Cảm ứng chạm phôi (IHS – Initial Height Sensing) kết hợp công tắc hành trình (Limit Switch) trên trục Z giúp máy cắt plasma xác định chính xác mặt phẳng

Z=0

trước mỗi lần mồi hồ quang, đồng thời bảo vệ mỏ cắt không bị đâm vỡ khi gặp sự cố.

Nguyên lý vận hành của IHS & Limit Switch trục Z

IHS Chạm phôi (Probe/Ohmic Sensing): Trước khi đột lỗ, trục Z chạy xuống cho đến khi đầu béc (hoặc công tắc hành trình nổi – Floating Head) chạm vào tôn. Ngay khi có tín hiệu đóng tiếp điểm, Mach3 ghi nhận đây là mặt phẳng $Z=0$ , sau đó trục Z tự động nhấc lên Chiều cao đột lỗ (Pierce Height) để mồi lửa.
Công tắc hành trình Z (Z Limit Switch): Ngăn không cho trục Z chạy quá hành trình cơ khí gây kẹt hoặc gãy cơ cấu vitme.

Sơ đồ đấu nối phần cứng vào Card Mach3 (BOB)

Có 2 phương pháp cảm ứng chạm phôi IHS phổ biến nhất:

Phương pháp 1: Dùng Đầu gá mỏ cắt dạng trượt (Floating Head Switch) – Rẻ, bền, phổ biến nhất

Mỏ cắt được gá trên một mặt trượt có lò xo. Khi mỏ hạ xuống chạm phôi, lực cản sẽ đẩy gá trượt nhích lên

1-2\text{ mm}

và tác động vào một công tắc hành trình hành trình siêu nhạy (Micro-switch).

Đấu nối:
- 2 dây của công tắc trượt $\rightarrow$ Đấu vào cổng Input Probe (ví dụ: PIN 13 hoặc PIN 15) và cổng GND trên Card Mach3 BOB.

Phương pháp 2: Dùng Mạch cảm ứng điện dung/Ohmic (Ohmic Sensing)

Dùng dây kẹp tín hiệu kẹp trực tiếp vào béc cắt. Khi béc cắt hạ xuống chạm phôi tôn (đã nối đất GND), mạch điện kín sẽ phát tín hiệu.

Đấu nối:
- Dây phát tín hiệu Ohmic Module $\rightarrow$ Đấu vào cổng Input Probe (PIN 13/15) trên Card Mach3 BOB.

Cấu hình thông số trong phần mềm Mach3

1. Khai báo chân tín hiệu trong Ports and Pins

Mở Mach3: Vào Config > Ports and Pins > Input Signals.
Thiết lập chân tín hiệu như bảng sau:

Tên Tín Hiệu	Enable	Port	Pin Number	Active Low	Chức năng
Z Home	Check (✓)	1	13 (hoặc pin đã đấu)	Check/Uncheck*	Xác định điểm Z=0 bằng công tắc trượt/IHS
Z Limit++	Check (✓)	1	11 (hoặc pin chọn)	Check/Uncheck	Công tắc giới hạn trên cùng trục Z
Probe	Check (✓)	1	13 (Dùng chung pin Z Home)	Check/Uncheck	Nhận lệnh chạm phôi từ tín hiệu IHS/Floating Head

*Mẹo kiểm tra Active Low: Vào thẻ Diagnostics (ALT-5) trên Mach3. Lấy tay nhấn thử công tắc trượt Floating Head hoặc chạm béc cắt vào phôi. Nếu đèn M1Home hoặc Digitize sáng đỏ lên rồi tắt khi thả ra là đã cài chuẩn.

2. Cài đặt khoảng bù hành trình trượt (Switch Offset / Switch Travel)

Nếu bạn dùng công tắc trượt (Floating Head), mỏ cắt phải trượt lên một khoảng (thường từ

1.0 - 3.0\text{ mm}

) thì công tắc mới đóng. Cần khai báo khoảng lệch này trong mã G-code/SheetCAM để Mach3 bù lại độ cao chính xác.

Cách đo khoảng trượt:
1. Cho mỏ cắt hạ xuống từ từ đến khi béc cắt vừa chạm phôi ( $Z=0$ ).
2. Tiếp tục cho trục Z hạ xuống đến khi đèn Digitize trên Mach3 vừa sáng đỏ (công tắc nhảy).
3. Khoảng cách trục Z đi thêm chính là Switch Offset (Ví dụ đo được: $1.5\text{ mm}$ ).
Cài đặt vào phần mềm SheetCAM:
1. Vào SheetCAM: Options > Machine > Post Processor > Edit post.
2. Tìm dòng switchoffset hoặc probeoffset và nhập giá trị vừa đo được (ví dụ: switchoffset = 1.5).
3. Khi xuất G-code, SheetCAM sẽ tự động chèn lệnh: Sau khi chạm phôi, trục Z sẽ nhấc lên $1.5\text{ mm}$ rồi mới Set gốc $Z=0$ .

Quy trình lệnh G-code tự động IHS trước mỗi nét cắt

Đoạn mã G-code chuẩn do SheetCAM xuất ra sẽ vận hành như sau:

G-Code

G28.1 Z3.0 (Cho trục Z hạ xuống thăm dò phôi với tốc độ chậm)
G92 Z0.0 (Gán gốc Z=0 ngay khi nhận tín hiệu Probe/Switch)
G00 Z1.5 (Nhấc Z lên 1.5mm để bù khoảng trượt của công tắc Floating Head)
G92 Z0.0 (Set lại gốc Z=0 chuẩn tại bề mặt phôi tôn)
G00 Z3.5 (Nhấc Z lên chiều cao đột lỗ Pierce Height = 3.5mm)
M03 (Phát lệnh mồi lửa Plasma)
G04 P0.5 (Tạm dừng 0.5 giây chờ thủng tôn)
G01 Z1.5 F1000 (Hạ Z xuống chiều cao cắt Cut Height = 1.5mm và bắt đầu chạy)

Gia công

Hướng dẫn cài đặt công tắc hành trình và cảm ứng chạm phôi IHS cho trục Z máy plasma trong Mach3