如何用Arduino设置GRBL和控制数控机床

如果您正在思考或您正在制作自己的数控机器，那么最有可能与术语GLBL会面。因此，在本教程中，我们将学习什么是GLBL，如何安装以及如何使用它来控制您的Arduino基于CNC计算机。

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。

GRBL是什么?

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，我们可以查看以下图表：

从图中，我们可以看到GRBL在CNC机器的工作原理的“大图”中发生的位置。它是一个固件，我们需要安装或上传到Arduino，因此它可以控制CNC机器的步进电机。换句话说，GRBL固件的功能是转换g代码进入电机运动。

所需的硬件

• Arduino-我们已经说过，我们需要Arduino来安装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- 显然，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驱动程序。
• Arduino CNC Shield.- 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，这些只是他的基本电子组件，我们需要了解CNC机器的工作原理。

实际上，作为一切需要连接的例子，我们可以看看我的看法DIY CNC泡沫切割机。

您可以在此检查并获取在此处构建此CNC机器所需的主电子组件：必威lol

• 步进电机- NEMA 17..................亚马逊/伯格多德/aliexpress.
• A4988步进司机...................... ...亚马逊/伯格多德/aliexpress.
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这台数控机床的主要工具是一条热丝，它可以很容易地熔化或切断泡沫塑料，并做出我们想要的任何形状。要了解更多的细节，我如何制作的机器和如何一切工作，你可以检查特定的教程。

尽管如此，我们将在本文中用这款机器作为一个例子，因为相同的工作原理适用于任何其他CNC机器，无论是磨机还是激光。

如何安装grbl

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

然后我们可以下载GRBL从github.com固件。

下载。zip文件，然后按以下步骤操作:

• 打开grbl-master.zip文件并提取文件
• 打开Arduino IDE，导航到Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

• 导航到解压后的文件夹“grbl-master”，在那里选择“grbl”文件夹并点击打开的文件。现在我们必须把GRBL作为Arduino库。

• 接下来，导航到文件> exampleR> grbl> glblupload。一个新的草图将打开，我们需要将其上传到Arduino Board。代码可能看起来很奇怪，因为它只是一条线，但不是担心，一切都发生在图书馆的背景中。因此，我们只需选择Arduino Board，COM端口并按下上传按钮，我们完成了。

GRBL配置

此时，我们应该根据我们的机器配置或调整GRBL。我们可以通过Arduino IDE的串行监视器来实现。一旦我们打开串行监视器，我们会得到像“Grbl 1.1h [' $ ' for help]”这样的消息。如果看不到此消息，请确保将波特率更改为115200。

如果我们输入" $$ "，我们将得到一个命令或当前设置的列表，它们显示如下:

100美元= 250.000 (x,步骤/毫米)
$ 101 = 250.000（y，step / mm）
$ 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加速，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。

也可以看看

G-Code解释|列表最重要的g代码命令

格兰尔控制器

所以一旦我们安装了GRBL固件，现在我们的Arduino知道如何读取g代码，如何根据它来控制数控机床。然而，为了将g代码发送到Arduino，我们需要某种接口或控制器软件来告诉Arduino该做什么。实际上，有许多开源和商业程序都是为了这个目的。当然，我们将坚持开源，所以作为一个例子，我们将使用Univarsal刀位点发送方。

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拉特，应该是115200，以及我们的Arduino连接的端口。一旦我们使用Arduino将通用G代码发件人连接，在下一步中，我们可以检查电机的移动方向。

如果需要，我们可以通过向导反转方向，或者通过手动翻转电机的连接在Arduino CNC屏蔽上。

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。

更新此值后，机器现在可以正确移动，1毫米在软件中意味着1毫米的数控机床。

在UGS控制台中，当我们做出每个操作时，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程序实际上发送到Arduino，或GRBL固件的命令，我们前面提到的。这是默认值:$100=250.000 (x，步长/毫米)，现在我们将值更新为每毫米83步:$100=83。

在下一步中，我们可以启用限制交换机并测试它们是否正常工作。

根据它们是否正常打开或通常关闭连接，我们也可以将它们颠倒过来。

这里值得注意的是，有时我们需要禁用Z轴限位开关。这是我的DIY数控泡沫切割机的情况下，我不需要Z轴限位开关，我必须禁用它，以便能够适当地home机器。因此，要做到这一点，我们需要编辑config.h文件，它位于Arduino库文件夹(或文档Arduino库)。

在这里，我们需要找到归位周期线，并注释3轴数控机床的默认设置，取消注释2轴机床的设置。为了使更改生效，我们需要保存文件并将grblUpload草图重新上载到Arduino板。

尽管如此，在下一步我们可以启用或禁用CNC加工的归位。

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，在设置向导的最后一步，我们可以为我们的CNC机器启用软限制。

软限制可防止机器超出设定的工作区域。

结论

因此，由于GRBL固件和Arduino，我们可以轻松设置并获得我们的DIY CNC机器运行。当然，我们在本教程中介绍了基础知识，但我认为这足以了解事情的工作以及如何获得我们的第一个CNC机器并运行。

当然，还有许多其他设置和功能可用，因为GRBL是真正强大的CNC控制器固件。GRBL文档详细解释了所有这些，所以您可以随时查看它们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代码发件人，这里很少：grblweb（web浏览器），grblpanel（Windows GUI），GrblControl（Windows / Linux GUI），画架（基于浏览器）等。你应该探索他们，看看哪一个最好的。