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微型CNC制作基于开源项目GRBL

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-7-30 00:03
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    发表于 2018-2-21 17:16:21 | 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。

    225519bwilb5ybid5ytojw.jpg

    225520rt76t0bcovmmtacz.jpg

    225521co4js0sp7jrpr7o0.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。
    225523kxcxpduxxe21xpm0.png 225526rjh40g3k8egq0ue3.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

    225528ghl4zmfocllhthlf.gif

    选择到grbl的hex文件

    225529ykpksr2p7nprfk2n.gif

    然后选择到grbl hex文件

    然后就是载入grbl固件这得花点时间

    225531yhwhpm5hhecf2w2r.gif

    然后连接串口调试助手出现图中文字就表示成功

    225531ijjyzp82eie7xyep.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  

    225532qjsrjojpjsavpk4j.gif 225533ll14mjn7a2m887mj.gif 225533zty5tz2vjv20fhh0.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  请参照我的另外一篇帖子,稍后给链接
             如果你对cnc外形要求比较高
              那就跟我来
               整体效果图

        整体效果图
                                                

    114033oy2e3v81887d8zk8.jpg (166.31 KB, 下载次数: 85)
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    2016-4-9 22:55 上传




    151022nh7sqsqcqsq77fk7.jpg (242.87 KB, 下载次数: 84)
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                                                     首先你需要一个安放驱动器的底板
                                                

    144544m3tth9ztcoxp7xlg.jpg (239.16 KB, 下载次数: 85)
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                                                              tb6560步进电机驱动器
                                                

    144744zr30gv41w3gvo4d8.jpg (253.09 KB, 下载次数: 84)
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                                                           驱动器比较大只够安装两个
                                                

    145050r42r3bhvq2158rqi.jpg (269.18 KB, 下载次数: 79)
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                                                                安装支持上板铜柱
                                              

    145303vflsgo4pfpim4l4v.jpg (270.4 KB, 下载次数: 85)
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                                                                     准备安装上板
                                              

    145417u34o5oegvudwkvo5.jpg (223.3 KB, 下载次数: 68)
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                                                                        安好上板
                                              

    145545cvlkavx9p39m3co3.jpg (234.07 KB, 下载次数: 91)
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                                                               安装Y轴丝杆滑台
                                              

    145840n8turmqjs4ttf0rt.jpg (208.5 KB, 下载次数: 62)
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                                                                    安装平台
                                              

    150020aenlkwnds4d3pp3n.jpg (258.54 KB, 下载次数: 83)
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                                                                安装支撑架
                                             

    150135sdyyava3a3b9lg1b.jpg (196.86 KB, 下载次数: 70)
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                                                           安装Z轴丝杆滑台
                                             

    150515grwvpaercp7wrket.jpg (220.6 KB, 下载次数: 66)
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                                                              安装x轴丝杆滑台
                                             

    150622zf7r4n7huxr7hmbg.jpg (220.81 KB, 下载次数: 94)
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                                                         安装主控arduino uno
          

    150819q6vtp8d86destpcd.jpg (266.59 KB, 下载次数: 71)
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    150900x9zkbb4geh46ygd4.jpg (185.68 KB, 下载次数: 85)
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                                                           整体基本完成
                                     
                                                                开始测试
       
         

    155516t6bz7p9uoqb90qrz.jpg (177.75 KB, 下载次数: 67)
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                 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 (96.49 KB, 下载次数: 75)
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    2016-4-9 22:55 上传



      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 (62.33 KB, 下载次数: 67)
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         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 (71.14 KB, 下载次数: 76)
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    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 (85.65 KB, 下载次数: 87)
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    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 (96.49 KB, 下载次数: 64)
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    2016-4-9 22:55 上传



    T2L5CSXspXXXXXXXXX_%21%21759574529.png (51.95 KB, 下载次数: 86)
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    2016-4-9 22:55 上传



    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 (100.34 KB, 下载次数: 82)
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    T21EiVXqdXXXXXXXXX_%21%21759574529.png (32.98 KB, 下载次数: 73)
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    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 (58.64 KB, 下载次数: 83)
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    2016-4-9 22:55 上传



    T2LaeVXstaXXXXXXXX_%21%21759574529.png (48.25 KB, 下载次数: 79)
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    2016-4-9 22:55 上传



    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 (120.73 KB, 下载次数: 81)
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    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 (178.93 KB, 下载次数: 86)
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    2016-4-9 22:55 上传




                        产生新的项目

    110320jpdyl9l9p9248dpv.png (185.57 KB, 下载次数: 71)
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    2016-4-9 22:55 上传




                      选择新的模型

    110653ohokd2od6phdp6k2.png (99.48 KB, 下载次数: 86)
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    2016-4-9 22:55 上传




                 选择模型尺寸和原地位置

    110840eafaqlj2ipm4lipa.png (131.02 KB, 下载次数: 58)
    下载附件  [url=]保存到相册[/url]
    2016-4-9 22:55 上传




                   选择产生矢量字

    111004udkdl15eors13ulr.png (95.43 KB, 下载次数: 77)
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    2016-4-9 22:55 上传




                     文字相关参数设置

    111154obu994544kk1wsa5.png (25.77 KB, 下载次数: 83)
    下载附件  [url=]保存到相册[/url]
    2016-4-9 22:55 上传




                   输入你想要的文字

    111336eeeik82525i2oi8r.png (8.34 KB, 下载次数: 75)
    下载附件  [url=]保存到相册[/url]
    2016-4-9 22:55 上传




                       完成文字输入

    111441h6wmwohnazb8wb1e.png (26.93 KB, 下载次数: 65)
    下载附件  [url=]保存到相册[/url]
    2016-4-9 22:55 上传




       选取刀路路径

    111725q6jtl00o0ziq0gcb.png (73.29 KB, 下载次数: 54)
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    2016-4-9 22:55 上传




    选择加工方式

    111851g6t7t77w5z3uhphw.png (47.69 KB, 下载次数: 90)
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    2016-4-9 22:55 上传




    选择刀具

    112004i2k555xn33xkcnff.png (28.84 KB, 下载次数: 69)
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    2016-4-9 22:55 上传




    选中刀具

    112147eqwbzr2kb22ghj2q.png (33.69 KB, 下载次数: 77)
    下载附件  [url=]保存到相册[/url]
    2016-4-9 22:55 上传




    设置材料

    112245csnsu0c6aeb78zcu.png (24.18 KB, 下载次数: 75)
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    2016-4-9 22:55 上传




    112325sa33hd1cadzssd5a.png (55.86 KB, 下载次数: 80)
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    2016-4-9 22:55 上传





    生成刀路路径

    112427omkh7x1ob3ko11h7.png (24.24 KB, 下载次数: 87)
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    2016-4-9 22:55 上传




        预览

    112503ymz0c2d5bo33c335.png (116.4 KB, 下载次数: 69)
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    2016-4-9 22:55 上传




    保存刀路路径

    112635ydbeh68ruhdyubxu.png (120.76 KB, 下载次数: 61)
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    2016-4-9 22:55 上传




    112849y15165o6fsmo3s1g.png (22.25 KB, 下载次数: 67)
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    2016-4-9 22:55 上传




    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




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     楼主| 发表于 2018-2-21 19:05:16 | 显示全部楼层
    图片有点多,手机版不能看的图片请在下方进入电脑版浏览
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    发表于 2018-3-1 20:33:38 | 显示全部楼层
    我还有比你更简便的,信不信
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     楼主| 发表于 2018-3-1 21:25:14 | 显示全部楼层
    我是斯小拉 发表于 2018-3-1 20:33
    我还有比你更简便的,信不信

    哈哈,可以啊,把你的方案发出来我学习下啊
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    发表于 2018-3-2 10:41:48 | 显示全部楼层
    xdd_core 发表于 2018-3-1 21:25
    哈哈,可以啊,把你的方案发出来我学习下啊

    但是我就两个轴,推荐你用一下微雕管家,那个更容易上手
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     楼主| 发表于 2018-3-2 12:37:17 | 显示全部楼层
    我是斯小拉 发表于 2018-3-2 10:41
    但是我就两个轴,推荐你用一下微雕管家,那个更容易上手

    哈哈 不错啊
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    发表于 2018-3-6 10:46:37 来自手机 | 显示全部楼层
    这是用电脑的串口传输G代码的么?
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     楼主| 发表于 2018-3-6 18:00:58 | 显示全部楼层
    qq_1520053355 发表于 2018-3-6 10:46
    这是用电脑的串口传输G代码的么?

    对的
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