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微型CNC制作基于开源项目GRBL

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ID:112317 发表于 2016-4-9 22:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
    大概两年多之前就制作了自己的第一个微型cnc当时基于51单片机自己写的程序功能比较简单。后来发现了grbl这个开源项目我基于这个开源固件制作了一个小巧实用的微型CNC。现在制作CNC和激光雕刻机的帖子比较多而且方法相对比较繁琐。我所使用的方法相对简易。现在我从头把我的制作方法与大家分享一下。
                                                                先展示一下我的作品:   
                           
                                                                  雏形   
                                   
                       
                                                            比较成熟的
           
                                     101341m5myktq45ixyinn0.jpg
                                 155452j5vusxxds7ma5nxx.jpg
                                 130626g9yc99o96uof9933.jpg

                                             
                     

GRBL简介:
       之所以我们现在能用非常低的成本制作激光雕刻机或者微型CNC与grbl这个开源软件有很大的关系。grbl其实就是一个嵌入式软件它能解析主流数控软件产生的数控代码,它可以运行在atmega168atmega328p等型号的单片机上。所以理所当然就能运行在例如arduino uno ,arduino pro mini ,arduino nano等开发板上。话说许多3D打印机也是以它为核心。它几乎榨取了单片机所有性能。所以性能还是比较好的。

具体你可以访问:grbl官网  https://github.com/grbl/grbl

下面我会以
1电路部分
2 硬件搭建
3 软件使用
为主线力求通俗易懂(里面的东西不一定是我一个人的)

1电路部分
1.1主控部分(控制板)

我们需要一个运行了grbl固件的单片机。它们可以是atmega328p最小系统,arduino uno ,arduino nano 等开发板上我会以使用量多的uno为例。
100615wd2gf48nd4d4pf3f.png 100614q5o5bbpbx59f9aor.png
       用简单的方法将grbl固件下载到arduino uno 首先你需要一个ArduinoBuilder的软件,
                             http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1562099949&uk=1393825973  
                                            下载grbl固件的软件链接
                                  我们主要用它下载固件到arduino uno
                            http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3822055182&uk=1393825973
                                          grbl 固件 hex文件下载链接
                   首先你的arduino得先装好驱动程序win7下一般会自动安装xp可以查论坛里面的帖子
                                       然后事情变得简单
                                                  打开软件
                         103834crctreeyrrm2t68e.gif   
                                           选择到grbl的hex文件
                         104218x5okm39a9otmajoz.gif      
                                       然后选择到grbl hex文件
                           104452sfk0fjerx20z9xkz.gif    
                             然后就是载入grbl固件这得花点时间
                            104753is2b8siszt3htht0.gif
                然后连接串口调试助手呵呵出现图中文字就表示成功
           
                                   串口上位机软件  
                            112216bugo9kgeuefekpu4.gif
1.2驱动器
驱动器的选择余地也很大。只要是使用方向[DIR]和脉冲[step]控制的步进电机驱动器都行
常用的驱动器  
                                                              easydriver  
                                        105546b3k4jxiq4q3zizav.gif
                                  以tb6560为核心的驱动器(图片过度压缩呵呵效果不好)

                                        110216s2ew3rfoeq2aaft2.gif
                                                  3D打印机芯片A4988

                                        111140hhl2wzlwjlcvm7hw.gif

                                      当然还有其他非常多的品种可以选择各有优缺点。
    怎么接线以easydriver为例一张图搞定(没表达出主轴等电路稍后更新我会画上)其它型号                     驱动器原理相通
                                                                              


                          图中画的uno它和pro mini 用法一样只要对应上引脚
2硬件搭建
                         如果你想用光驱搭建   果壳里的帖子再好不过   http://www.guokr.com/article/18616/
                                      如果你对cnc外形要求比较高
                                                               那就跟我来
                                                                  整体效果图
                                           114033oy2e3v81887d8zk8.jpg          
                                           151022nh7sqsqcqsq77fk7.jpg
                                                首先你需要一个安放驱动器的底板
                                           144544m3tth9ztcoxp7xlg.jpg
                                                         tb6560步进电机驱动器
                                           144744zr30gv41w3gvo4d8.jpg
                                                      驱动器比较大只够安装两个
                                           145050r42r3bhvq2158rqi.jpg
                                                          安装支持上板铜柱
                                          145303vflsgo4pfpim4l4v.jpg
                                                                准备安装上板
                                          145417u34o5oegvudwkvo5.jpg
                                                                   安好上板
                                          145545cvlkavx9p39m3co3.jpg
                                                          安装Y轴丝杆滑台
                                        145840n8turmqjs4ttf0rt.jpg
                                                                安装平台
                                        150020aenlkwnds4d3pp3n.jpg
                                                           安装支撑架
                                        150135sdyyava3a3b9lg1b.jpg
                                                      安装Z轴丝杆滑台
                                        150515grwvpaercp7wrket.jpg
                                                         安装x轴丝杆滑台
                                        150622zf7r4n7huxr7hmbg.jpg      
                                                    安装主控arduino uno
    150819q6vtp8d86destpcd.jpg
    150900x9zkbb4geh46ygd4.jpg
                                                       整体基本完成
                                 
                                                           开始测试
  
    155516t6bz7p9uoqb90qrz.jpg
            
  
            我之后会贴上pro/e的图纸
3 软件使用(马上更新)
3.1 grbl controller的使用简介与grbl参数配置详细情况
  软件下载链接    http://pan.baidu.com/share/link?shareid=430259711&uk=1393825973

   grbl controller是与运行了grbl嵌入式软件的单片机和电脑通信的上位机软件,它功能非常强大下面我会详细介绍。
  在搭建完电路之后我们就可以对我们的微型激光雕刻机进行测试这时用grbl controller 这个软件是非常方便。
T299CSXBBXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
  1.首先打开串口通信其中的串口号(port name)和波特率(baud rate)会自动识别调整无需我们去改
T2_21VXwJXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
     2.   然后再会出现图上情况,它会告诉你现在默认的配置和其他一些信息
T2.oiVXtXXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
3.然后我们就可以用这个软件来检测我们微型雕刻机是否能正常运行,我们可以点击图中按钮,比如Y方向按钮,当你下之后,发现对应轴的步进电机在欢快的转动那么恭喜你这个轴的电路连接正确,否则你就要去检查你的电路问题了。你还可以点击spindle on 复选框,你会发现你的激光器也点亮了,假如一切正常我们就进入下一步,不然就要排除故障,继续测试。
T2fDeRXEtXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
4. 我们可以点击 zero position 按钮这样系统就把微型雕刻机各轴现在所在位置定位零点。
T2heiTXqdaXXXXXXXX_%21%21759574529.png
T2L5CSXspXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
5我们进入options进行一些参数设定,比如在在第3步你按的按钮指示方向和丝杠上滑块方向不一致你可以通过invert axis 选中对应复选框来调整。同时如果你使用mm为单位请选中use mi....复选框。
T21c5VXq4aXXXXXXXX_%21%21759574529.png
T21EiVXqdXXXXXXXXX_%21%21759574529.png
6.我们还要对一些参数进行调整才能让微型雕刻机正常工作,其中最重要的参数就是grbl setings的前3个参数,它们的含义是步进电机带动滑块运动1mm控制器需要给出的脉冲个数。
公式如下   参数=((360/步进电机步距角)X驱动器选择细分数)/丝杆的螺距   。所以您在买步进电机时,一定注意是否给出参数。
T2r5aSXwRaXXXXXXXX_%21%21759574529.png
T2LaeVXstaXXXXXXXX_%21%21759574529.png
7.所有这些工作都弄好以后,我们就可以选择一个数控代码测试一下 。(数控代码生成在下一部分)
T2dv5VXC0XXXXXXXXX_%21%21759574529.png
8完美运行喔亲。
3.2 artcam 使用简介
      我将以使用artcam生成一个简单的nc代码作为实例
                                 打开软件
110058a1t11gma4uwszm4n.png
                    产生新的项目
110320jpdyl9l9p9248dpv.png
                  选择新的模型
110653ohokd2od6phdp6k2.png
             选择模型尺寸和原地位置
110840eafaqlj2ipm4lipa.png
               选择产生矢量字
111004udkdl15eors13ulr.png
                文字相关参数设置
111154obu994544kk1wsa5.png
              输入你想要的文字
111336eeeik82525i2oi8r.png
                  完成文字输入
111441h6wmwohnazb8wb1e.png
  选取刀路路径
111725q6jtl00o0ziq0gcb.png
选择加工方式
111851g6t7t77w5z3uhphw.png
选择刀具
112004i2k555xn33xkcnff.png
选中刀具
112147eqwbzr2kb22ghj2q.png
设置材料
112245csnsu0c6aeb78zcu.png
112325sa33hd1cadzssd5a.png

生成刀路路径
112427omkh7x1ob3ko11h7.png
    预览
112503ymz0c2d5bo33c335.png
保存刀路路径
112635ydbeh68ruhdyubxu.png
112849y15165o6fsmo3s1g.png
贴上生成部分代码

[CAM TECH CMC3 TOOLCHANGER FILE ][FILE SET TO RUN IN MM]
[MATERIAL]
[X-SIZE = 40.000 Y-SIZE = 40.000 Z-SIZE =  0.000]
[THICKNESS=2.000]
G90 [ABSOLUTE MODE]
G22  [SET TO MM]
G9S10 [SMOOTHING FACTOR]
M3 [SPINDLE ON]
T1 [TOOL1 1.500 毫米 直径的键槽铣刀]
G0Z2.000
G0X0.000Y0.000
G0X-3.896Y10.549Z2.000
G1Z0.000F720.0
G1X-5.013F4800.0
X-5.276Y10.141
G2X-5.469Y10.031I-0.208J0.142
G2X-5.678Y10.121I0.034J0.366
G1X-6.499Y10.788
X-5.846Y11.252
X-4.496Y14.424
X-7.810
Y13.638
G3X-7.287Y10.480I18.736J1.476
G3X-6.349Y7.985I11.974J3.083
G3X-5.499Y6.618I8.449J4.301
G3X-4.653Y8.261I-7.577J4.939
G1X-4.266Y9.320
X-3.904Y10.538
X-3.896Y10.549
G0Z2.000
G0X-1.302Y3.591


3.2grbl controller的使用简介与grbl参数配置详细情况
3.3inkscape的使用简介


注:贴中网盘链接有些已经失效,为此51黑特地为大家整理在了另一贴里可以全部一起下载,如果下载不了请报告,以便51黑更新链接:http://www.51hei.com/bbs/dpj-36082-1.html


评分

参与人数 1黑币 +15 收起 理由
luliang02003 + 15 很给力!

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ID:93852 发表于 2017-3-20 13:45 | 显示全部楼层
好,很好,非常好,不是特凯乐科技姝想到的是
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ID:200308 发表于 2017-8-23 02:09 | 显示全部楼层
不错,顶一个。
down一个grbl controller3.6.1版本的,好像有点问题,估计是我设置问题,回头继续研究一下。
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ID:240452 发表于 2017-11-4 22:33 | 显示全部楼层
不错,值得学习一下,玩一下。
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ID:272045 发表于 2018-1-17 15:16 | 显示全部楼层
楼主你好,为什么我的GRBL控制软件一直是alarm lock 状态。电机一直动不了。
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ID:279370 发表于 2018-1-24 16:49 | 显示全部楼层
感谢楼主分享,咨询下ARTCAM软件能生成立体三轴代码么
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ID:243748 发表于 2018-3-13 19:40 来自手机 | 显示全部楼层
写字机,舵机怎么接?
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ID:290763 发表于 2018-3-23 15:47 | 显示全部楼层
再把脱机搞一下呗
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ID:302302 发表于 2018-4-5 10:36 | 显示全部楼层
您的链接打不开了,hex的那个,可以重新发我一份吗?
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ID:298957 发表于 2018-4-5 23:12 | 显示全部楼层
您的链接打不开了,可以重新发我一个吗?
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ID:305776 发表于 2018-4-11 13:12 | 显示全部楼层
能把你的nc文件发给我吗?
15591062851@163.com
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ID:95702 发表于 2018-6-4 22:19 | 显示全部楼层
求解惑:先谢谢!arduino uno+ cnc shield v3 + A4988 在grbl controller里,y轴按点击的方向走,x轴不管点击什么方向,它只朝一个方向走,为什么?
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ID:73118 发表于 2018-6-11 15:44 | 显示全部楼层
学习了
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ID:340497 发表于 2018-6-27 15:08 | 显示全部楼层
剑蓝 发表于 2018-6-4 22:19
求解惑:先谢谢!arduino uno+ cnc shield v3 + A4988 在grbl controller里,y轴按点击的方向走,x轴不管点 ...

你对照电路图看看,是不是arduino板子的5号位虚焊或者未连接,我的也是这么毛病,原来是断线,自己焊接的 解决
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ID:347759 发表于 2018-8-14 14:20 | 显示全部楼层
没有具体的程序,只有hex文件么?
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ID:396024 发表于 2018-9-14 06:19 来自手机 | 显示全部楼层
shengkai540 发表于 2018-8-14 14:20
没有具体的程序,只有hex文件么?

源程序链接:https://pan.baidu.com/s/1BYpd0sKQvTtfB590HtHOUQ密码:06n9
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ID:431939 发表于 2018-11-23 22:14 | 显示全部楼层
值得学习
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ID:166603 发表于 2018-12-19 15:01 | 显示全部楼层
努力学习中
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ID:249900 发表于 2019-1-21 22:52 | 显示全部楼层
有资料包吗?
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ID:357381 发表于 2019-2-12 15:42 | 显示全部楼层
努力学习中,马上也要考研了
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ID:566070 发表于 2019-6-21 21:18 | 显示全部楼层
链接打不开,可否重新发一下
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ID:566070 发表于 2019-6-24 11:10 | 显示全部楼层
ArduinoBuilder的中文版软件可否发个链接共享一下,谢谢!
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ID:566070 发表于 2019-7-2 17:18 | 显示全部楼层
亲,您使用的的哪一款激光头,可以的白纸上雕刻。
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ID:515362 发表于 2019-7-3 18:44 | 显示全部楼层
感谢分享,
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ID:594984 发表于 2019-8-4 15:13 | 显示全部楼层
grbl 固件 hex文件下载链接不行呢?
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ID:611917 发表于 2019-9-16 13:46 | 显示全部楼层
雕刻机的一些软件资料
ArduinoBuilder-0.8.8.rar  //固件写入软件,绿色汉化版
GrblController汉化.rar      //上位机软件,绿色汉化版
grbl老固件.zip                //0.9以前的老固件,写字机必备,都是HEX文件。
链接: https://pan.baidu.com/s/1sI4N-he7Kmipr04GUwOk_w 提取码: ju9u
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ID:711149 发表于 2020-3-18 20:56 | 显示全部楼层
他这个是全开源的吗?单片机源代码,和上位机开源的吗?是怎么通讯控制的,一直很好奇
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