Настройка режима постоянной скорости в MACH3


Многие пользователи Mach 3 путаются в настройках режима постоянной скорости и в том, как они влияют на перемещения станка.

Общая логическая конфигурация (Config -> General Config...)

Режим перемещения (постоянная скорость или точный останов)

Постоянная скорость (Constant Velocity, ПС) — режим, обеспечивающий поддержание постоянной скорости во время ВСЕХ угловых или дуговых перемещений, подчиняясь параметру ускорения. Однако это невозможно во время некоторых перемещений, таких как перемещения по одной оси переменного направления (то есть, при таких перемещениях движение должно в какой-то момент останавливаться). При перемещениях, где может поддерживаться постоянная скорость, углы будут скругляться в зависимости от того, насколько велико ускорение в сочетании с допуском расстояний в режиме постоянной скорости (см. ниже). Более высокие ускорения и меньшие значения допуска расстояний приведут к более крутым углам и снижению динамической погрешности. Обратите внимание, что это НЕ то же самое, что и динамическая погрешность серводвигателя подачи и не имеет ничего общего с ПИД-регулированием. Динамическая погрешность серводвигателя / шагового двигателя будет несколько ХУЖЕ, чем погрешность в режиме постоянной скорости, и зависит от того, насколько жесткой является обратная связь серводвигателя. Шаговые двигатели также будут отставать (+/-1 полный шаг) и терять шаги при слишком больших углах поворота (ЭТО ОЧЕНЬ ПЛОХО).

Точный останов (Exact Stop) — в этом режиме движение ускоряется и замедляется между «точками» в G-коде. Mach-3 видит только одно перемещение за раз, поэтому станки в этом режиме работают несколько грубо и очень медленно. Режим «точный останов» должен использоваться только в том случае, если станок не должен скруглять ни один угол (внутренний или внешний). Однако помните, что большинство CAM-программ для формирования дуг будут выдавать множество крошечных перемещений по коду G01. В режиме точного останова данный тип движения характеризуется низким качеством обработки поверхности и может негативно сказываться на режущем инструменте и компонентах станка.

- Общая конфигурация (LookaHead____ Lines) (буфер предпросмотра)

Применяется только в режиме постоянной скорости и определяет, как далеко «по ходу» заглядывает вперед планировщик перемещений Mach3. Установка малого значения данного параметра — это как вождение автомобиля при близорукости. Установка большого значения напоминает стопроцентное зрение, дополняемое использованием бинокля, когда необходимо смотреть вдаль. Данный параметр позволяет программе лучше адаптироваться к внезапным изменениям траектории движения. Для большинства случаев рекомендуется установить значение данного параметра примерно на 200. Максимальное значение составляет 1000, однако установка максимума может вызвать проблемы при недостаточном быстродействии компьютера.

- Режим постоянной скорости (режим «плазма»— Plasma Mode, ПС допуск расстояний — CV Dist Tolerance____ Units, G100 адаптивно значению ПС — G100 Adaptive NurbsCV, Стоп ПС, если угол > ...градусов — Stop CV on angles > _____ Degrees)

Режим «плазма» (Plasma Mode) позволяет в некоторых случаях избежать «нырков» и скруглений углов. Как правило, этот параметр не рекомендуется использовать, помимо случая, когда ваш станок имеет невысокое ускорение и низкое разрешение шага.

ПС допуск расстояний (CV Dist Tolerance____ Units) — данный параметр влияет на величину скругления углов. Установка большого значения позволит станку работать максимально быстро. Установка малого значения обеспечит меньшее скругление углов, поскольку станок будет приближаться к заданной геометрии, однако при этом скорость обработки несколько снизится. Физически данный параметр означает расстояние от конца линии, по которой производится рез, до того места, где дуга начинает скругляться. Таким образом, это расстояние от пересечения дуги в режиме ПС до фактического конца перемещения (в режиме точного останова).

G100 адаптивно значению ПС (G100 Adaptive NurbsCV) — это устаревшая опция и ее не следует использовать. Она осталась с тех времен, когда G100 выполнял DDA, но теперь безнадежно устарела.

Стоп ПС, если угол > ...градусов (Stop CV on angles > _____ Degrees) — действительно полезная настройка, которая автоматически переключает станок из режима постоянной скорости в режим точного останова в зависимости от приближающегося угла следующей строки кода. Неплохим компромиссным решением является установка данного параметра на 90 градусов, поскольку большая часть G-кода, в котором имеется поворот на 90 градусов (или меньше), обычно указывает на то, где требуется хороший острый угол. Тем не менее, некоторое CAM-программы могут генерировать ДЕЙСТВИТЕЛЬНО плохой код, который физически представляет собой дугу или угловое перемещение как гигантскую последовательность маленьких ступеней лестницы, расположенных под углом 90 градусов, например:

G01
X0
Y0
X0.01
Y0.01
X0.02
Y0.02

Этот код будет УЖАСНО запускаться с настройкой на 90 градусов или выше. Иногда, просто глядя на экран, ОЧЕНЬ сложно сказать, есть ли в вашем коде такая проблема. Данный вопрос заставляет многих биться головой о стену, поэтому, если несмотря на все ваши старания, ваш станок перемещается по кривым, стоит просмотреть свой код. При этом, чтобы увидеть проблему, на Mach3 может потребоваться масштабирование траектории движения инструмента.

Настройка колеса Шаттл (Ускорение колеса___секунд)

Данный параметр определяет, сколько времени отводится на перемещение для устранения люфта (см. статью "Люфт ШВП и ходовых винтов"). В данном случае для сервоприводов были установлено ОЧЕНЬ маленькое значение (0,00001). Это нивелирует влияние люфта на плавность работы станка, поскольку шаговые импульсы отправляются максимально часто (в пределах скорости ядра). В системах c шаговыми двигателями может потребоваться большое значение, необходимое для предотвращения потери шагов. Также рекомендуется установить размер люфта до некоторого ОГРОМНОГО видимого числа (10 мм), поскольку в этом случае легко понять, как различные параметры люфта влияют на перемещения станка.

Значения люфта (Backlash Values (Config -> Backlash))

Размер люфта в единицах (Backlash Distance in units) — это величина отклонения / соответствия / компенсация / мертвого хода по конкретной оси. Ось станка без трения (линейные направляющие и т. д.), может скользить вперед и назад на величину люфта, как ей будет угодно (во время ускорения, глубокого реза, при вибрации). Так что желательно максимально сократить рабочий ход, прежде чем применять компенсацию люфта в программе. Для станков с высоким коэффициентом трения (прямоугольные направляющие / направляющие типа «ласточкин хвост») или медленных станков это не такая уж большая проблема.

Скорость люфта % от макс. (Backlash Speed % of Max) — данный параметр необходим, поскольку компенсация люфта не ограничена параметром ускорения. Установка параметра на 100% в системе с шаговыми двигателями это приведет к потерям шагов, а для серводвигателей 100% — это просто отлично :)

Главный экран (Настройки Alt6) (Main Screen (Settings Alt6))

ПС допуск расстояний (CV Distance) — см. выше

ПС подача (CV Feedrate) — перемещение, как в режиме постоянной скорости, НО с заданной вами скоростью подачи. Например, если ПС подача установлена на 50 UPM, а значение перемещения — на 20, то скорость по следующей оси ускорится до 20, тогда как первая ось замедлится до 20. В результате, перемещение в режиме постоянной скорости будет выглядеть так же, как перемещение при 20 UPM. Проблема лишь в том, что на высокой скорости будет наблюдаться огромное количество рывков в системе.

Очевидно, что настройки режима постоянной скорости оказывают значительное влияние на производительность станка. При первом запуске лучше включить режим постоянной скорости и отключить все остальные настройки до тех пор, пока вы не прочувствуете работу системы. Сервосистемы весьма снисходительны в отношении настроек постоянной скорости и не теряют позиционирование несмотря ни на что. Шаговые двигатели, наоборот, могут моментально начать терять шаги, если настройка не совсем верна. Рекомендация при работе с шаговыми двигателями: вносите изменения максимально осторожно и не забывайте, что превышение допустимых возможностей может привести к потере шагов и самообладания!