Плата расширения CNC Shield V3 для Arduino UNO

Плата расширения CNC Shield V3 используется для создания на основе контроллера Arduino UNO (других контроллеров совместимых по типоразмеру) 3D принтеров, станков с числовым программным управлением, в том числе гравировальных, фрезерных, маркировальных, станков портальной резки, промышленных роботов.

Контроллер Arduino позволяет работать станку автономно или управлять с помощью компьютера через USB-порт.

Характеристики платы CNC Shield V3
Совместимые контроллеры: Arduino UNO
Количество осей: 4 (X, Y, Z, A)
Напряжение питания логической части: 5 В
Напряжение питания силовой части: 12 — 36 В
Совместимые драйверы: A4988 и DRV8825
Интерфейсы: UART, I2C
Программное обеспечение: Arduino GRBL
Размеры: 65 x 55 x 20 мм

Плата расширения CNC Shield V3 может работать с Arduino UNO и драйверами двигателей с помощью программного обеспечения Arduino GRBL. Прошивка (GRBL) внутри контролера обменивается информацией с ПК при помощи G-кодов.

Схема CNC Shield V3

1 — Кнопка перезагрузки.
2 — Контакты для подключения внешних драйверов шаговых двигателей. В той же колодке находится пин на 5 вольт и земля.
3 — Колодка для настройки дублирования осей.

Шилд CNC Shield V3 имеет четыре слота, для подключения четырех драйверов двигателей. Слоты, обозначенные желтым цветом, отвечают за оси X, Y, Z, красный слот за ось A. Ось A может дублировать одну из осей X, Y, Z с помощью дополнительного двигателя и драйвера или работать автономно (например, ось A может быть использована для двигателя экструдера, в случае 3D-принтера).
Для настройки дублирования осей X, Y, Z на плате есть контакты, обозначенные X, Y, Z, D12, D13, которые необходимо замкнуть перемычками.

4 — Разъем питания 12 — 36 В.
5 — Колодки управления микрошагом для драйверов шаговых двигателей.

Важно. Драйверы A4988 или DRV8825 устанавливаются по-разному!

В зависимости от выставленных перемычек, вы можете добиться вплоть до 1/32 шага на драйверах DRV8825 и 1/16 шага на драйверах A4988.
Перемычки устанавливаются в контакты М0, М1, М2, для определения режима работы драйвера A4988 согласно таблице.

6 — Колодка для подключения биполярного шаговика (на 4 провода).

7 — Кнопки и выключатели:
Аварийной кнопки остановки (E-STOP)
Кнопка паузы (Hold)
Кнопка продолжения (Resume)
Кнопка возвращения на исходную позицию (Abort)

8 — Разъемы для управления шпинделем и охлаждением:
Включения шпинделя (SpnEn)
Направления шпинделя (SpnDir)
Включения подачи охлаждения (CoolEn)

9 — Разъемы для подключения концевых выключателей, их порядок следующий: X+ X- Y+ Y- Z+ Z-.
Подключая концевики, необходимо соблюдая полярность.

10 — Контакты интерфейсов UART и I2C.
Контакты UART: RX, TX, 5V, 3V3
Контакты I2C: SCL, SDA, GND, RST

Для сборки D принтера самой распространенной все же является связка RAMPS + MEGA2560. При использовании платы CNC Shield V3, нужна дополнительная обвязка для хотэнда и стола. А вот для сборки других ЧПУ машин шилд CNC Shield V3 совместно с контроллером Arduino UNO подходят хорошо, так как содержат все необходимое.

Расширение Arduino CNC Shield V3.0 (A4988)

CNC Shield v3.0 

Схема:

Плата CNC Shield v3.0 предназначена для создания оборудования, такого как 3D фрезерные станки, гравёры и, с некоторыми дополнениями, 3D-принтеры.

Для работы плата  соединяется с Arduino Uno (или её аналогом того же размера).  Драйверы А4988 устанавливаются в соответствующие слоты  на плате таким образом, чтобы выходы питания двигателей на драйвере располагались возле разъёмов подключения двигателей на плате.

Плату Arduino надо прошить прошивкой GRBL. В настоящее время доступны версии 0.9j и 1.1. Настройки прошивки и управление работой двигателей производятся через интерфейс последовательного порта в Arduino IDE или с помощью отдельных программ, таких как Universal G-Code Sender. Управление производится через G-code — https://github. com/gnea/grbl/wiki/Grbl-v1.1-Commands 

Видео:

Видео на канале «Ардуино проекты»:

Ссылки:

Самодельный фрезерный ЧПУ станок https://portal-pk.ru/news/132-nastroika-proshivki-grbl-chpu-stanka-kalibrovka-chpu.html

Прошивка GRBL (eng) https://github.com/gnea/grbl

Габариты (Д х Ш х В):

69мм х 54мм х 19мм

Вес:

32г.

Best CNC Shield for Arduino [2023] — Полное руководство

Если вы строите недорогой фрезерный станок с ЧПУ, Arduino — отличный вариант для его контроллера.

Прошивка для управления ЧПУ при использовании Arduino — GRBL. GRBL бесплатен и имеет большую базу пользователей.

Однако для использования GRBL на Arduino вам понадобится CNC Shield.

В этой статье я рассматриваю лучшие и самые надежные платы Arduino CNC Shield для станков с ЧПУ.

Наконец, я также расскажу о том, почему использование CNC-шилда с Arduino лучше, чем подключение шагового драйвера непосредственно к Arduino.

Что в этой статье?

• Как выбрать плату ЧПУ для Arduino?
• Лучшие щиты Arduino с ЧПУ — совместимые с GRBL
• Варианты экрана ЧПУ
• Зачем нужен щит с ЧПУ?

MellowPine поддерживается считывателем. Когда вы покупаете по ссылкам на моем сайте, я могу получить партнерскую комиссию   без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Как выбрать плату с ЧПУ для Arduino

В следующем разделе я перечислю все важные факторы, которые следует учитывать, прежде чем перейти к выбору лучших плат с ЧПУ.

Драйверы шаговых двигателей

Вы найдете платы ЧПУ со встроенными драйверами и без драйверов. В первом драйвер шагового двигателя припаян к плате, и его трудно восстановить, если вы сожжете драйвер.

Кроме того, вы застрянете с вариантом драйвера, который предоставляет OEM, но если он соответствует вашим требованиям, вы можете его использовать.

Последний имеет порты, к которым можно подключить драйверы шаговых двигателей по вашему выбору, такие драйверы называются драйверами шаговых стиков. Это дает вам большую гибкость в выборе правильного драйвера в зависимости от требований к току и напряжению.

Если вы используете щиты ЧПУ с драйверами Stepstick, вы можете легко заменить драйвер на новый в случае, если вы его сожжете.

Номинальное напряжение и ток

Всегда следует выбирать сначала шаговые двигатели, а затем драйвер шагового двигателя. Плата ЧПУ должна обеспечивать напряжение и ток, необходимые для шаговых двигателей, которые вы собираетесь использовать.

Проверьте, поддерживает ли CNC Shield требуемый драйвер.

Если у вас есть бюджет, вы можете выбрать щиты с более высокими значениями напряжения и тока, так как это будет полезно, когда вы захотите обновить свою сборку в будущем.

Порты ввода/вывода

Чем больше, тем лучше. Эти порты позволяют подключать переключатели ограничения, аварийной остановки, возобновления и удержания, а также повышают удобство и безопасность использования фрезерного станка с ЧПУ.

Кроме того, вам также следует обратить внимание на поддержку ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Arduino поддерживает ШИМ, и если ваш щит не поддерживает, это пустая трата возможностей Arduino.

Можно подключить маломощные шпиндели для гравировки напрямую к шпинделям ШИМ и управлять шпинделем.

Некоторые экраны ЧПУ также имеют цифровые выходы, которые можно использовать для включения и выключения внешних устройств.

Например, вы можете использовать его для включения насоса охлаждающей жидкости, когда начинается резка, или подключить его к реле для автоматического включения маршрутизатора.

Эти штифты улучшают функциональность вашей сборки, и вы должны учитывать функции, которые вам нужны при выборе экрана с ЧПУ.

Лучшие платы Arduino с ЧПУ — совместимые с GRBL

Самые популярные

CNC Shield

Open Source V3.51

Ooznest

Максимальное количество драйверов

Драйверы не включены

Микрошаг

до 1/32

до 1/32

до 1/16

Порты

Порты I2C и UART

Порты I2C и UART

Цена

Проверить цену

Проверить цену

Проверить цену

Самый популярный

CNC Shield

Open Source V3.51

Максимальное количество драйверов

Микрошаг

до 1/32

Порты

Порты I2C и UART

Цена

Проверить цену

ЧПУ Shield

Ooznest

Максимальное количество драйверов

Драйверы не включены

Микрошаг

до 1/32

Порты

Порты I2C и UART

Цена

Узнать цену

CNC Shield

Максимальное количество драйверов

Микрошаг

до 1/16

Цена

Контрольная цена

Я составил этот список после тщательного изучения качества сборки, надежности, поддержки драйверов, функций и поддержки клиентов.

Open Source V3.51

V3.51 Arduino CNC Shield

Это наиболее распространенная конструкция Arduino CNC Shield и универсальный инструмент.

Это печатная плата, предназначенная для установки непосредственно поверх Arduino Uno или других плат Arduino с аналогичной разводкой.

На плате нет встроенного драйвера шагового двигателя, и вам придется прикрепить платы драйверов шаговых двигателей, называемые драйверами шаговых стержней.

Доступны для большинства популярных драйверов шаговых двигателей, таких как A4988 и DRV8825. Это также означает, что вы можете выбрать драйвер в соответствии с требованиями вашего проекта.

Драйверы не припаяны к плате, вместо этого они соединяются с помощью штыревых контактов, поэтому драйверы можно легко поменять местами в случае выхода из строя одного из них.

Вы можете подключить до четырех драйверов двигателей для управления четырьмя осями. Он предназначен для поддержки A4988, DRV8825 или аналогичные типы драйверов шаговых двигателей.

Кроме того, он имеет контакты для подключения до шести концевых выключателей (по два на каждую ось) и два контакта для использования любого другого устройства, такого как шпиндель (управление шпинделем), Z-зонд, аварийный останов или насос охлаждающей жидкости.

Он может выдерживать ток до 2,6 А для каждого из управляемых им шаговых двигателей и может управлять шаговыми двигателями с номинальным напряжением от 12 В до 36 В.

Вы даже можете выбрать различные уровни микрошага, изменяя перемычки на определенных контактах, и он поддерживает микрошаг до 1/32.

Для связи он поставляется с портами I2C и UART, которые могут подключаться напрямую к другим печатным платам, таким как Arduino.

Он совместим с прошивкой GRBL версии 0.9 и достаточно прост в установке и настройке.

Существует множество производителей экранов V3.51 CNC, но наиболее популярными из них являются Elecrow, Protoneer, Ooznest и Kuman.

Узнать цену на Elecrow

Ooznest Arduino CNC Shield.

Ooznest Arduino CNC Shield.

Этот щит с ЧПУ от Ooznest использует дизайн V3.51, но использует компоненты премиум-класса, которые позволяют использовать их в течение долгих часов работы.

Вы можете купить его с Arduino Uno в комплекте или без него на их официальном сайте. Драйверы шаговых двигателей не входят в комплект поставки платы.

Если вы находитесь в Великобритании, это отличный выбор. Однако, если вы находитесь в США, вам придется учитывать импортную пошлину и доставку.

Проверить цену на Ooznest

Keyestudio V4.0

Keyestudio V4 Arduino CNC Shield

Keyestudio V4.0 CNC Shield имеет конструкцию, аналогичную платам V3.0, но предназначена для работы с Arduino Nano с прошивкой GRBL.

Он может управлять тремя двигателями и подходит для фрезерных и гравировальных станков с ЧПУ с небольшой рабочей зоной.

Для фрезерных станков с ЧПУ с большой площадью резания лучше использовать четыре двигателя. Это связано с тем, что вы должны использовать двойной привод для оси Y, чтобы предотвратить смещение широкого портала.

Можно использовать A4988 или аналогичные шаговые драйверы Stepstick с этим экраном ЧПУ, и он поддерживает микрошаг до 1/16.

Однако его следует сочетать только с 42-шаговым шаговым двигателем.

Для работы требуется источник постоянного тока 12 В, он предназначен для питания Arduino Nano и шаговых двигателей.

Это также означает, что вы не можете использовать шаговые двигатели на 24 В или 36 В с этим экраном ЧПУ.

Имеется шесть контактов для подключения до шести концевых выключателей на 3 осях.

Keyestudio — это китайский бренд, и вы можете получить эту плату менее чем за 10 долларов США.

Однако драйверы Arduino или шагового двигателя не входят в комплект поставки.

Keyestudio V4.0

• Плата KEYESTUDIO V4.0 обновлена ​​последовательным USB-чипом CP2102, полностью совместимым с Arduino.
• 14 цифровых входов/выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъемы ICSP и кнопка сброса.

Synthetos gShield V5

Synthetos gShield Arduino CNC Shield

Если вам нужно простое решение для сопряжения Arduino с шаговыми двигателями, gShield от Adafruit — хороший вариант.

Вы можете использовать любую плату Arduino с этой платой, и она может управлять до 3 четырехпроводных шаговых двигателей.

Однако, если вы строите фрезерный станок с ЧПУ с широким порталом, вам нужно будет использовать два двигателя для оси Y, чтобы предотвратить смещение, и вам потребуется дополнительный четвертый драйвер шагового двигателя.

Для подключения двигателей и источника питания поставляется с винтовыми клеммами, которые гарантируют, что провода никогда не отсоединяются случайно.

Он поставляется с тремя шаговыми драйверами TI DRV8818, встроенными в плату. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о подключении шаговых драйверов.

Однако это также означает, что если вы сожжете один из драйверов, вы не сможете заменить драйвер, и в итоге вы получите двухосный щит.

Вы можете управлять шаговыми двигателями, которым требуется максимум 2,5 А на фазу. Кроме того, он также поддерживает микрошаг до ⅛.

Он может поддерживать двигатели с номинальным напряжением от 12 до 30 В, а экран может работать от источника питания 3,3 В или 5 В от платы контроллера (Arduino).

Его цена выше, чем у других щитов, поэтому для начинающих я бы посоветовал использовать щиты типа ступенчатой ​​палки.

Если вы знаете, что делаете, gShield — это очень хороший вариант, который быстро настраивается и надежен благодаря нескольким функциям.

Проверить цену на Digi-Key

GRBLDuino Uno Shield

Grblduino CNC Shield

Это единственный шилд в этом списке, который создан для последней версии GRBL 1.1 и может управлять четырьмя двигателями.

Доступен в виде комплекта со сквозными компонентами, которые необходимо припаять. Кроме того, вы также можете купить его в собранном виде.

Собранная версия стоит примерно на 13 долларов дороже, чем версия в комплекте.

Он совместим с Arduino Uno и поддерживает драйверы шаговых двигателей DRV8825 или аналогичные типы.

Плата может работать с питанием до 45 В для двигателей, однако реальное ограничение напряжения будет зависеть от ограничения используемого драйвера шагового двигателя.

Он имеет контакты для подключения двух концевых выключателей по трем осям и поддерживает соединения аварийного останова, удержания, насоса охлаждающей жидкости, зонда и возобновления.

Кроме того, он имеет контакты PWM (широтно-импульсная модуляция), которые можно использовать для подключения шпинделя и управления его скоростью и направлением.

Все соединения компонентов машины осуществляются через винтовые клеммы, что предотвращает их случайное отсоединение.

Поддержка клиентов для этого щита ЧПУ является лучшей среди всех других, упомянутых в списке.

Он поставляется с сопроводительной документацией и подробными инструкциями по сборке, которые помогут вам установить его.

Проверить цену на Tindie

Комплект платы ЧПУ Kuman

Комплект платы ЧПУ Kuman Arduino

Если вы еще не запланировали контроллер для своей сборки, это достойный выбор. Он поставляется со всем необходимым для управления фрезерным станком с ЧПУ.

В комплект входит плата Arduino Uno (клон), четыре драйвера шагового двигателя A4988 с радиаторами и экран ЧПУ на базе V3.51.

Вы можете подключить до четырех шаговых двигателей, но количество управляемых осей также зависит от используемой прошивки.

Grbl поддерживает максимум три оси, поэтому, если вы используете Grbl, вы можете использовать четвертый драйвер как клон одной из других осей для достижения двойного привода.

Драйвер поддерживает микрошаг до 1/16 и может обеспечивать максимальный ток 2 А при максимальном напряжении 36 В.

Как и другие платы V3.51, он поддерживает конечные выключатели (3 оси), управление СОЖ, шпиндель, аварийный останов, удержание и возобновление соединений.

Это универсальный пакет, который легко настроить, и вам не нужно беспокоиться о проблемах совместимости между Arduino, платой ЧПУ и драйверами двигателей.

Комплект Kuman CNC Shield

• Последняя плата CNC Shield версии 3.0.
• MCU: ATmega328, интерфейс USB: ATmega16U2.

Альтернативы CNC Shield

Более эффективной, но дорогой альтернативой CNC Shield является контроллер CNC.

Контроллеры ЧПУ обычно намного мощнее и требуют гораздо меньше усилий, чтобы заставить их работать.

Некоторые из более дорогих решений представляют собой решения типа plug-and-play.

Зачем нужен щит с ЧПУ?

Вам действительно нужен станок с ЧПУ? Разве вы не можете управлять шаговым двигателем напрямую с помощью Arduino? В конце концов, Ардуино может делать почти все.

Первая проблема, которая возникает, когда вы пытаетесь подключить шаговый двигатель напрямую к Arduino, — это номинальное напряжение и ток шаговых двигателей.

Шаговый двигатель, используемый для любительских приложений с ЧПУ, требует напряжения питания не менее 12 В для каждой из его фаз.

Платы Arduino предназначены для подачи сигналов при напряжении и токе, намного более низких, чем те, которые требуются для шагового двигателя.

Кроме того, шаговый двигатель будет иметь по крайней мере четыре контакта, которые требуют отдельных сигналов. Поэтому, если вы делаете 3-осевой станок с ЧПУ, вам понадобится как минимум 12 аналоговых выходных контактов на Arduino.

Здесь на помощь приходит драйвер шагового двигателя. ИС драйвера получает сигналы низкого напряжения и малой силы тока от контроллера и преобразует их в сигналы с нужным уровнем напряжения и тока для двигателей.

Это упрощает работу Arduino, так как вам нужны только два выходных контакта Arduino для управления шаговым двигателем, будь то 4-, 6- или 8-проводной шаговый двигатель.

Один контакт задает направление вращения, а следующий обеспечивает импульсы. Двигатель перемещается на один шаг за импульс.

Возможно, вы думаете, что вы можете соединить шаговый двигатель и Arduino с помощью драйвера шагового двигателя. Это можно сделать, но это не так просто.

Типичный шаговый двигатель для хобби-приложений с ЧПУ требует питания 12 В, 24 В или 36 В. Вы можете подключить источник питания к выводам на микросхеме драйвера, но вам придется подключить фильтрующий конденсатор между выводами.

Кроме того, ИС драйвера шагового двигателя будут иметь функцию микрошага, которую необходимо выбрать, подав правильный сигнал на определенные контакты.

Все эти задачи включают в себя пайку компонентов в нужном месте и проверку правильности соединений.

Кроме того, вам придется использовать выходные контакты Arduino, чтобы обеспечить правильный сигнал для микрошагов для каждого двигателя.

Выполнение этого для трех или четырех двигателей может быть обременительным и трудоемким без реальной выгоды.

Здесь на помощь приходит плата с ЧПУ, типичная плата с ЧПУ может быть установлена ​​поверх Arduino Uno или клона и имеет порты для подключения драйверов шаговых двигателей и шаговых двигателей.

Обычно пайка не требуется, и вы можете соединить четыре шаговых двигателя с Arduino менее чем за 30 минут.

Как настроить GRBL и управлять станком с ЧПУ с помощью Arduino

Если вы думаете или находитесь в процессе создания собственного станка с ЧПУ, то, скорее всего, вы встретите термин GRBL. Итак, в этом уроке мы узнаем, что такое GRBL, как установить и как использовать его для управления станком с ЧПУ на базе Arduino.

Кроме того, мы узнаем, как использовать Universal G-code Sender, популярное программное обеспечение контроллера GRBL с открытым исходным кодом.

Что такое GRBL?

GRBL — это программное обеспечение или прошивка с открытым исходным кодом, которая обеспечивает управление движением для станков с ЧПУ. Мы можем легко установить прошивку GRBL на Arduino и мгновенно получить недорогой высокопроизводительный контроллер ЧПУ. GRBL использует G-код в качестве входных данных и выводит управление движением через Arduino.

Для лучшего понимания рассмотрим следующую схему:

На диаграмме видно, какое место занимают GRBL в «общей картине» принципа работы станка с ЧПУ. Это прошивка, которую нам нужно установить или загрузить в Arduino, чтобы она могла управлять шаговыми двигателями станка с ЧПУ. Другими словами, функция прошивки GRBL заключается в преобразовании G-кода в движение двигателя.

Необходимое оборудование

• Arduino — Как мы уже говорили, для установки GRBL нам понадобится Arduino. В частности, нам нужна плата Arduino на базе Atmega 328, а это означает, что мы можем использовать либо Arduino UNO, либо Nano.
• Шаговые двигатели — Очевидно, что шаговые двигатели обеспечивают движение машины.
• Драйверы  — для управления шаговыми двигателями нам нужны драйверы, а для небольших станков с ЧПУ «сделай сам» (использующих шаговые двигатели NEMA 14 или 17) обычно выбирают драйверы A4988 или DRV8825.
• Arduino CNC Shield — для подключения драйверов шаговых двигателей к Arduino проще всего использовать Arduino CNC Shield. Он использует все контакты Arduino и обеспечивает простой способ подключения всего, шаговых двигателей, шпинделя/лазера, концевых выключателей, охлаждающего вентилятора и т. д.

Обратите внимание, что это только основные электронные компоненты, необходимые для понимания работы станка с ЧПУ.

На самом деле, в качестве примера того, как все должно быть связано, мы можем взглянуть на мой самодельный станок для резки пенопласта с ЧПУ.

Вы можете проверить и получить основные электронные компоненты, необходимые для сборки этого станка с ЧПУ, здесь:

• Шаговый двигатель — NEMA 17………………  Amazon / Banggood / AliExpress
• A4988 Драйвер шагового двигателя…………… ……..…  Amazon / Banggood/AliExpress
• Arduino CNC Shield ………………………. Amazon  /  Banggood / AliExpress
• Arduino Uno………………………………..…  Amazon / Banggood / AliExpress

Dis Закрытие: Это партнерские ссылки. Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Основным инструментом этого станка с ЧПУ является горячая проволока, которая может легко расплавить или прорезать пенопласт и придать ему любую форму. Для получения более подробной информации о том, как я сделал машину и как все работает, вы можете проверить конкретный учебник.

Тем не менее, мы будем использовать этот станок в качестве примера в этой статье, потому что тот же принцип работы применим и к любому другому станку с ЧПУ, будь то фрезерный или лазерный.

Как установить GRBL

Во-первых, чтобы иметь возможность установить или загрузить GRBL на Arduino, нам понадобится Arduino IDE.

Затем мы можем скачать прошивку GRBL с github.com.

Загрузите его как ZIP-файл и выполните следующие действия:

• Откройте файл grbl-master.zip и извлеките файлы
• Откройте среду разработки Arduino, перейдите к Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

• Перейдите к извлеченной папке «grbl-master», выберите там папку «grbl» и щелкните по открытому файлу. Теперь нам нужно использовать GRBL как библиотеку Arduino.

• Затем перейдите в «Файл» > «Примеры» > grbl > grblUpload. Откроется новый скетч, и нам нужно загрузить его на плату Arduino. Код может выглядеть странно, так как состоит всего из одной строки, но не беспокойтесь, все происходит в фоновом режиме в библиотеке. Итак, нам просто нужно выбрать плату Arduino, COM-порт и нажать кнопку загрузки, и все готово.

Конфигурация GRBL

На этом этапе мы должны настроить или настроить GRBL для нашей машины. Мы можем сделать это через последовательный монитор Arduino IDE. Как только мы откроем Serial Monitor, мы получим сообщение вроде «Grbl 1.1h [‘$’ for help]». Если вы не видите это сообщение, убедитесь, что вы изменили скорость передачи данных на 115200.

Если мы введем «$$», мы получим список команд или текущих настроек, и они выглядят примерно так:

$100=250.000 (x , шаг/мм) 92)

Все эти команды могут быть или должны быть настроены в соответствии с нашим станком с ЧПУ. Например, с помощью первой команды $100=250 000 (x, шаг/мм) мы можем настроить количество шагов на миллиметр станка или указать, сколько шагов должен сделать двигатель, чтобы наша ось X переместилась на 1 мм.

Однако я бы посоветовал оставить эти настройки как есть. Есть более простой способ настроить их в соответствии с нашей машиной с помощью программного обеспечения контроллера, о котором мы расскажем в следующем разделе.

Контроллер GRBL

Итак, после того, как мы установили прошивку GRBL, теперь наша Arduino умеет читать G-код и управлять станком с ЧПУ в соответствии с ним. Однако для того, чтобы отправить G-код на Arduino, нам нужен какой-то интерфейс или программное обеспечение контроллера, которое скажет Arduino, что делать. На самом деле для этой цели существует множество как открытых, так и коммерческих программ. Конечно, мы будем придерживаться открытого кода, поэтому в качестве примера возьмем Univarsal G-code Sender.

Как использовать универсальный отправитель G-кода

В этом примере я буду использовать версию платформы 2.0. Как только мы загрузим его, нам нужно распаковать zip-файл, перейти в папку «bin» и открыть любой из исполняемых файлов «ugsplatfrom». На самом деле это программа JAVA, поэтому, чтобы иметь возможность запускать эту программу, сначала нам нужно установить JAVA Runtime Environment.

После того, как мы откроем универсальный отправитель G-кода, сначала нам нужно настроить машину или настроить параметры GRBL, показанные ранее. Для этого мы воспользуемся мастером настройки UGS, который гораздо удобнее, чем вводить команды вручную через Serial Monitor в Arduino IDE.

Первым шагом здесь является выбор скорости передачи данных, которая должна быть 115200, и порта, к которому подключена наша Arduino. Как только мы подключим универсальный отправитель G-кода к Arduino, на следующем шаге мы сможем проверить направление движения двигателей.

При необходимости мы можем изменить направление с помощью мастера или вручную переключив соединение двигателя на Arduino CNC Shield.

На следующем шаге мы можем настроить параметр шагов/мм, о котором мы упоминали ранее. Здесь гораздо проще понять, как его настроить, потому что мастер настройки рассчитает и подскажет, до какого значения нам следует обновить параметр.

Значение по умолчанию — 250 шагов/мм. Это означает, что если мы нажмем кнопку перемещения «х+», мотор сделает 250 шагов. Теперь, в зависимости от количества физических шагов двигателя, выбранного шагового разрешения и типа трансмиссии, машина будет перемещаться на некоторое расстояние. Используя линейку, мы можем измерить фактическое перемещение машины и ввести это значение в поле «Фактическое перемещение». На основании этого мастер рассчитает и сообщит нам, на какое значение следует изменить параметр «шаги/мм».

В моем случае для самодельного станка с ЧПУ, который я сделал, станок сместился на 3 мм. В соответствии с этим мастер предложил обновить параметр шагов/мм до значения 83.

При обновлении этого значения станок теперь движется правильно, 1 мм в программе означает 1 мм для станка с ЧПУ.

В консоли UGS при выполнении каждого действия мы можем видеть выполняемые команды. Мы можем заметить, что, обновляя параметр steps/mm, программа UGS фактически отправляла в Arduino или прошивку GRBL команду, которую мы упоминали ранее. Это было значение по умолчанию: 100 долларов США = 250 000 (x, шаг/мм), и теперь мы обновили значение до 83 шагов на мм: 100 долларов США = 83.

На следующем шаге мы можем включить концевые выключатели и проверить, правильно ли они работают.

В зависимости от того, являются ли они нормально открытыми или нормально закрытыми соединениями, мы также можем инвертировать их здесь.

Здесь стоит отметить, что иногда нам нужно отключить концевой выключатель оси Z. Это было в случае с моим станком для резки пенопласта с ЧПУ, где мне не нужен концевой выключатель оси Z, и мне пришлось отключить его, чтобы иметь возможность правильно установить станок. Итак, для этого нам нужно отредактировать файл config.h, который находится в папке библиотеки Arduino (или Documents\Arduino\libraries).

Здесь нам нужно найти линии цикла возврата в исходное положение и прокомментировать настройку по умолчанию для 3-осевого станка с ЧПУ и раскомментировать настройку для 2-осевого станка. Чтобы изменения вступили в силу, нам нужно сохранить файл и повторно загрузить скетч grblUpload на нашу плату Arduino.

Тем не менее, на следующем шаге мы можем либо включить, либо отключить возврат в исходное положение ЧПУ.

При нажатии кнопки «Попробовать возврат» машина начнет движение к концевым выключателям. В случае, если это идет в противоположном направлении, мы можем легко изменить направление.

Наконец, на последнем шаге мастера настройки мы можем включить мягкие ограничения для нашего станка с ЧПУ.

Мягкие ограничения предотвращают выход машины за пределы установленной рабочей зоны.

Заключение

Итак, благодаря прошивке GRBL и Arduino мы можем легко настроить и запустить наш самодельный станок с ЧПУ. Конечно, в этом уроке мы рассмотрели только основы, но я думаю, что этого было достаточно, чтобы понять, как все работает и как настроить и запустить наш первый станок с ЧПУ.

Конечно, есть много других доступных настроек и функций, так как GRBL действительно поддерживает прошивку контроллера ЧПУ.