mach3 usb motion card akz250 installation manual · 2018. 12. 22. · 支持所有windows...

Mach3 USB Motion Card AKZ250 Installation Manual http://leafboy77.com/

1

USB 运动控制卡(AKZ250 版本)安装手册

Ver1.17

本卡特点：

支持 Mach3 所有版本，包括目前最新版 Mach3 R3.042.040。

支持所有 Windows 版本，包括目前最新版 Windows7。

USB 无需安装驱动，所有 Windows 版本即插即用。

全面支持 USB 热插拔，随时监测 USB 连线状态，Mach3 工

作中，USB 电缆拔出再插上，也可正常连线。

支持 4 轴联动，包括点动 4 轴联动。

支持自动对刀，电子手轮，软件限位，软件消回差功能。

48M 速度，无需 PC 介入，信号由运动控制卡独立完成处理，

确保您拥有真正地实时性和可靠性。

拥有 200KHz 输出，接伺服/步进。

拥有状态指示灯，可提示 USB 连线，Mach3 连线，运行中，

各类状态一目了然。

拥有 16 个输入指示灯，清楚显示信号输入状态。

拥有测速功能，主轴实际转速在 Mach3 界面中实时显示，并

且创新提供实时转速的图表显示，主轴的转速变化清晰且生

动。

拥有板载隔离电源，无需外接电源，简化电控箱电源要求，

方便接线，同时也可使用外部电源，灵活选择。

采用 10Mhz 高速光耦 10 个，通用光耦 24 个，总计光耦达到

34 个，隔离所有输入/输出，高成本设计提供完整抗干扰性能

以及完善的安全保护。

提供完备的安装手册，文档清晰，图文并茂，描述详细。

电路板精心布线，唯选优质器件，制作精良。


2

Mach3 USB Motion Card (AKZ250) Installation Manual

Ver1.17 (Date of document updates:2012/11/2)

Features:

Fully supporting all Mach3 versions, including the Mach3 R3.042.040 version.

Supporting Windows series, including Windows2000/XP/Vista/Windows7.

No need to install any USB drivers,it can be used aftr plugging in the computer.

Full support for USB hot-swappable, the card is Monitoring USB connection

status at any time.

Fully suypporting Mach3 software limitation and backlash functions.

Maximum step-pulse frequency is 200KHz,which is suitable for the servo or

stepping motor.

Status indicator LED can be useful to show the USB connection, and working

stauts by flashing.

16 general-purpose input, with particular indicators, the input signal states can

clearly shows.

Feed rate, spindle speed rate, or jog rate can by controlled by the

adjustment-knob.

With on-board isolated power supply, external power supply is not requested.

Simplifying power requirements of electronic control system for easy using. in

addition, external power can also be applied for reduce USB load.

10 high-speed optocouplers whth 10MHz, 24 general optocouplers for isolating

all of the input/ output signals, this high-cost dsign can be porvided high

performance and stable system.

With a real-time speed chart and spindle speed changes can be observed


3

安装手册导览

文档更新记录

运动控制卡配线示意图

外形及安装孔机械尺寸

1. 安装准备

2. Mach3 的软件配置

3. 运动控制卡的硬件安装

4. USB 运动控制卡的接线表

5. USB 运动控制卡的接线图

6. 外部倍率旋钮

7. 主轴调速模拟量输出

8. 主轴测速功能

9. 自动对刀

10. 电子手轮

11. 预读缓冲设置


4

Contents

Revisions List

Basic connection diagram (an Overview)

Mechanical dimensions diagram

1. Prepare

2. Setup for Mach3

3. Setup motion card Hardware

4. Motion card connection Table

5. Motion card connection Diagram

6. Adjustment-knob

7. Spindle speed PWM output

8. Measure the rotating speed of the spindle

9. Auto tool zero

10. MPG Setup

11. Read-ahead buffer setting


5

文档更新记录

日期/版本内容

2010-11-29

Ver1.05

主轴调速：增加变频器接线图，调速信号 PWM 相位配置

Mach3 的软件配置：增加电机运行参数设置

安装准备：增加使用原配 USB 电缆的提示信息

USB 运动控制卡的接线图：增加必须外接续流二极管的提示

Mach3 的软件配置：增加 Mach3 中输入信号配置 Port#为”1”

排版调整：主轴测试等

2011-1-1

Ver1.06

1. 电子手轮

2. 自动对刀

2011-3-2

Ver1.07

增加自动对刀的软件配置

2011-3-30

Ver1.08

1. 增加主轴继电器配置

2. 增加输入传感器，PNP，NPN，接线和配置

2011-4-18

Ver1.09

1. 输入接线表增加手轮描述

2. 更新控制卡图片(光耦)

2011-12-27

Ver1.10

1. 修正自动对刀章节文字输入错误

2. 增加主轴变频器,正/反转控制接线

3. 增加单线对刀器接线图

2011-12-28

Ver1.11

修改单线对刀器接线图

2011-12-28

V1.12

修正输出接线表 J5（表格增加一个 DC5V 端子）

2012-4-27

V1.15

修正 PWM 频率 KHz => Hz

2012-4-29

V1.16

修改 PWM 实例图片

2012-11-2

V1.17

1．更改单线对刀器接线图及配置

2．删除电子手轮内部供电接线图

3．主轴变频器，增加 ACM、DCM 端子标示

4．增加说明：隔离电源模块功率有限，不能给传感器供电


6

Revisions List

Date/ver Info

2012-4-27

V1.15

Fix: PWM Freq KHz => Hz


7

运动控制卡配线示意图

[16 个输入]可任意配置为：

对刀器，电子手轮，急停，限位，零点

或启动/停止/点动，等各类按钮或开关

[4 轴输出]

[8 个输出]

可任意配置为：

主轴开启/关闭，

冷却液控制，

驱动器使能等等

运行 MACH3 的 PC

电主轴

USB 连线主轴变频器

/调速板

外部

倍率旋钮

调速信号输出

测速信号

输入

步进/伺服

驱动器


8

Basic connection diagram (an Overview)

[16 general-purpose input]

E-stop, Limit-switch,Jog, Cycle Start,etc.

[3/4 Axes control]

[8 Output Channels]

Can control the

Spindle rotation,

Mist/Flood coolant,

Tool Change,

User-defined M-code,

etc…

PC that Running MACH3

Spindle

USB

Connection Spindle

Controller

Adjustment

-knob

Spindle speed output (PWM)

Spindle speed

Feedback signal

Steppers

/Servos


9

外形及安装孔机械尺寸

Φ3.8 x 4

148.6

141 ±0.1

85

.1

77

.5 ±

0.1


10

Mechanical dimensions diagram

Φ3.8 x 4

148.6

141 ±0.1

85

.1

77.5

±0

.1


11

1. 安装准备

1.1 Mach3 软件准备

本卡是一款 Mach3 USB 接口的 3/4 轴外部运动控制卡。

最新版 Mach3 官方网站下载地址：http://www.machsupport.com/downloads.php

进入官方网站后，点击 Mach3 下载：如下图中红圈所示

http://www.machsupport.com/downloads.php


12

1. Prepare

1.1 Prepare Mach3 software

This card is a Mach3 USB interface 3/4 axes external motion card。

The latest version of Mach3 official website:


Mach3 download: as shown below:



13

安装 Mach3 时，可以不安装并口驱动。

可以不安装并口驱动


14

Installation the Mach3:

The Parallel Port Driver does not require.

The Parallel Port Driver can deselect.


15

1.2 USB 电缆的准备

请将磁环，分别安装在 USB 线的两端

注意：

请使用本产品所配 USB 电缆。

如自行选配，请确保使用质量

合格的电缆。

1.3 运动控制卡的软件安装

本卡不需要安装 USB 驱动程序，Windows2000/Xp/Vista/Windows7 即插即识别。

1.3.1 收到卡后，先使用 USB 线与 PC 连接。

当运动控制卡上的状态指示灯亮

起，表示 USB 已经连接成功。

1 2

3


16

1.2 USB cable Prepare

Magnet ring installed in the USB cable at both ends

Attention

Use of acceptable quality USB

cable

1.3 Installation the software of the USB motion card

This USB motion card does not need install any USB driver，Windows2000/Xp/Vista/Windows7

can directly identify.

1.3.1 Connecting the USB cable to the PC and the motion card.

When the status indicator (LED)

lights on the card, USB connection is

successful.

1 2

3


17

1.3.2 将所附软件 usbmove.dll (usbmove.zip 解压缩)，放置于 Mach3\PlugIns 目录（文件

夹）。例如您的 Mach3 软件安装在 C:\Mach3 ，则将 usbmove.dll 放置于

C:\Mach3\PlugIns.

附注：插件 usbmove.zip，请到以下链接下载最新版本：http://leafboy77.com/

1.3.3 启动 Mach3 软件，您会看到运动控制卡的选择对话框，请选择

“Mach3-USB-Motion-Card”，还可以选择”Don't ask me this again”以后不再提示。

当卡上指示等闪烁,表示 MACH3 与 USB 卡已经连线完成。

Mach3\PlugIns 目录

文件拖放

选择USB外部运动控制卡

http://leafboy77.com/


18

1.3.2 Installing the motion card plug-in. Unzip the usbmove.zip, copy or drag usbmove.dll

into your Mach3\PlugIns folder.

Note: Download the latest version of plug-in(usbmove.zip) in http://leafboy77.com/

1.3.3 Start the Mach3 software, a dialogueof “Motion Control Hardware PlugIn sensed!!”is

shown. Please select the“Mach3-USB-Motion-Card”，you can also check”Don't ask me

this again”.

When the Mach3 is connecting with the card, the Status indicator (LED on the card) is flashing.

Mach3\PlugIns

drag

Select the“Mach3-USB-Motion-Card”

http://leafboy77.com/


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2 Mach3 的软件配置

2.1 Mach3 中 X、Y、Z、A 轴配置，如下图所示：(Config => Ports and Pins)

2.2 电机运行参数设置，如下图所示：(Config => Motor Tuning)

每次设置一个轴，

请按此”保存设置”

电机单位脉冲数：

二相步进电机为例，Steps per = 200 * 驱动器细分数 / 丝杆导程(螺距)

例如：驱动器细分数=8，丝杆螺距= 4，Steps per = 200 * 8 / 4 = 400

最大速度加速度

每次设置一个轴

1

2

3 4

5

不需要配置不需要配置

4 轴版本需要打”√ ” 建议打”√ ”，

设置为低电平输出

需要打”√ ”


20

2. Setup for Mach3

2.1 Mach3 X、Y、Z、A Axis config as shown below: (Config => Ports and Pins)

2.2 Motor tuning setup as shown below: (Config => Motor Tuning)

Save now

Mach3 steps per unit:

Mach3 steps per unit = Mach3 steps per rev * Motor revs per unit

Velocity Acceleration

A

Setup each axis

1

2

3 4

5

Ignore Ignore

For the 4th axis

Pick ticks”√ ”

Suggest to put ticsks”√ ”,

to set low signal levels actived



21

2.3 轴的运行方向，建议在下图所示界面中配置：

Mach3 主菜单=〉Config =〉Homing/Limits

轴方向设置：

根据实际需要，打”√ ”或”X”


22

2.3 The Mach3 Menu => Config => Homing/Limits dialog

Axes direction, depends on the “Reversed”.

Axes direction:

Depends on ”√ ” or ”X”


23

2.4 Mach3 中输入信号的配置。本运动控制卡的输入信号编号从 0 到 15 总共 16 个，在卡的

输 J4 接口上。建议所有输入点在 Mach3 中配置为高电平有效（打”X”）。

2.5 Mach3 中输出信号的配置。本运动控制卡的输出信号编号总共 8 个，在卡的 J5 接口上。

建议所有输出点在 Mach3 中设置为低电平有效（打”√ ”）。

打”√ ” 输入编号 0-15

建议打”X”，

设置为高电平输入有效

打”√ ”

端子编号：

0 - 7 建议打”√ ”，

设置为低电平输出有效

设置”1”


24

2.4 Setup the input singles.

There are 16 general-purpose input channels. The channels number is from 0 to 15(at J4).

Suggest Active Low =”X” (Set High signal Level for Inputs)

2.5 Setup the Output signals.

There are 8 general-purpose (open-drain) output channels,

The channels number is from 0 to 7 (at J5).

Suggest Active Low =” √” (Set Low signal Level for outputs)

Pick ticks"√ "

from 0 to15

Suggest pick a cross ”X”,

to set high signal level Active


Number rang:

From 0 to 7

Enter”1”

Suggest to put ticks”√ ”,

to set low signal levels actived


25

3. 运动控制卡的硬件安装

本卡采用 USB 供电，已安装有隔离电源模块，不需要外接电源。

所有输出，包括 4 轴脉冲/方向输出/8 个控制输出/主轴调速输出， USB 连接后默认输出高

阻。在 Mach3 启动后，电平由 Mach3 控制，建议所有输出信号在 Mach3 中设置为低电平有

效。

3.1 4 轴输出信号，在控制卡 J3 接线，参见 J3 接线表。

接口原理图

GND

J3: OC (open-drain output)

XS/XD/YS/YD/ZS/ZD/AS/AD

4 轴输出信号


26

3. Setup motion card Hardware

The board is used USB power source, with isolated power source module, external power supply

is not requested.

All outputs, including 4 axes pulse/DIR/8 output controls/Spindle-speed PWM output, are set

to be high-impedancestate (Hi-Z) when USB is connected. When running Mach3, Level is

controlled by Mach3.

Suggest: All output signals in Mach3 can be set to be Active Low.

3.1 4 axis output signals, please refer to J3signals indicating.

4-axes and Spindle PWM outputs

GND

J3: OC (open-drain output)

XS/XD/YS/YD/ZS/ZD/AS/AD

4-axes output signal


27

3.2 16 个输入点，输入电压 5V(此时输入电流 7mA)。在控制卡的 J4 插口上接线。

接口原理图

16 个输入，板载 330 欧电阻连接输入光耦

GND

330

USB 卡：

板载 330 Ω 电阻+LED

INPUT * 16

Photo transistor


28

3.2 16 general-inputs, input valtage 5V(current:7mA). Wired on J4.

16-general-inputs Schematic

16 general-inputs, 330Ω resistor onboard

GND

330

USB Motion card:

330 Ω resistor+LED

INPUT * 16

Photo transistor


29

3.3 8 个输出点，J5 的 0、1、2、3、4、5、6、7 接口接线。

最大控制电压 24V，输出低电平时最大驱动电流 500mA，否则输出高阻。

8 个输出点，控制卡 J5 的 0、1、2、3、4、5、6、7 接口接线

GND

OUTPUT * 8

OC (集电极开路输出) DC5V Photo transistor


30

3.3 8 general-outputs, wiring of the 0、1、2、3、4、5、6、7 on J5.

Maximum Load voltage=24V / current=500mA, When output Low (turn on),

otherwise the output is high-impedancestate (Hi-Z).

8 general-outputs, wiring of the 0、1、2、3、4、5、6、7 on J5.

GND

OUTPUT * 8

OC (open-drain output) DC5V Photo transistor


31

4 USB 运动控制卡的接线表

4.1 驱动器接线表

J3

GND DC5V AD AS ZD ZS YD YS XD XS

引脚名称对应功能电气特性说明

GND 信号地线 GND 信号公共接地

DC5V 输出 5V 最大:120mA 隔离电源模块输出

AD A 轴方向输出(Adir) OC，12V/13mA 接 A 驱动器

AS A 轴脉冲输出(Astep) OC，12V/13mA 接 A 驱动器

ZD Z 轴方向输出(Zdir) OC，12V/13mA 接 Z 驱动器

ZS Z 轴脉冲输出(Zstep) OC，12V/13mA 接 Z 驱动器

YD Y 轴方向输出(Ydir) OC，12V/13mA 接 Y 驱动器

YS Y 轴脉冲输出(Ystep) OC，12V/13mA 接 Y 驱动器

XD X 轴方向输出(Xdir) OC，12V/13mA 接 X 驱动器

XS X 轴脉冲输出(Xstep) OC，12V/13mA 接 X 驱动器

4.2 输入接线表

J4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

引脚名称对应功能电气特性说明 Description

0 通用输入/

MPG 手轮输入

5V

最大：7mA

可作为通用输入，或者作为手轮输入/

“0”,”1”,支持手轮输入”A”,”B”相位信号 1

2

通用输入

在 MACH3 菜单

“Config”=>”Ports and Pins”

=>“Input Signals”中

配置功能

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


32

4 Motion card connection Table

4.1 4-axes

J3

GND DC5V AD AS ZD ZS YD YS XD XS

Pin Name Function Electrical Description

GND GND GND Signal Ground

DC5V 5V DC Output Max=120mA On-board isolated power module output

AD A Direction OC，12V/13mA A axis Direction Signal

AS A Stepping OC，12V/13mA A axis Stepping (Pulse) Signal

ZD Z Direction OC，12V/13mA Z axis Direction Signal

ZS Z Stepping OC，12V/13mA Z axis Stepping (Pulse) Signal

YD Y Direction OC，12V/13mA Y axis Direction Signal

YS Y Stepping OC，12V/13mA Y axis Stepping (Pulse) Signal

XD X Direction OC，12V/13mA X axis Direction Signal

XS X Stepping OC，12V/13mA X axis Stepping (Pulse) Signal

4.2 16-Inputs

J4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Pin number Function Electrical Description

0 General-purpose

Input / MPG Input

5V

Max:7mA

general-purpose “0”,”1” Input / or

Manual Pulse Generator (AB) Input 1

2

General-purpose

Input

Functions are set by Mach3


=>“Input Signals”

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


33

4.3 输出接线表

J5

GND GND DC5V DC5V DC5V PWM S+ S- 0 1 2 3 4 5 6 7

引脚名称对应功能电气特性说明

GND 信号地线 GND 信号公共接地

GND

DC5V

输出 out:5V 最大 max:120mA 隔离电源模块输出 DC5V

DC5V

PWM PWM 模拟量 OC，12V/13mA 主轴调速输出

S+ 主轴测速输入信号+ 6mA LED 正极(Positive input)

S- 主轴测速输入信号- 6mA LED 负极(Negative input)

0

通用输出

8 general-purpose

(open-drain) output

channels

OC (open-drain),

最大 24V /500mA

在 MACH3 菜单


=>“Output Signals”中

配置功能

1

2

3

4

5

6

7

注意：

1. “DC5V”为板载隔离电源模块输出（内部电源）。电压 5V，最大输出电流 120mA。

2. ” OC ”表示：集电极开路（漏极开路）输出。


34

4.4 Output

J5

GND GND DC5V DC5V DC5V PWM S+ S- 0 1 2 3 4 5 6 7

Pin Name Function Electrical Description

GND GND GND Signal Ground

GND

DC5V

5V DC output Max=120mA On-board isolated power module

output DC5V

DC5V

PWM Pulse-Width Modulation OC，12V/13mA Spindle speed Control (Output)

S+ LED Positive input 6mA Spindle speed Measure (Input)

S- LED Negative input

0

8 general-purpose

(open-drain) output

channels

Max=24V /500mA

OC (open-drain)

Functions are set by Mach3

”Config”=>”Ports and Pins”

=> “Output Signals”

1

2

3

4

5

6

7

Note:

1. “DC5V” is on-board isolated power module output. Voltage:5V, max current 120mA.

2. “ OC “: open-drain output


35

5 USB 运动控制卡的接线图

5.1 X、Y、Z、A 轴输出。可以使用以下 2 种供电方式：内部电源/外部电源。

5.1.1 使用运动控制卡的电源，驱动，请根据需要安装合适的限流电阻。

脉冲+ 方向+ 脉冲- 方向-

P+ D+ P- D-

Z 轴驱动器

DC5V

参见：

J3 接线表

X 轴接 XS、XD

Y 轴接 YS、YD

Z 轴接 ZS、ZD

A 轴接 AS、AD

X 轴驱动器

驱动器内部

限流电阻

驱动器内部

光耦

A 轴驱动器

Y 轴驱动器

P+ D+ P- D-


36

5 Motion card connection Diagram

5.1 X、Y、Z、A axes output. Optical power supply: Internal(on board) or External.

5.1.1 Using Internal(on board) power supply to drive.

Please install suitable resistance according to your setpping/servo driver need.

Pluse+ Dir+ Pluse- Dir-

P+ D+ P- D-

Z axis driver

DC5V

Refer to:

J3

X => XS,XD

Y => YS,YD

Z => ZS,ZD

A => AS,AD

X axis driver

Resistor

inside dirver

Optocoupler

inside driver

A axis driver

Y axis driver

P+ D+ P- D-


37

5.1.2 使用外部电源，驱动，请根据需要安装合适的限流电阻。

脉冲+ 方向+ 脉冲- 方向-

P+ D+ P- D-

X 轴驱动器

驱动器内部

限流电阻

驱动器内部

光耦

5V 外部电源

Y 轴驱动器

Z 轴驱动器

GND

A 轴驱动器

参见：

J3 接线表

X 轴接 XS、XD

Y 轴接 YS、YD

Z 轴接 ZS、ZD

A 轴接 AS、AD


38

5.1.2 Using External power supply to drive.

Please install suitable resistance according to your setpping/servo driver need.

Pluse+ Dir+ Pluse- Dir-

P+ D+ P- D-

X axis driver

Resistor

inside dirver

Optocoupler

inside driver

5V

External power supply

Y axis driver

Z axis driver

GND

A axis driver

参见：

J3 接线表

X 轴接 XS、XD

Y 轴接 YS、YD

Z 轴接 ZS、ZD

A 轴接 AS、AD


39

5.2 输入：电压 5V。可以使用以下 2 种供电方式：内部电源 / 外部电源。

5.2.1 使用运动控制卡的内部电源，驱动输入点。

DC5V

输入

每个点：

5V / 7mA.

。。。。。

。。。。。


40

5.2 Input Channels:

There are two methods of voltage power supply: Internal or External

5.2.1 Internal voltage power supply

DC5V

。。。。。

。。。。。

5V / 7mA per each

input channel


41

5.2.2 使用 5V 外部电源，驱动输入点。

注意：外部电源电压超过 5V 以上，需串联外部限流电阻（板卡上为 330 欧姆限流电阻）。

电阻取值：24V 时 3K Ω，12V 时 1.5K Ω。

5-2

4V

外部电源

GND

信号公共接地

输入

每个点：

5V / 7mA.

如外部电源

超过 5V，每个输

入点必须串联限

流电阻

。。。。。

。。。。。

。。。。。

。。。。。


42

5.2.2 External voltage power supply for input.

ATTENTION：

If the external power voltage is over 5V, a resistor must be installed between the power source and

each input channel!

For the external power voltage is 24V, 3K Ω resistor must be used,

And for the external power voltage is 12V, 1.5K Ω resistor must be used,

5-2

4V

Ext-

PO

WE

R

GND

COM

5V / 7mA per each

input channel

If external

power voltage is

over 5V, a resistor

must be installed.

。。。。。

。。。。。

。。。。。

。。。。。


43

5.3 传感器的接线和配置

5.3.1 PNP 传感器，驱动输入点。

内部隔离电源模块功率有限，不能给传感器供电。请使用外部电源。

Mach3 输入信号配置

5-2

4V

外部电源

PNP 传感器

PNP SENSOR

GND

信号公共接地

输入端口

“0”-“15”

+24V

GND

OUT

根据实际接线，

配置输入端子编号

打勾“√”

该行设置起作用

传感器有信号时

对应指示灯“亮起”

根据实际需要，设置信号极性

PNP 传感器一般设置为“X”

外部限流电阻：

限制最大电流7mA

24V：3.3KΩ

12V：1.5KΩ

5V：0 Ω


44

5.3 Sensor’s wiring and setting

5.3.1 PNP sensor

Use the external power supply for the sensor!

Mach3 Input Signals Setting

5-2

4V

Exte

rnal

Pow

er s

upply

PNP SENSOR

A resistor:

Input Max=7mA

24V：3.3KΩ

12V：1.5KΩ

5V：0 Ω

GND:

Signal Ground

Input #

“0”-“15”

+24V

GND

OUT

From 0 to 15

according to the wiring

Pick ticks “√”

LED lights up when

the sensor signal

Suggest pick a cross “X”

when using a PNP sensor


45

5.3.2 NPN 传感器，驱动输入点。

内部隔离电源模块功率有限，不能给传感器供电。请使用外部电源。

Mach3 输入信号配置

5-2

4V

外部电源

NPN 传感器

NPN SENSOR

GND

信号公共接地

输入端口

“0”-“15”

+24V

GND

OUT


配置输入端子编号

打勾“√”


传感器有信号时

对应指示灯“熄灭”

根据实际需要，设置信号极性

NPN 传感器一般设置为“√”

外部限流电阻：

限制最大电流7mA

24V：3.3KΩ

12V：1.5KΩ

5V：330 Ω


46

5.3.2 NPN sensor

Use the external power supply for the sensor!

Mach3 Input Signals Setting

5-2

4V

Exte

rnal

Pow

er s

upply

NPN SENSOR

A resistor:

Input Max=7mA

24V：3.3KΩ

12V：1.5KΩ

5V： 330 Ω

GND:

Signal Ground

Input #

“0”-“15”

+24V

GND

OUT

the LED does not

light when the sensor

signal

From 0 to 15

according to the wiring

Pick ticks “√” Suggest to put tick “√”

when using a NPN sensor


47

5.4 输出：8 个输出最大控制电压 24V，输出低电平时最大驱动电流 500mA，否则输出

高阻。

5.4.1 使用运动控制卡的内部电源，驱动发光二极管

驱动小电流负载，例如 LED，驱动器使能控制等，可以直接使用内部电源。

发光二极管

DC5V

限流电阻

510 Ω

。

。

。

。

。

8 个输出 510

510


48

5.4 output: 8-general-outputs,

Maximum Load voltage=24V / current=500mA, When output Low (turn on),

otherwise the output is high-impedancestate (Hi-Z).

5.4.1 Drive LED with Internal(On-board) power

When drive tiny current loads like LED, driver enable signal etc, internal (on-board) power supply

can be used directly.

LED

DC5V

Resistor

510 Ω

。

。

。

。

。

8 outputs 510

510


49

5.4.2 使用 5-24V 外部电源，驱动 500mA 继电器。

驱动大电流负载，例如继电器等，需要使用外部电源供电。

继电器等电感性质负载，

即”线圈”，比如电磁阀等，

都必须安装续流二极管，

否则会损坏控制卡。

二极管参考型号：1N4007

续流

二极管

8 个输出

5-24V

外

部

电

源

。。。。。。。

GND

接地

继电器

线圈最大

24V/500mA


50

5.4.2 Drive 500mA relay by 5-24V external power supply

Drver high loading devices, must use external power supply

5-2

4V

Ex

t-P

OW

ER

Diode must be installed for

protection the electronic device.

(1N4007 / 1N4148 / etc)

Diode:

1N4007

8 – outputs

Form 0 to 7 。。。。。。。

GND

Relay

Maximum

24V/500mA


51

6 外部倍率旋钮

6.1 首先完成本手册第一步“安装准备”。

6.2 将倍率旋钮与 USB 卡的倍率旋钮座 EXT0(J16)连接。

6.3 Mach3 菜单中 Config=>Config Plugins，进入 PlugIn Control and Activation

点击“Config” 不需设置，必为”√”。

否则请检查 USB 卡是否连线，且

Mach3 启动时选择了 USB 运动卡


52

6 Adjustment-knob

6.1 Please complete the step in Chapter 1 (Prepare).

6.2 Connecting the adjustment-knob with the EXT0(J16) of USB Motion Card.

6.3 Go to “Config Plugins” under “Config” to go into “PlugIn Control and Activation”.

Check ”Config” After connecting the USB Motion

Card, the tick”√”,must be shown,

other wise, please check the

connection between the Card and

computer.


53

6.4 点击“Config”后出现 USB 卡配置对话框

将 FRO%（进给率 F），SRO%（主轴转速倍率），Jog% (点动倍率)设置为外部倍率“External”

6.5 配置完成后点击“OK”。旋转倍率旋钮 Mach3 界面对应的 FRO%，SRO%数值立刻变化。

旋转倍率旋钮，Mach3 界面对应的 Slow Jog Rate%数值立刻变化。

FRO%（进给倍率 F）

SRO%(主轴转速倍率 S)

Jog % (点动倍率)


54

6.4 After check the “Config”, USB Motion Card setting will be shown. You can select one of the

functions which is able to controlled by the external knob. Please select “External 0” in your

particular setting. Then, click “OK” to exit.

6.5 Now, you can try to turn the knob to adjust your selected function.

FRO% (Feed Rate)

SRO% (Spindle speed Rate)

Jog % (Slow Jog Rate)


55

7 主轴调速模拟量输出

7.1 软件配置

7.1.1 进入主轴设置“Spindle Setup”，勾选“Use Spindle Motor Output”、“PWM Control”。

在 PWMBase Freq.中填写所需频率，其单位为 Hz.

7.1.2 主轴继电器配置

按图打”√”

输入 PWM 频率（Hz）

主轴正反转继电器设置

输入“1”---“20”

图片中配置为：

正转 M3：“Output #1”

反转 M4：“Output #2”

设置信号极性

建议设置为“√”


输出端子编号 0—7

打勾“√”


Output #1

Output #2

进入输出信号配置“Output Signals”,

设置对应的“Output #1—Output #20”


56

7.1.3 主轴调速信号 PWM 的相位配置

7.1.4 Mach3 菜单中”Config=>Spindle Pulleys..”，进入”Pulley Selection”

7.1.5 主轴其他的配置说明，请参考“Mach3Chinese-Documents.pdf”中“5.5.6 主轴电机

设置”

任意选择一组根据实际情况

输入主轴最高转速

根据需要打,”X”, ”√”


57

7.2 主轴测试

在手动输入界面上的输入数据框中：

输入“M3”，可听到主轴继电器吸合（如果有配置并安装主轴正转继电器）。

输入“S10000”，主轴旋转。

输入“M5”，主轴停转。

7.3 调速模拟输出接口原理图

USB 卡：GND

USB 卡：PWM

” OC ”：集电极开路

（漏极开路）输出

USB 卡：

主轴调速光耦


58

7.4 使用 USB 卡内部电源接线（输出 0-5V）

PWM:

主轴调速模拟

信号输出端

内部隔离电源

DC5V

外接

负载电阻

0-5V

[GND]

信号地

1K

GND

接地

[0—5V]

主轴调速 PWM 信号


59

7.5 使用外部电源接线（输出 0-10V）

与变频器之间，总计需 4 根连线：1 地线，2 正转，3 反转，4 调速。

“地线 GND”和“正转”信号线是必须。

“反转”和“调速”信号线根据需要可选。

PWM:

主轴调速模拟

信号输出端

外接

负载电阻

1K

GND

接地

[VI]

变频器调速输入

主

轴

变

频

器

AVI

/VI

10V [10V]变频器速度

设定用电源 10V

FWD

REV

[FWD][REV]

正/反/停转控制

正/反转控制

参见前面：

Mach3 主轴继电器配置

Spindle

DCM

ACM

COM

[COM]

变频器信号地


60


61

8 主轴测速

8.1 USB 卡配置对话框

Mach3 菜单中 Config=>Config Plugins，进入 PlugIn Control and Activation

点击“Config”后出现 USB 卡配置对话框

主轴每转一周，

输入的脉冲数。

范围：1-4





62

8 Measure the rotating speed of the spindle

8.1 USB Motion Card Configuration dialog

Go to “Config Plugins” under “Config” to go into “PlugIn Control and Activation”.

Check the “Config” to entry the “USB Motion Card”

Input pulse number per

each rotation of spindle

rotor. Rang:1- 4





computer.


63

8.2 主轴转速显示

测量到的转速会在 Mach3 中显示

另外还可开启主轴转速实时波形显示

下图为：测量某主轴启动时的转速曲线

鼠标右键

启动波形/暂停

窗口总在最前


64

8.2 Show Spindle Speed

Measured speed will be displayed in the Mach3 as shown below

In addition, you can open the spindle speed real-time waveform display

Right click the mouse

Start/Stop waveform

Wave form always on top


65

8.3 测速霍尔元件工作示意图

霍尔元件”44E”为集电极开路（漏极开路）输出，即 OC 输出。

8.4 测速霍尔元件/转盘安装示意图

注意：磁钢有 SN 极，安装时注意调整。

hall

霍尔

元件

44E

51

0

磁

钢

磁钢靠近，指示灯亮 +5V GND

测速转盘

磁钢

hall 霍尔元件”44E”


66

8.3 Hall sensor test circuit

Hall sensor Model”44E”, open-drain output (OC).

8.4 Hall sensor /Rotation plate install

Note: Be carefully about the direction of the magnetic poles of the magnet.

Hall

sensor

Model

44E

51

0

When the magnet is closed to the

hall sensor, the LED will light. +5V GND

Rotation plate,

connected with the spindle

Magnets

Hall sensor ”44E”

Magnet


67

8.5 USB 卡的测速输入接口原理图

8.6 测速霍尔元件 USB 卡接线

hall

霍尔

元件

44E

磁

钢测速 LED（D16）：

磁钢靠近，灯亮

USB 卡：S+

测速信号输入正极

USB 卡：S-

测速信号输入负极

330

USB 卡：

板载 330 Ω 电阻+LED

USB 卡：

主轴测速光耦

霍尔输出

接“S-”

GND

接地

外接导线

连接

“DC5V”

与“S+”


68

8.5 Diagram of the spindle speed sensor part of the USB Motion Card

8.6 Connection Diagram of the hall sensor

Hall

Sensor

Model

44E

USB Card: S+

Positive input

USB Card: S+

Negative input

330

USB Card:

Resistor 330 Ω + LED

USB Card:

high-speed optocoupler

Connecting the “S-”

with the ouput of the

hall sensor.

GND

Connecting

the “S+”with

“DC5V”

When the magnet is

closed to the hall sensor,

the LED (D16) will light.

Magnet


69

9 自动对刀

9.1 对刀器接线

9.1.1 “1 线”简易对刀器接线：

Mach3 中对刀输入信号配置，如下图所示：(Config => Ports and Pins)

任意输入端口

“0”-“15”

对刀接触时，

指示灯“熄灭”

主轴刀具：

机架可以接地

5-48V

外

部

电

源

限流电阻

5V：330 Ω

12V：1.5K Ω

24V：3.3KΩ

48V：6.8KΩ

1 线

对刀器 GND

330

根据对刀器实

际接线，输入数

值”0”—“15”。

打勾”√”，

开启探针输入

信号极性

通常为” √”

限制最大输入电流 7mA


70

9 Auto tool zero

9.1 Tool touch sensor wires

9.1.1 “one wire” simple tool touch sensor:

Setup Probe input signal, as shown below: (Config => Ports and Pins)

5-4

8V

Ex

t-P

OW

ER

Resistor

5V：330 Ω

12V：1.5K Ω

24V：3.3KΩ

48V：6.8KΩ

GND

330

Input Max=7mA

The Tool, and the

machine can also

be connected to

the GROUND. The Probe Input Pin

Number “0”—“15”.

The LED turn off

when touch

“one wire”

tool sensor

Pick tick"√ "

Turn on Probe

”0”—“15”

Depend on wires

Pick tick “√”


71

9.1.2 “2 线”对刀器接线：

Mach3 中对刀输入信号配置，如下图所示：(Config => Ports and Pins)

根据对刀器实

际接线，输入数

值”0”—“15”。

打勾”√”，

开启探针输入

信号极性

通常为”X”

内部隔离电源

DC5V

任意输入端口

对刀接触时，

指示灯“亮起”


72

9.1.2 “two-wire” Tool touch sensor:

Setup Probe input signal, as shown below: (Config => Ports and Pins)

on-board isolated

power supply.

“DC5V”

The Probe Input Pin

Number “0”—“15”

Pick ticks"√ "

Turn on Probe

”0”—“15”

Depend on wires

Pick a cross “X”


73

9.2 为自动对刀按钮，加载 VB 代码

Mach3 的可以对现有的一些屏幕上的按钮自定义功能，比如将自动刀具对零按钮，设置自动

对刀 VB 代码。

9.2.1 Mach3 菜单 (Operator => Edit Button Script)

9.2.2 点击闪烁中的“Auto Tool Zero“按钮

9.2.3 弹出 VB 编辑器，删除代码。

点击菜单：

编辑按钮功能

按钮“闪烁”

点击按钮

删除原来的代码


74

9.2 Loading the VB Script to the Auto Tool Zero Button

That Mach3 provides for customizable, user-defined button macros on some of the existing screen

buttons is what makes this possible without having to do Mach3 screen designs to add new buttons.

The Auto Tool Zero button on the Programs Run screen is the one used for this purpose.

9.2.1 From the Mach3 Program Run screen, click “Operator” on the Menu bar

9.2.2 then click “Edit Button Script”. The buttons that are editable will start flashing.

9.2.3 click the flashing Auto Tool Zero button. The Mach3 VB Script Editor window will open.

By default this file will always be named "HiddenScript.m1s and at first there is one line of code

in the edit window that may have a “Not Implemented” message in it.


75

9.2.4 将 VB 对刀代码，输入在 VB 编辑器中。

USB 卡附带的 usbmove.zip 中提供了 VB 对刀演示代码“M7101.m1s”，使用记事本打开。

9.2.5．测试：点击“Auto Tool Zero“按钮，测试对刀动作。

VB 对刀演示代码，根据实际需要更改。

VB 对刀演示代码

复制：记事本中代码到 Mach3 VB 编辑器

关闭窗口

选择“是”，保存

使用记事本打开“M7101.m1s”：鼠标拖入


76

9.2.4 Click any where in the edit window's white space. Highlight any lines by typing Ctrl+A

and press the Delete key or click Edit > Select All > press Delete key.

Paste them into the VB Script Editor window then click File > Save.

9.2.5 Note: http://buildyourtools.com/phpBB3/viewtopic.php?f=5&t=985

Demo code of auto tool zero

Copy all of the lines in the script from this document

Drag “M7101.m1s” to Notepad

http://buildyourtools.com/phpBB3/viewtopic.php?f=5&t=985


77

10. 电子手轮

10.1 外部电源供电(推荐)

GND

接地

Vcc 0V A B

5-24V

外

部

电

源

0

输入端口 0

1

输入端口 1

如外部电源

超过5V，输入点

串联限流电阻,

输入电流 5-7mA。

5V：0Ω

12V：1.5KΩ

24V：3.3KΩ

手轮只能接

输入端口 0、1


78

10.2 软件配置

10.2.1 Mach3 中电子手轮配置，如下图所示：(Config => Ports and Pins)

10.2.2 按键盘”TAB”,如下所示设置

手轮每转 25 脉

冲，设置为”1”。

手轮每转 100 脉

冲，设置为”4”。

打勾”√”，开启手轮。

无需设置

手轮速度：

数值越大，速度越慢

Jog Mode = MPG

MPG Mode = Multi-Step

Cycle Jog Step = 0.01

MPG Axis = X/Y/Z/A


79

11 USB 运动控制卡的预读缓冲设置

11.1 Mach3 菜单中 Config=>Config Plugins，进入 PlugIn Control and Activation

11.2 依据所用 PC 机性能，设置预读缓存。调整缓存时间，使运行流畅。




“G 代码” 预读缓存

“点动” 预读缓存


80

11 Read-ahead buffer setting

11.1 Go to “Config Plugins” under “Config” to go into “PlugIn Control and Activation”.

11.2 In accordance with the performance of a PC, set the read-ahead buffer. Adjust the buffer time

to run smoothly.





computer.

“G Code” buffer

“Jog” buffer