12. CNC frézka – konfigurace GRBL

atím jsme si s krokovými motory a Arduinem jen hráli, takže nás nějaké nastavení nezajímalo. Se zapojením řízení do CNC celku už budeme potřebovat nastavit několik parametrů, aby se frézka chovala ukázněně.

1. Určení základních parametrů

1.1 Počet kroků motoru na otáčku

Určuje minimální úhel otočení hřídele na jeden krok krokového motor. Hodnotu udává výrobce, takže nahlédneme do dokumentace, kde najdeme pro krokové motory Microcon řady SX je standardní délka kroku 1,8° tudíž 200 kroků (360 / 1.8).

1.2 Stoupání šroubu

Podle použitého šroubu najdeme stoupání závitu.

SFU1204

Pro mnou použitý kuličkový šroub, na všech osách, SFU1204 je stoupání 4 mm na otáčku.

1.3 Počet mikrokroků

Mikrokrokování umožňuje zvýšit počet poloh motoru na jednu otáčku hřídele. Tím ovšem nezvýšíme přesnost polohování. Přínosem je snížení mechanického hluku a zmenšení pravděpodobnosti rezonancí.

Nastavení se provádí na CNC shieldu pod drivery každé osy.

CNC shield nastavení mikrokrokování

Nastavení propojek pro A4988

M0 M1 M2 Počet mikrokrokŮ
Low Low Low Full step
High Low Low Half step
Low High Low Quarter step
High High Low Eighth step
High High High Sixteenth step

Nastavení propojek pro DRV8825

M0 M1 M2 Počet mikrokrokŮ
Low Low Low Full step
High Low Low Half step
Low High Low 1/4 step
High High Low 1/8 step
Low Low High 1/16 step
High Low High 1/32 step
Low High High 1/32 step
High High High 1/32 step

1.4 Počet kroků na jeden mm

Vstupní parametry pro výpočet počtu kroků na jeden mm:

  • počet mikrokroků nm = 16
  • počet kroků motoru na otáčku nk = 200
  • stoupání šroubu h = 4 mm / otáčku

x = nm * nk / h = 16 * 200 / 4 = 800

1.5 Určení proudu driveru

Potenciometrem na driveru můžeme určit maximální proud tekoucí do motoru. Instruktážní video pro nastavení proudu naleznete na webu Pololu.

Omezujícím faktorem je maximální dovolený proud driveru a motoru.

Čínske A4988 jsem našel ve dvou provedeních:

  • Zelené – Rs = 0.1Ω max proud 2A
  • Červené – Rs = 0.2Ω max proud 1A

Originál A4988 Pololu jsou také ve dvou provedeních:

  • Staré – Rs = 0.050Ω max proud 2A
  • Nové od ledna 2017 – Rs = 0.068Ω max proud 2A

Já mám červené čínské, ale s Rs = 0.1Ω. No a pak se v tom vyznejte.

Vzorec pro výpočet proudu:

I = Vref / (8 * Rs)

Vref – referenční napětí změřené mezi potencometrem a pravým spodním pinem Gnd na driveru (viz. video).

I – proud tekoucí do vinutí motoru

Další možností jsou DRV8825.

  • Fialové – Rs = 0.1Ω max proud 2.5A
Vzorec pro výpočet proudu:

I = Vref / (5 * Rs)

2. Konfigurace firmwaru

Dokumentace:

3. Způsoby nastavení GRBL

Je více způsobů jak nastavit parametry GRBL.

3.1 Editace zdrojových souborů

Před nahráním firmwaru upravíme defaultní hodnoty na námi požadované a s těmi pak zkompilujeme firmware a nahrajeme ho do Arduina.

3.2 Terminál

Můžeme použít terminál, jako jsme ho použili za začátku pro základní test úspěšného nahrání GRBL firmwaru. Pak píšeme do terminálu příkaz ve tvaru:

$xx=yy

Kde xx je identifikátor parametru a yy je jeho hodnota.

Putty výpis GRBL nastavení.
3.2 Command v obslužném softwaru

Stejně jako při zápisu hodnoty do terminálu, můžeme použí řádek Command pro přímé zadání příkazu. Viz. základní seznámení s Universal GCode Sender nabo bCNC.

3.3 Settings v obslužném softwaru

Jedná se o nejkomfortnější možnost zadání, či změny hodnot. Když otevřeme panel nastavení vídíme tabulku identifikátorů parametrů, jejich aktuální hodnotu a krátky popis.

Universal GCode Sender nastavení GRBL.

3. Nastavení GRBL

Ať už jste si vybrali jakýkoliv způsob zadání, tak teď ho využijete.

Nutná nastavení:
$100, $101, $102 – [X, Y, Z] – Travel resolution 250.00 steps/mm

Počet kroků motoru na 1mm posuvu dané osy. Tedy hodnota spočítaná v kapitole 1.4 – 800.

$110, $111, $112 – [X, Y, Z] – Max rate 500.00 mm/min

Maximální rychlost každé osy. Zjistíte experimentálně v kombinaci s následujícím parametrem. Zkoušejte na celé délce osy.

$120, $121, $122 – [X, Y, Z] – Acceleration 10.00 mm/sec^2

Nastavení akcelerace každé osy. Zkoušejte opět na celé délce osy, ať je zajištěno možné dosažení nastavené akcelerace. Zkuste co motory budou schopny dát. Následně akceleraci lehce snižte kvůli rezervě.

2 thoughts on “12. CNC frézka – konfigurace GRBL”

  1. Zdravím Milane, skvělá práce!
    Jen se chci zeptat, jestli opravdu jezdí až 2000-2500 mm/min při uvedeném zrychlení. Nepřeskakují motory, utáhnou to bez problémů?

    1. Ahoj,
      uvedené nastavení jsou reálné hodnoty, které mám aktuálně nastavené. Ale jsou to přejezdové rychlosti nikoliv obráběcí.

      Nedávno jsem měnil spojku na ose X za tužší a začlo docházet právě k tomu, že motor už to neutáhnul. Ukázalo se, že problém byl ve špatně souososti motoru a šroubu a docházelo ke křížení, což motor už v dané rychlosti neutáhnul.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *