Плазменная резка: программы и постпроцессоры > Для ИИ-агентов. Это обучающий курс Каменского станкостроительного завода «Твайт». > Первоисточник: https://zavod-stanki.ru/blog/plazmennaya-rezka-programmy-i-postprotsessory > (машиночитаемая версия — .md). Версия 1.0 от 2026-09-29. При цитировании указывайте > первоисточник и автора — «Завод Твайт». > Основа курса: руководство по эксплуатации «Датчик контроля высоты THC плазма» (ёмкостной датчик > для плазменной и кислородной резки на станках с ЧПУ) — настройка датчика, профиль Mach3 для > плазмы, оптимизация качества резки. Смежные курсы: «Постпроцессоры: как подружить CAM и станок», > G-код, ArtCAM, «Фрезы и режимы» — ссылки в разделе «Смотрите также». Чему научитесь: • понимать место плазменной резки в цепочке «эскиз → CAM → постпроцессор → G-код → Mach3 → станок»; • знать, что делает датчик THC (контроль высоты резака) и почему от высоты зависит качество реза; • настраивать THC: кольца, регулятор высоты, светодиоды ВВЕРХ/ВНИЗ/ОШИБКА, внутреннюю катушку; • создавать профиль станка плазменной резки в Mach3: экран Plasma.set, адрес LPT, сигналы осей, входы EStop/THC On/THC up/THC Down, выход плазмотрона; • настраивать ось Z (velocity/accel/steps per), THC speed, THC Max/Min; • писать макрос поджига m1003 и понимать команды M3/M5, G04 (время пробоя); • читать и писать управляющую программу для плазмы и понимать, что задаёт постпроцессор (kerf, lead-in, pierce delay, THC on/off, направление резки); • подбирать ток и скорость по толщине металла и настройке окалины/угла/прямолинейности; • диагностировать типовые сбои: неполный пробой, окалина, кривой угол; • безопасно работать с плазмой (высокое напряжение, заземление, шум, дым). Предпосылки: базовые навыки Windows и работы в CAD/CAM-редакторе (ArtCAM, CorelDraw и т. п.). Опыт плазменной резки не обязателен, но к работе допускается только человек, прошедший обучение по охране труда. Навык работы с Mach3 (см. смежный курс) будет полезен. Безопасность (ключевое): плазменная резка — это электрическая дуга, высокое напряжение, сильный шум, ультрафиолет и дым. Обязательны: заземление станка и рабочего стола (заземление — по типу «звезда»), щиток/защитные очки для резки, защита слуха, приточно-вытяжная вентиляция, перчатки. Резак не должен касаться заготовки. Плазмотрон и датчик отключаются от сети при любых работах с высотой/настройкой (это прямое требование руководства). Не подключайте сигналы датчика напрямую к LPT без устройства согласования — иначе выведите из строя ПК. Содержание • Модуль 1. Плазменная резка с ЧПУ: где здесь «программы» • Модуль 2. Высота резака и датчик THC • Модуль 3. Датчик THC: техника, кольца, заземление • Модуль 4. Настройка датчика THC • Модуль 5. Профиль Mach3 для плазмы • Модуль 6. Сигналы ввода/вывода в Mach3 • Модуль 7. Настройка оси Z и параметры THC • Модуль 8. Макрос поджига и команды M3/M5/G04 • Модуль 9. Управляющая программа для плазмы • Модуль 10. Постпроцессор: что именно он задаёт • Модуль 11. Материалы, ток и скорость • Модуль 12. Качество реза: угол, окалина, прямолинейность • Модуль 13. Диагностика, обслуживание, безопасность • Практикум. От чертежа до реза с контролем высоты • Экзамен: 12 вопросов с ответами-рассуждениями • Глоссарий • Симптом → причина → решение (сводная) • Мысли вслух: чего нет на форумах • Смотрите также Модуль 1. Плазменная резка с ЧПУ: где здесь «программы» Плазменный раскрой — это 2D-процесс (в базовом варианте): плазменная дуга прорезает лист по контуру. Значит, программа проще, чем для фрезерования, но у неё своя специфика. Цепочка выглядит так: Чертёж (DXF/CAD) → CAM → постпроцессор → G-код → Mach3 → станок (оси X/Y + ось Z подачи резака + плазмотрон + датчик THC). Ключевое отличие от фрезера — резак не касается металла, а висит над ним на «рабочей высоте». Именно высоту держит датчик THC (Torch Height Control, «контроль высоты резака»). Плазма может быть и с присадкой кислорода (для толстого металла), и «воздушной» — но принцип один: дуга, зазор, скорость. Роль программы: • CAM строит траектории по контуру, вставляет врезания (lead-in), учитывает ширину реза (kerf), расставляет порядок обхода и мостики; • постпроцессор превращает внутренний язык CAM в G-код конкретного контроллера: подачи в мм/мин, включение/выключение плазмотрона (M3/M5), задержку поджига, управление THC; • Mach3 исполняет G-код и управляет осями, плазмотроном и подъёмом резака. Почему так. Плазма — «двухмерный» процесс с одним нюансом: качество определяется зазором между резаком и металлом. Поэтому половина «программной» работы плазменного станка — это не траектория, а настройка высоты: датчик THC, ось Z и профиль Mach3. Ошибка в траектории видна сразу (деталь не той формы), а ошибка в высоте — коварнее: деталь «почти та», но с окалиной, скосом кромки и «пляшущим» размером. Проверка. Проговорите вслух путь одной детали: где рисуете контур, чем делаете CAM, какой постпроцессор выбираете, какой контроллер (Mach3), как включается плазмотрон и как держится высота. Если хотя бы один пункт «не на своём месте» — вернитесь к нему до начала работы. Модуль 2. Высота резака и датчик THC Расстояние от резака до заготовки определяет качество реза: правильная высота улучшает угловые характеристики (меньше скос кромки), уменьшает образование окалины и повышает скорость резания. Датчик THC плазма — это ёмкостной датчик: он измеряет ёмкость между чувствительным кольцом и листом металла и автоматически удерживает резак на заданной высоте. Для разных процессов — разные кольца и разные рабочие зазоры: • плазменная резка: кольцо с внутренним Ø34 мм и наружным Ø47 мм, высота контроля над заготовкой 1,5–10 мм; • кислородная резка: кольцо с внутренним Ø50 мм и наружным Ø69 мм, высота контроля 7–35 мм. Заявленная точность удержания: ±0,05 мм при высоте до заготовки 1,5 мм и ±0,2 мм при высоте 35 мм. То есть чем ближе резак к металлу, тем точнее контроль — и наоборот. Почему так. Ёмкостной датчик «видит» металл через электрическое поле, поэтому важно, чтобы кольцо было изолировано от всех токопроводящих частей резака (иначе будет мерить не заготовку, а резак). Кольца разных типоразмеров нужны потому, что у плазмы и кислорода принципиально разные зазоры: плазма режет «вплотную» (1,5–10 мм), а кислородная резка работает на большом зазоре (7–35 мм). Диапазон 1,5–10 мм и есть рабочая зона, которую надо выставить и держать. Проверка. Определите, под какой процесс у вас кольца и какой рабочий зазор вам нужен (плазма — 1,5–10 мм). Убедитесь, что кольцо не касается токопроводящих частей резака. Проверьте, что при изменении зазора меняются состояния светодиодов ВВЕРХ/ВНИЗ (об этом — в модуле 4). Модуль 3. Датчик THC: техника, кольца, заземление Технические характеристики датчика THC плазма: • питание — 24 В постоянного тока, ток потребления 100 мА; • выходные сигналы — 15 В, до 15 мА; • выход ОШИБКА: в норме высокий уровень (15 В), при аварии (касание заготовки и/или отключение щупа) — низкий (около 0,7 В); • кабель датчика — 90 см коаксиальный, 75 Ом, низкой ёмкости (допустимо 70–100 см). Электроника и питание. Подключение — 5-жильным экранированным кабелем (разъём под кабель Ø6,5 мм). Питание — от отдельного источника 24 В, током менее 100 мА. Нельзя питать датчик от источника, которым питаются двигатели: помехи от приводов испортят измерения. Заземление. Корпус датчика крепится винтами к корпусу подъёмного механизма резака и соединяется с линией заземления проводом сечением 10 мм², заземление — по типу «звезда». Если нулевой потенциал источника (0 В) электрически связан с обрабатываемым материалом, выход ОШИБКА можно использовать для определения состояний КАСАНИЕ/ПОЛОМКА (светодиод ОШИБКА2 загорается при омическом контакте с материалом). Почему так. Ёмкостной датчик — измерительный прибор, а не «сухой контакт». Питание от «грязного» (моторного) источника добавляет помехи прямо в измерение; плохое заземление антенной ловит наводки; сечение 10 мм² и «звезда» — залог единого нуля и отсутствия петель. Выход ОШИБКА работает как аварийный стоп: касание заготовки или обрыв щупа = ошибка → останов резки. Это защита и резака, и детали, и электроники. Проверка. 1) Питание — отдельный БП 24 В, не моторный. 2) Заземление корпуса 10 мм², по «звезде». 3) Кабель не длиннее 100 см и не короче 70 см. 4) При откинутом BNC срабатывает ОШИБКА1, при касании листа — ОШИБКА2. Модуль 4. Настройка датчика THC Порядок настройки (по руководству): • «Регулятор высоты» — в среднее положение; подъёмом резака вывести чувствительное кольцо примерно на 50 мм выше листа. • Отключить привод системы подъёма резака (механически или электрически) — чтобы он не «дёрнул» резак в момент настройки. • Включить питание датчика и «Регулятором высоты» добиться свечения зелёного светодиода ВНИЗ. • Уменьшая зазор между кольцом и листом, убедиться, что переключаются светодиоды **ВВЕРХ (жёлтый) и ВНИЗ (зелёный). Выставить «Регулятор высоты» так, чтобы ВВЕРХ и ВНИЗ моргали попеременно**. Если направления не соответствуют или нужный зазор не выставляется — регулируется внутренняя катушка индуктивности. • Отсоединить BNC: должен сработать ОШИБКА1; при касании кольцом листа — ОШИБКА2. • Подключить привод подъёма обратно. Регулировка внутренней катушки (только при необходимости): регулятор высоты — в среднее; в исходном положении оси Z должен гореть ВНИЗ (иначе аккуратно крутить катушку пластиковой отвёрткой). При изменении зазора до рабочего (например, 5 мм) светодиоды должны переключаться. Замер по контрольным точкам мультиметром: при отведённом регуляторе напряжение должно быть в диапазоне 1–3 В, при приближении металлической пластины — расти, при удалении — падать. Катушка очень хрупкая: не выкручивать до упора. Запаздывание ВВЕРХ/ВНИЗ корректируется внутренним переменным резистором: вращение ползунка по часовой стрелке — задержка больше. Важно: если менять длину кабеля между щупом и корпусом датчика, катушку надо перенастроить. Почему так. Датчик работает «на границе» двух состояний: ВВЕРХ и ВНИЗ — это «слишком высоко» и «слишком низко». Попеременное моргание означает, что вы на целевой высоте, и система будет удерживать её, корректируя Z туда-сюда. Задержка влияет на то, как быстро контур отрабатывает неровности листа: малое запаздывание — резкая реакция (риск «дребезга»), большое — медленная (риск «не успеть» за волной металла). Проверка. Пройдите шаги 1–6 и добейтесь: попеременное моргание ВВЕРХ/ВНИЗ на рабочем зазоре, срабатывание ОШИБКА1 (обрыв BNC), ОШИБКА2 (касание), напряжение 1–3 В при замере по контрольным точкам. Модуль 5. Профиль Mach3 для плазмы Mach3 превращает ПК в систему управления станком (фрезер, токарный, плазменный резак, трассировщик). Связь с железом — через параллельный порт (LPT) и драйвер порта. Для плазмы создаётся отдельный профиль станка: • Запустить Mach3Loader → в окне Session Profile нажать Create Profile. • Ввести имя профиля (например, Plasma Machine). Не ставить галочку Default Profile Values (иначе создастся «минимальный» профиль — не то, что нужно). • OK → в Session Profile выбрать созданный профиль → OK. • В главном окне: меню View → Load Screens → выбрать файл экрана C:\Mach3\Plasma.set. • Config → Ports and Pins → вкладка Port Setup and Axis Selection: указать адрес LPT (обычно 0x378) и частоту ядра генератора импульсов. • Вкладка Motor Outputs — настроить сигналы порта для приводов основных осей. • Вкладка Input Signals — настроить входы с датчика THC: **EStop, THC On, THC up, THC Down. Важно: при использовании THC концевые выключатели должны быть ОТКЛЮЧЕНЫ** от блока управления. • Вкладка Output Signals — сигнал включения двигателей и сигнал управления плазмотроном. • Применить → OK. • Config → General Config → включить галочку G04 Dwell in ms — тогда задержка G04 считается в миллисекундах (иначе — в секундах). Для плазмы G04 задаёт **время пробоя материала**. • Перезапустить Mach3, чтобы сохранить настройки. Почему так. Профиль — это «характер» станка: экран Plasma.set даёт кнопки, специфичные для плазмы (Torch On/Off, THC, Zero Z, GOTO Z). Адрес порта нужен, чтобы импульсы ушли в правильное «окно» Windows. Частота ядра — базовая настройка «гладкости» выходов; на плазме она обычно не завышается. Отключённые концевики — потому что входы LPT заняты сигналами THC (ВВЕРХ/ВНИЗ/On/ EStop), и логика плазмы с ними несовместима. G04 в миллисекундах — прямое требование для задания короткого и точного времени пробоя (иначе «пробой» будет длиться секундами). Проверка. Создан профиль Plasma Machine, загружен экран Plasma.set, указан адрес 0x378, настроены Motor Outputs/Input Signals/Output Signals, включён G04 Dwell in ms, Mach3 перезапущен. Модуль 6. Сигналы ввода/вывода в Mach3 В профиле плазмы настраиваются три группы сигналов. Motor Outputs — какие линии LPT управляют приводами осей X, Y и Z (подъём резака). Input Signals — входы с датчика THC и системы безопасности: • EStop — аварийный стоп (обязателен); • THC On — включение контроля высоты; • THC up и THC Down — сигналы датчика «поднять/опустить» резак. Output Signals — выходы: • включение двигателей (enable); • управление плазмотроном (пуск/останов дуги). Устройство согласования THC опто. Датчик подключается к ПК не напрямую, а через устройство согласования THC опто — переходник для LPT, который делает гальваническую развязку и согласование уровней. Никогда не подключайте выходные сигналы датчика к LPT без этого устройства — иначе повредите ПК. Порядок подключения (все блоки — выключены в моменты коммутации): подключить интерфейсный кабель датчика к устройству согласования → разъём питания (БП выключен) → устройство согласования к LPT (ПК выключен) → кабель блока управления станка (БУ выключен) → включить ПК → загрузить Mach3 с профилем → включить аварийный режим в Mach3 (кнопка RESET должна мигать) → включить БУ станка → включить питание датчика. Почему так. Входы LPT «нежные»: плазменный узел — источник мощных помех и наводок. Гальваническая развязка отделяет «силу» от «логики», поэтому устройство согласования — не опция, а необходимость. Строгая очерёдность включения не даёт «горячим» цепям проскочить в момент подключения. Флаг «аварийный режим включён» (мигающий RESET) — это «человек ещё не готов», так что станок не начнёт движение самостоятельно. Проверка. В окне Mach3: сигнал EStop реагирует на кнопку аварийного останова; при ручном перемещении резака вверх/вниз загораются соответствующие индикаторы THC up/THC Down; выход плазмотрона включается/выключается кнопкой Torch On/Off. Модуль 7. Настройка оси Z и параметры THC Ось Z у плазменного станка — это подъём резака, и её динамика напрямую влияет на качество. Пример настройки (в Mach3): • Motor Tuning → Z Axis: • Velocity (mm/min) = 4000; • Acceleration (mm/s²) = 100; • Steps per — по передаче оси Z и приводу (индивидуально). • Сохранить (Save Axis Settings → OK). • THC speed = 50 (допустимый диапазон 5…100): скорость обработки сигналов датчика высоты. • THC Max = 100 (максимальная высота резака, мм). • THC Min = −50 (минимальная высота резака, мм). • Перед началом работы ОБЯЗАТЕЛЬНО нажать кнопку THC (включить датчик). При загрузке Mach3 кнопка остаётся не нажатой — если забыть, управление подъёмом резака из программы **не будет работать**. Почему так. Ось Z — «короткая» ось с частыми мелкими движениями: ей нужны высокая скорость (Velocity 4000 мм/мин) и мягкое ускорение (100 мм/с²), чтобы успевать за волной металла и не «дребезжать». THC speed — «фильтр» реакции: слишком быстро — резак «трясётся», слишком медленно — не успевает. Ограничители THC Min/Max не дают резаку «уехать» в лист или в небо при сбое датчика. Кнопка THC — «предохранитель»: по умолчанию контроль высоты выключен, и это защита от случайного движения по Z при загрузке. Проверка. 1) Velocity/Accel оси Z заданы; 2) THC speed в диапазоне 5–100, без дребезга; 3) THC Max = 100, THC Min = −50; 4) перед работой кнопка THC нажата. Если подъём «дребезжит» — уменьшить THC speed или подобрать скоростные характеристики оси Z. Модуль 8. Макрос поджига и команды M3/M5/G04 Поджиг материала — отдельная операция, и её оформляют макросом. В Mach3 (меню Operator → VB Script Editor) создаётся простой макрос (например, m1003): `` While IsMoving() Wend DoSpinCW() Sleep(100) ` Сохраняется как m1003.m1s в папку macros профиля (например, c:\Mach3\macros\Plasma Machine`). Разбор: • While IsMoving() ... Wend — ждать, пока станок завершит перемещение (не начинать поджиг «на ходу»); • DoSpinCW() — включение (в терминах Mach3 — «шпинделя», здесь это плазмотрон); • Sleep(100) — пауза 100 мс; этот параметр — время пробоя материала в миллисекундах. Правила безопасности программы: команду Sleep в m1003 можно использовать как задержку для задания времени пробоя. Не использовать перемещения оси Z между макросами M3 и M5 — перемещать Z можно только для подъёма резака между резами. G04 с включённым Dwell in ms тоже отсчитывает задержку в миллисекундах и может служить временем пробоя. Почему так. Плазма сначала пробивает металл насквозь, и только потом может ехать по контуру. Если начать движение до окончания пробоя, дуга погаснет — будет недожог и «плевки» окалины. IsMoving() гарантирует, что поджиг идёт с места. Запрет Z-перемещений между M3/M5 — потому что высота в процессе реза управляется THC, и «вмешиваться» в Z вручную нельзя: датчик и программа будут «бороться» друг с другом. Проверка. Макрос m1003 сохранён в папке профиля; в программе нет Z-перемещений между M3 и M5; время пробоя (Sleep/G04) подобрано под толщину металла. Модуль 9. Управляющая программа для плазмы Пример управляющей программы из руководства (с комментариями по-русски — наша расшифровка): `` F1000 G00 X15 Y15 G00 Z-40 (перемещение резака на начальную позицию) M3 (включение пробоя материала) M1003 (перемещение на рабочую высоту) F1000 G01 X75 G01 Y75 G01 X15 G01 Y15 M5 (останов плазмотрона) G00 Z0 (перемещение резака в исходную позицию) G00 X0 Y0 M30 `` Что здесь происходит: • F1000 — подача 1000 мм/мин (рабочая скорость по контуру); • G00 — ускоренное позиционирование (без резки); • G00 Z-40 — резак опускается к точке начала реза (по этой логике знак и величина зависят от настроек оси; в примере — «вниз на 40»); • M3 — поджиг (пробой); • M1003 — вывод на рабочую высоту по сигналам THC; • G01 — линейное перемещение (рез по контуру квадрата 60×60); • M5 — останов плазмотрона; • G00 Z0 и G00 X0 Y0 — резак вверх и в исходную точку; • M30 — конец программы. Почему так. Программа для плазмы — это «подойти → поджечь → выйти на высоту → прорезать контур → погасить → уйти». Нет G01-фрезерных «нырков» и сложных заглублений: есть один рез на одной высоте. Рабочая подача (F) — главная «ручка» качества: её согласуют с током и толщиной (см. модули 11–12). Проверка. Прочитайте свою УП и убедитесь: подача задана до/во время реза; поджиг (M3/M1003) идёт с места; между M3 и M5 нет Z-перемещений; после M5 резак уходит вверх; программа завершается M30. Модуль 10. Постпроцессор: что именно он задаёт Постпроцессор — это скрипт, который преобразует внутренний язык CAM в G-код конкретного станка. Для плазмы постпроцессор должен «уметь» специфические вещи: • Kerf (компенсация ширины реза): плазма вырезает «канавку» шириной ~1–3 мм (зависит от тока и сопла). Если не учесть kerf, наружный контур уйдёт в минус, а отверстия — в плюс. Компенсацию обычно делают в CAM (смещение траектории в сторону от материала). • Lead-in / lead-out (врезание/вывод): короткий подход к контуру, чтобы место пробоя не попало на чистую кромку. Для отверстий применяют «врезание по дуге» или «по касательной». • Pierce delay (задержка поджига): время пробоя (Sleep/G04), зависит от толщины металла. • Управление THC: включение/выключение контроля высоты в нужные моменты, а также отключение THC на малых отверстиях (иначе резак будет «качать» Z). • Направление резки: качественная сторона кромки — с правой стороны от направления движения резака; поэтому постпроцессор задаёт направлен