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SOFTWARES => Software CAM - Geral => Tópico iniciado por: cebaldocchi em 04 de Dezembro de 2013, 04:41
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Bom dia pessoal,
tudo bem?
Vou criar esse tópico aqui para ensinar o como começar trabalhar com o quarto eixo em sua CNC.
As máquinas CNC possuem 3 eixos: X, Y, Z dispostos num plano ortogonal, podendo usinar peças em 3 dimensões.
Quando instalamos o quarto-eixo da máquina continuamos trabalhando em 3 dimensões, porém abrimos a possibilidade da peça rotacionar podendo fazer diversos outros serviços e abrindo novas possibilidades.
[hs width=400 height=400]http://1.bp.blogspot.com/-fw-PiAnpeo0/UaD5m1nbIKI/AAAAAAAAAn0/F0oUyrWcoxA/s1600/4th-axis_large.jpg[/hs]
Existem diversos softwares capazes de gerar o percurso da ferramenta (o G-code) direto para o quarto eixo (chamado de eixo A no Mach3). Porém vou ensinar aqui como fazer isso imaginando a peça planificada, utilizando somente desenhos 2D.
O maior problema para converter um desenho 2D para o quarto eixo é que os desenhos tem as medidas em unidade linear, por exemplo milímetro, enquanto que o quarto eixo é referenciado em unidade angular, em graus. Portanto precisamos de alguma forma converter a unidade de milímetros para graus. Apesar de parecer "uma tarefa simples", tem um pequeno truque que veremos mais pra frente.
Para o nosso exemplo vou usar um tubo de alumínio de 20mm de diâmetro por 147mm de comprimento.
E eu quero escrever a palavra "Hookah" na superfície externa desse tubo.
Ao invés de trabalhar com um tubo, nós vamos planificar nossa figura transformando-a em um retângulo.
Podemos imaginar a superfície externa do tubo como um plano retângular: "X" e "Y":
[hs width=400 height=400]http://www.eb23-cmdt-conceicao-silva.rcts.pt/sev/mat/images/cilindro4.GIF[/hs]
Nosso retângulo terá a dimensão de: X=147mm por Y=62,83mm - A medida de "Y" que antes era uma circunferência é exatamente o perímetro do nosso circulo, calculado através da fórmula:
Perímetro = pi * diâmetro
Perímetro = 3,1415 * 20
Perímetro = 62,83 [mm]
Vou criar um retângulo nessas dimensões no ArtCAM:
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/01.png[/hs]
Esse retângulo representa a superfície externa do nosso tubo, que é exatamente a nossa peça planificada.
Você pode fazer qualquer desenho desde que ele esteja dentro da área de impressão.
No meu caso eu desejo escrever no tubo a palavra "Hookah".
Porém como eu desejo que esse escrito fique legível, eu não posso escrever muito grande ocupando toda lateral da peça, pois será necessário ter que ficar "girando" a peça para conseguir ler. Então vou escrever somente na metade da peça, assim quando olhar a peça de frente terei toda a visão da palavra "Hookah".
Como o meu retângulo possui 147 x 62,83 [mm], vou escalar a minha imagem para ter uma altura de 30mm, que é aproximadamente metade da altura 62,83 mm.
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/02.png[/hs]
Desenho pronto, podemos gerar o Gcode!
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/03.png[/hs]
Agora que temos tudo pronto, ou melhor, quase pronto. Chegamos na parte mais importante.
O problema a resolver é que o nosso Gcode está referenciado como X e Y, é óbvio. Afinal nós mesmos criamos um plano "XY" para trabalhar ao invés de um plano angular.
Dessa forma devemos referenciar o nosso plano para "X" e "A". Vamos SUBSTITUIR todas as letras "Y" e "y" do Gcode para "A".
Vocês podem fazer essa tarefa usando um editor de texto qualquer, ou se quiser podem usar esse programa que eu fiz em C++:
LINK: https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/quartoeixo.exe (https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/quartoeixo.exe)
Para usar esse programa você DEVE renomear o seu arquivo Gcode para: arquivo.tap - somente letras minúsculas OK?!
O programa vai ler o arquivo original e gerar um arquivo chamado arquivo2.tap - substituindo todas letras "Y" e "y" por "a" e "A".
Deixe o programa .EXE e o arquivo.tap no mesmo diretório (por exemplo no Desktop) e pode abrir o programa quartoeixo.exe
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/04.png[/hs]
Agora vamos para a etapa final e MAIS importante que é como fazer a conversão de milímetros para graus.
O nosso circulo possui uma circunferência (perímetro) de 62,83mm (que nós calculamos através da fórmula: Perímetro = pi * Diâmetro)
E nós também sabemos que uma volta completa em um circulo equivale a 360 graus.
Então temos a seguinte relação: 360º = 62,83mm
Dividindo um pelo outro: 360/62,83 = 5,73 [º/mm]
Portanto nosso: FATOR DE CORREÇÃO É: 5,73 [º/mm]
Agora basta a gente colocar esse fator de correção no Mach3 para ele corrigir o movimento do quarto eixo. (Eixo A)
Para isso clique na barra superior: Function Cfg's >> Formulas
Não se esqueçam de deixar "checkado" a opção: Formulas Enable - e de entrar com o valor usando PONTO e NÃO VÍRGULA!
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/05.png[/hs]
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/06.png[/hs]
Tudo pronto, podemos usinar a peça!
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/07.png[/hs]
[hs width=600 height=800]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/08.jpg[/hs]
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/09.jpg[/hs]
[hs width=800 height=600]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/10.jpg[/hs]
Conclusão:
A formula para o fator de correção é: Fc = {360 / (pi * Diâmetro)} [º/mm]
Esse fator de correção é uma relação direta entre os 360 graus de uma volta completa, e o comprimento desenvolvido da superfície de uma circunferência (perímetro). Como trabalhamos com peças de diferentes diâmetros, devemos SEMPRE refazer essa relação quando o diâmetro da peça se altera. ;D
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Obrigado por compartilhar ;)
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Muito bom!
Obrigado por compartilhar, em breve vou tentar trocar minha 3AX por uma 4 eixos e quero implementar este recurso.
Abraços,
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As suas informações foram muito valiosas, andava pesquisando de como fazer, pois acabei de comprar o 4°eixo, estava meio perdido muito obrigado.
Abs.
Maquete (Carlos Silva)
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Muito obrigado pela explicação.
Eu tenho duvida como configura o 4º eixo lá no motor tuning steps per.Você sabe?
Grato Reginaldo
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Boa Tarde Carlos
Estou montando uma maquina nova com uma placa com saída para 4 motores e pretendo futuramente colocar nela o 4º eixo sua explicação me tirou um monte de duvidas.
Obrigado por compartilhar pessoas como você engrandece o GuiaCnc.
Abs.
Jr.
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Muito obrigado pela explicação.
Eu tenho duvida como configura o 4º eixo lá no motor tuning steps per.Você sabe?
Grato Reginaldo
Boa tarde,
tudo bem?
A primeira configuração é "Steps per Unit".
Você pode fazer de forma teórica ou experimental.
De forma teórica você precisa saber qual a configuração eletrônica está usando.
Por exemplo o meu caso:
Motor: 200 passos por volta
Driver: micro passo: 1/8 passo (ou seja, cada passo ele sub-divide em 8 passos)
Relação de Correia: 1:3 (ou seja, para cada 3 voltas do motor o eixo árvore dá 1 volta)
Aí você faz a conta de quantos passos são necessários para o eixo árvore dar 1 volta, e divide por 360 graus!
No meu caso ficou assim: (Passos_por_volta)*(Quantidade_micro_pa sso)*(Relação_de_correia)/360
(200*8*3)/360 = 13,33333333
Depois é só colocar no programa e pronto. Se você quiser você até pode mandar o programa girar umas 10 voltas pra ver se está parando alinhado: g00 a3600
O outro método é útil se você não tiver os dados da eletrônica que está usando.
Nesse caso no Mach3 clique em "Settings" >> "Set Steps Per Unit".
Esse método é feito meio na orelhada.
Vai aparecer uma caixa de diálogo:
*** How far would you like to move the A axis? Traduzindo: Quanto você deseja mover o eixo "A"?
Você digita: 360
Depois o eixo vai girar e vai parar... aí você mede quantos graus ele girou efetivamente.
How far did the A axis move? (Measured Value) Traduzindo: Quanto o eixo "A" se moveu? (Valor medido, REAL)
Você mede o valor que girou e digita.
(Repita o procedimento mais de uma vez, e faça esse ajuste sempre usando ângulos grandes para minimizar o erro. Exemplo, comece aferindo para 360 graus, e depois que parecer aferido, repita o procedimento para 3600 graus)
(Veja que o para o Mach3 não importa a unidade que estamos trabalhando... por convenção adotamos uma medida angular: GRAUS)
Claro que se o sei eixo estiver aferido ele vai girar os 360 graus... porém digamos que o seu software não esteja aferido, e o eixo tenha girado somente 270 graus. Aí você coloca que girou somente 270 graus. Aí o próprio Mach3 faz o ajuste para corrigir.
Caso logo de primeira o eixo esteja aferido, ótimo!
Caso contrário você repete novamente o procedimento sempre analisando se o valor que você digitou foi obtido na prática!
Quando terminar faça um teste de confirmação!
Digite no Mach3: G00 A3600
O eixo então vai dar 10 voltas, ou seja 3600 graus. E o eixo deverá parar alinhado na mesma posição mostrando que está aferido.
No meu caso antes de fazer pelo método teórico eu comecei fazer pela tentativa e erro.
Mandava o Mach3 dar 10 voltas e conferia se o eixo tinha parado na mesma posição. Fiz o procedimento umas 15 vezes e consegui chegar na relação: 13,335. Ou seja, um erro de 0,0125%.
Se você aferir seu eixo com base em 10 voltas, mesmo que exista um erro ele será realmente muito baixo, porque esse erro é acumulativo pela quantidade de voltas. Quando trabalhamos com o quarto eixo o máximo que utilizamos é 1 volta, 360 graus. Então estará OK.
O campo velocidade você deve deixar o maior possível sem que o motor perca passo.
Ou se você achar que ele gira muito rápido e isso está sendo prejudicial, diminua.
No meu caso deixei em 800.
E o campo aceleração é usual deixar em 10 ou 20% da velocidade máquina.
Apenas uma explicação:
O campo de aceleração é útil pois em alguns casos a nossa máquina possui uma mesa muito grande e pesada. Nesse caso o motor deve fornecer energia cinética gradativamente para mover a mesa. Porque se o motor tentar acelerar a mesa rapidamente, não terá torque o suficiente e perderá passo.
O caminho inverso também é verdadeiro. Uma mesa muito pesada terá muita inércia, e o motor não conseguirá pará-lá rapidamente. Nesse caso além da máquina poder perder precisão (não parar no local certo), poderá ocorrer do motor perder passo.
Esse problema de aceleração e inércia geralmente ocorre nos eixos X, Y e Z pois temos uma massa se deslocando com velocidade para determinado lado. No eixo "A" isso é mais raro acontecer porque as peças são cilíndricas, simétricas e balanceadas... então pode ser que você consiga trabalhar com uma aceleração de uns 40 até 50% da velocidade.
[hs width=450 height=450]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/11.png
[/hs]
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Muito obrigado pela explicação,entendi legal.
Parabéns pela boa vontade.
Reginaldo
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Parabéns...
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Boa Tarde Carlos
Já que nos disponibilisou estas informações eu te passo uma : na primeira foto que vc postou a peça esta presa de forma errada pois as castanhas da placa estão no limite da abertura .
A forma correta é usar o par de castanhas que a pega é inversa (aquele trio de castanhas que aconpanha a placa)
Luciano
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Parabéns. Ótima explicação.
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cebaldnoocchi,e quando a peça a ser usinada no 4º eixo tiver mais que um diâmetro,como ficaria no g code?
Grato.Reginaldo
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Parabéns Carlos Eduardo, está ótimo este seu tutorial... ;)
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cebaldnoocchi,e quando a peça a ser usinada no 4º eixo tiver mais que um diâmetro,como ficaria no g code?
Grato.Reginaldo
Boa noite,
tudo bem?
ótima pergunta!
Na verdade ainda não tive esse problema.
Mas se a peça tiver vários diâmetros você pode utilizar essa técnica mais de uma vez.... para cada diâmetro fazer o desenho e o fator de correção e mandar ver. Sei que não é muito prático mas é uma solução.
Se a sua produção for seriada você poderia ao invés de usar o fator de correção, poderia redimensionar a sua imagem para "ajustar" o movimento do eixo A de milímetros para graus.
Por exemplo no meu caso o FATOR DE CORREÇÃO ERA: 5,73... então eu posso "espixar" o desenho no ArtCAM para quando o Gcide ser gerado a proporção de conversão entre MILÍMETROS e GRAUS estar corrigida.
O desenho em vetor tinha 10,724mm de altura (essa altura no ArtCAM seria o eixo Y, mas máquina seria o eixo A).
Fiz a conta: 10.724 * 5.73 = 61,45
Nesse caso a altura corrigida seria 61,45mm.
Veja que você deve espixar o desenho somente em Y! (Não em X, ou seja, não deve manter a proporcionalidade).
[hs width=600 height=450]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/12.png[/hs]
[hs width=600 height=450]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/13.png[/hs]
[hs width=600 height=450]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/14.png[/hs]
Agora digamos que a peça seja cônica... sem dúvida a solução mais elegante seria levantar o lado do menor diâmetro para deixar o plano à 90 graus da ferramenta.
Porém nesse caso também o FATOR DE CORREÇÃO não vai funcionar poque teremos vários diâmetros... e você deverá corrigir o seu desenho para um trapézio.
Veja um modelo aqui:
[hs width=600 height=450]https://dl.dropboxusercontent.com/u/45319171/artcam/15.png[/hs]
Espero que tenha entendido da idéia!
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Grato
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Grato
Bom dia,
tudo bem?
Apenas lembrando que o próprio ArtCAM10 já gera o código para o eixo A.
Esse tutorial é apenas para facilitar a usinagem em alguns casos...
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Bom dia amigo.
Muito bom sua explicação.
Agora me diga uma coisa, e se eu fosse fazer duas marcas completando os 360° antes e depois da palavra, como faria ?
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também nao entendi a forma que faz para 'espixar' a figura já no Artcam. Você disse;
"O desenho em vetor tinha 10,724mm de altura (essa altura no ArtCAM seria o eixo Y, mas máquina seria o eixo A).
Fiz a conta: 10.724 * 5.73 = 61,45
Nesse caso a altura corrigida seria 61,45mm.
Veja que você deve espixar o desenho somente em Y! (Não em X, ou seja, não deve manter a proporcionalidade)."
Mas essa altura não era de 30mm ? +- a metade do perimetro, porque nesta explicação de 'espichar' o valor era de 10.724 ?
Voltando a marcação antes e depois da letra, seria como fiz ? uma linha reta antes e depois com o tamanho de 360 ?
obrigado.
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para nao ter que quebrar a cabeça:
troque no config os pinos do eixo a pelo eixo y
Luciano
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Eu tenho um eixo rotativo, porém não tenho este Eixo "A" configurado.
Tenho 4 drivers mas como utilizo 2 deles no Eixo "Y" (longitudinal), sobraram 2.
Um uso no Eixo "Z" e outro no Eixo "X".
Para o Eixo "A" não restou nenhum e como queria usar um eixo rotativo, criei um cabo com plugs Myke e uma chave que redireciona os sinais do Driver "X" para o eixo rotativo, ou seja, no momento que preciso do Eixo Rotativo, desligo o Eixo "X" que fica parado sobre o centro longitudinal da peça a ser usinada.
*(Denomino "Eixo X" o eixo transversal).
Ficam ligados portanto apenas os Eixos "Y", o Eixo "Z" e o Rotativo que ainda está sendo comandado pelo eixo denominado "X"...
Conclui a montagem, o eixo rotativo está operante, girando normalmente.. apenas não o configurei ainda, mas irei fazer como o amigo orienta...
Mas precisava de mais algumas orientações....
Na configuração de 3 eixos, o Eixo "X" que estou utilizando é linear... está configurado e funcionando normalmente...
No momento em que redireciono o sinal do Driver para o Eixo Rotativo, ele passa a exercer a função do Eixo "A", ou seja, cilíndrico...
A partir deste momento, todas as configurações do Eixo "X" deixam de valer e preciso de uma nova configuração para este novo eixo... ou seja, toda vez que for eventualmente utilizar este eixo, terei que refazer as configurações básicas para ele trabalhar como Eixo "A"... e aí pergunto: existe alguma forma de criar um "multi-boot" no Mach3, onde possa escolher começar a usar o sistema com 3 Eixos "Y", "X" e "Z" e no caso de precisar usar o quarto eixo, escolher uma outra opção e abrir o programa já configurado para usar os Eixos "Y", "Z" e "A", sendo uma configuração totalmente independente da outra?
Com o Sistema Operacional consigo trabalhar assim: no inicializar tenho a opção de usar Linux (Ubuntu) ou Windows XP....
Gostaria de saber se existe meios de se criar isto no Mach3 também... Seria necessário uma nova instalação?....
Abraços e assim que tiver umas fotos, posto aqui...