Mach3 обзор интерфейса и основные функции. Фрезерный станок.

Прежде чем приступить к детальному обзору пользовательского интерфейса Mach3 в этом руководстве по использованию Mach3 Cnc, я хотел бы рассмотреть несколько популярных вопросов об этом ПО.

Что такое Mach3?

Mach3 — это широко востребованная программа для управления станками с ЧПУ, доступная для скачивания на устройства с Windows. Она идеально подходит для любителей и мастеров, работающих с небольшими фрезерными или гравировальными станками ЧПУ.

Работает ли Mach3 на Windows 10?

Да, Mach3 совместим с Windows 10. Я лично использую эту операционную систему длительное время и не сталкивался с проблемами.

Какая актуальная версия Mach3?

На момент написания последняя версия Mach3 — это V3.043.

Обратите внимание, что обновления программы чаще всего направлены на исправление багов и устранение несовместимостей.

Таким образом, если ваша текущая версия работает без нареканий, не спешите обновляться до самой новой.

Как пользоваться программой Mach3?

Этот вопрос на самом деле частично перекликается с более общим «Как запустить ЧПУ-станок?».

Если у вас есть опыт работы с ЧПУ, но вы не использовали Mach3 ранее, программа покажется вам довольно интуитивной и удобной в применении.

Тем не менее, некоторые особенности программы могут отличаться от других ЧПУ-систем управления.

Я надеюсь, что данное руководство поможет вам разобраться с основными моментами при работе с программой для вашего ЧПУ-станка.

Важно отметить, что Mach3 не создает программы на G-коде, а лишь исполняет их, отправляя команды вашему станку.

Руководство по Mach3

В данном учебном материале я опишу основные экраны Mach3, которые вам предстоит использовать для запуска G-код программ.

Мы рассмотрим функции большинства кнопок, а также поделюсь своими наблюдениями о том, насколько эффективно ПО работает с любительскими ЧПУ-станками.

Однако настройка программы под конкретное оборудование требует учета множества переменных, и я не буду углубляться в этот процесс.

На сайте Machsupport можно найти pdf-файлы с подробными инструкциями по настройке.

Программа выполнения

Основной экран, используемый во время работы программы. На нем отображается максимум информации для отслеживания прогресса работы вашего ЧПУ-станка.

Запуск цикла (Cycle Start)

Зеленая кнопка запуска цикла действует предсказуемо: нажмите ее, чтобы запустить программу. В зависимости от настроек конфигурации, может потребоваться повторное нажатие для подтверждения смены инструмента или в случае остановок в программе, например, командой «M00».

Удержание подачи

Приостановка подачи (Feed Hold)

Кнопка Feed Hold приостанавливает движение станка, оставляя при этом шпиндель включенным, а программу активной.

Однако это отличается от работы промышленных станков. В первый раз, когда я её использовал, машина продолжила выполнение загруженных в память команд перед тем, как остановиться.

В документации Mach3 указано: «Кнопка Feed Hold останавливает программу обработки максимально быстро, но контролируемо, что позволяет возобновить работу через Cycle Start.»

Также там говорится: «Во время Feed Hold можно перемещать оси, заменять инструмент и так далее. Если вы остановили шпиндель или охлаждение, их стоит включить перед продолжением. Mach3Mill запомнит позиции осей и вернется к ним до возобновления работы.»

Функция полезна, но не даёт мгновенной приостановки движения инструмента, что необходимо, например, для проверки зазоров или очистки стружки.

На мой взгляд, это не всегда удобно.

Остановка программы (Stop)

Кнопка «Стоп» прекращает выполнение программы, останавливая шпиндель и оси.

После этого продолжить выполнение программы кнопкой Cycle Start невозможно.

Я часто использую эту функцию при тестировании новых программ, если обнаруживаю неожиданные ходы инструмента или его приближение к ограничению.

В большинстве случаев приходится запускать программу с начала, что не критично при коротких программах, характерных для хобби-станков.

Редактирование G-кода (Edit G-Code)

Эта кнопка открывает загруженную программу в текстовом редакторе для внесения изменений. Вы можете выбрать предпочитаемый редактор в настройках. После завершения изменений сохраните файл и закройте редактор — программа перезагрузится автоматически.

Недавно открытые файлы (Recent File)

Нажатие этой кнопки покажет список последних использованных программ.

Закрыть G-код (Close G-Code)

Эта кнопка удаляет текущую программу из программы Mach3.

Загрузка G-кода (Load G-Code)

При нажатии открывается окно проводника для выбора и загрузки программы. Файлы G-кода должны иметь расширения «.nc» или «.tap».

Если файл имеет расширение «.txt», просто измените его вручную с помощью правого клика.

Установить следующую строку (Set Next Line)

Эта опция позволяет запускать выполнение программы не с самого начала, а с выбранного места. Однако важно учитывать, что не любая строка кода подходит для старта. Следует выбрать такой кадр, с которого станок сможет продолжить работу, не создавая рисков для заготовки или оборудования.

Запуск с текущего кадра (Run from Here)

Функция «Run from Here» является улучшенной версией установки следующей строки.

При ее использовании программа начнет выполнение с начала, не перемещая станок физически, пока не дойдет до указанного вами кадра.

Далее система предложит вручную настроить положение шпинделя для продолжения работы. Однако функция не будет работать корректно при использовании подпрограмм или вложенных подпрограмм.

Перемотка к началу (Rewind)

Кнопка «Rewind» возвращает выполнение программы к самому началу. Ее использование возможно только тогда, когда программа не активна.

Одиночный блок (Single BLK)

Режим одиночного блока выполняет по одной строке программы за раз. Основной недостаток заключается в том, что при активации этой функции в середине программы сначала выполнится текущая строка, а затем введется пауза в подаче. Это похоже на проблему с режимом приостановки подачи — станок будет продолжать движение до момента, когда может безопасно остановиться. Это несколько противоречит самой сути данной функции.

Ни одна промышленная машина, с которой я работал, не вела себя подобным образом.

Такое поведение кажется нелогичным.

Обратный ход (Reverse Run)

Функция, которой я пока не пользовался, но она может быть полезной для долгих программ, если требуется остановиться в середине работы. Идея заключается в том, чтобы комбинировать эту опцию с одиночным блоком или задержкой подачи. Это позволит вернуться к точке, где вы планировали сделать остановку. Возможно, стоит попробовать и обновить этот обзор с учетом практического опыта.

Пропуск блока (Block Delete)

Эта функция, более известная как «пропуск блока», позволяет программному обеспечению игнорировать строки кода, которые начинаются с символа косой черты («/»). Этот переключатель можно включать и выключать по мере необходимости.

Пример кода:

/T1 M06
/G00 G54 X3.3 Y1.8 S2000 M03
/G43 H1 Z1.
/G00 Z.1
/G01 Z0. F2.
/X-1.3 F20.
/Y1.5
/X3.3
/Y1.2
/X-1.3
/G00 Z1.
/M05
G91 G28 X0. Y0. Z0.
G90
M30

При активированной функции «Block Delete» строки с косой чертой будут проигнорированы. В приведенном примере станок просто вернется в домашнюю позицию и завершит выполнение программы.

Опциональная остановка (Optional Stop)

Это переключаемая функция, которую можно включить или выключить при необходимости.

При включении команда M01 заставит машину остановиться, выполняя роль команды M00.

Когда функция отключена, команда M01 будет игнорироваться, и программа продолжит выполнение без остановки.

Охлаждение (Flood)

Эта кнопка активирует или выключает подачу охлаждающей жидкости, если ваша система оборудована и управляется этим процессом.

Многие любительские ЧПУ станки не оснащены системой охлаждения.

Данные об инструменте (Tool Information)

В этой области программы отображается информация о текущем инструменте: его номер, параметры длины и диаметра, а также их коррекция.

Информация отображается только в случае, если не активирована опция пропуска смены инструмента.

Хотя большинство любительских станков не оснащены автоматической сменой инструмента, полезно не игнорировать команды M06, чтобы всегда иметь доступ к важной информации, такой как диаметр инструмента. Единственное неудобство при этом — необходимость вручную запускать цикл после выполнения команды M06. Дополнительные кнопки, такие как «автоматическое обнуление инструмента», «запомнить» и «вернуться», редко нужны на любительских станках.

Режим джога (Jog On/Off)

Этот переключатель должен быть включен для возможности ручного перемещения станка при помощи функции джога.

Скорость подачи (Feed Rate)

На этой панели отображается текущая скорость подачи, и имеется возможность её регулировки в процессе работы программы. С помощью стрелок на клавиатуре можно увеличивать или уменьшать скорость подачи.

Экран отображает как текущую скорость подачи, так и процент от программно заданного значения.

Эта функция очень полезна при написании и тестировании новых программ для корректировки скоростей и других параметров.

Скорость вращения шпинделя в Mach3

Этот раздел экрана программы используется для мониторинга скорости вращения вашего шпинделя. Если ваш станок не имеет регулируемой скорости шпинделя, этот раздел может быть менее полезен.

Кнопка «Шпиндель CW F5» особенно удобна, так как позволяет включать и выключать шпиндель вручную.

Это избавляет от необходимости вводить M03 или M05 в MDI каждый раз, когда требуется ручной запуск шпинделя. Просто нажмите клавишу F5 для аналогичного эффекта.

Экран управления осью в Mach3

Это основной экран, на котором вы следите за работой своего инструмента. Проверка положений осей на дисплее дает вам представление о том, что ваш инструмент находится там, где должен быть.

Например, если инструмент переместился на дюйм выше площадки, как показывает индикатор, но визуальная проверка показывает другое положение, вы можете остановить станок и проверить.

Это хорошая практика — проверять каждую программу перед запуском, чтобы разработать собственную стратегию работы на станке.

Возврат в исходное положение (Ref All Home)

Если на вашем станке установлены концевые выключатели и они настроены как исходные положения, нажатие этой кнопки вернет ваш станок в начальное положение.

Однако если концевые выключатели не настроены правильно, избегайте использования этой функции, чтобы не нарушить текущие установки программного обеспечения, которые используют мягкие ограничения.

Эта функция проигнорирует любые установленные программные мягкие ограничения.

Машинные координаты (Machine Coord’s)

Этот параметр позволяет переключаться между отображением текущего положения относительно исходного положения (когда активен) и показанием активного смещения.

Отображение активного смещения является наиболее эффективным вариантом при запуске программы.

Мягкие пределы (Soft Limits)

Когда вы активируете этот режим (загорится зеленый индикатор), программное обеспечение включит мягкие ограничения движения, которые были заданы в конфигурации.

Этот параметр особенно важен, чтобы предотвратить возможные столкновения станка с границами осей, особенно если на вашем оборудовании отсутствуют концевые выключатели.

Режим Offline

Этот переключатель позволяет выполнять программы без фактического движения станка и включения шпинделя. Лично я редко использую эту функцию, так как Mach3 автоматически запускает программу и выявляет ошибки при загрузке.

To Go

Эта функция показывает оставшееся расстояние до следующей команды в коде, работая как обратный отсчет.

Она может быть особенно полезной при первой обкатке новых программ.

Вы также можете заметить потенциальные ошибки или возможные столкновения до их возникновения.

Ноль X, Y, Z и 4 (Zero X, Y, Z And 4)

Эти кнопки позволяют быстро обнулить соответствующие оси в активной системе координат. Удобный способ сброса смещений при подготовке заготовки к обработке.

Вы также можете щелкнуть на отображаемых значениях осей, чтобы вручную ввести новые координаты и скорректировать смещения.

Тем не менее, рекомендуется проводить эти изменения через страницу смещений для обеспечения упрощенного процесса работы.

Окно траектории инструмента (Toolpath Window) Mach3

Это место, где отображается траектория инструмента при загрузке программы. По умолчанию показан вид сверху в плоскости XY.

Дважды щелкнув мышью по окну, можно переключиться на вид сбоку, чтобы увидеть движения по осям X, Y и Z.

Вы можете вращать вид, щелкнув и удерживая левую кнопку мыши, или перемещать его, удерживая правую кнопку мыши. Используйте колесико мыши для увеличения масштаба или клавишу Shift для точного масштабирования.

Окно траектории предназначено для подтверждения правильности выполнения программы и отправки корректных данных на ваш ЧПУ-станок.

Если вам нужно глубже проанализировать путь инструмента, рекомендуется использовать симулятор G-кода.

Восстановление траектории (Regen. Toolpath)

Нажав на эту кнопку, вы восстановите графическое представление траектории в окне инструмента.

Режим отображения (Display Mode)

При включении этого режима в окне траектории появится пунктирный контур, который указывает границы мягких ограничений, установленных в конфигурации для работы с функцией мягких пределов.

Это поможет убедиться, что ваша программа не выйдет за пределы допустимых границ станка.

Следование за инструментом (Jog Follow)

Эта опция позволяет автоматически следить за текущим положением инструмента, центрируя его на экране во время перемещения.

MDI: Ручной Ввод Данных

MDI — это сокращение от «ручной ввод данных». Через него можно выполнить одну строку кода, что предоставляет быстрый и удобный способ управления машиной — будь то перемещение, запуск шпинделя или применение смещения.

Я нахожу эту функцию полезной при возвращении станка в начальную точку после установки точки отсчета на заготовке, с которой работаю.

Достаточно ввести G91 G28 X0. Y0. Z0. и нажать Enter. Станок вернется в исходное положение. Для более подробной информации о команде самонаведения, вы можете ознакомиться со статьей про код G28.

Для повторного использования команды достаточно нажать стрелку вверх на клавиатуре, чтобы увидеть предыдущие команды. Таким образом можно быстро выбрать нужную команду для повторения.

Экран MDI отображает множество параметров и данных, полезных для выполнения программы.

Некоторые элементы, такие как кнопки «начать обучение» и «остановить обучение», позволяют записывать код для создания небольшой программы прямо через MDI.

Эту функцию можно использовать, чтобы быстро создать программу для обработки поверхности заготовки.

Вы можете перемещать шпиндель вручную, запоминая нужные координаты и используя функцию обучения для записи точек в MDI, чтобы создать программу.

Экран Траектории Инструмента (Toolpath Screen) в Mach3

Экран траектории инструмента схож с экраном выполнения программы, но имеет более подробное отображение траектории. Это особенно полезно при проверке сложных и больших траекторий, так как на большом экране легче заметить возможные ошибки.

Экран Смещений (Offsets Screen) в Mach3

Экран смещений позволяет вам устанавливать и сохранять точные позиции, чтобы станок знал расположение заготовки. Используйте кромкоискатель или циферблат для определения припуска, а затем внесите значения в таблицы смещений.

Смещение Текущей Работы (Current/Active Work Offset) в Mach3

Этот раздел экрана смещений показывает текущее смещение и его значения. Можно выбрать одно из шести основных смещений, от G54 до G59, которые отображаются в таблице как Fixture 1–6.

Выбор смещения здесь не влияет на смещение, применяемое программой. Это определяется кодом G, который используется в выполняемой программе.

Вы можете использовать эту таблицу для выбора смещения при выполнении строки кода в MDI.

Экран Кромкоискателя (Edge Finder Screen)

Экран кромкоискателя позволяет установить активное смещение по краю заготовки. Укажите диаметр кромкоискателя, например, 0,2 дюйма, коснитесь кромки заготовки датчиком и выберите соответствующую кнопку для автоматической настройки смещения с учетом диаметра.

Это удобнее, чем записывать координаты вручную и вводить их в таблицу смещений.

Настройки Z (Gage Block Height, Set Z) Mach3

Этот параметр позволяет настроить значение Z для активного смещения. Коснитесь инструментом поверхности, которую вы хотите использовать в качестве нулевой точки по оси Z, затем нажмите кнопку «Установить Z», и это значение будет автоматически занесено в таблицу смещений.

Укажите высоту используемого блока для настройки, чтобы программа могла учесть это при расчетах.

Настройка смещения инструмента (Set Tool Offset) Mach3

Этот параметр используется для определения длины инструмента с учетом текущего активного смещения по оси Z. Приложите инструмент, и программа вычислит разницу между текущим положением и смещением Z, после чего внесет эти данные в таблицу смещений инструментов.

Значение блока будет учтено, если вы правильно его введете.

Сохранение смещений работы / Сохранение смещений инструмента (Save Work Offsets / Save Tool Offsets)

Выбор этих опций откроет таблицы, где можно вручную ввести или скорректировать смещения. Сохранение смещений инструмента позволяет настраивать диаметр инструмента, что полезно при программировании коррекции диаметра в таких командах, как G41 или G42.

Ручной режим (Manual Mode) Mach3

Нажатие клавиши «Tab» на клавиатуре активирует виртуальный контроллер MPG.

Этот контроллер используется для ручного управления осями, что наиболее удобно при установке исходных точек для проекта. Наиболее часто используемые элементы управления — это зелёные и красные кнопки внизу экрана, которые управляют движением машины в нужном направлении. Скорость можно регулировать, изменяя процентное значение над кнопками.

Нажатие клавиши Shift при использовании джойстика увеличивает скорость до 100%, независимо от установленного процента.

Режим толчка (Jog Mode)

Этот режим переключается между тремя опциями: непрерывный (Cont), пошаговый (Step) и MPG. В режиме «Cont» оси движутся непрерывно при удерживании кнопки, тогда как в режиме «Step» можно двигать оси на фиксированные расстояния.

Пошаговый режим (Jog Step)

Расстояние перемещения в пошаговом режиме зависит от выбранного шага. Можно переключаться между значениями 0,1″, 0,01″, 0,001″ и 0,0001″, что позволяет точно контролировать движение осей.

Пошаговый режим полезен при использовании кромкоискателя или при точной установке исходных точек для работы с заготовкой.

Для использования выберите «Step» в режиме толчка, настройте шаг перемещения, и каждая ось будет двигаться на заданное расстояние при каждом нажатии кнопки.

Для более профессионального управления машиной рекомендую приобрести физический контроллер MPG. Он легко подключается и делает работу значительно удобнее.

Горячие клавиши Mach3

Для тех, кто предпочитает использовать клавиатуру вместо виртуальных кнопок, Mach3 предлагает множество горячих клавиш для быстрого выполнения команд. Если какая-либо кнопка на экране имеет соответствующее сочетание клавиш, оно будет отображаться на самой кнопке.

Для перемещения по осям X и Y можно использовать стрелки на клавиатуре, а для управления осью Z — клавиши Page Up и Page Down.

Некоторые команды, такие как запуск цикла, требуют нажатия комбинации клавиш, что снижает риск случайного запуска работы. При этом даже если сочетания указаны с заглавными буквами, их можно использовать и в нижнем регистре, блокировка заглавных не требуется.

• Запуск цикла = Alt-R
• Остановка подачи = Пробел
• Стоп = Alt-S
• Перемотка программы = Ctrl-W
• Одиночный блок = Alt-N
• Включение/выключение подачи = Ctrl-Alt-J
• Запуск шпинделя (CW) = F5
• Стрелка влево = движение по оси X в отрицательную сторону
• Стрелка вправо = движение по оси X в положительную сторону
• Стрелка вверх = движение по оси Y в положительную сторону
• Стрелка вниз = движение по оси Y в отрицательную сторону
• Page Up = движение по оси Z вверх
• Page Down = движение по оси Z вниз

Также предусмотрены сочетания клавиш для быстрого переключения между экранами.

• Запуск программы = Alt-1
• MDI режим = Alt-2
• Траектория инструмента = Alt-4
• Настройки смещений = Alt-5
• Конфигурация = Alt-6
• Диагностика = Alt-7

Итоговые мысли и мнение

Использую Mach3 уже некоторое время и считаю, что это качественное программное обеспечение, которое стоит своих денег.

Хотя оно не идеально, Mach3 адаптировано для работы с разными ЧПУ-станками, что подразумевает некоторые компромиссы. Но, настроив программу для моего оборудования, я не столкнулся с какими-либо проблемами. Рекомендую его тем, кто ищет программное обеспечение для своего хобби-станка с ЧПУ. Главный выбор, который остается за вами, — это выбрать правильный тип ЧПУ для работы с ним.

Также на сайте можно найти статьи о Vectric Aspire и UGS — программах для управления станками, которые используются с Arduino и не поддерживают Mach3.