1. No category

UNIVERZA V LJUBLJANI – FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO
LAKOS – Laboratorij za tehnično kibernetiko,obdelovalne sisteme in računalniško
tehnologijo
3D CNC-GRAVIRNI STROJ
Lakos 150
NAVODILA ZA UPORABO
Kazalo
1
Opis naprave, shema in priklop .............................................................................................................................. 3
1.1
Opis naprave ......................................................................................................................................................... 3
1.2
Shema ................................................................................................................................................................... 3
1.3
Priklop naprave ..................................................................................................................................................... 3
1.4
Zagon .................................................................................................................................................................... 4
2
Upravljanje naprave ............................................................................................................................................... 5
2.1
Uporabniški vmesnik ............................................................................................................................................ 5
2.2
Upravljanje koordinatne mize (osi)....................................................................................................................... 6
2.2.1
Način MANUAL (bližnjica 'F3') ........................................................................................................................... 6
2.2.2
Način MDI (bližnjica 'F5') .................................................................................................................................... 7
2.3
Referenčna lega..................................................................................................................................................... 8
2.4
Koordinatni sistemi (Offsets) ................................................................................................................................ 8
2.5
Upravljanje programov ......................................................................................................................................... 9
3
Seznam bližnjic ...................................................................................................................................................... 10
4
NC programiranje ................................................................................................................................................. 11
4.1
Seznam najpogostejših ukazov ........................................................................................................................... 11
4.1.1
G kode ................................................................................................................................................................. 11
4.1.2
M kode ................................................................................................................................................................ 11
4.1.3
Ostale kode ......................................................................................................................................................... 11
4.2
Uporaba osnovnih kod ........................................................................................................................................ 11
4.3
Primeri programa ................................................................................................................................................ 12
5
Specifikacija gravirnika LAKOS 150 .................................................................................................................. 14
6
Varnost in vzdrževanje ......................................................................................................................................... 15
7
Literatura ............................................................................................................................................................... 17
8
Priloga .................................................................................................................................................................... 18
8.1
Elektične sheme .................................................................................................................................................. 18
8.1.1
Shema napajalnika ............................................................................................................................................. 18
8.1.2
Shema gonilnikov ................................................................................................................................................ 19
8.1.3
Shema gecko vmesnika ....................................................................................................................................... 20
1 Opis naprave, shema in priklop
1.1
Opis naprave
Lakos 150 je tri osni frezalni stroj, ki zmore frezanje, graviranje in vrtanje. Premikanje omogočajo
trije koračni motorji, ki jih nadzira vmesnik. Stroj premore pozicijsko resolucijo 0.05 mm. Glavno
delavno gibanje opravlja gravirnik, ki se vrti z 20000 obrati/minuto. Naprava ima gumb za zasilno
zaustavitev, EMERGENCY STOP, ki ga je potrebno pritisniti v nujnih primerih.
1.2
Shema
Slika 1: Shema LAKOS 150
1.3
Priklop naprave
Slika 2: Zadnja stran LPT vmesnika
Na zadnji strani LPT vmesnika se nahajajo trije izhodi (označeni X, Y in Z) za krmiljenje treh
motorjev. Vsak izhod povežete z motorjem, ki služi označeni osi. Tako povežete izhod X z
motorjem, ki premika os X. Kateri motor služi kateri osi je označeno na sliki 1. Izhod označen z
MCHN povežete na ustrezen priključek, ki se nahaja na zadnji strani stroja. Gravirnik vklopite v
izhod SPINDL, ki mu zagotavlja vir energije. Na vhod PC priklopite osebni računalnik s kablom,
preko katerega nato pošiljate informacije vmesniku. Na koncu priklopite še napajanje za vmesnik na
vhod imenovan F5.
1.4
Zagon

Prižgati je potrebno računalnik in počakati, da se odpre okno za vstop v linux Ubuntu ter se
prijaviti. Potrebno je tud vklopiti vmesnik na zadnji strani in nato še na prednji s pritiskom
na zeleni gumb.

Na namizju je ikona “EMC2”, preko katere z dvoklikom poženete krmilni program za
vodenje naprave “EMC2 AXIS”.

Naprava je v E-Stop-u, kar lahko vidite spodaj v statusni vrstici. To pomeni, da je
onemogočeno upravljanje gravirnika. Če je na nosilcu gravirnika pritisnjen gumb
“EMERGENCY STOP”, je potrebno najprej ta gumb sprostiti z rotacijo v poljubno smer.

S pritiskom na gumb „E-Stop‟ (
) izključite „E-Stop‟ (za ta postopek je bližnjica tudi
tipka 'F1'). S pritiskom na gumb desno, „Naprava Vklop‟ (
), pripravite napravo za
uporabo (bližnjica 'F2').
(!) Gumb E-Stop postavi napravo v E-Stop stanje, vendar je potrebno v nujnih primerih
vedno uporabiti gumb EMERGENCY STOP na nosilcu naprave!
(!) Pred pričetkom delovanja mora biti naprava v referenčni (začetni) legi. Kako začetno lego
doseči, je zapisano v poglavju 2.3.
2 Upravljanje naprave
Uporabniški vmesnik
2.1
EMC2 omogoča tri uporabniške vmesnike. Tu je predstavljen AXIS, obstajata pa še TkEMC in
MINI. Delujejo zelo podobno.Med njimi preklapljate tako, da spreminjate .ini datoteko v predelu
display na:

DISPLAY = axis
za uporabo vmesnika AXIS

DISPLAY = tkemc
za uporabo vmesnika TkEMC

DISPLAY = mini
za uporabo vmesnika MINI
Slika 3: Glavno okno uporabniškega vmesnika
Gumbi v orodni vrstici z leve proti desni:
2.2

E-Stop/E-Stop off

Naprava VKLOP/IZKLOP

Odpri datoteko

Ponovno naloži odprto datoteko

Poženi program

Poženi naslednjo vrstico programa

Začasno ustavi program (pavza)

Prekine program

Približa

Oddalji

Pogled iz smeri Z

Pogled iz smeri Z zasukano

Pogled iz smeri X

Pogled iz smeri Y

Pogled v prespektivi

Počisti pretekla gibanja z zaslona
Upravljanje koordinatne mize (osi)
Prikaz trenutnega položaja koordinatne mize je zapisan na ekranu s koordinatami x, y in z v
zgornjem levem predelu črnega okna.
Izbirate lahko med dvema načinoma upravljanja z zavihkoma MANUAL in MDI t.i. Manual Data
Input ali ročni vnos podatkov.
Hitrost, s katero se osi premikajo lahko nastavljate s pomočjo drsnika Feed Override, ki se nahaja na
levi strani uporabniškega vmesnika.
2.2.1 Način MANUAL (bližnjica 'F3')
Ko je vklopljen ročni način, lahko mizo premikate z naslednjimi tipkami:
x os v + smeri: →
x os v – smeri: ←
y os v + smeri: ↑
y os v – smeri: ↓
z os v + smeri: PgUp
z os v – smeri: PgDn
Uporabljate lahko tudi gumba + in – v vmesniku. Osi izbirate s klikom na os ali pa z bližnjicami 'X',
'Y' in 'Z' na tipkovnici.
Če namesto neprekinjenega premikanja želite inkrementalne premike, lahko to nastavite s
padajočim menijem, ki se nahaja nad gumbom 'Home All'. Možne nastavitve so: continuous,
1.0000, 0.1000, 0.0100, 0.0010, 0.0001. Enote inkrementalnih premikov so milimetri.
Spindle ima dve stanji, ali gravirnik stoji ali pa se vrti. Med njima preklapljamo s klikom na stop in
. Pred delom je potrebno gravirnik vključiti. Obrate gravirnika nastavite z gumbom na samem
gravirniku.
V tem načinu lahko tudi izvajate NC programe. Več o tem v poglavju 2.5. Upravljanje programov.
2.2.2 Način MDI (bližnjica 'F5')
Če gumb nastavite na način MDI, v katerem ukaze pošiljate preko MDI vrstice, ki se nahaja na levi
pod področjem zgodovina. V to vrstico zapisujete ukaze v NC kodi, ki jih s pritiskom na tipko Enter
izvedete. V tem načinu večina bližnjic ne velja, da so lahko tipke, ki so sicer rezervirane za
bližnjice, uporabljene v kodi.
Pod ukazno vrstico so zapisane trenutno aktivne G, M, F in S kode.
Primer: G80 G17 G40 G21 G90 G94 G54 G49 G99 G64 M5 M9 M48 M53 F0 S0
G80 poskrbi, da se ne izvede noben gib, če vnesemo samo koordinate, G17 označuje trenutno
izbrano ravnino XY , G40 pomeni, da je korekcija radija orodja izklopljena, G21 označuje
milimeterske enote, G90 pomeni izbrane absolutne koordinate, G94 mm/min, G54 izbira
koordinatnega sistema, G49 nobene korekcije dolžine orodja, G99 odmik orodja pri zaprtih ciklih,
G64 skrbi, da je podajna hitrost konstantna, M5 pomeni, da vreteno miruje, M9 izklop hladilnega
sredstva, M48 omogoča „Feed‟ in „Spindle Override‟, M53 omogoča zaustavitev podajanja, F0
trenutno nastavljeno podajno hitrost in S0 trenutno nastavljeno hitrost vrtenja vretena.
Lakos 150 ne omogoča uporabo vseh funkcij. Hitrost vrtenja vretena nastavljamo na gravirniku
samem in je zato uporaba S kode brez pomena.
Slika 4: Glavno okno uporabniškega vmesnika v MDI načinu
2.3
Referenčna lega
Da bi lahko začeli uporabljati napravo je potrebno najprej postaviti vse osi v referenčno (začetno)
lego. To storite tako, da v načinu Manual kliknete gumb „Home All‟ ali pa z bližnjico
„Ctrl‟+‟Home‟ na tipkovnici in naprava sama izvede postopek pozicioniranja v referenčno lego.
2.4
Koordinatni sistemi (Offsets)
Služijo za usklajevanje koordinatnega sistema stroja in obdelovanca.
Z offseti lahko npr. poskrbite, da v program ni potrebno zapisati začetne točke graviranja. Napravo
lahko zapeljete v željeno točko in tam postavite izhodišče koordinatnega sistema.
S pritiskom na gumb 'Touch Off' ali bližnjico 'End' odprete okno v katerem lahko nastavite za
trenutno aktivno os vrednost zamika glede na naložen program. Namesto vrednosti lahko uporabite
tudi formulo, ki jo program izračuna. Formula ne sme vsebovati spremenljik. Končna vrednost je
podana pod vnosno vrstico. Primer: sqrt[2]/2=0.707107.
Če označite 'Override Limits' dovolite programu, da začasno prekorači omejitve definirane v .ini
datoteki.
2.5
Upravljanje programov
Programi, s katerimi lahko upravljate napravo, imajo končnico .ngc ali .nc. Ti programi vsebujejo G
kodo, ustvarite jih lahko tudi z beležnico in potem spremenite končnico, zaganjate pa jih v načinu
Manual v Axis ali pa v načinu Auto v TkEMC.
Program odprete z gumbom „Odpri‟ ali pa z ukazom iz menija: File, Open. Bližnjica za odpiranje
programa je tipka 'O'.
Program poženete s pritiskom na gumb „Run‟, ali pa z bližnjico 'R', ko je program že odprt.
Program lahko ustavite z gumbom pavza, bližnjica „P‟, in ga nadaljujete z ukazom nadaljuj,
bližnjica „S‟.
Program prekinete s pritiskom na tipko „Abort‟, ali pa preko bližnjice 'ESC'.
Če želite program popravljati to storite v urejevalniku. Popravljen program nato najhitreje ponovno
naložite z ukazom File, Save and Reload v urejevalniku. Urejevalnik omogoča premikanje začetka
programa s tipko „Set Run Mark‟, ki jo pritisnete, ko je kurzor v vrstici, od katere naprej želite
zagnati program.
3 Seznam bližnjic
Escape – prekinitev gibanja
F1 – spreminjanje stanja ESTOP
F2 – vklop, izklop naprave
F3 – način Manual
F4 – način Auto
F5 – način MDI
x – izbira X osi
y – izbira Y osi
z – izbira Z osi
→ , ← (smerne tipke) – premik X osi v + , – smeri
↑ , ↓ (smerne tipke) – premik Y osi v + , – smeri
PgUp, PgDn – premik Z osi v + , – smeri
Home – postavitev izbrane osi v referenčno lego
End – nastavitev vrednosti zamika za izbrano os
c – izbira neprekinjenega premika
i – izbira inkrementalnega premika in preklapljanje vrednosti
# – prestavljanje med absolutnim in relativnim prikazom koordinat
o – odpiranje programa
r – zagon odprtega programa
p – ustavitev programa
s – nadaljevanje programa
a – izvedba ene vrstice programa
v – preklapljanje med pogledi
V načinu MDI je večina bližnjic izklopljenih, vseeno pa delujejo bližnjice F1 – F5.
4 NC programiranje
Seznam najpogostejših ukazov
4.1
4.1.1 G kode
G0 X Y Z – hitri premik na želeno lokacijo
G1 X Y Z F – linearna interpolacija
G2 X Y Z I J – krožna (helična) interpolacija v smeri urinega kazalca
G3 X Y Z I J – krožna (helična) interpolacija v nasprotni smeri urinega kazalca
G4 P(#) – postanek
G10 L2 P(#) X Y Z – nastavljanje koordinatnih sistemov
G17 – izbira ravnine XY za krožno interpolacijo
G18 – izbira ravnine XZ za krožno interpolacijo
G19 – izbira ravnine YZ za krožno interpolacijo
G54 – G59, G59.1, G59.2, G59.3 – izbira koordinatnega sistema (offsetov)
G90 – izbira absolutnega načina
G91 – izbira inkrementalnega načina
4.1.2 M kode
M0 – prekinitev programa, nadaljevanje s pritiskom na Resume
M2 – zaustavitev programa
M30 – zaustavitev programa in reset
4.1.3 Ostale kode
F – nastavitev hitrosti (feed rate)
4.2
Uporaba osnovnih kod

G0 – hitri gib
G0 X5 Y10 – premakne koordinate v X=5, Y=10 ne glede na trenutni položaj. Z koordinate ne
spreminja.

G1 – delovni gib
G1 X10 Y15 F60 – linearna interpolacija do točke X10 Y15 pri istem Z s hitrostjo (feed rate) 60
mm/min.

G2 – krožna iterpolacija v smrei urinega kazalca
G1 X0 Y1 F20 – premik na X0, Y1 s hitrostjo 20 mm/min.
G2 X1 Y0 I0 J-1 – gre po loku iz X0, Y1 na X1 Y0, s središčem v X0, Y0.
I je razdalja od začetne X vrednosti do koordinate središča v X smeri, J je razdalja od začetne Y
vrednosti do koordinate središča v Y smeri.
G1 X0 Y1 F20 – premik na X0, Y1 s hitrostjo 20 mm/min.
G2 X1 Y0 R1 – gre po loku od X0, Y1 na X1 Y0, z radijem R=1.

G3 – krožna iterpolacija v nasprotni smeri urinega kazalca
G3 se uporablja enako kot G2, le da gre pri tem za krožno interpolacijo v nasprotni smeri urinega
kazalca.

G4 - premor
G4 P4 – postane na mestu za 4 sekunde.

G10 – nastavi koordinate
G10 L2 P1 X10 Y10 Z10 – offsetom G54 priredi vrednosti X=10, Y=10 in Z=10.

Uporaba spremenljivk
#120=100 – spremenljivki 120 da vrednost 100
G0 X10 Y10 Z10 F#120 – hitri premik v točko X10, Y10, Z10 s hitrostjo 100 mm/min.
4.3
Primeri programa
NC programi imajo končnico .ngc ali .nc. Običajna vrstica programa je običajno sestavljena iz
začetne oznake vrstice in nadaljnjih ukazov.
Primer programa 1:
N00
N05
N10
N15
N20
N25
N30
N35
N40
N45
N50
N55
g57
g0 x0 y0 z10
g0 z1
g1 z-0.03 f60
g1 x10
g1 y6
g1 x0
g1 y0
g0 z10
g0 y50 z50
m30
(Graviranje pravokotnika 10x6)
(izbira želenega koordinatnega sistema (g57))
(hitri premik (g0) do točke x0 y0 z10)
(hitri premik (g0) do točke z1 pri trenutnem x in y)
(delovni gib (g1) do točke z-0.03 s hitrostjo (feed rate) 60)
(delovni gib (g1) do točke x10)
(delovni gib (g1) do točke y6)
(delovni gib (g1) do točke x0)
(delovni gib (g1) do točke y0)
(hitri gib (g0) na z10)
(hitri gib (g0) na y50 z50)
(konec programa in reset)
Primer programa 2:
Oblika, ki jo program naredi je petkraka zvezda z luno pod njo.
g54 g40
g0 z15
x20 y30
g1 z-1 f300
x50 y90
x80 y30
x10 y70
x90
Izbira koordinatnega sistema, brez kompezacije premera orodja
hitri gib na koordinato z15
hitri gib ostane vključen in orodje se premakne v izbrane
koordinate
delavni gib na z-1 s podajno hitrostjo 300
delavni gib ostane vključen in orodje naredi gib v x50 y90
delavni gib v x80 y30
delavni gib v x10 y70
delavni gib v x90
x20 y30
g3 x80 r60
g2 x20 r 31
g0 z15
x-10 y-10
m30
delavni gib v x20 y30 (zvezda je narejena)
helična funkcija v nasprotni smeri urinega kazalca z radijem
60 mm v x80
helična funkcija v smeri urinega kazalca z radijem 31 mm
hitri gib na koordinato z15
odmikanje orodja od obdelovanca
Zaustavitev programa in skok na začetek programa.
Slika 5: Oblika 2 programa
5 Specifikacija gravirnika LAKOS 150
D/Š/V: 670/430/860 mm
Delovni prostor, maksimalni pomiki po oseh:
X – 205 mm
Y – 177 mm
Z – 130 mm
Hitrosti od 0 do 600 mm/min.
Linearna trosna interpolacija
Krožna interpolacija v treh ravninah XY, XZ, YZ (G17, G18, G19)
Kompenzacija dolžine (G43, G49)
Pogon s koračnimi motorji in 5 mm vijačnimi vreteni
Pozicijska resolucija: 0.05mm.
Električni gravirnik PROXXON– 20000 RPM; 100W
Premer vpenjalnih čeljusti 0.8 mm, 1.6 mm, 2.4 mm, 3.2 mm
6 Varnost in vzdrževanje
NAVODILA ZA VARNO DELO NA GRAVIRNIKU
NEVARNOST ZA OPERATERJA PREDSTAVLJAJO:

Vrteči se deli stroja, ki lahko operaterja zgrabijo ali udarijo.

Odrezki, ki so ostri in vroči in operaterja lahko porežejo in opečejo.

Neurejena in slabo razsvetljena okolica stroja, ki ovira operaterja pri njegovem delu.

Nestrokovno in nespametno ravnanje operaterja ob stroju.
PRED ZAČETKOM DELA:

Delo na stroju je dovoljeno le strokovno usposobljenim in pooblaščenim osebam.

Delo na stroju je prepovedano nepooblaščenim osebam, osebam, ki so pod vplivom močnih
zdravil, poživil, alkohola ali hudim stresom.

Na gravirniku delajte le oblečeni v ustrezno in oprijeto zaščitno obleko.

Dolge lase, če jih imate, spnite in zaščitite z ustreznim pokrivalom.

Pripravite potrebna zaščitna sredstva in pomagala (očala, ščitnik, grebljica, čopič, merila).

Počistite eventualno neurejeno okolico in prižgite potrebno razsvetljavo.

Za vpenjanje obdelovancev vedno uporabljajte le primerna pomagala.

Varovalne opreme z gravirne naprave ni dovoljeno odstranjevati tudi ne z namenom
izboljšanja pristopa ali preglednosti.

Paziti morate tudi ali s svojim delom koga ovirate ali ogrožate.

Okolica stroja naj bo čista urejena in razsvetljena, orodja in izdelke pa odlagajte
na zanje določena mesta.

Delovni prostor ob stroju, ki naj bo obkrožen z rumeno črto je namenjen samo operaterju.

Zadrževanje drugim osebam v tej coni ni dovoljeno.
MED DELOM:

Ne zapuščajte stroja, ko ta obratuje.

Ne približujte se vrtečem orodju, tudi ko se že ustavlja ne.

Ne odstranjujte varnostnih naprav s stroja, med delom.

Ne sklanjajte se nad vrteče dele stroja, ne dotikajte se jih in jih ne merite.

Ne odstranjujte odrezkov z roko ali pihanjem, pač pa z ustreznim orodjem.

Ne čistite in ne popravljajte stroja med obratovanjem stroja.

Obdelovance in orodja odlagajte na, v ta namen, določeno mesto.

Ob kakršni koli nejasnosti zahtevajte navodilo od predpostavljenega.
PO DELU:

Preglejte orodje in ga odstranite iz vpenjal.

Očistite gravirni stroj in okolico ter osušite delovno mizo.

Izklopite glavno stikalo in vsa mehanizirana podajna gibanja na stroju.
7 Literatura
EMC2: V2.1 User handbook (online) 2007 (25 Februar 2007), www.linuxcnc.org
dostopno na naslovu: http://www.linuxcnc.org/docs/EMC2_User_Manual.pdf
8 Priloga
8.1
Elektične sheme
8.1.1 Shema napajalnika
Prikazuje vhod električne energije v sistem, kako se razdeli, transformira ter nato napaja posamezne
izhode na LPT vmesniku.
Slika 6: Shema napajalnika
8.1.2 Shema gonilnikov
Prikazuje kako se poveže gecko vmesnik s koračnim motorjem. Kabel za povezavo je tudi na shemi.
Slika 7: Shema krmilnika
8.1.3 Shema gecko vmesnika
Prikazuje kako so povezani geckoti, zasilna in končna (home) stikala na priključek, po katerem
pridejo signali iz EMC2 vmesnika.
Slika 8: Shema gecko vmesnika