Poradnik: CNC Shield i Arduino, czyli sterownik CNC
Poradnik: CNC Shield i Arduino, czyli sterownik CNC

Poradnik : Sterowanie CNC z Arduino i CNC Shield

Część 1

Budowa urządzenia CNC składa się w wielu etapów.
Na początku projektujemy maszynę, następnie musimy przygotować listę potrzebnych nam elementów, kompletujemy elementy, składamy część mechaniczną i przechodzimy etapu sterowania.
Jest to niezwykle ekscytujący moment ponieważ nasze urządzenie zaczyna samodzielnie operować.
Etap ten jest bardzo ważny a dla wielu niezwykle ciężki.
Z tego powodu postanowiliśmy przybliżyć Wam ten temat.

W niniejszym artykule odpowiemy Wam na pytania:

  • Jak podłączyć CNC Shield do Arduino UNO?
  • Jak podłączyć Stepstick do CNC Shield Arduino?
  • Czym jest GRBL?
  • Jak wgrać GRBL do płytki Arduino?
  • i wiele więcej

Na końcu artykułu znajdziecie również nasz film na kanale YouTube gdzie pokazujemy cały proces instalacji! 


Sterowanie urządzeniem CNC przy użyciu Arduino oraz CNC Shield

Do pracy na frezarce cnc , ploterze czy innym urządzeniu wykorzystującym więcej jak 2 osie potrzebny nam jest odpowiedni układ sterujący.

Na rynku jest wiele ciekawych rozwiązań jednak my skupimy się na tym “najtańszym” czyli sterowaniu przy użyciu Arduino oraz nakładki CNC Shield.

Jest to atrakcyjna opcja szczególnie dla domowych zastosowań i pierwszych konstrukcji CNC.

 

GRBL - czyli o czym trzeba wiedzieć

Zanim przejdziemy do “składania i programowania” elektroniki potrzebnej nam do obsługi maszyny typu CNC musimy poznać projekt GRBL.
GRBL jest to otwarty projekt umożliwiający kontrolowanie ruchu osi w różnych urządzeniach CNC.
Projekt oparty jest na platformie Arduino dzięki czemu koszt przygotowania sterownika jest wyjątkowo niski.
Grbl jest głównie wykorzystywany do obsługi 3 osi i umożliwia sterowanie silnikami krokowymi Bipolarnymi (4 przewody) lub po kilku modyfikacjach można sterować silnikami 6-przewodowymi.

Więcej o GRBL można również przeczytać na : https://github.com/grbl/grbl/wiki

 

Elementy potrzebne do budowy sterowania CNC:

Aby stworzyć sterownik umożliwiający obsługę urządzenia CNC powinniście nabyć:

  1. Arduino z procesorem 328p. POLECAMY ARDUINO UNO
  2. Nakładkę CNC Shield GRBL Arduino
  3. Silniki krokowe Bipolarne
  4. Sterowniki silników krokowych “StepStick” np. A4988
  5. Zasilacz 12V lub 24V min. 250W
  6. Przewody
  7. Komputer
  8. Maszynę CNC

 Arduino_uno CNC-Shield_v3

 stepstick-driver-a4988-v-slot-pl

Gdy już zgromadzimy wszystkie potrzebne nam elementy możemy przystąpić do kolejnego etapu czyli wgrywania oprogramowania !

 

Krok 1: Przygotowanie softu Arduino

W naszym poradniku wykorzystujemy Arduino UNO , Stepstick A4988 oraz CNC Shield GRBL - większość z tych elementów znajdziecie w naszym sklepie.

Pierwszym krokiem jest pobranie oprogramowania Arduino.
W tym celu należy pobrać ARDUINO IDE ze strony producenta a następnie zainstalować program na naszym komputerze.

Po zainstalowaniu , należy podłączyć nasze Arduino UNO za pomocą przewodu USB do komputera i uruchomić Arduino IDE.

Gdy środowisko mamy już odpalone należy odpowiednio skonfigurować program z naszą płytą. 
W tym celu wchodzimy w :

Narzędzia ---> Płytka: --->Wybieramy Arduino/Genuino Uno
a następnie 
Narzędzia ---> PORT  ----> Wybieramy port do którego podłączyliśmy nasze Arduino

Arduino-cnc-shield

 

Kolejnym krokiem, który warto na wstępie wykonać jest czyszczenie pamięci EPROM.
W tym celu należy wybrać odpowiednio:

Plik → Przykłady → EEPROM → eeprom_clear

eeprom-clear


Po wybraniu tej funkcji otworzy się nam nowe okno z "treścią" programu. 
Gdy wszystko przebiegło poprawnie wciskamy w lewym górnym rogu strzałkę "załaduj" i czekamy chwilę aż program załaduje program. 
W dolnym lewym rogu pojawi się komunikat iż oprogramowanie zostało poprawnie załadowane.

Eeprom-arduino-uno-clear 

 

 

Krok 2 : Wgrywanie GRBL do Arduino

W pierwszej kolejności musimy pobrać kilka rzeczy.

  1. Pobieramy plik wsadu ze strony https://github.com/grbl/grbl/downloads
  2. Pobieramy program XLoader ze strony: http://xloader.russemotto.com/XLoader.zip
  3. Pobieramy Universal_G_Code_Sender ze strony: https://winder.github.io/ugs_website/download/


Gdy już wszystko pobierzemy, należy odpakować pliki i uruchomić XLoader.exe

XLoader_GRBL

Po uruchomieniu programu XLoader, wybieramy naszą płytkę (1)Arduino (Device) “Uno(ATmega328), Port COM (2)  do którego mamy podłączone Ardiuno,  prędkość portu (3) - Dla Arduino Uno jest to 115200 i wskazujemy plik (4) HEX “grbl_v1.1f.20170801.hex” .

Jeśli wszystko mamy ustawione, klikamy Upload i czekamy kilka sekund aż program zakończy ładowanie i pokaże nam informację o ilości danych jakie załadowaliśmy do naszej płytki.

Gdy wgramy plik HEX możemy przejść do kolejnego etapu.



Krok 3: Połączenie CNC Shield z Arduino

W tym etapie możemy podłączyć płytkę CNC Shield razem z Arduino.
Płytki są dobrze opisane i nie powinno sprawić to większych problemów.

Jak połączyć Arduino i CNC Shield ?
Jak już wyżej wspomnieliśmy wszystko jest bardzo dobrze opisane na samej płytce. 
Każde gniazdo na płytce Arduino ma swój opis "A5/A4/A3 ...." "TX/RX" itd. Podobnie ma się sytuacja z CNC Shield - wystarczy spojrzeć na płytkę od dołu i znajdziemy opis każdego złącza.
Teraz wystarczy tylko umieścić odpowiedni pin w odpowiednim gnieździe Arduino. 

CNC-shield-v3-i-arduino-uno

arduino-uno CNC-Shield_v-slot_pl


Jak podłączyć Stepstick A4988 do CNC Shield V3?
Gdy już połączymy Arduino Uno z CNC Shield możemy przejść do instalacji driverów A4988. 
Tutaj sytuacja ma się podobnie jak w przypadku łączenia Arduino. 
StepStick jest opisany w dolnej części i tu musimy skupić się na złączu opisanym "Enable", które należy umieścić w gnieździe na płytce CNC Shield, które jest również opisane jako "EN".

Gniazda na CNC Shield pod Drivery są również opisane pod względem OSI X, Y, Z oraz kopii dowolnej OSI "A". 

Pamiętajcie aby nie instalować na płytce sterowników A4988 jeśli nie podłączycie silników krokowych. 
Sterowanie płytką bez podłączenia silnika krokowego może spowodować, że driver A4988 zostanie uszkodzony!

 Stepstick_CNC_SHIELD

CNC-shield-v3-stepstic-arduino

Gdy umieścimy drivery A4988 w odpowiednich gniazdach należy podłączyć przewody od silników krokowych. 

cnc-shield-v-slot-cnc-v3

Ostatnim krokiem jest podpięcie zasilacza do zacisków śrubowych przy pomocy przewodu i uruchomienie zasilacza.

 

Krok 4: Sterujemy silnikami krokowymi za pomocą Universal_G_Code_Sender

Jest to bardzo ekscytujący moment ponieważ za chwilę nasze silniki zaczną pracować.
Sprawdźcie czy wszystkie poprzednie kroki zostały wykonane poprawnie i jeśli tak to przechodzimy do sterowania!

 W tym celu uruchamiamy wcześniej pobrany i rozpakowany program UniversalGcodeSender. (musicie mieć zainstalowane najnowsze oprogramowanie JAVA).

Po odpaleniu zobaczycie okno jak niżej na zdjęciu

 Universal_Gcode_Sender

Wybieramy odpowiedni PORT - u nas jest to COM5

Prędkość: 115200

Oprogramowanie: GRBL

i klikamy w ikonę OPEN

W tym momencie powinniśmy mieć już możliwość sterowania naszymi silnikami krokowymi !
Wystarczy tylko przejść do zakładki "Machine Control"  i przy pomocy przycisków X+ / X- / Y+/ Y-/Z+/Z- sterujemy naszymi silnikami!


W ten teoretycznie szybki i prosty sposób stworzyliśmy i uruchomiliśmy prosty sterownik do maszyny CNC!

Oczywiście to dopiero początek drogi ponieważ przed nami jest masa ustawień oraz możliwości jakie daje nam zarówno płytka CNC Shield V3 Ardiuno jak i oprogramowanie GRBL.

Wkrótce kolejny poradnik w którym pokażemy Wam jak skalibrować urządzenie!

PRODUKTY UŻYTE W TEJ KONFIGURACJI ZNAJDZIECIE W NASZYM SKLEPIE! 

1. Arduino UNO 

a) Oryginalne Arduino Uno Rev3 

arduino-uno-rev3-org

lub 

b) Zamiennik Arduino UNO

arduino-camp

2. CNC Shield Arduino v3 GRBL
CNC-shield-v3

3. StepStick A4988

A4988

4. Zasilacz 12V

 

Film : Jak skonfigurować GRBL , Arduino, CNC Shield. 

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl