雕刻机5轴步进电机接口板高速光耦版可配mach3维宏卡带手控接口
MACH-CNC接口板说明
7、针对计算机并口IO数的不足，增加三轴6位独立的限位开关输入IO口。
8、可与所有脉冲与方向信号的步进、伺服驱动配套使用，控制车床、铣床作数控运行。
9、输入端可外接机械开关、槽型光耦、接近开关、对刀器等。
10、接口板P1-P17口信号与电脑并口信号1-17针一一对应，并口18-25针为电源地。
11、通过并口P1、P16控制两路电磁继电器输出，可控制机床冷却泵，润滑油泵。
由于发光二极管的内阻非常小只有几百欧姆，而干扰源的内阻一般很大，在发光二极管上得到的干扰电压是非常小的，因此，大大削弱了其的强度，同时由于发光二极管必须有足够的电压和电流时才能发光，尽管干扰信号的电压很高，但其电流很小，能量则很小，因此，它不足以驱动发光二极管发光，在光电隔离器的另一端就不会有干扰电压输出，下图是光隔前后的信号波形图：
(二)输入接口20位
内部电路
GND Estop AGND P10 P11 P12 P13 AGND 5V P15 Probe Z- Z+ 5V AGND Y- Y+ X- X+ 5V
1、Estop为板的工作启停，板上已通过跳线接通允许
2、P10 P11 P12 P13 P15 为并口的5位输入端口
P10在MACH中设置为急停，（电脑上的Estop）
一、主要特点
1、提供十二路OC（集电集开路方式）输出，输出端口可直接驱动固态继电器。
MACH 3接口板使用说明
雕刻机接口板使用说明目录一、雕刻机接口板功能简介： (3)二、电气接线图： (3)三、接口板和驱动器的连接方法： (4)四、信号输入接口的连接方法： (4)五、继电器接口的使用： (5)六、并口的25针引脚输出定义： (5)七、Mach3软件的设置和使用方法： (6)7.1 Mach3的启动： (6)7.2 Mach3软件的端口设置： (7)7.3 限位开关的mach3设置： (11)7.4电机调试： (12)7.5 G代码的运行： (14)7.6 如何使用MACH3的手控界面： (16)八、联系我们： (17)一、雕刻机接口板功能简介：1、同时接5块步进电机驱动板器，控制5个步进电机运转2、带四路限位开关接口，可以接限位开关和急停开关，复位，对刀开关等。
3、带继电器控制，可控制雕刻机主轴电机的转动与不转动。
4、工作电压DC5V5、支持mach3软件。
二、电气接线图：三、接口板和驱动器的连接方法：X、Y、Z、4、5轴接口连接驱动板示意图:四、信号输入接口的连接方法：信号输入接口可以接限位开关和急停开关，对刀等，下图都以限位开关示意，具体的使用可以参考mach3中文教程：五、继电器接口的使用：继电器可以控制主轴的启动和停止，要使用该继电器，首先要对软件进行设置，软件的设置在后面章节中会提到。
在使用时即可通过代码控制继电器的吸合和释放，以此控制主轴的启动和停止。
六、并口的25针引脚输出定义：图6.1 并口接口并口简介：电脑的并口是一个25针D型凹槽连接器，图6.1所示为从电脑后方观看得并口插槽，箭头所指的方向为信息流相对电脑的流动方向，如标号为10-13的脚针是对向脑输入数据的。
接口板并口输出信号定义：七、Mach3软件的设置和使用方法：说明：这里将对mach3的基本设置进行讲解，对于mach3的设置是一个复杂的过程，我们这里的介绍主要是针对我们的驱动板进行，让您能够使电机正常转动，对于一些复杂的设置请您参考mach3的使用手册，那里有非常详细和专业的讲解。
MACH3常用设置_教学
Mach3Mill，铣床主界面。
界面上的内容非常多，乍一看感觉很复杂，这也是我第一次接触Mach家族软件的第一印象。
经过一段时间的使用和研究后发现，实际上只要进行简单的几个设置之后就可以初步的运行了。
待我慢慢道来。
打开软件后的第一步就要确定用于计算机床进给系统所使用的长度单位是公制还是英制，也就是毫米还是英寸。
打开Config菜单，选择第一项Select Native Units。
随后会弹出一个提示窗口，不用理睬直接点击OK。
(提示内容是告诉用户这里的长度单位的确定与G程序中使用的长度单位没有关系，这里确定机床步进(伺服)电机，在进给运动时所使用的长度单位。
)之后就会出现单位定义窗口了。
我使用了mm‘s，也就是毫米，因为我使用的丝杠是2.5mm导程(螺距)的，是公制的的丝杠。
所以这样可以方便的计算出步进电机的转速，而不存在单位换算出现的误差。
按下ok后即可。
第二步，开始设定你的Mach接口，定义并口引脚功能。
这也是Mach中设定最关键的部分，机床是否能够正常的运行就靠这里的设定。
Config菜单-Ports and Pins项弹出Ports & Pins对话框，此对话框内有多个标签窗口。
首先看到的是PortSetup and Axis Selection标签窗口。
窗口中有以下选项是我们要关注的，Port #1中定义了PC主板上唯一的一个并口地址，这个地址在主板BIOS中已经定义一般为默认，无需要更改，Port Enable打勾有效。
Port #2定义如果主板上有第二个并口，则定义了第二个并口的地址。
Kernel Speed核心频率定义了mach系统的最高运行速度，决定了机床进给速度的极限，无论是步进电机还是伺服电机最高脉冲频率决定了其转速，所以Kernel Speed的频率限制其最大脉冲频率。
一般步进电机的转速比较低，极限转速大约700转，标准脉冲是每转200个，如果使用细分驱动器达到8细分的话就是1600个脉冲转一圈。
基于Mach3软件的经济型五轴雕刻机开发_李荣泳
基于 Mach3 软件的经济型五轴雕刻机开发
李荣泳，陈勇志，孙振忠
（东莞理工学院，广东 东莞 523808）
摘 要：基于五轴加工原理及 Mach3 软件，开发了一种经济型的五轴雕刻机，可应用于加工材质较软、精度要求不高的零件，如木材、塑 料及铝合金等材质零件，完全能够达到预期的效果。 关键词：五轴五联动；Mahc3；雕刻机
图 7 接口控制卡
define keys
blocknumber
=N —— — 定义程序段号
preparatory function =G1 —— — 定义准备功能指令
aux function
=M1 —— — 定义辅助功能指令
x feedrate
not used —— — 定义 X 进组率指令
y feedrate
=Z —— — 定义 Z 坐标轴
图 8 后处理参数
一定差异，输入 Mach3 时可能产生错误加工，些时需要为 Mach3 设置机床代码后处理。图 8 就是编写好的部分后处理 内容，并稍加解释。利用这个后置处理程序，Mach3 实现了五 轴加工。
Hale Waihona Puke 3 结束语开发数控新机床，是个高投入的行业，而基于 Mach3 软 件，不需技术精堪的技术人员，就可进行简易的开发，降低开发 成本，加速开发进程。开发过程不需配高端的数控系统，用 Mach3 软件与机床连接就能五轴联动。开发经济型五轴雕刻 机，精度虽然比专业五轴机床低，但对于精度不高的加工，如木 材雕刻、塑料加工及铝合金加工等应用，能够达到所需效果。
为了控制机床开发的经济性，机床结构主要是 XYZ 运动
雕刻机接口板-V5使用说明
脉冲 冲
向
冲
向
冲
向
脉冲 方向 入 1
PIN11 PIN12 PIN13 PIN14 PIN17 PIN16 PIN18~25
DIN2 DIN3 DIN4 DIRE EN
RLY GND
信号输 信号输 信号输 5 轴方 所有轴 继电器 接地
入2 入3 入4 向
使能 控制
六、Mach3 软件的设置和使用方法：
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雕刻机接口板-V5 使用说明
雕刻机接口板-V5 使用说明
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PIN1 PIN2 PIN3 PIN4 PIN5 PIN6 PIN7 PIN8 PIN9 PIN10
Байду номын сангаас
STEPE STEPA DIRA STEPB DIRB STEPC DIRC STEPD DIRD DIN1
第 5 轴 X 轴脉 X 轴方 Y 轴脉 Y 轴方 Z 轴脉 Z 轴方 第 4 轴 第 4 轴 信号输
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雕刻机接口板-V5 使用说明
急停开关设置:在遇到紧急情况是机床需要紧急停止，我们把并口的引脚 13 作为紧急停止输 入引脚，对应的 mach3 设置如下图：
对于三轴系统来说，4 个输入引脚可以对限位开关、急停开关、复位开关进行设置，设置的 方法有很多，我只列举了其中的一种，你可以根据你的实际需求参考 mach3 的使用手册对 mach3 进行设置。
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雕刻机接口板-V5 使用说明
MACH_CNC接口板说明
采取正确的隔离措施可以增强设备的抗干扰。尽管外部信号电缆的正确铺设及接地可以在很大程度上减弱外部干扰的影响，但干扰不会就此得以根治，在信号进入计算机采集系统时加入一定的隔离是非常有效的，它不仅可以隔离掉外部的干扰信号，同时还可以对主机形成一定的保护，使主机不会由于外部强干扰而造成损坏，目前采用最多的则是光电隔离法，如图所示：
c、开关式接近传感器
这类传感器一般是四根线，其中的两根线是电源下与电源地，另外的两根线是开关的线，当物体远离传感器时，两线之间开路，当物体接近传感器时，两线闭合。
(三)电源端口
没有标出的两位是隔离电源端，这里没有使用。
GND VIN 12V 5V
电源口VIN输入13-24V直流电压，电流2A以上，可用12V的开关电源。这时12V 5V为稳压输出，也可不用VIN，直接在12V的端口输入12V的电源。
1、其中3个5V为输出电压
2、AGND为模拟地，GND为地，该板AGND与GND是相通的，没有区分
3、P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P14 P1 P16 P17为并口的12个输出脚的，一般在MACH中P2\P3\P4\P5\P6 \P7六个IO口用作X Y Z三个轴的脉冲与方向控制。
一、主要特点
1、提供十二路OC（集电集开路方式）输出，输出端口可直接驱动固态继电器。
2、十二路光电隔离共地信号输入。
3、全部输入输出信号指示。
4、单电压13 - 24VDC（其它电压需定制）。
5、电脑并口所有输出信号经施密特触发器整形，提高数字信号传输的抗干扰。
基于mach3的数控雕铣机模型原理
基于mach3的数控雕铣机模型一、项目的背景教育部提出中职教育应“坚持以服务为宗旨，以就业为导向，进一步更新教育教学思想和观念”。
我校机电专业、数控技术应用专业采用校企联合、订单式教育的新型职教模式，真正为企业培养中级技能型的人才。
数控编程是该专业的一门重要的技能课，根据企业对该专业的用人要求，及时调整教学计划。
在教学中按教学计划和学生的认知规律实施和组织教学，保证每一届学生在数控编程技术的技能水平上都紧跟企业的步伐达到企业的要求。
本模型是根据作者教学经验，总结生产实践，结合教学需要设计制作出来的一款操作简单、成本低廉、功能全面的数控雕铣机模型。
二、工作原理本设计的目的就在于用国外比较成熟的数控软件Mach3+三轴步进电机驱动板+机械滑台设计出一款模型，既要满足实际教学的需要，又要价格低廉，弥补学校教学经费的不足，既要结构简单，又要满足教学的需求。
该模型采用A3977或Ta8435 CNC三轴步进电机驱动板，配上相应的电源、电动滑台，利用比较成熟的数控雕刻上位机控制软件Mach3，构成了一个完善的基于mach3的数控雕铣机模型。
其原理图如下：PC+Mach3 步进电机驱动板X轴步进电机Y轴步进电机Z轴步进电机X轴滑台Y轴滑台Z轴滑台1.并口接口定义（公座）并口使用一条25针标准并口延长线与电脑连接，软件根据引脚定义来设置IO输出管脚序号定义信号方向（控制板）1 A时钟（主轴控制共用）输出2 X时钟输入3 X方向输入4 Y时钟输入5 Y方向输入6 Z时钟输入7 Z方向输入8 Y使能输入9 Z使能输入10 急停输出11 X限位输出12 Y限位输出13 Z限位输出14 X使能输入15 EXT1 备用输入16 A方向输出17 A使能输出18~25 GND（接地）接地2.Mach3 设置（注意mach3不太稳定,X轴设置自己会变掉）1.设置端口选择菜单config >> port & pins三、采用的科学方法、科学原理1、部件采用模块化，便于维修。
mach3教程15469
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.安装培训教程声明：本雕刻机作为网络交流的个人作品，成品及半成品及套件并非严格意义上的商品，使用者需具备相关知识，凡是涉及机械、电子、计算机的设备都有可能因使用不当或病毒、与其它软件兼容原因等造成故障，此故障可能造成一定的危险及经济损失，本人不对直接及间接损失承担相应责任。
有关软件版权：本机器所涉及的相关软件均来自互联网，原作者享有版权，作为学习了解之用请及时删除并购买授权软件，使用没有授权的软件造成一切损失及法律问题由使用者自行承担。
有关培训范围：本人只对CNC雕刻机承担相应的责任，货款只是设备本身的价格未包含任何软件及软件培训费用，货到后用户在手册指导或通过网络在作者指导下设备调试成功即确认作者的工作完成，本设备使用过程中所涉及到的所有软件不在作者的培训责任之内，作者只能给予适当知道及在自己则能力之内给予答疑解惑网络时代请广大玩家尽量利用网络工具求助交流设备及软件的安装及设置警告：变频主轴属于精密高速专业主轴，变频是设置非常专业，设置不当将造成变频器和主轴电机的损毁，用户不要私自更改变频器设置，不要拆解主轴电机和变频器，变频器内部有高压可能对您造成伤害，变频器的频率很高如果设备接地不合格可能对系统造成干扰不能正常工作。
数控雕刻机是依靠相关软件控制工作的，设备上的一些安全触发装置也是依靠正确的软件设置才能正常运行，在没有完全确认设置正确的情况下冒然装刀试机可能都设备造成永久的损伤！本设备采用计算机并行接口和PC连接，控制软件MACH3通过并口端口控制雕刻机各轴按照指令运行WINDOWS请用sp2版本，其他版本可能出问题提示：并口（打印口）要求工作在EPP模式，任何其它模式可能造成雕刻机不能正常运行，有关EPP模式的设置应在计算机主板BIOS中进行，各个厂家的设置方法不尽相同，请参阅计算机的说明书进行设置。
警告：控制用的PC应该是台专用的，并尽可能不要按装其它应用软件！警告：部分PC没有自带的并行口，玩家需另行购买PCI 插槽的并口扩展卡，任何市售的USB-并口（打印口）的设备都不能使本设备正常运行。
MACH3输入输出端口扩展板
CNC MACH 3 in&out-put port extension board MODIO_II NEWFeatures:1、it is very easy to setup the extension IO input and output port expeciallyfor the Mach 3 control2、16-wires optical isolated input ( 2-wires are high-speed IO)3、12-wires optical isolated input ，4-wires relay output can control theexternal equipments4、The communication port is MODBUS slavestation , 1 RS232communication port by setting up the jumper , this RS232 port can be used as RS485 or USB port5. 3 wires analog quantity input port can connect the external sensor or extention input port接口定义Jumper :1、power jumperUSB to RS232 power supply choiceJP1 JP2 L：external power supply R：USB power supply 2、USB choice jumperUSB communication function ENUp: Enable USB communication Down：Disable USB communication，USB just provide the power3、communication port choice jumperUSB: use USB communication portRS232: use RS232 communication portRS485: use RS485 communication portmunication connecting portUSB connector can supply the power to IO board , it corresponds to the PC communication port NRS232 connector ，uses DB9 serial port cable to connect the PC , it corresponds to the PC commnunication port COM0RS485 connector ，it corresponds to the PC commnunication port COM0Relay connecting portIO-PORT can be connected to the relay OI board , to change the output function to RelayInput connecting portInput port has 8 digits , IN1-IN16, GND is the ground connection on the board, VCOM is the input coupling power supply port, when it is the 5V power, you can not connect it, but when larger than 5V, you have to put a current-limiting resistance on the IN port. when 5V is the external power supply port and using USB power supply , please do not connect this , using the external power , the jumper must setup as external power supply.By the input port, we can connect many kinds of the sensor and the switch , to realize a lot of functions.connect to the mechanical switchesconnect to the sensorproximity sensor optical sensorOutput portoutput port has 8 digits , OUT1-OUT8, GND is the ground connection on the board, COM + is the output coupling power supply port, you do not need to connect it, COM- is the output coupling -. 5V power is as the same as the input 5V.OUTA,8 are the relay and COM normal open and normal closed connecters, Vin is the power input 6-12VUse RS232 or RS482 communication , Mach 3 can control the COM1 by the MODBUS .If use the RS485, you have to install a 232-485 port on the PC serial port. By using the RS485 , you can control the lathe in a long distance about 1200m.ModBus InputOutput Supported setupwhen setup the MACH 3 in&out put port，choose ModBus InputOutput Supported .Function Cfg’s->Setup serial ModBus controlHere are the steps from 1 to 10, please setup step by step.1、Serial port number, the NO.1 port usually connects to the RS232or the RS485. We can get the USB port NO. by seeing which USB equipment is the default Prolifice USB-to-Serial Comm Port, the test port No. is 6.2、38400 data transfer frenquency is 384003、the transfer mode of the Serial port4、the time is between 50-100ms5、choose input6、ModBus equipment NO.7、ModBus beginning address8、input port NO.9、choose the discrete10、choose the coils outputChoose Test ModBus，as belowsFile the communication info and Open the serial port equipment。
mach3_CNC控制板V43使用说明2
PWM 输出 0－10V 对应数据
（使用美国 FLUKE 92B）示波表测试，见下图，最低 0 转，最高 8000 转）
1）转速为 0 时的 PWM 输出
12）转速为 100 的 PWM 输出 Q:70273553）转速为 1000 转的 PWM 输出
4）转速为 3000 转的 PWM 输出
5）转速为 8000 转的 PWM 输出
1 作正常。 5 6、 轴控制信号可以连接步进驱动或者伺服驱动，方便不同用户的实际需求。 5 7、 最多可以控制 7 轴： 73 3 个方向轴 2 3 个附加扩展轴， 0 1个主轴 可以通过手动控制主轴：
7 用继电器或电流接触器控制电机的启动（顺时针或逆时针）和停止。 Q: 通过分步或直接脉冲控制电机（电机为伺服电机）。
Q:70273551 etc)
外形尺寸
Q:70273551
说明： 1、孔为 M3 螺钉，4 颗 2、孔位为滑孔，方便调整。
ABC 三轴及两路备用信号输出 A\B\C three axis and two backup output signals
Q:70273551
PWM 输出使用说明
PWM 模拟电压 0－10V 输出，见控制板接口 J15，请注意极性（如上图示）
3551 如果输出最大值不及 10V，请尝试调整此电位器。 Q:7027 PWM 输出设置：按如下图设置
Q:70273551 Config input（输入设置）
Config outputs(输出设置)
Q:70273551 Config spindle setup （主轴参数设置）
8、config motor tuning 几个进给轴电机参数设置
Q:70273551
CAXA数控车与MACH3攻略
CAXA数控车与MACH3攻略现学现卖，数控车做好了，没有合适的转G代码的软件，就用不好它。
今天我是这样总结的：“硬件搞不定，就没得用，软件搞不定就用不好。
”要用到的软件：autoCAD，CAXA数控车（下载：/topics/79970），MACH3。
下面我尽量简单描述，只需要简单几步就可以生成MACH3可用的G代码。
我假设要车一个圆头棒，先在autoCAD做一个图，只要做一半就可以了，大家看看坐标系的设定，这样设置坐标系方便在MACH3里加工。
然后另存为*.dxf文件。
运行CAXA数控车软件，点击点击文件，数据输入，找到刚才存的文件，打开点击加工->机床设置，增加机床，命名为MACH3，把红圈处，顺时针插补改为G03,逆时针插补改为G02，因为我做的车床刀架在自己的一边。
改完点击确定保存点击加工，轮廓粗车，弹出对-话框的红圈部分是切削量，为了演示方便，我设为1mm。
其他还有增加刀具等设置，可以根据需要更改点击确定后，在左下角就会有提示，现在提示要拾取加工工件表面轮廓，单击空格键就可以更改拾取方式，默认是链拾取，即沿箭头方向自动寻找轮廓线。
鼠标左键单击需要加工的轮廓（不包括毛坯轮廓），单击鼠标右键退出，这时提示栏改成了“拾取定义的毛坯轮廓”。
再鼠标左键单击工件的最左端线条，再点击箭头的上端，这样CAXA就自动找出了包络轮廓线。
点击鼠标右键退出退出后，提示栏已经变成了：“输入退刀点”，在工件的右上角点一下，这个时候加工轨迹就出现了。
然后点击菜单栏“加工”，“代码生成”，输入名字，提示“新建。
？”，答：是。
这个时候，左下角提示“拾取刀具轨迹”，鼠标左键在生成的轨迹上点一下。
然后再点击一下鼠标右键，代码就生成了。
现在可以关闭“CAXA数控车”软件，运行MACH3车床软件。
把X轴模式改成半径模式。
载入刚才生成的G代码。
大功告成!!!如果G02和G03不对换就会是这样，刀子跑到工件的背面去了。
新出的几款板子图片，有需要的朋友可以到我们淘宝店选取/1.TB6560 4轴板带第5轴扩展口，最大峰值3.5A 均值2.5A，控制部分全高速光藕，保证不丢步。
小并口卡说明书V2
接口卡说明产品展示图一、产品特色：可同时接5块步进电机驱动板器，控制5个步进电机运转。
标准的并口接口，支持mach3软件。
五路光耦隔离输入，可以接限位开关、急停开关、复位、对刀等。
带继电器开关控制，可控制雕刻机主轴电机的转或不转。
l供电采用5V USB供电。
该接口板对并口输出信号增强处理，可以实现一个通道连接两个驱动器，为大家制作双X双Y或者双Z的雕刻机或者其他机器提供了方便。
采用带插拔的接线端子，使用更方便。
二、详细接线说明驱动轴接线方法：与驱动板的接线方法采用共阳接法，可以配合我们的步进电机驱动器使用。
五轴驱动器接口接线方法相同，我下面以X轴为例。
共阳极接法：分别将CP+，DIR+，EN+连接到控制系统的电源上，脉冲输入信号通过CP-接入，方向信号通过DIR-接入，使能信号通过EN-接入。
（通常情况EN悬空不接）5路限位开关接线方法：用户可外接限位开关，急停信号等！如果是三线的限位开关，用户需外接电源接开关的电源与地，信号线接我们的输入脚（如X）。
如是二脚的，只需一端接GND另端接输入脚就好（如接X）。
内部触发接收到的输入信号，并通过并口传至电脑。
继电器输出接线方法：板卡将继电器的公共COM端与常开端引出，mach3中M3是开，M5是关。
电源接线方法：电源接线方法直接采用电脑USB供电就好，方便省事。
三、关于MACH软件的设置a、勉设置打开：我们会做好设置文件，用户将设置文件拷贝mach软件安装目录下即可，打你通过mach软件打开时选择我们的配置文件名打开就好。
b、关于Mach的简单设置：安装好之后，打开图标，根据版本不同或许图标有些差异，但图标名称应该是Mach3Mill。
然后进入界面，并开始进行设置！界面端口设置端口选择及频率设定电机输出设定，一般雕刻机A、B轴如不用，可以不用打开，需要就选打开。
输入设置，主要设置限位开关，急停等！输出设定，设定使能所有电机使能接在一起，使能一般用的少，接这个要注意自己的驱动器低电平使能还是高电平使能！不同的使能电平对应设置不同低电平使能时应该勾选，反之不勾选！设定主轴开关，使用继电器控制开或者关！G代码M3开继电器，M5关继电器。
基于MACH3的五轴数控机床设计
基于MACH3的五轴数控机床设计黄子良;赵轲【摘要】设计了一款经济型五轴数控机床,进行了五轴数控机床的结构与电路硬件系统设计,以计算机操作系统为平台,应用开放式CNC软件MACH3进行控制,降低了机床的成本.经实际加工使用证明,该机床经济实用,可以满足培训和一般精度加工使用要求.%The economical five-axis NC machine tool is designed, including the mechanical design structure and the hardware de-sign of its electric circuit. CNC software MACH3 is used in this control system to control the machine, thus reducing its cost. It is proved in the practice that the economical NC machine tool can satisfy the requirement of the machining accuracy.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】五轴;数控机床;设计;MACH3【作者】黄子良;赵轲【作者单位】广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TG6590 引言国内加工企业在追求高精度、高效率时，大多采用的是进口的五轴数控机床，昂贵的价格限制了许多中小企业的发展，很多高校也无法装备足够的台套数来供学生进行学习，故提出一款经济型五轴数控机床方案来满足实际需要。
进行了机床的机械结构设计和三维建模，阐述其控制系统原理和重要参数设置。
该机床控制系统基于计算机操作系统平台，通过开放式CNC控制软件MACH3控制，具有成本低，占地小，精度中等，控制方便等优点。
mach3接口板原理图
D
C
1 S3S2S1 14 2 15 3 16 4 17 5 18 BK 6 19 GND 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 25 13 DB25M VCC RP2 A09-4.7K
1 RJ5 RJ11-6P GND RJ11-6P 2 EN 3 Spindle STEP 4 Spindle DIR 5 VCC 6 1 RJ4 RJ11-6P RJ11-6P 2 3 4 5 6 1 RJ3 RJ11-6P RJ11-6P 2 3 4 5 6 1 RJ2 RJ11-6P RJ11-6P 2 3 4 5 6 1 RJ1 RJ11-6P RJ11-6P 2 3 4 5 6 GND EN X STEP X DIR VCC GND EN Y STEP Y DIR VCC GND EN Z STEP Z DIR VCC GND EN A STEP A DIR VCC
B
DB15F DB15M 1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8 DB15M VCC DB25M
VCC X++ Y++ Z++ A++ Stop
U2 CN6 P521-1 2 CN2-2.54MM 1
OUT X++ GND OUT Y++ GND OUT Z++ GND OUT A++ GND OUT Stop GND
K1 DC5V
1 2 3 2
5 Q2 9012 GND EN Spindle STEP Spindle DIR VCC GND
RP3 A12-4.7K
OUT Stop D1 1N4148 VCC R1 IN S Open Q1 4.7K 8550 IN X STEP GND OUT A++ IN S Open IN X DIR R2 IN S STEP IN S DIR 4.7K IN Y STEP IN X DIR IN S DIR IN Y DIR GND IN Y STEP IN Z STEP IN X STEP IN S STEP IN Z DIR IN A STEP IN A DIR OUT Stop OUT X++ OUT Y++ OUT Z++ GND IN Y DIR IN Z DIR IN A STEP IN A DIR GND S3 S2 S1 IN Z STEP R4 1K 1 2 4 6 8 19 11 13 15 17 1 2 4 6 8 19 11 13 15 17 1G A1 A2 A3 A4 2G B1 B2 B3 B4 1G A1 A2 A3 A4 2G B1 B2 B3 B4 1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4 1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
MACH3接口板使用说明
MACH3接口板BL-MACH-V1.1使用说明功能特点：1、完全支持MACH3及其它支持并口控制的电脑软件。
2、USB供电和外围供电相分离，保障电脑安全。
3、外围宽电压输入，12-24V，并有防反接功能。
4、所有输入信号全部经光藕隔离，可接急停、对刀、限位等，保障电脑安全。
5、一路继电器输出端口,可控制主轴开关。
输出口为P17口。
6、一路经光耦隔离的0-10V模拟电压输出，可以控制具有相应模拟接口的变频器，控制主轴转速。
输出口为P1口。
7、开放所有17个端口，可接带光耦的驱动器，可控制5轴步进电机。
8、P1作为PWM输出，可控制带光耦输入的主轴调速器。
9、可接共阴或共阳、输入电平为5V的驱动器。
10、板印所有端口名称、一目了然。
Mach3接口板BL-MACH-V1.1使用说明整体功能、接线图：GNDP10–急停P11–对刀PX 12–P Y 13–P Z 15–P X 2-脉冲P X 3-方向-P Y 4-脉冲-P Y 5-方向P Z 6-脉冲P Z 7-方向P A 8-脉冲P A 9-方向P14-总使能P B 16-脉冲P B 17-方向/继电器P PWM1-PCGND（共阴端）PC V 5（共阳端）PC V 5（共阳端）注意：以下的设置是按接口板与驱动器是采用共阳的接线方式来设置的。
MACH3软件的相关设置：一、检查MACH3驱动是否正常安装：注意：“Mach3 Driver ”不能有“！”或“？”。
二、软件设置：1、公英制选择。
设置单位：在“设置”里的“公/英制选择” 选公制毫米Mach3接口板BL-MACH-V1.1使用说明2、端口/针脚（1）、端口设置和轴向选择：注意--设置好后点应用（2）、电机输出：如图设置好后点应用。
注意：步进电机的转向和接线有关，如果方向不对，可以调整上图的“Dir LowActive”。
（3）、输入信号：如图设置，设定后点应用。
Mach3接口板BL-MACH-V1.1使用说明（4）、输出信号：如图设置，设定后点应用。
MACH3常用设置
Mach3Mill，铣床主界面。
界面上的内容非常多，乍一看感觉很复杂，这也是我第一次接触Mach家族软件的第一印象。
经过一段时间的使用和研究后发现，实际上只要进行简单的几个设置之后就可以初步的运行了。
待我慢慢道来。
打开软件后的第一步就要确定用于计算机床进给系统所使用的长度单位是公制还是英制，也就是毫米还是英寸。
打开Config菜单，选择第一项Select Native Units。
随后会弹出一个提示窗口，不用理睬直接点击OK。
(提示内容是告诉用户这里的长度单位的确定与G程序中使用的长度单位没有关系，这里确定机床步进(伺服)电机，在进给运动时所使用的长度单位。
)之后就会出现单位定义窗口了。
我使用了mm‘s，也就是毫米，因为我使用的丝杠是2.5mm导程(螺距)的，是公制的的丝杠。
所以这样可以方便的计算出步进电机的转速，而不存在单位换算出现的误差。
按下ok后即可。
第二步，开始设定你的Mach接口，定义并口引脚功能。
这也是Mach中设定最关键的部分，机床是否能够正常的运行就靠这里的设定。
Config菜单-Ports and Pins项弹出Ports & Pins对话框，此对话框内有多个标签窗口。
首先看到的是PortSetup and Axis Selection标签窗口。
窗口中有以下选项是我们要关注的，Port #1中定义了PC主板上唯一的一个并口地址，这个地址在主板BIOS中已经定义一般为默认，无需要更改，Port Enable打勾有效。
Port #2定义如果主板上有第二个并口，则定义了第二个并口的地址。
Kernel Speed核心频率定义了mach系统的最高运行速度，决定了机床进给速度的极限，无论是步进电机还是伺服电机最高脉冲频率决定了其转速，所以Kernel Speed的频率限制其最大脉冲频率。
一般步进电机的转速比较低，极限转速大约700转，标准脉冲是每转200个，如果使用细分驱动器达到8细分的话就是1600个脉冲转一圈。
基于Mach3五轴CNC软件的并行双向多功能接口设计
基于Mach3五轴CNC软件的并行双向多功能接口设计孙杰;仲广玉【摘要】To construct a easy-to-use low-cost 5-axes CNC machine tool system, a 32-bit Windows XP operation system was utilized as the software platform. A bidirectional parallel multifunctional interface card was designed to be used as the driver for a stepper motor. This interface card combines with an Intel Atom 1.6G dual processor mini motherboard form the PC computer hardware platform. At the same time, Mach3 open ended CNC control software was utilized to control the five axes linkage movement of the machine tool. The testing results proved that this CNC system can effectively realize the linkage control of a five axes machine tool.%为构建一个精简的低成本经济型五轴联动机床数控系统,采用了基于32位操作系统Windows XP为软件平台,设计了并行双向多功能接口板作为步进电动机驱动控制接口,和intel双核心Atom1.6G处理器mini主板组成PC计算机硬件平台,并利用Mach3开放式CNC控制软件完成五轴机床的联动控制.实验结果证明该数控系统可有效实现五轴机床联动控制.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】4页(P80-83)【关键词】数控系统;计算机并口;五轴联动【作者】孙杰;仲广玉【作者单位】辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TG65;TH165目前我国五轴数控加工机床大多数是采用西门子公司等国外的硬件系统和控制软件，其价格高昂，不利于五轴数控加工技术在众多的小型机加工企业的开展和应用。
EP2C8控制板 USBMACH3接口板5轴控制 原理图
IO15 IO14 IO16 IO17 IO18 IO19
INPUT8
IO21 IO20 IO28 IO29 IO30 IO31 IO23 IO22 IO25 IO24 IO26 IO27
INPUT9
IO46 IO47
B
INPUT10
INPUT11
IO48 IO49 IO50 IO51 IO52 IO53
6
P4 1 2 3 4 P6 1 2 3 4 P9 1 2 3 4 P11 1 2 3 4 VCC INPUT10 INPUT11 INPUT12 VCC INPUT7 INPUT8 INPUT9 INPUT5 VCC INPUT4 INPUT5 INPUT6 INPUT3 VCC INPUT1 INPUT2 INPUT3 INPUT1 R11 511 GND R13 511 GND R16 511 GND R18 511 GND R20 511 GND R22 511 GND R24 511 GND R26 511 GND R28 511 GND R30 511 GND R38 511 GND R40 511 GND U4 IO2 PC817 GND1 IO3 PC817 GND1 IO4 PC817 GND1 IO5 PC817 GND1 IO6 PC817 GND1 IO7 PC817 GND1 IO8 PC817 GND1 IO9 PC817 GND1 IO10 PC817 GND1 IO11 PC817 GND1 IO12 PC817 GND1 IO13 PC817 GND1 IO13 R41 512 IO12 R39 512 U19 IO11 R32 512 U18 IO10 R29 512 U17 IO9 R27 512 U16 IO8 R25 512 U14 IO7 R23 512 U13 IO6 R21 512 U12 IO5 R19 512 U10 IO4 R17 512 U9 IO3 R15 512 U8 IO2 R12 512 U7 VCC33
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数控雕刻机是依靠相关软件控制工作的，设备上的一些安全触发装置也是依靠正确的软件设置才能正常运行，在没有完全确认设置正确的情况下冒然装刀试机可能都设备造成永久的损伤！本设备采用计算机并行接口和PC连接，控制软件MACH3通过并口端口控制雕刻机各轴按照指令运行WINDOWS请用sp2版本，其他版本可能出问题提示：并口（打印口）要求工作在EPP模式，任何其它模式可能造成雕刻机不能正常运行，有关EPP模式的设置应在计算机主板BIOS中进行，各个厂家的设置方法不尽相同，请参阅计算机的说明书进行设置。
警告：控制用的PC应该是台专用的，并尽可能不要按装其它应用软件！警告：部分PC没有自带的并行口，玩家需另行购买PCI 插槽的并口扩展卡，任何市售的USB-并口（打印口）的设备都不能使本设备正常运行。