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Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

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Dareblix 打开了这个问题 on 26 May 2016 · 33 条评论
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Grbl盾牌第四轴#1001

Dareblix 打开了这个问题 on 26 May 2016 · 33 条评论

注释

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

大家好,我正在建造我的 CNC 机床,我实际上正在使用 grbl shield 和 arduino UNO,我想知道,第 4 轴是如何工作的?如果我把它更好?我需要什么来安装它?请任何人给我这个第四轴的解释。谢谢阅读!

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

109JB 评论 on 27 May 2016  

如果是原型板,则可以将第 4 轴用作 xy 或 z 的从属。板的布局使得第 4 轴可以独立,但 grbl 还不支持这一点。

http://blog.protoneer.co.nz/arduino-cnc-shield-v3-00-assembly-guide/#4THAXIS

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

这有什么用?为什么需要从轴?无论如何,要拥有真正的第四轴,我需要什么?mach3硬件?

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

我不知道您为什么需要从轴,但板和 grbl 并不是专门为您制作的。它对于那些使用 2 个步进器作为单轴的人很有用。许多龙门式 CNC 使用步进器驱动龙门的每一端以使其保持笔直。对于这些人来说,从动轴非常有用。

对于其他人来说,一旦 grbl 支持它,就可以提供独立的第四轴。GRBL 的代码可以修改以支持第四轴,并且它是开源的。您可以修改代码以支持它,然后第 4 轴可以是独立的。其他人为此目的修改了代码,您可以搜索问题帖子以找到它们以及有关他们如何做到这一点的信息。

如果这不是您的选择,那么您将不得不使用 LinuxCNC、Mach3 或其他当前支持第 4 轴的东西,或者等到 GRBL 中添加第 4 轴支持。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

您将 A 轴从属于您的 Y,以便只有 X 和 Z 在铣床上移动(因为车床是静止的)。你必须自己解决剩下的问题。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

如果你的机器有1个电机左右移动X轴,1个电机上下移动Z轴,1个电机前后移动Y轴,你不需要第4轴,所以忽略它。

如果您的机器有 2 个电机来前后移动 Y 轴,您需要将其中一个电机连接到通常称为 A 轴的第 4 轴。然后,您需要将 A 轴“从属”到 Y 轴,以便它们移动完全相同。完成后,当 GRBL 告诉控制器将 Y 移动 0.217 英寸时,Y 和 A 都将移动 0.217 英寸。

约翰

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

Grbl 当前仅支持 3 轴机器。通过共享 Y 轴信号,“第 4”轴通常只是龙门机床上 Y 的从轴。也就是说,我计划在 Grbl-Mega 及以后正式支持额外的旋转 A/B/C 轴。

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谢谢大家的解释:)现在我明白了

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@chamnit 我真的很感谢你有很多事情要做,你最终会绕过第四轴,我读了很多线程。
但是不久前,您在我的一个已关闭问题#878中说,第四轴可能在 v1.0 的功能列表中。
查看一些您之前已经尝试过实现 A 轴的代码。
您能否与我分享如何让第四轴运行,以便我至少可以自己尝试一下?
就像我说的那样,我读了很多线程,在我看来,很多人都要求第四轴的功能。
感谢您的辛勤工作。

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@jackjameshoward: Grbl 有一个较旧的分支支持第 4 轴,但我最近决定在 328p 版本的 Grbl 中不提供第 4 轴。这是内存和闪存限制。Grbl 的 Mega2560 版本将从这个 repo 中撤出并放在此处。这将在不久的将来包含第 4 轴。那是我可以做到的时候。除非你擅长编码,否则你必须等到它发布。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

谢谢@chamnit,我以为是这样的。
所以你是在为 GRBL 的未来开发 ARM 上的 Mega 路线

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@jackjameshoward: Grbl-A​​RM 是一个完全独立的项目,是未来。Grbl-Mega 只是一个官方支持的 repo,它将解决一些用户请求,如 4th axis。它将作为通往 Grbl-A​​RM 的桥梁。

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usbcnc 评论 2016 年 6 月 7 日  

上周末,我能够在便宜的 2 美元 STM32F103C8T6 板上运行 GRBL 0.9j。仅测试了 XYZ 运动。没有限位开关,也没有 PWM,但结果令人兴奋。我的测试台是便宜的 3020 台式 CNC,带有马赫型并行端口。

  1. 本机 USB 虚拟串行。无需外部 USB 串口。
  2. 使用 1KB 的 flash 来模拟 EEPROM。
  3. 使用的闪存少于 45KB(包括 EEPROM 模拟)。未来的功能仍有很大的空间(总共 64KB 闪存)。
  4. CPU 以 72MHz 32 位 ARM 运行,我认为这将产生更高的控制脉冲。有 20KB 内存可用。
  5. 超级便宜,2元包邮。

我认为硬件非常适合未来的 GRBL。一旦有人为我测试其他功能,我将上传代码。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

@chamnitgrbl arm 有点像 SCARA 机器人?我的意思是铣削机械臂?现在能用还是不能用?如果您对此有任何信息来源,可以与我们分享吗?

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

@Dareblix:ARM 表示几乎每部手机中都有 ARM 微控制器。不是机械臂。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

我觉得自己像个白痴…

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

只是想知道是否有人有任何关于为 Mega2560 开发这款 4 轴前叉的消息

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

Zeek-ja,我一直在为 y 上的奴隶修修补补和第四轴。看起来需要进行一些重大的重构才能实现这一目标。对我来说,另一种选择是在 mega 和我计划的用于外部步进驱动器的 Grove 屏蔽之间夹一个 protoshield,并以某种方式反转信号。似乎它会更容易,虽然不优雅。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

我在https://github.com/electrokean/grbl/tree/6-AXIS有一个 Mega 上的 6 轴旧端口我在查看https://github.com/EliteEng/
上的另一个端口后基于我的更改grbl/tree/6-AXIS
如果您想将更改应用到 grbl 1.1,这些更改并不难 – 只需进行三向差异?

此外,在https://github.com/gnea/grbl-Mega有一个新版本的 grbl mega,这将是理想的起点……

请注意,额外轴的代码会稍微限制您的最大脉冲速率,因此它可能不适合需要高步进脉冲速率的应用

如果您只想要第 4 个轴作为另一个轴的从属/镜像,则不需要更改代码 – 参见#1171

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

我正在处理 DM542 驱动程序。最大信号电流消耗为 16 mA。虽然从 ATMEGA 的一个引脚驱动两个在 40mA 最大输出范围内,但我宁愿不接近限制。因此,带有步骤引脚到 2 个 npn 晶体管的基极和 dir 引脚到另一个基极的原型板,一个 pnp 发射器连接到另一个驱动程序似乎是不涉及数小时移植代码只是为了让从轴工作的解决方案

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

@markwbrown是的。我进行了快速搜索,DM542 在其输入端带有 270 欧姆串联电阻的光隔离器,因此它们可以在 5V 时消耗 12mA 或更多电流。因此,如果将它们并行化,缓冲是一个非常好的主意。
您可以按照您的描述使用一些晶体管,或者可能更容易连接基本的缓冲逻辑芯片,例如 74HC125。在 74HC125 上,您将两个缓冲器输入引脚连接到步进信号,两个连接到方向信号,输出引脚连接到单独的驱动器。您可以将所有缓冲器使能引脚连接在一起,并将它们连接到 GND,或者如果可用,也可以连接到低电平有效使能信号。
实际上,您可能会在每个 DM542 输入串联另一个电阻器以限制电流(例如 150 或 180 欧姆),尽管这可能会使光隔离器脱离最佳工作条件,这可能只会在最坏的情况下显示问题可能的时间…

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

我也有 DM542 驱动器,在 Y 轴上我有 2 个电机,我已经将 2 个驱动器并联设置了,我没有缓冲,到目前为止很好,从来没有添加任何问题,我应该添加 74HC125 方法还是你认为我没问题用我的设置?

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

@vMeph它很可能会正常工作,具体取决于推动的难度和持续时间。但是有些人似乎有问题,所以最好避免这种情况。

它们的 ATmega 输出引脚每个额定电流为 20mA,最大组合为 100mA。在单个输出引脚上的电流为 20mA 时,5V 信号可以下降到 4V 附近(或 0V 输出上升到 1V)。这些都在(2016 年 11 月)数据表 [1] 的第 366 页上指定,超出该电流超出规范(即不保证)。第 365 页上指定的绝对最大值为 40mA,但接近该点可能会导致问题,通常是由于电压电平超出规格,并导致 IC 早期故障。

因此,如果您愿意连接一些东西来充当缓冲区,我会推荐它。我刚刚查看了 74HC125 的数据表,实际上它可能并不理想。它的额定电流最大为每个引脚 35mA,总电流为 70mA,但实际上在 4.5V 时每个引脚的额定电流最高为 6mA(即除此之外不做任何保证)。

因此,如果您知道您的驱动器具有光隔离输入,那么晶体管缓冲器将是一个更好的选择。使用此图右侧所示的内容 [来自 2],其中 R3 和 LED4 在驱动器内。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

请注意,晶体管正在切换 GND 侧,因此您需要将正侧输入连接到 5V。我会使用 BC547 或 2N3904 NPN 晶体管,其基极电阻 (R4) 范围为 1k 至 4k7。这些晶体管可以处理 100mA 左右的电流,因此您缓冲的每个引脚只需要一个。因此,对于单轴而言,只需两个晶体管和两个电阻器,总成本可能为 2 美元。简单的!

[1] http://www.atmel.com/Images/Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Datasheet.pdf
[2] https://i.stack.imgur.com/8qzh7.png

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信息量很大。100 包 2N3904 在亚马逊上的售价约为 5 美元。对于像我这样不想将引线从驱动器交换到电机的人,是否会在从机上添加 PNP 以指示方向,这就是我要找的吗?还是有其他方法可以反转信号?

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

实际上,您可以只使用另一个 NPN 阶段来反转,因为无论如何它就是这样做的。
它只需要一对2N3904和3个电阻,1k应该没问题。
我画了一个简单的示意图……虚线框中的位是驱动程序内部的。 我相信你有理由不想交换一些电机引线!
Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

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Electrokean,太棒了。感谢您的帮助。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

因此,据我所知,在安全方面使用晶体管,如 bc547,基极 4k ohm 到 dir 引脚,集电极到 arduino 的 5 v 到驱动器的 dir,步进引脚也是如此。
与所有 4 个驱动器并联的使能引脚怎么样,需要注意吗?

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

@vMeph抱歉,我不太了解你——但是 BC547 与 2N3904 非常相似,并且基极电阻并不重要(我更喜欢较低的值来快速快速地打开它)。
关于启用信号,是的,在大多数情况下你会的。例如,DM542 在使能输入上也有光耦合器,因此与 STEP 信号的设置相同。您可能更容易摆脱这种情况,因为它不像 STEP & DIR 那样快速变化,但它可能会消耗大量电流,这对 ATmega 不利。
请注意,两个晶体管接线仅用于在特殊情况下反转 DIR 信号,如建议的那样@markwbrown

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@electrokean感谢您的回复我问的是您发布的第一个示意图,而不是@markwbrown的特殊情况
谢谢

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001
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@cri-s是的,将光隔离器输入串联可以工作,但在不了解完整应用细节的情况下,一般来说这是一个不好的建议。

让我们做一些数学…

首先一些假设:
输出信号是 5V 逻辑,即标准 Arduino(尽管在更高的电流下会下降,在 20mA 时接近 4V)
光隔离器 IR LED 的正向电压为 1.0V(更典型的是 1.2V 到 1.4V,并且会随设备和 LED 电流)
步进驱动器中的限流电阻为 270 欧姆(我在这里讨论的一些驱动器的图表中看到了这一点 – 即 DM542 – 大多数人都不想修改驱动器)
好的旧欧姆定律是有效的: ) 所以我 = V / R

现在,只有一个驱动器,我们有 5V 小于 1V LED 压降,通过 270R,通过光电中的 IR LED 提供 4 / 270 = 14.8mA。这是一个很好的强驱动电流,应该适用于大多数光隔离器的相当快的脉冲。例如,LTV-817 光电器件以最高 CTR(电流传输比)运行,约为 15mA。

现在,通过两个串联的光隔离输入驱动器,我们得到 5V 减去 2V,通过 540R,得到 5.6mA。这可能没问题,但这在很大程度上取决于所使用的光隔离器及其 CTR,以及我们不太了解的驱动电路的其余部分。

三个驱动器,3V 到 810R 提供 2.5mA,四个驱动器 2V 到 1080R 提供 0.9mA。

后两者显然与驱动器制造商推荐的以大约 15mA 运行的用法相差甚远,因此我们可能会遇到可靠性问题,尤其是在信号较快的情况下。

在不知道它驱动的确切光隔离器和电路的情况下,提出这样的一般建议是不好的。DM542 设计显然有一些余量,因为对于 12V 信号,他们建议串联另一个 1k 电阻器,这将使光电管中的 IR LED 以仅 8.5mA 的电流运行。

将多个驱动器输入串联在某些情况下可能会起作用,例如 4 个不会快速改变状态的电机使能信号,因此上升和下降时间并不重要。但在其他情况下,它可能足以为一个人而不是另一个人工作,或者甚至在凉爽的日子而不是炎热的日子里工作。事实上,我的上述假设实际上是最好的情况,而在现实生活中,事情总是更复杂,使上述计算变得更糟。STEP 信号比 DIR 或 EN 信号要求更高(脉冲更快),当在两个从动驱动器之间共享它时,我们真的不希望丢失步进脉冲。

我认为在与机器打交道时走工程捷径是一个非常糟糕的主意,如果操作不正确可能不可靠,开始破坏工具或零件,甚至伤害某人。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

cri_s:

在 3.3V 上它也可以工作,但您必须使用 gnd 作为有源信号并将 3.3V 直接连接到驱动器 + 输入。

为什么这么说,有什么依据?
我刚买了一对这样的 DM 驱动板,不能从中得到任何动作。

我尝试了阴阳接线(官方中文文档!),但电机都没有任何动作。观察 PUL+ 和 PUL- 端子时,我可以在示波器上看到预期的波形。

用手进行间歇性接触确实会导致电机偶尔发生碰撞。

Grbl 盾牌第 4 轴 #1001

luisiana2,此线程用于讨论第四轴。您的问题不是关于添加第四轴。
(问一个不相关的问题被称为“线程劫持”,被认为是“真的不好”)
请启动您自己的线程,详细描述您的设置、您想要实现的目标以及您尝试过的任何更改。正确记录。
如果您说您更改了文件,请包含更改以供我们查看。

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