如何使用Arduino设置GRBL和Continure CNC机器

如果你正在思考或你正在制造自己的数控机床的过程中，那么最有可能你会遇到术语GRBL。所以在本教程中，我们将学习什么是GRBL，如何安装和如何使用它来控制基于Arduino的数控机床。

此外，我们将学习如何使用Universal G-code Sender，一个流行的开源GRBL控制器软件。

什么是grbl？

GRBL是一个开源软件或固件，使运动控制数控机床。我们可以很容易地将GRBL固件安装到Arduino上，因此我们立即得到了一个低成本，高性能的CNC控制器。GRBL使用G-code作为输入，通过Arduino输出运动控制。

为了更好地理解，我们可以看一下下图:

从图中我们可以看到GRBL发生在数控机床工作原理的“大图”中。这是我们需要安装或上传到Arduino的固件，这样它就可以控制数控机床的步进电机。换句话说，GRBL固件的功能是翻译刀位点进电机运动。

需要硬件

arduino.- 我们已经说过，我们需要一个Arduino安装Grbl。具体来说，我们需要一个基于Atmega 328的Arduino板，这意味着我们可以使用Arduino Uno或Nano。
步进电机——很明显,步进电机提供机器的运动。
司机- 用于驱动步进电机，我们需要驾驶员和常见的选择，当涉及到较小的DIY CNC机器时（使用NEMA 14或17脚步）是A4988或DRV8825司机。
Arduino数控盾- 将步进器驱动程序连接到Arduino，最简单的方法是使用Arduino CNC屏蔽。它采用了所有Arduino引脚，提供了一种连接所有内容，步进电机，主轴/激光器，限位开关，冷却风扇等的简便方法。

请注意，这些只是我们需要了解数控机床如何工作的基本电子元件。

事实上，作为所有事物都需要连接的一个例子我们可以看看我的DIY数控泡沫切割机。

你可以在这里检查并获得建造这台数控机床所需的主要电子元件:必威lol

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Arduino CNC Shield ............................亚马逊/伯格多德/阿里巴巴全球速卖通
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该CNC机器的主要工具是一种热线，可以容易地熔化或切入苯乙烯泡沫塑料并制造我们想要的任何形状。有关更多详细信息，我如何制造机器以及您如何检查特定教程的工作原理。

然而，我们将使用这台机器作为一个例子，在这篇文章中，因为同样的工作原理适用于任何其他数控机床，无论是磨或激光。

如何安装grbl

首先，为了能够将GRBL安装或上传到Arduino，我们需要Arduino IDE。

然后我们可以下载grblgithub.com的固件。

将其下载为.zip文件，然后按照下列步骤操作：

打开grbl-master.zip文件并解压缩文件
打开Arduino IDE，导航到素描>包含库>添加.zip库...

导航到提取的文件夹“grbl-master”，在选择“grbl”文件夹中，然后单击打开文件。现在我们必须担任阿尔迪诺图书馆。

接下来，导航到文件> Examples > grbl > grblUpload。一个新的草图将打开，我们需要把它上传到Arduino板。代码可能看起来很奇怪，因为它只有一行，但不用担心，所有事情都在后台库中发生。我们只需要选择Arduino板，COM端口然后点击上传按钮，就完成了。

GRBL配置

此时，我们应该将GLBL配置或调整到我们的机器。我们可以通过Arduino IDE的串行监视器来实现这一点。一旦我们打开串行监视器，我们就会收到一条消息，如“grbl 1.1h ['helver]。如果您无法看到此消息，请确保将波特拉特更改为115200。

如果我们键入“$$”，我们将获取命令或当前设置列表，它们显示出这样的内容：

$ 100 = 250.000（x，步骤/ mm）
101美元= 250.000 (y,步骤/毫米)
$ 102 = 3200.000（z，步骤/ mm）
110美元= 500.000（x最大速率，mm / min）
$111=500.000 (y最大速率，毫米/分钟)
$ 112 = 500.000（z最大速率，mm / min）
$ 120 = 10.000（X Accel，MM / SEC ^ 2）
$ 121 = 10.000（Y Accel，MM / SEC ^ 2）
$ 122 = 10.000（Z Accel，MM / SEC ^ 2）

所有这些命令都可以或应根据我们的数控机床进行调整。例如，使用First命令，$ 100 = 250.000（x，步骤/ mm），我们可以调整每mm的步骤，或者我们可以指定电机应使我们的X轴移动到1 mm的步骤。

但是，我建议留下这些设置。使用控制器软件根据我们的机器调整它们的更简单方法，我们将在下一节中解释。

另请参阅

G-Code解释|列表最重要的g代码命令

GRBL控制器

所以一旦我们安装了GRBL固件，我们现在我们的Arduino就知道如何阅读G代码以及如何根据其控制CNC计算机。但是，为了向Arduino发送G代码，我们需要某种界面或控制器软件，该软件将告诉Arduino该做什么。实际上，有许多开源和商业计划的目的。当然，我们将坚持开源，所以作为一个例子，我们将使用Univarsal G代码发件人。

如何使用通用G代码发件人

对于此示例，我将使用2.0平台版本。下载后，我们需要提取ZIP文件，转到“Bin”文件夹并打开任何可执行的“UGSplatfrom”文件。这实际上是一个Java程序，所以为了能够运行这个程序，首先需要安装Java运行时环境。

一旦我们打开Universal G-code发送器，首先我们需要配置机器，或者配置前面显示的GRBL参数。为此，我们将使用UGS安装向导，这是更方便的手动输入命令，通过Arduino IDE的串行监视器。

这里的第一步是选择波特率，应该是115200，以及Arduino连接到的端口。一旦我们把Universal G-code sender和Arduino连接起来，下一步我们就可以检查电机的运动方向。

如果需要，我们可以通过向导反转方向，或者手动翻转Arduino CNC Shield上的电机连接。

在下一步中，我们可以调整我们前面提到的步骤/ mm参数。在这里，了解如何调整它是更容易的，因为设置向导将计算并告诉我们我们应该更新参数的值。

默认值为250步/ mm。这意味着，如果我们单击“X +”按钮，电机将制作250步。现在根据电机的物理步骤数量，所选步进分辨率和传输类型，机器将移动一定距离。使用统治者我们可以测量机器所做的实际运动并在“实际移动”字段中输入该值。基于此，向导将计算并告诉我们要更改步骤/ mm参数的值。

在我的情况下，对于我制造的DIY数控机器，机器移动3mm。据此，向导建议将步骤/ mm参数更新为83的值。

使用此值更新，机器现在正常移动，软件中的1毫米均为1 mm，用于CNC机器。

在UGS控制台中，当我们制作每个操作时，我们可以看到执行的命令。我们可以注意到通过更新步骤/ mm参数，UGS程序实际发送到Arduino，或者我们前面提到的命令的GLBL固件。这是默认值：$ 100 = 250.000（x，step / mm），现在我们更新为每mm：$ 100 = 83的值83步。

在下一步中，我们可以启用限位开关并测试它们是否正常工作。

根据它们是常开连接还是常闭连接，我们也可以在这里把它们倒档。

这里值得注意的是，有时我们需要禁用z轴限制开关。这是我的DIY CNC泡沫切割机的情况，其中我不需要Z轴限制开关，我必须禁用它，以便能够正确归属机器。因此，要做到这一点，我们需要编辑位于Arduino库文件夹（或文档\ Arduino \ Libraries）中的Config.h文件。

在这里，我们需要查找归位循环线并注释3轴数控机床的默认设置，并取消注释安装2轴机器的设置。为了使更改生效，我们需要将文件保存并重新加载GRBlupload草图到我们的Arduino板。

尽管如此，在下一步中，我们可以启用或禁用数控Macing的归位。

使用“尝试归位”按钮，机器将开始朝向极限结束开关移动。如果它相反的方式，我们可以轻松地反向方向。

最后，在安装向导的最后一步，我们可以为我们的数控机床启用软限制。

软限制可防止机器超出设定的工作区域。

结论

因此，多亏了GRBL固件和Arduino，我们可以很容易地设置和得到我们的DIY数控机器运行。当然，我们在本教程中只涵盖了基础知识，但我认为这已经足够理解事情如何工作，以及如何让我们的第一台数控机床启动和运行。

当然，有许多其他设置和功能可用，因为GRBL真的有能力的CNC控制器固件。GRBL文档详细说明了所有这些，因此您可以始终检查它们github.com上的wiki页面。

此外，还有许多其他开源GRBL控制器程序，如通用G-code Sender，这里是少数几个:GRBLweb (Web Browser)， GrblPanel (Windows GUI)， grblControl (Windows/Linux GUI)， Easel(基于浏览器)等。你应该探索它们，看看哪一个最适合你。