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*** Se você for usar o Mach3, você deve acessar esta página: Configurando o SmoothStepper com Mach3. ***

*** Somente o ESS oferece suporte ao Mach4. O USS NÃO oferece suporte ao Mach4, leia aqui para mais detalhes.***

Configurando o software SmoothStepper e Mach4

Primeiros Passos: configurando o SmoothStepper e o Mach4.

Instruções de configuração para instalar o Mach4 e o plugin ESS

Configuração do plugin ESS

Configuração principal do Mach4

Instruções de configuração para instalar o Mach4 e o plugin ESS

Instruções de configuração para instalar o Mach4 e o plugin ESS

Para o Mach4, recomendamos usar a versão recomendada mais recente do plugin ESS, encontrada na etapa nº 3 das instruções de configuração (abaixo). (As imagens desta página podem mostrar números de versões mais antigas do plugin, até a build 206 do ESS, mas isso não afetará o processo de configuração, pois as telas de configuração permaneceram funcionalmente iguais.)

Problemas conhecidos ( o status do desenvolvimento do software é discutido aqui):

  1. O referenciamento (homing) apenas recua do sensor. É necessário um script Lua para mover uma distância de offset especificada em seguida, e há um vídeo aqui mostrando como fazer isso.

CONFIGURAÇÃO Etapa 1 - Executar o SCU:

Confirme que você usou o SCU para preparar seu PC para o ESS. Verifique se o seu ESS está alimentado e conectado ao seu PC por meio de cabo Ethernet.

Aqui há um vídeo mostrando como usar o SCU (System Configuration Utility).

Aqui há um vídeo mostrando como instalar o Mach4 e o plugin ESS nas etapas de CONFIGURAÇÃO 2 e 3.

CONFIGURAÇÃO Etapa 2A - Instalar o Mach4 e sua documentação:

Algumas pessoas relataram que os links de download não funcionam (ou exigem cliques extras por causa da segurança relacionada a arquivos zip) no Chrome (Google) ou no Explorer (Microsoft). Se você estiver usando um navegador como Brave ou Firefox, os links simplesmente funcionam. Clicar com o botão direito no link e selecionar “Salvar (link/destino/arquivo) como:” deve permitir o download na maioria dos navegadores; talvez seja necessário ir até a barra inferior do navegador e clicar para permitir o download (no Chrome, clique na seta ao lado de descartar e depois em MANTER).

Hobby vs Industrial: Existem duas versões do Mach4: Hobby e Industrial. A maioria dos usuários ficará bem com a versão Hobby. A Industrial tem alguns recursos e suporte mais avançados (consulte a documentação do Mach para decidir). Ao baixar o Mach4, preste atenção se você está baixando a versão Hobby ou Industrial.

Se você for atualizar sua versão atual do Mach4, faça uma cópia de toda a pasta “C:\Mach4Hobby\” antes de instalar a nova versão. Isso permitirá voltar ao que você tinha anteriormente, caso decida fazer isso.

Selecione um dos seguintes pares recomendados de Mach4 e o plugin ESS correspondente:

1) Atualmente recomendado para todos os usuários:

Versão estável mais recente do Mach4 Hobby

com

ESS build 319

2) Opcional para usuários avançados: Aqui está um link para a página de download FTP do Mach4, onde eles disponibilizam versões de desenvolvimento mais recentes.

* O ESS build 278 e superiores alteraram o nome dos sinais de saída para Spindle PWM e Laser PWM nas abas de sinais de saída. Isso foi feito para refletir que o Spindle agora também é a saída Analog Out 0 para M67 e que o Laser agora é a saída Analog Out 1 para M67. Ao alternar entre a versão 277 ou inferior e a versão 278 ou superior, você perderá as atribuições dos pinos Laser PWM e Spindle PWM na aba de sinais de saída.

Nos builds 4999+ do Mach4, você pode ver um erro Trace ao abrir seu perfil. Isso provavelmente acontece porque o screenset está chamando "C:\Mach4Hobby\Modules\trace.luac", que não é chamado de mcTrace. Adicione o arquivo Trace.luac nessa pasta ( a partir daqui) ou altere seu screenset para usar mcTrace.

O Mach4 fornece bastante documentação sobre como usar o Mach4, que você realmente precisa ler e entender. Você pode encontrá-la na pasta Docs dentro da pasta de instalação do Mach4, normalmente C:\Mach4Hobby\Docs\

Documentação do Mach4

Se você acabou de instalar o Mach4 na etapa 2A, pode pular a etapa 2B.

CONFIGURAÇÃO Etapa 2B - Atualizar o Mach4 e sua documentação:

A Newfangled Solutions lança regularmente novos builds do Mach4, que adicionam novos recursos ou corrigem bugs existentes. Minha política é: se tudo está funcionando do jeito que você quer, não mexa. Caso contrário, faça backup e depois atualize.

O Mach4 recém-atualizado agora deve funcionar para você!

CONFIGURAÇÃO Etapa 3 - Instalar o plugin ESS:

Embora existam outras builds arquivadas do ESS abaixo, você deve usar a(s) versão(ões) do ESS atualmente recomendada(s):

Veja aqui o registro de alterações do plugin ESS.

Observações:

Algumas pessoas relataram que os links de download não funcionam (ou exigem cliques extras por causa da segurança relacionada a arquivos zip) no Chrome (Google) ou no Explorer (Microsoft). Se você estiver usando um navegador como Brave ou Firefox, os links simplesmente funcionam. Clicar com o botão direito no link e selecionar “Salvar (link/destino/arquivo) como:” deve permitir o download na maioria dos navegadores; talvez seja necessário ir até a barra inferior do navegador e clicar para permitir o download (no Chrome, clique na seta ao lado de descartar e depois clique em MANTER).

A partir da build 4517, o Mach4 alterou vários registradores internos (# vars) e passou a exigir o plugin ESS 260 ou mais novo, pois essa alteração quebrou a compatibilidade com os plugins ESS mais antigos. O plugin ESS 259 e anteriores funcionam apenas com builds do Mach4 4470 e anteriores. A versão 260 é essencialmente igual à 259, exceto por ter sido compilada contra versões diferentes do Mach4. A 259 é essencialmente igual à 258, exceto por avisar caso você esteja usando uma versão nova demais do Mach4.

As builds 233 até 244 tinham pulsos de passo de apenas 5 us em vez de pulsos de 10 us. A partir da 245, voltaram para pulsos de passo de 10 us. Isso afetou apenas alguns servo drives, que simplesmente não se moviam com as versões de 5 us.

Guia de instalação do plugin ESS:

- Primeiro, faça uma cópia de backup de toda a pasta do Mach4.

- Descompacte o conteúdo do arquivo do plugin ESS que você acabou de baixar.

- Dentro da pasta de plugins do Mach4, que normalmente é: ‘C:\Mach4Hobby\Plugins\’, substitua os arquivos antigos existentes do plugin ESS pelos arquivos ‘.m4pw’ e ‘.sig’.

- Inicie o Mach4 novamente para usar o novo plugin ESS; a atualização estará concluída.

CONFIGURAÇÃO Etapa 4 - Ligar o ESS:

Certifique-se de que seu ESS está alimentado e conectado ao seu PC por meio de cabo Ethernet.

Aqui há um vídeo mostrando como criar e configurar um perfil do Mach4 conforme mostrado nas etapas de CONFIGURAÇÃO 5 a 14.

CONFIGURAÇÃO Etapa 5 - Iniciar o Mach4:

Execute a interface gráfica do Mach4 ou dê um duplo clique no ícone da área de trabalho.

CONFIGURAÇÃO Etapa 6 - Selecionar seu perfil (se ele existir):

Na janela “Select Profile”, se você já criou um perfil, selecione-o e então pule para a seção Configuração do plugin ESS. Se você ainda não criou um perfil, continue com a próxima etapa.

CONFIGURAÇÃO Etapa 7 - Criar um novo perfil:

Para criar um novo perfil do zero, abra o Mach4 e clique em “Create Profile”.

Selecionar perfil

Nome do perfil

Nome do perfil

Screenset

Selecionar novo perfil e pressionar OK

CONFIGURAÇÃO Etapa 8 - Inserir o endereço IP do ESS:

Quando solicitado, insira o endereço IP do seu ESS. O IP padrão de fábrica é “10.9.9.9”, a menos que você o tenha modificado com o configurador. Pressione “OK” Endereço IP


CONFIGURAÇÃO Etapa 9 - Cancelar a seleção de Motion Device:

Quando a janela Select Motion Device aparecer, você só conseguirá clicar em Cancel. Pressione “Cancel”

Selecionar dispositivo de movimento

CONFIGURAÇÃO Etapa 10 - Habilitar o plugin ESS:

Vá em Menu -> Configure -> Control... (antes era Mach…) -> aba Plugins: certifique-se de que o plugin “ ESS – Warp9 Tech Design, Inc” esteja habilitado com uma marca verde. Você precisará reiniciar o Mach4 se alterar para a marca verde.

Neste momento, você também deve habilitar:

Menu -> Configure -> Control....

Habilitar plugin ESS


CONFIGURAÇÃO Etapa 11 - Cancelar novamente a seleção de Motion Device:

Quando a janela Select Motion Device aparecer novamente, você só conseguirá clicar em Cancel. O ESS não ficará visível porque o plugin ESS só será habilitado depois que o Mach4 for reiniciado. Pressione “Cancel”

Selecionar dispositivo de movimento


CONFIGURAÇÃO Etapa 12 - Reiniciar o Mach4 e selecionar o perfil:

Saia do Mach4 e abra-o novamente, selecionando seu novo perfil

Selecionar novo perfil e pressionar OK


CONFIGURAÇÃO Etapa 13 - Selecionar Motion Device -> ESS:

Quando a janela Select Motion Device aparecer novamente, você finalmente poderá selecionar o ESS como seu Motion Device. Pressione “OK”

Selecionar dispositivo de movimento

CONFIGURAÇÃO Etapa 14 - Comunicação com o ESS:

Verifique a conectividade indo em Menu -> Diagnostic -> e clicando em “ESS v***– Warp9 Tech Design, Inc” para ver a janela de diagnóstico. Menu -> Diagnostic -> ESS

Janela de diagnóstico

Você deverá ver o Sequence ID e o Device Time aumentando quando o ESS estiver se comunicando com o Mach4.

Se nada acontecer quando você estiver na janela de diagnóstico, ou se receber mensagens dizendo que o Mach4 não consegue se comunicar com o ESS, estes são os problemas mais comuns:

Continue com a próxima seção: Configuração do plugin ESS, abaixo.

Configuração do plugin ESS:


Estas imagens foram feitas com a build (versão) 206 do plugin ESS, mas também serão válidas para versões mais novas do plugin ESS. Certifique-se de ter concluído a seção anterior de configuração inicial do Mach4 e do plugin ESS antes de iniciar esta seção.

ESS: acessando a configuração:

Vá em Menu -> Configure -> Plugins… -> ESS v... - Warp9 Tech Design, Inc

Menu -> Configure -> Mach....

ESS Etapa 1 - aba Info:

A aba “Info” informa a ordem que você deve seguir ao configurar os ajustes do ESS.

Aba Info

ESS Etapa 2 - aba General:

Na aba “General”, você pode:

1) Verificar o endereço IP

2) Buffer Size (quase sempre deixado em 0,18):

3) Definir a Plugin Frequency; 40 Hz é o valor recomendado. Já vi o homing falhar quando isso estava definido em 200 Hz.

4) Monitorar o Velocity FIFO Buffer - mantenha marcado.

Imagem da aba General

ESS Etapa 3 - aba Motors:

Na aba “Motors”, você pode:


O ESS informa os dados de posição ao Mach4 40 vezes por segundo, ou conforme a frequência definida para o plugin. Dependendo de quando a thread do plugin ESS é atendida pelo Windows e de quando o hardware do ESS informa as posições atuais ao plugin, existe variação no intervalo entre os relatórios de posição. Eu diria que +/- 10% não é incomum, e isso faz com que o avanço calculado e exibido oscile bastante. Isso significa que o avanço mostrado na tela do Mach4 pode variar cerca de +/- 10%. Se você aumentar o valor de "Reported Feed Rate Smoothing", os pontos de posição reportados serão calculados em média por esse número de segundos; o valor parecerá muito mais suave e mais próximo do valor comandado, mas terá atraso de acordo com o tempo usado. Isso não afeta de forma alguma a velocidade com que o ESS move seus motores, apenas a exibição desses valores.

Observação: As configurações nesta imagem são apenas ilustrativas; você deverá usar os valores adequados ao seu sistema.

Aba Motors

ESS Etapa 4 - aba Spindle:

Antes de ligar um novo VFD/spindle, verifique os parâmetros dele para garantir que ele só atinja a saída máxima de 220 V (ou 110 V) em 400 Hz, assumindo que ele chegue ao máximo em 400 Hz × 60 segundos = 24.000 RPM. Os VFDs mais baratos PODEM vir programados para atingir a saída total de 220 V (ou 110 V) em 50 Hz ou 60 Hz, o que pode queimar o spindle e/ou o VFD. Leia o manual para verificar esse parâmetro e outras etapas necessárias.

Na aba “Spindle”, você pode escolher em qual modo operar seu spindle. Relay Mode e modo PWM são as escolhas mais comuns.

Para mais informações sobre a fonte RPM Input, clique aqui.

Para mais informações sobre PID, clique aqui.

Aqui há algumas informações sobre como reduzir ou eliminar ruído elétrico do VFD/spindle.

Nesta seção falaremos sobre os modos de spindle do SmoothStepper: Relay ou None, PWM, SS Motor ou OB. Aqui você pode aprender mais sobre o controle de saída analógica M67 ou aqui sobre o controle do spindle via Modbus.

Observação: As configurações nesta imagem são apenas ilustrativas; você deverá usar os valores adequados ao seu sistema.

Aba Spindle

Observação: As configurações nesta imagem são apenas ilustrativas; você deverá usar os valores adequados ao seu sistema.

Aba Spindle

Observação: As configurações nesta imagem são apenas ilustrativas; você deverá usar os valores adequados ao seu sistema.

Aba Spindle

SS Motor Tuning

Observação: As configurações nesta imagem são apenas ilustrativas; você deverá usar os valores adequados ao seu sistema.

Aba Spindle

ESS Etapa 5 - aba Laser:

Nas duas abas “Laser”, você pode configurar um laser para operar nos modos Raster e Vector. Leia aqui o artigo de configuração do laser, e os artigos seguintes, para aprender como usar um laser com o SmoothStepper.

Defina a frequência PWM do laser (Hz), tanto para Raster quanto especialmente para Vector, em pelo menos 1050 Hz. Você pode usar valores bem maiores se desejar. Em 1000 Hz, só é possível chegar de forma confiável a até 96% de potência. Em 1050 Hz ou mais, é possível chegar a 100% de potência. Isso será corrigido no ESS build 284 ou superior.

Aba Laser

Aba Laser

ESS Etapa 6 - aba Analog:

Na aba “Pins Config”, você pode:

Aba Laser

ESS Etapa 7 - aba Pins Config:

Na aba “Pins Config”, você pode:

Port 2 and Port 3 Pin Direction

Active Low or High


Aqui está um exemplo da janela Pins Config. A SUA SERÁ DIFERENTE!

Aba Pins Config

ESS Etapa 8 - aba Input Signals:

Aqui está um link para a descrição de todos os Input Signals disponíveis. Na aba “Input Signals”, você pode:

Enable Input Signal

Clear Mapping

Multiple Mappings

Aqui está um exemplo da janela Input Signals. A SUA SERÁ DIFERENTE!

Sinais de entrada

* As barras pretas indicam onde pulei várias linhas vazias.

Para mais informações sobre sondagem/probing, clique aqui.

ESS Etapa 9 - aba Output Signals:

Aqui está um link para a descrição de todos os Output Signals disponíveis. Na aba “Output Signals”, você pode:

Enabled Outputs

Aqui está um exemplo da janela Output Signals. A SUA SERÁ DIFERENTE!

Sinais de saída

* As barras pretas indicam onde pulei várias linhas vazias.

ESS Etapa 10 - aba Homing:

Observações:

***Já vi o homing falhar quando a frequência do plugin ESS é ajustada para 200 Hz em vez do valor padrão de 40 Hz. Acredito que isso dependa do PC e de quão alta a frequência do plugin pode ser antes que o problema ocorra. Para a maioria das pessoas, 40 Hz funciona bem, e 100 Hz também funciona em um bom PC.***

Como o homing funciona

Quando você pressiona o botão Ref All Home no seu screenset, o Mach4 informa ao SmoothStepper qual eixo ou quais eixos devem fazer homing. O ESS converterá essa informação de eixo nos motores apropriados que devem ser referenciados.

Normalmente, você fará a máquina referenciar primeiro o eixo Z, para que ele suba até uma posição segura e não quebre ferramentas. Depois, o eixo X faria homing em segundo lugar e o eixo Y em terceiro, ou você poderia fazer X e Y referenciarem ao mesmo tempo. Na maioria dos casos, eixos adicionais seriam referenciados depois disso.

Se houver mais de um motor em um eixo, todos os motores serão referenciados ao mesmo tempo. Se houver apenas uma chave de home para um eixo, todos os motores desse eixo irão parar ao mesmo tempo quando essa chave for acionada. Se cada motor desse eixo tiver sua própria chave de home, cada motor continuará se aproximando da sua respectiva chave de home, na velocidade de aproximação) comandada, até que cada motor acione sua chave de home específica, o que fará o autoesquadrejamento do pórtico, assumindo que as chaves de home estejam posicionadas para resultar em um pórtico esquadrejado. Quando um motor aciona sua chave de home, ele para e aguarda nessa chave ativa até que todos os motores atualmente em homing também estejam parados em suas chaves de home.

Na aba Homing do SmoothStepper, ajuste a velocidade de aproximação de cada motor para uma velocidade confortavelmente rápida, garantindo que essa velocidade seja idêntica para todos os motores de um eixo específico. Não ajuste a velocidade de aproximação tão alta a ponto de causar preocupação com perigo ou dano, mas alta o suficiente para que o homing ocorra em uma velocidade razoável para esse eixo. Quando a chave de home aciona, o motor ainda precisa desacelerar, e isso leva certa distância, normalmente muitos passos. Se encerrássemos o processo de homing nesse ponto, estaríamos em uma distância aleatória sobre a chave de home, e essa posição de home não seria precisa nem repetível de forma consistente.

Agora o SmoothStepper irá recuar o motor da chave de home em uma velocidade de recuo muito lenta que você definiu na aba Homing do SmoothStepper. Lembre-se de que o motor normalmente só precisa recuar menos de um centímetro da chave, portanto a distância é pequena e não levará muito tempo. O objetivo é mover devagar o suficiente para que, assim que a chave desative, o motor avance apenas 1 passo além do último ponto ativo ou, pelo menos, siga uma rampa de desaceleração muito consistente, que sempre resulte em um número consistente de passos, por exemplo, 2 ou 3 passos após a chave desativar. Agora seu eixo está referenciado e possui posição de coordenada de máquina igual a 0.

Alguns usuários agora querem que o eixo se mova para uma posição arbitrária. A coluna "After Backoff Move" permite definir essa distância, e o eixo se moverá até essa posição na velocidade de aproximação. A posição de coordenada de máquina será reportada como a distância "After Backoff Move" × Steps per unit desse eixo. Lembre-se de que talvez seja necessário inserir uma distância negativa para Z se ele fizer homing no topo do eixo. O movimento "After Backoff Move" ocorre na velocidade de aproximação, NÃO na velocidade de recuo.

O ESS informará ao Mach que o eixo, ou os eixos, foram referenciados, e então o Mach4 informará ao ESS para referenciar outro eixo, se aplicável. Se na aba Mach4 -> Control -> Axis and Homing houver uma distância de offset aplicada, essa distância será aplicada no nível do Mach4 como offset nos seus DROs, mas o ESS não fará nada com isso nem terá conhecimento desse offset.

Exemplo de arquivo de log de homing

Se você estiver tendo problemas com homing, execute um arquivo de log durante o homing, e ele descreverá o que está acontecendo ou o que está dando errado! Aqui há um exemplo de log de homing bem-sucedido, com o que eu procuro destacado. Amarelo é a aproximação e ativação da chave de home. Verde é o recuo da chave. Azul é a desativação da chave e o fim do homing desse eixo. Removi linhas extras para clareza e mostrei apenas o homing dos eixos X e Y.

Mensagens de homing

Durante o homing, se você vir esta mensagem:

"!!!!AVISO: Um motor parece estar preso recuando de uma chave de home! Verifique a aba de diagnóstico para ver se o indicador da chave de Home está ativo quando a chave não está! Se o eixo fez homing com sucesso, você pode ignorar esta mensagem. Se você vir registros do motor se aproximando da chave e a chave sendo ativada, isso significa apenas que o recuo está lento."

Este é um aviso para usuários que estão configurando o homing e estão com a chave de limite ligada incorretamente ou com o active high/low configurado errado. O que acontece é que a rotina de homing entende que já está imediatamente sobre uma chave e começa a tentar recuar, afastando-se da chave indefinidamente. Então o usuário inverte a direção do homing, fazendo o eixo se aproximar da chave na velocidade de recuo e depois ficar parado sobre a chave para sempre, porque finalmente a rotina acha que recuou da chave de home. Esta mensagem tenta alertar fortemente que talvez você esteja fazendo algo errado.

No entanto, se o arquivo de log mostrar que o eixo está se aproximando da chave, depois acionou a chave e em seguida recuou dela, com esta mensagem aparecendo apenas agora, você pode ignorá-la; você está apenas recuando bem devagar, o que está correto.

Verificando suas chaves de home

Ao configurar inicialmente o sistema ou após mexer na fiação, você deve sempre abrir a janela Menu -> Diagnostics -> ESS, acessar a aba FPGA Signals e confirmar que cada sinal Motor Home usado ativa quando a chave de home é acionada e desativa quando a chave de home desativa. Você pode fazer isso com uma chave ou movimentando os eixos em jog até suas chaves de home. Se as chaves de homing funcionarem corretamente ali, elas devem funcionar corretamente durante o homing. Se o seu screenset mostrar os sinais de Home, é suficiente testar a funcionalidade ali.

Configurando o homing

Aqui está como configurar os sensores de Home e Limit e os problemas comuns relacionados a eles.

ESS Etapa 11 - aba Probing:

Para todos os detalhes sobre a funcionalidade de probing do ESS no Mach4, leia este artigo.

Ao configurar inicialmente o sistema ou após mexer na fiação, você deve sempre abrir a janela Menu -> Diagnostics -> ESS, acessar a aba FPGA Signals e confirmar que os sinais de Probe usados ativam quando as respectivas sondas são ativadas e desativam quando as respectivas sondas desativam. Você pode fazer isso com uma chave, movimentando a placa de toque ou movimentando o eixo em jog até a chave. Se o seu screenset mostrar os sinais de probe, é suficiente testar a funcionalidade ali.

Aqui está um exemplo da janela Probing. A SUA SERÁ DIFERENTE!

Probing Tab

ESS Etapa 12 - aba Backlash:

Corrigir o hardware é a única forma real de eliminar backlash. A compensação de backlash (B.C.) não corrige o backlash, mas pode ajudar a escondê-lo. Porém, ela não ajudará se você estiver usinando em climb/concordância, pois a ferramenta puxará o eixo em direção ao material.

Se você precisar de compensação de folga (backlash), marque a caixa para habilitá-la.

O ESS importará o valor de backlash junto com a velocidade máxima e a aceleração dos parâmetros de ajuste de motor do Mach4.

Dependendo do tipo de hardware que você usa e da quantidade de backlash, você pode usar “Use Custom Values” e atribuir uma taxa de saída mais rápida (improvável) ou uma taxa de saída mais lenta (mais provável).

A compensação de backlash funciona corretamente no Mach4 desde o ESS 231, em 2018. Os dois motivos pelos quais as pessoas têm problemas para fazer a compensação de backlash funcionar corretamente são:

Aqui está um exemplo da janela da aba Backlash. A SUA SERÁ DIFERENTE!

Backlash Tab

Se você quiser testar suas configurações de backlash, aqui está um ótimo GCode (ou código para a janela MDI) para teste. Ele é bem metódico e facilita testes repetíveis, sendo MUITO melhor do que testar movimentando em jog.

Cole este código em um arquivo GCode (ou na janela MDI). Um ARQUIVO DE LOG com mensagens de compensação de backlash habilitadas informará tudo o que está acontecendo. Os movimentos de 0,005" devem ser maiores que o valor de backlash para o teste inicial. Comece testando com movimentos maiores que o valor de backlash, pois isso indicará rapidamente se você selecionou o valor correto, sem os problemas de tentar fazer movimentos menores que o tamanho do backlash para verificar se o valor especificado está correto:

F10

G00 X1.000 (ir para uma posição conhecida)

G01 X2.000 (acabamos de mover no sentido positivo, então agora tenho certeza da posição real)

M00 (parada obrigatória, ajuste o relógio comparador para medir, pressione Cycle Start quando estiver pronto)

G01 X2.005 (agora fizemos um movimento que NÃO deveria ter saída de compensação de backlash)

M00 (parada obrigatória, movemos 0,005"? Pressione Cycle Start quando estiver pronto)

G01 X2.000 (agora fizemos um movimento que deveria ter saída de compensação de backlash)

M00 (parada obrigatória, movemos exatamente 0,005"? Pressione Cycle Start quando estiver pronto)

G01 X2.005 (agora fizemos um movimento que deveria ter saída de compensação de backlash)

M00 (parada obrigatória, movemos exatamente 0,005"? Pressione Cycle Start quando estiver pronto)

G01 X2.000 (agora fizemos um movimento que deveria ter saída de compensação de backlash)

M00 (parada obrigatória, movemos exatamente 0,005"? Pressione Cycle Start quando estiver pronto)

G00 X0.500 (voltar para o lado negativo de X1.000 para que um teste repetido tenha consistência)

M30

ESS Etapa 13 - aba H.C. (Height Control):

Todas as nossas informações e documentação específicas do ESS para controle de altura da tocha estão aqui.

A documentação do TMC3in1 está aqui.

Aqui está um exemplo da janela Height Control. A SUA SERÁ DIFERENTE!

HC Tab

ESS Etapa 14 - configuração do ESS concluída:

Você concluiu a configuração do plugin ESS. Feche a janela de configuração do ESS pressionando “OK” na parte inferior da janela.

Configuração do Mach4:

Aqui está o manual atual de instalação do Mach4 (MIM), que detalha todos os campos e configurações. Há outros manuais disponíveis na pasta “C:\Mach4Hobby\Docs\”. Leia-os, pois fornecem muitas informações úteis!

Este guia cobrirá apenas os campos mais relevantes para fazer o Mach4 e seu sistema funcionarem com o ESS. A documentação do Mach4 cobre os campos restantes.

Mach: acessando a configuração:

Vá em Menu -> Configure -> Control... (antes era Mach…). Ao analisarmos as abas do Mach Config, você verá que boa parte disso já foi preenchida automaticamente!

Menu -> Configure -> Mach....

Mach4 Etapa 1 - aba General:

A aba General Config do Mach tem algumas configurações às quais você precisa prestar atenção:

Units

Mach Control Modes

Mach Defaults Config Mach General Config

Mach4 Etapa 2 - aba Axis Mapping:

Vamos pular a aba Motors e cobrir primeiro as abas Axis Mapping e Homing.

Consulte novamente sua aba ESS Output Signals para ver quais motores você está usando e como eles estão configurados.

A aba Axis Mapping do Mach permite especificar quais motores são mapeados para quais eixos. Neste exemplo, tenho o Motor3 (que teria sido meu eixo A no Mach3) como escravo do eixo Y.

Mach Axis Mapping

Mach 4 Etapa 3 - aba Homing/SoftLimits:

Vamos pular a aba Motors e cobrir primeiro as abas Axis Mapping e Homing.

A aba Homing and Soft Limits do Mach é onde configuramos o sistema para retornar à posição home de cada eixo. Você precisa configurar cada eixo individualmente. Eixos escravos serão tratados automaticamente pelo ESS e pelo Mach4, com base na aba Axis Mapping.

É uma ÓTIMA ideia usar SoftLimits. Quando configurados corretamente, eles garantem que os movimentos em jog desacelerem automaticamente para que o eixo pare ao atingir o valor do limite de software, além de impedir que o GCode ultrapasse esse limite. Isso pode evitar a maioria das colisões que poderiam acontecer.

Consulte novamente sua aba ESS Output Signals e a aba Mach Axis Mapping na etapa anterior para ver quais eixos você está usando e como eles estão configurados.

Se você tiver um sensor de home em um eixo, poderá atribuir uma ordem de home a esse eixo. Se um eixo não tiver sensor de home, ele deve fazer home in place. Em ambos os casos, esse eixo pode ter soft limits habilitados. Normalmente, os soft limits são posicionados ligeiramente dentro da área de trabalho, de modo que os sensores de home ou limite não sejam ativados.

Neste exemplo, configurei os eixos para fazer home na seguinte ordem: Z(1), X(2), Y e seu escravo(3). Todos os outros eixos tiveram a ordem de home definida como 0 e foram configurados como Home in Place.

Mach Homing and Soft Limits

Mach 4 Etapa 4 - aba Motors:

Agora que concluímos primeiro as abas Axis Mapping e Homing, vamos cobrir a aba Motors .

Se quiser aprender muito mais sobre como ajustar as acelerações dos motores para reduzir vibrações e melhorar a qualidade de corte, ou como ajustar o CV, assista a este vídeo detalhado de Jim Neeb! O programa CAM não tem ideia de qual hardware você está usando nem do nível de qualidade que deseja produzir, e o Mach também não sabe muito disso. Depois de construir o hardware da melhor forma possível, tudo se torna uma troca entre velocidade e precisão, e cabe a você, como operador, ajustar as configurações de aceleração e do CAM de acordo.

Se algum dia você alterar essas configurações, lembre-se de executar novamente o assistente de ajuste de CV na etapa 12 abaixo!

A aba Motor Config do Mach. Para cada motor do seu sistema, insira o seguinte (você já saberá isso ou seus fornecedores de peças poderão fornecer essa informação):

Você só precisa configurar os motores que está usando; pode ignorar e desmarcar os motores não utilizados.

Como calcular seus steps per unit? Experimente esta planilha do Excel feita por RICH. Ou nossa versão em cache dela aqui. Não garantimos a precisão dessa planilha, mas ela parece ser útil.

Aqui há mais alguns detalhes sobre como ajustar seu motor.

Você deve ver uma forma trapezoidal como esta.

Mach Motor Config

Mach 4 Etapa 5 - aba Input Signals:

A aba Input Signals do Mach deve estar totalmente preenchida com os valores inseridos na configuração do ESS; você não deve precisar fazer nada aqui. NUNCA DEFINA UM SINAL COMO ACTIVE LOW AQUI, SOMENTE DEFINA UM SINAL COMO ACTIVE LOW NO ESS PINS CONFIG!

O único caso em que você deve precisar entrar aqui é para outro plugin, como o plugin Keyboard.

Mach Input Signals

Mach 4 Etapa 6 - aba Output Signals:

A aba Output Signals do Mach deve estar totalmente preenchida com os valores inseridos na configuração do ESS; você não deve precisar fazer nada aqui. NUNCA DEFINA UM SINAL COMO ACTIVE LOW AQUI, SOMENTE DEFINA UM SINAL COMO ACTIVE LOW NO ESS PINS CONFIG!

O único caso em que você deve precisar entrar aqui é para outro plugin!

Mach Output Signals

Mach 4 Etapa 7 - aba MPGs:

A aba MPGs do Mach funciona com Manual Pulse Generators, também conhecidos como encoders. Nós fornecemos 6 encoders para os 6 motores, 1 encoder de spindle e 3 encoders auxiliares. Se quiser ver os encoders contando, vá em Mach4 -> Menu -> Diagnostic -> ESS e observe a parte inferior central dessa janela para ver os 10 encoders; o spindle havia contado até 52.

Encoder 0 é mapeado para Motor 0.
Encoder 1 é mapeado para Motor 1.
Encoder 2 é mapeado para Motor 2.
Encoder 3 é mapeado para Motor 3.
Encoder 4 é mapeado para Motor 4.
Encoder 5 é mapeado para Motor 5.

Aux Encoder 0, 1 e 2 podem ser usados onde você quiser.

Você usa a janela Mach Config MPG para atribuir os encoders aos MPGs.

Você precisa de Lua para atribuir um MPG a um eixo.

MPG0 é atribuído ao eixo X
MPG1 é atribuído ao eixo Y
MPG2 é atribuído ao eixo Z

A(s) janela(s) de diagnóstico do ESS podem mostrar os valores de todos os encoders.

ESS Encoder Diagnostic view

ESS Encoder Diagnostic view

Esta captura de tela serve apenas para mostrar os MPGs; você deverá configurar os seus conforme suas necessidades.

Mach MPGs tab

Mach 4 Etapa 8 - aba Spindle:

A aba Spindle do Mach. Ela é semelhante à janela de polias do Mach3. Normalmente, você só precisará configurar a Row 0 e os ajustes na parte inferior da janela.

A velocidade do spindle é totalmente ajustável entre 0% e 100% (isso seria o ciclo de trabalho no modo PWM), usando o comando M3 S### etc. dentro do Mach4. No modo Step and Direction, seriam gerados entre 0 e 24.000 pulsos por segundo. No exemplo mostrado abaixo, M3 S24000 gerará sinal total, M3 S12000 gerará sinal de meia velocidade e M3 S0 irá parar (assim como o comando M5).

Cobrimos a configuração inicial do spindle no ESS na etapa nº 10.

Aqui está um vídeo no YouTube mostrando também como configurar o Spindle PWM com saídas FWD e Reverse.

O spindle funciona com modo Step/Dir. Você precisará configurá-lo como um OB motor, conforme mostrado aqui.


Aqui está um breve artigo de FAQ sobre os botões de Spindle do Mach4.

Mach Spindle Config

Mach 4 Etapa 9 - aba Tool Path:

A aba Tool Path do Mach não tem relação com a configuração do SmoothStepper. Porém, muitos usuários descobriram que suas máquinas funcionam muito melhor, reduzindo a carga da GPU, ao marcar a opção para usar um frame para desenhar o Tool Path.

Mach Spindle Config

Mach 4 Etapa 10 - aba Plugins:

Você pode habilitar nesta aba quaisquer plugins de que precise. Mostramos aqui como começar com isso.

Mach 4 Etapa 11 - Mach Configuração concluída:

Pressione “OK” para salvar e sair da configuração do Mach.

Mach 4 Etapa 12 - Ajuste do modo G61 Exact Stop / modo G64 Cutting Mode (Constant Velocity ou CV):

Se quiser aprender muito mais sobre como ajustar as acelerações dos motores para reduzir vibrações e melhorar a qualidade de corte, ou como ajustar o CV, assista a este vídeo detalhado de Jim Neeb! O CV não reduzirá significativamente o quanto o eixo Z oscila quando você faz muitos cortes curtos e rápidos; ele apenas fará os cortes ocorrerem em velocidade constante. As configurações de aceleração terão impacto no tamanho/tolerância dos cantos arredondados com CV, mas terão impacto muito maior no quanto o eixo Z oscila.

O Mach estará sempre no modo G61 ou G64. A maioria das máquinas trabalha em modo CV na maior parte do tempo, pois é a forma mais eficiente de cortar.

O G61 implementa o modo Exact Stop, fazendo a máquina desacelerar até parar completamente ao final de cada comando de movimento G0/G1/G2/G3, e outros — veja as notas abaixo — antes que o próximo comando de movimento seja iniciado. Isso permite posicionamento preciso e cantos mais vivos, mas resulta em movimento mais lento e pode gerar movimentos bruscos.

O modo G64 Cutting Mode (Constant Velocity ou CV) combina um comando de movimento (G1, G2, G3 e outros — veja as notas abaixo) com o próximo comando de movimento mantendo uma tolerância de distância específica e, ao mesmo tempo, tentando manter a velocidade constante especificada pelo avanço. Às vezes o avanço comandado não pode ser mantido; continue lendo para entender melhor. Isso arredondará cantos na peça, mas criará um movimento mais suave e normalmente produzirá cortes de melhor qualidade, pois a ferramenta corta com avanço quase constante.

Você deve selecionar um modo ou outro ( na aba Mach4 General), mas você deve sempre incluir G61 ou G64 em TODO arquivo GCode que gerar. Assim, seu pós-processador gerará código explicitamente para o tipo de corte que você fará, sem ambiguidade sobre o modo esperado pelo código.

Você pode usar o modo G64 Cutting Mode (Constant Velocity) de forma intencional ou acidental; em ambos os casos, ele deve estar ajustado para operar corretamente com seu hardware. Se algum dia você alterar o ajuste dos motores, deve executar novamente o assistente de ajuste de CV (Constant Velocity).

No Mach4, se você deixar as linhas de look ahead configuradas em 20, isso não interferirá no CV. Configurar o look ahead com valor menor pode começar a afetar o desempenho do CV. O CV é compatível com o modo Single Block e operações de feed hold.

Quanto maior a aceleração dos motores, assumindo que não haverá perda de passos, mais próximo o Mach conseguirá seguir o caminho original comandado no CAD mantendo a Constant Velocity desejada. Quanto menor a aceleração dos motores, piores serão os resultados do CV.

Na maior parte do tempo, o CV funciona muito bem. Porém, há algumas coisas que podem dar errado com o CV por causa do pós-processador do CAD ou do hardware:

A) A taxa de aceleração está baixa demais em um ou mais motores. Ninguém usa ônibus escolar em arrancada por um motivo. Aliviar os eixos ou torná-los mais rígidos, usar motores ou drivers melhores, aumentar a tensão DC de alimentação dos drivers ou ajustar corretamente a aceleração ajudará a obter taxas de aceleração maiores, o que melhora o desempenho do CV.

B) Se o GCode especificar repetidamente a mesma posição, por exemplo:

G01 X1.1

G01 X1.1

Essas posições repetidas quebrarão a cadeia do CV e resultarão em desaceleração, travamento ou parada do movimento.

C) Se o GCode comandar movimentos menores que o tamanho de passo do motor, ou seja, se o pós-processador estiver granular demais, isso quebrará a cadeia do CV e resultará em desaceleração, travamento ou parada. Da mesma forma, se os movimentos comandados forem menores que a fatia de tempo — o SmoothStepper tem 1024 fatias de tempo por segundo, cerca de 1 ms por fatia — isso também impedirá que os movimentos comandados sejam encadeados com a velocidade constante desejada.

Vamos fazer um exemplo rápido de rasterização a laser, usando M67 para variar a saída do laser conforme necessário em cada comando G01, no qual o pós-processador do CAD está configurado para usar um tamanho de saída granular demais — DPI alto demais, maior que os passos por polegada do motor. Estou fazendo grandes simplificações aqui, como considerar uma vaca um ponto na física, mas estou tentando manter o exemplo manejável. Suponha que ele esteja tentando queimar uma nuvem no fundo com potência constante e usando um avanço que resulta em 100 passos por fatia de tempo. De repente, ele tenta queimar um único pixel diferente em outra potência, o que faz com que o planejador de trajetória do Mach precise emitir 2 passos na próxima fatia de tempo, seguido pelas fatias restantes preenchidas com 100 passos por fatia de tempo. O planejador CV precisaria combinar os 100 passos por fatia com os 2 passos por fatia, e o resultado seriam 51 passos em uma fatia que deveria ter apenas 2 passos, seguidos por outra fatia com 51 passos e depois de volta a 100 passos. Isso fará com que o trecho desejado de 2 passos por fatia seja queimado mais de 25 vezes além do desejado, e o trecho seguinte de 100 passos seja queimado por metade da distância que deveria. Embora isso seja exatamente o que o CV foi projetado para fazer, a saída resultante não será a desejada. O laser não queimará na potência esperada pela distância esperada, e provavelmente aparecerá um ponto de queima escuro. Ao rasterizar uma imagem a laser, variações no modo CV são muito fáceis de perceber a olho nu. Em fresamento ou roteamento, talvez você não veja nada ou apenas uma pequena redução na qualidade do corte naquela posição, se perceber algo.


Notas:

(Os ciclos fixos começam aqui)

(As informações de macro começam aqui)

Como executar o assistente de ajuste de CV do Mach4:

a) Mach4 Menu -> Wizard -> Select Wizard.

a

b) Load Wizard -> mcCvTuning <-- versão atualmente recomendada em 12/2022, que aparecerá como "Constant Velocity Tuning". Isso é diferente das minhas imagens apenas no nome da barra de título.

b

c) Leia as informações e clique em Next.

c

d) Selecione os eixos nos quais o movimento combinado deve ocorrer. Normalmente serão os eixos X e Y, e não o eixo Z, eixos rotativos ou eixos O.B. Clique em Next.

d

e) Insira a tolerância que deseja manter. Clique em Next.

e

f) Clique em Finished quando ele informar que a tabela CV Feed Rate foi preenchida.

f

g) Mach4 Menu -> Wizard -> Select Wizard.

g

h) Load Wizard -> CV_Feedrate (use uma versão mais nova, se disponível). Você verá que a tabela CV Feed Rate foi preenchida. Não há nada a fazer aqui além de clicar no X para fechá-la, pois você pode ver aqui os resultados calculados anteriormente na etapa F.

h

Mach 4 Etapa 13 - Fazendo backup:

Quando o Mach4 estiver funcionando do jeito que você quer, faça uma cópia (ou várias cópias) de toda a pasta “C:\Mach4\”, “C:\Mach4Hobby\” ou “C:\Mach4Industrial\” e guarde em um local seguro. Tenho uma cópia na casa de um parente em um pendrive e outra no DropBox.com. Se algum dia eu precisar restaurar ou substituir meu computador, posso simplesmente instalar o Mach4 e usar minha cópia da pasta “Mach4” para substituir a pasta do PC, e tudo estará pronto para rodar. Isso pode economizar muitas horas. Você também deve fazer backup dos seus projetos de G-Code.

Mach 4 Etapa 14 - Finalização:

Agora você está pronto para carregar um programa G-Code e executá-lo! Sugerimos praticar primeiro com um corte no ar (sem ferramentas no spindle), para que você veja exatamente o que a máquina fará e faça correções no programa, se necessário. Você também deve reler todas as informações de segurança que possui, incluindo as nossas.

Páginas de documentação (manual):

Isso conclui o passo a passo de Primeiros Passos. Se precisar de mais ajuda, consulte nosso guia de solução de problemas e nossa página de ajuda.

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