifebook is het F2.

Dus even goed uitzoeken

LPT1 heet in MACH3 port "1".

F10->BIOS->Geavanceerd->Parallelle Poort


Configureer:
de interrupt IRQ (bij mij "7") en
de DMA (bij mij "3") en
het poortadres (bij mij "0x378" in BIOS scherm: "378-37F").

Een interrupt request (IRQ) is een hardware signaal dat naar de processor wordt gezonden waardoor een lopend programma tijdelijk wordt gestopt zodat een ander programma (een interrupt handler) kan werken bijvoorbeeld als je op een toets drukt of met de muis beweegt.

Direct memory access (DMA) is een manier om direct het RAM geheugen te benaderen buiten de CPU om.

Pas als je zeker weet dat de Parallelle poort goed functioneert kun je verder gaan.

Voor de timer clock heeft Mach3 een goede knoopcel batterij van 3 Volt nodig op het moederbord.
Als die leeg is, start Windows wel, maar bij het opstarten van Mach3 krijg je een vage foutmelding:  "De parameter is onjuist".

Bij een nieuwe PC is dat onwaarschijnlijk, maar bij een gebruikte kan dat dus gebeuren!

 

STUURKAART TB6560HQT4-v3 AANSLUITEN

Chineese breakout card met stuurversterkers. Op zijn kop gemonteerd.

De TB6560 van Toshiba is een van de meest gebruikte stappenmotor stuurkaarten  en behoorlijk bomproof.

Ik weet niet precies of dit een chineese kloon is of een in china in licentie vervaardigde.

Er kunnen 4 stappenmotoren op worden aangesloten en met een hulpkaart zelfs 5, bijvoorbeeld voor een draaitafel.

De kaart communiceert met de computer via een Parallelle poort met RS232 25 pin stekker.

Via de 25 pins stekker de Desktop aan de (Chineese) CNC stuurkaart aansluiten.

Op de foto van boven gezien links van de stekker zit een groen stekkerblokje met de inputs 10,11,12 en 13.

Als bij het maken van een contact de pin aan de ground wordt gelegd, betekent dat dat je de input pin moet configureren als "Active Low".

Dit is de handigste schakeling wanneer je een probe gebruikt.

Als bij het maken van contact een lus wordt verbroken, moet je de input configureren als Active High.

Dat is bijvoorbeeld wanneer je alle eindschakelaars in serie als "logic OR" aansluit, wat ik van plan ben te gaan doen.

Een Active High schakeling is veiliger bij draadbreuk omdat ie dan automatisch een E-stop genereert.

pin 14 is geen input, maar een output, bijvoorbeeld om een relais aan te sturen.

stekker voor pin 15 heb ik nog niet kunnen vinden.

Sluit de 4 motoren aan met de stekkers (op de foto onderaan).
De asvolgorde op de kaart is van links naar rechts: X; Y; Z; A. Ik heb dat met een viltstift gemarkeerd.

Nog even voor de goede orde: de A is als Slave van Y geconfigureerd.
Op de foto zit de 25 pins stekker bovenaan.
Op de foto zitten de aansluitcontacten voor de 4 motoren onderaan.

Voordat je de voeding aansluit: controleer met een multimeter dat die voeding op 24 Volt staat afgesteld, zonodig inregelen.

De spanning van de voeding kan worden ingesteld tussen 18,5 en ruim 30 Volt.

MACH 3 CONFIGUREREN

pen 18 t/m 25 liggen aan aarde en zijn doorverbonden.

Installeer Mach3 en herstart de computer, pas als je zeker weet dat de printerpoort correct werkt en de Mach3 installatie correct is verlopen kun je verder.

In MACH3 kunnen we de penaansluiting herdefiniëren.

Nog even pro-memorie:

pen 1 :  signalen van computer naar stuurkaart (output). wordt beschreven als "enable". het zegt mij niet zoveel. Maar het is geen vrije pen.

pen 2 t/m 9 wordt gebruikt om de stappenmotoren aan te sturen.

pen 10 t/m 13 : signalen van de stuurkaart naar de computer (input).

pen 14 : signaal van computer naar stuurkaart (output). Bij mij is dat het relais dat de motor en stofzuiger inschakelt.

pen15 : signaal van stuurkaart naar computer (input). niet in gebruik ?

pen 16 en 17 : signaal van computer naar stuurkaart (output). nog niet in gebruik

pen 18 t/m 25: aarde/ 0 Volt. 8 pennen liggen aan aarde, een beetje jammer, maar het is niet anders.

pen 1 en pen 15 zijn vooralsnog een beetje raadselachtig.

Een plus is 5 Volt.
0 Volt ligt aan aarde.


Start Mach3 Milling (Frezen).

1)
Hoofdmenu->Config->Select Native Units:
Kies "mm".
Klik "OK".

Let op: de Feedrate ("F" in G-code) is nu dus mm per minuut

2)
Hoofdmenu->Config->Ports and Pins->Port Setup:
Port#1 0x378 ;
Kernel Speed 25000Hz.
klik op "OK".

3)
Hoofdmenu->Config->Ports&Pins->Motor Outputs :
Stappen motoren hebben een stepsignaal nodig en een directionsignaal.
Populair gezegd: de snelheid en de draairichting worden apart digitaal aangestuurd.
Dus voor elke motor heb je 2 pennen nodig. ("step" en "dir")

X,Y,Z en A axis enabled=true.
X-as: step "2" dir "3".
Y-as: step "4" dir "5".
Z-as: step "6" dir "7".
A-as: step "8" dir "9".
Voor alle assen zijn de step en dir poort op "1" gezet.
(Dit is conform pindefintie in handleiding ST6560 T4).

Dus via LPT1 worden de pennen 2 t/m 9 naar de kaart gestuurd om de stappenmotoren te sturen.

4)
Hoofdmenu->Config->Ports&Pins->MotorOutputs->DirLowActive:X-as, Y-as, A-as aanvinken; Z-as laten staan. Anders gaan de assen een andere kant op dan mijn pijltjestoetsen. 
Klik "OK".
Dus de X-as, de Y- en A-as worden gestuurd met 'Active Low'.
De Y-as wordt gestuurd met 'Active High' en dat krijg je als je active low ontvinkt.

5)
Hoofdmenu->Config->Ports&Pins->Input Signals:
Alles disabled behalve Estop port#1 Pin 10.
Klik "OK".

Dus de emergency stop is een signaal van de stuurkaart naar de computer en komt binnen via LPT1 en pen 10.  deze kan active high of active low zijn.

Ik gebruik op dit moment slechts één pen voor de E-Stop (pin 10) omdat die met de eindafschakelingen in serie staat.

En ik heb bij pin 10 gekozen voor de "Active High" schakeling.
Dus "Active Low" is bij mij niet aangevinkt.
Om te kunnen werken moet pen 10 dus aan de 0 liggen. 

NB:

pennen 10, 11, 12, 13 en 15 zijn input pinnen. 

pen 14 is een output! 
Die is in mijn geval gebruikt voor het motorrelais!


De oplettende lezer heeft opgemerkt dat ik dus in theorie nog 4 inputs over heb (pin 11, 12, 13 en 15).

Pin 12 wordt gebruikt voor automatische 0-stelling middels een touchprobe.
Ik heb daarvoor Visual Basic code geschreven die te vinden is op pagina Augustus 2005 helemaal onderdaan.

 

LET OP: De VB code werkt alleen met de nieuwste versie van MACH3.


Ik doe het overigens ook vaak op de ouderwetse manier met de hand en het bekende papiertje.

Pin 15 is op mijn stuurkaart onvindbaar en ik kan die ingang dus niet via de kaart gebruiken.

In de praktijk werkt dat trouwens prima.

zie ook: https://www.youtube.com/watch?v=K89m7fdd2xs

en: https://www.damencnc.com/nl/gereedschappen/meten---gereedschaplengte/887

6)
Hoofdmenu->Config->Ports and Pins->Output Signals:
Voorlopig alles disabled.
Klik "OK".

Later kunnen we een output kiezen om het motor-relais aan en uit te zetten.
Voor de TB6560 zal dat Pin 14 en LPT1 (port1) worden. (zie 12.)

De Eurotools 24 heeft 2 parallel aangesloten y-as motoren. Deze dienen correct geconfigureerd te worden. Ze heten "Y" en "A".
Je bedient alleen Y en A volgt exact.

7)
Hoofdmenu->Config->Slave Axis.
X-axis Slaved None
Y-axis Slaved A.
Z-axis Slaved None
Klik OK en Restart Program.

8)
Hoofdmenu->Config->Motor Tuning:
Hier worden de 4 assen geconfigureerd voor snelheid en acceleratie.
Ik heb voor alle 4 de assen:
steps 400 ; velocity 600; acceleration 187.
Klik voor elke as op "Save Axis Settings".

De steps moeten echter nauwkeurig met een micrometer worden nagemeten! (zie punt 11)
Kies respectievelijk X-as button,Y-as button, Z-as button, A-as button en probeer met pijltjestoetsen of de motoren correct zijn aangesloten en correct werken (A-as werkt uiteraard via Y-as en niet zelfstandig!).

Om de CNC-machine te beschermen moeten er voor alle assen eindcontacten komen zodat de motor niet verder kan dan een bepaald punt. Dit doen we door schakelaars die de verbinding onderbreken bij aanraking en dus het signaal op 'hoog' zetten. Dit gaat via pen 10 en LPT1.

Je kunt de X,Y en Z nul coördinaten voor de werktafel (in mijn geval een MDF waste plate) definiëren of voor het werkstuk.

Ook het coördinatenstelsel en de 0-positie evenals de tafelgrenzen moeten nog worden ingesteld, maar dat komt later.

1. Native Units: Basiseenheden instellen: bij mij millimeters
2. Port SetUp: Port#1 "Enabled"; PortAddress: "0x378" ; Kernel Speed 25000Hz.
3. en 4. MotorOutputs: X,Y,Z en A axis enabled=true. X-as: step 2 dir 3. Y-as: step 4 dir 5. Z-as: step 6 dir 7. A-as: step 8 dir 9. Voor alle assen zijn de step en dir poort op "1" gezet. (=LPT1)
5. E-Stop configureren: Enabled=Vink; port#=1; pin number=10. Verder alles disabled omdat de E-stop vooralsnog de enige input is die ik gebruik. Ook de eindafschakeling activeert dit omdat die in serie staat met de E-Stop. "Active Low" is niet aangevinkt, het gene betekent dat het een "active high" is!
6. Output Signals: Alles disabled. We zullen later een output pen definiëren voor het relais of zo.
7. Slave: A-as instellen als slave van Y-as.
8. MotorTuning: steps :400(moet wel nog gecalibreerd worden!); velocity:600; acceleration 187.

Verdere afstelling / configuratie

9) De E-stop moet getest worden.
Stuurkaart aanzetten.
Hoofdmenu->ConfigPorts&Pins->InputSignals->Button"Automated Setup of Inputs"->DropDown menu->Kies:"EStop"->Button"AutoSet".

Druk vervolgens op een van de schakelaars of de EStop Button bij de portaalfrees. Mach3 geeft aan of en waar het signaal binnenkomt.
Als het goed is staat er "port#1 pin 10". Zie ook punt 5.
E-Stop is "Active High", dwz.: als de stop uit is, ligt pen 10 aan de 0.
Dus om te kunnen werken moet pen 10 aan de 0 liggen.

Zodra één van de in serie staande schakelaars wordt aangeraakt, gaat pen 10 naar 5 Volt. 
Vervolgens handmatig testen:
TabToets voor MPG-mode-> beweeg een as met pijltjestoetsen tot een eindschakelaar geraakt wordt. De frees moet onmiddellijk stoppen en de rode RESET button in het scherm moet gaan knipperen. 

10)
Eerst moeten Y- en A-as op absolute gelijkloop gecontroleerd worden met een eindmaat.

Dat kan manueel of electrisch.

We gaan er van uit dat Y en A niet al te veel verschillen.

Breng het portaal zo dicht mogelijk tegen de voorkant en stop een eindmaat tussen portaalasgeleider en frame, kies een maat die vlak voor de eindafschakeling uitkomt. 

Vervolgens dient in ieder geval één motor mechanisch ontkoppeld te worden, bij mij de Y-as, ik laat dus de A-as gekoppeld.

Via Tab-toets in MPG-mode de 'Y' button (want de A-as loopt als slave automatisch mee) heel voorzichtig (slow jog rate percentage '2' of '3' %) bewegen tot eindmaat van A-as handvast zit.

Je kan het ook voorzichtig met de hand hand doen, zet dan de spanning er af.
Maar dat gaat bij mij nogal moeizaam omdat de machine is ingebouwd: ja kan niet makkelijk bij de schroefdraad met je vingers.

Vooral niet te vast zetten, dit moet met gevoel gebeuren.

Als de Y-as ontkoppeld is, werkt alleen de A-as en vice versa.

Vervolgens voorzichtig de (losse) Y-trapeziumschroefdraad met de hand draaien totdat de eindmaat ook hier net zo handvast zit.

Voor de zekerheid een paar keer herhalen.

Tenslotte de Y-Motor mechanisch weer koppelen aan Y-trapezium-as.

Conroleer nu of het hele traject van de Y/A-as gelijkmatig, zonder raar geluid verloopt, je kunt het horen als ze niet exact gelijk op lopen: het hapert en jankt.

Indien het nog niet perfect verloopt: bovenstaande handeling herhalen. 

Als de portaalfrees bij een bewerking vastloopt of anderszins gewelddadig tot staan wordt gebracht, moet deze handeling opnieuw herhaald worden, omdat er een verschil kan zijn ontstaan tussen Y-as en A-as.

Voor de X en Z as is deze handeling niet nodig.

11) 
De reden van deze handeling is dat als je in het scherm aangeeft "Y-as ga 1.345 mm. vooruit", dat de portaalfrees daadwerkelijk deze afstand exact aflegt.
Dat is zeker niet vanzelfsprekend!
Neem hier de tijd voor.
De calibrering van de X,Y/A en Z-as worden uitgevoerd met een nauwkeurige micrometer.
Deze stap is absoluut essentieel en dient een aantal keren herhaald te worden per as.
Alt+6 of Hoofdmenu->Tabtoets "Settings"->Klik Button "Set steps per Unit"->AxisSelection->Kies X-as.
Klik op button "OK".
Je geeft in schermpje "Answer this:" aan hoeveel je wilt verplaatsen, bijvoorbeeld: "1.87" mm.
Klik op "OK".
Het protaal beweegt nu de ingestelde afstand in de gekozen as en stopt.
Vervolgens geef je in het schermpje "Answer this:" aan hoeveel de micrometer aangeeft, dus hoever het protaal feitelijk bewogen heeft.
Herhaal dit, het gemiddelde van het aantal pogingen geeft een nauwkeurige waarde. 
Bij mij ligt het rond de 400 steps per mm. als uitgangswaarde, maar de exacte waarde kan alleen met een nauwkeurige meetklok worden bepaald en wel na herhaald calibreren.
Mach3 vraagt dan of je de waarde accepteert en slaat dat op.
De opgeslagen waarde is terug te vinden in Hoofdmenu->MotorTuning->veld "steps per unit".
Ook daar kan men de waarde nog aanpassen.

Vergeet niet dat de 0-waarden ook iedere keer weer verschuiven bij het veranderen van de steps-waarde. Dus d.m.v. de meetklok wordt de as weer naar 0 positie gebracht en de "Zero Y" button moet weer worden aangeklikt en vergeet het niet op te slaan.

Menu-> "Config"->"Save Settings"


(daarna deze stappen herhalen voor de andere assen).

12) Tenslotte moet het vanaf Mach3 aan en uitzetten van de motor via het relais worden getest. Op zich kan de motor met de hand worden uitgezet, want de regeling gaat niet via Mach3. Toch is het handig om met M3 en M5 de motorspindle te kunnen bedienen.
Op de STUURKAART TB6560HQT4-v3 is bij mij het relais gekoppeld aan pin 14.
Dit is te vinden in de documentatie van de TB6560.
In Mach3 moet de M3/M4 en M5 output aan pin 14 gekoppeld worden.
M3 en M4 hebben bij mij dezelfde instelling omdat ik geen CCW spindle gebruik.
Hoofdmenu->Config->Ports&Pins->OutputSignals

->"Output#1"; Enabled=Vink; Port="1";Pin="14"; ActiveLow=Vink.
Bij mij moet dus "Active Low" aan, anders werkt het precies anders.

Vervolgens Moet aan output#1 de M3 opdracht gekoppeld worden:

Hoofdmenu->Config->Ports&Pins->SpindleSetup->"RelayControl"->Disable Spindle Relays:ontvinken.
M3 koppelen aan output#1
M4 koppelen aan output#1 

Opslaan.

Nu testen in MDI (Alt+2) Input: "M3" + Enter Vervolgens "M5"+Enter.
Zelfde met M4. met M3 en M4 moet de motor gaan draaien en met M5 moet deze stoppen.

Bij mij zitten de spindle motor en de afzuiger en de koelerblazer op één kontaktdoos en worden gezamelijk aan en uit geschakeld.

Je zou de verlichting ook mee kunnen schakelen, maar die doe ik met de hand.

13) Tenslotte een "waste plate" monteren.

Dit is bij mij een plank van 50 cm x 25 cm uit MDF die op de 4 uiteinden is vastgeschroefd aan de bodemplaat.

Het werkstuk wordt op de wasteplate bevestigd.
Dat kan met lijmspray of schroefjes of beiden. 

Deze wasteplate vangt de freesgroef op als je door het werkstuk heen gaat en beschermt de bodemplaat.

De wasteplate moet gevlakt worden bijvoorbeeld met een schuurschijf.

Wel eerst het aluminium frame goed vastzetten op de 4 punten op de bodemplaat d.m.v. schroeven of kitten.

9. Input signals. EStop controle. AutoSet: Mach3 geeft aan op welke poort en op welke pin het signaal binnenkomt.
Een touch probe om een 0-stelling te bereiken. Hiervoor zijn vrije input pins nodig. Ook moet bij de probe rekening worden gehouden met de maten van de frees of boor.
trapeziumschroefdraad as ontkoppelen van motor. Hier de Y-as.
10. Y- en A-as calibreren met eindmaat: voorzichtig met de hand de trapeziumschroefdraad-as aandraaien. Je kunt ook de stekker van de A-as lostrekken en dan Y electrisch instellen. Hier de Y-as.
11. Met nauwkeurige micrometer de afgelegde afstand calibreren. Hier de opstelling voor de Y-as. Deze handeling dient een paar keer herhaald te worden, en de gemiddelde waarde berekend te worden, ook voor de overige assen. Bij mij komt het uit op rond de 400 steps per mm.
11a. Calibratie X-as.
11b. deze afstand moet ie afleggen
11c. deze afstand is daawerkelijk afgelegd, zoals gemeten met de micrometer.
12. Motor Spindle aan/uit met M3/4 en M5: koppelen aan pin 14 en ActiveLow=true.

MACH3 licentie

Als je een licentie koopt krijg je per e-mail een file die moet worden omgenaamd naar "Mach1Lic.dat".

Deze moet in de installatie directory worden geplaatst, bij mij in "C:\Mach3\".

Daarna de computer herstarten.

Controle:

Je kunt het controleren in Mach3->Hoofdmenu->Help->About Mach3 CNC Controller...

Er volgt een schermpje met een tekstveld "licensed to:", daar hoort je naam te staan.

eric 16.02.2016 12:40

Als ik meet 3 motoren 7 tot 8 amp veel vond ik waarbij een motor draaide. Ik kan niets maken in een paar minuten.

J.Dekker 16.02.2016 12:51

welk merk motoren en wat zijn de technische specificaties? doe maar even e-mail: jnmjdekker@zonnet.nl

eric 16.02.2016 12:37

De set gekocht uit china. Alles moet voor 24 volt zijn. Het is even geleden. Maar de spoelen 4st op de poorten één draad op de plus of min. Onbelast 1 min heet

Eric 15.02.2016 09:42

Ik heb ook zo'n board maar het werkt niet! Als ik alles aansluit gaat het nog goed. Maar als ik ga draaien worden motoren snel heet? Wat doe ik fout?

J.Dekker 16.02.2016 08:05

Beste Eric, welke motoren gebruik je ? Check of de spanning klopt, sommige motoren draaien op 24V andere op 12V.

Nieuwe reacties

29.03 | 10:44

eh sorry, je hebt gelijk, ik las het niet goed. Het is inmiddels gecorrigeerd.

29.03 | 09:18

Hoi Rolf, de dikte wordt door Jan bepaald, ik voer alleen het tekenwerk uit

18.03 | 09:22

Dag Jaap
Mooi om te zien dat er weer modelbouw vorderingen zijn te melden
Opm. balkons van 4mm lijken me wat dik waarschijnlijk moet dit 0.4mm zijn
Grt Rolf

28.02 | 16:11

Met Solid Edge 3D heb ik geen ervaring.
Mvg, Frank Jonkers