GRBL – 「遙控」你的 CNC 機

使 用 CNC 機 ,基 本 上 每 次 雕 刻 的 起 始 位 置 都 不 一 樣 ( 工 件 擺 放 的 位 置 不 一 樣 ,刀 具 的 長 度 不 同 等 等 ),所 以 每 次 開 始 雕 刻 之 前 都 較 準 一 次 位 置 。

在 入 門 級 的 微 型 雕 刻 機 ,很 多 時 候 只 要 人 手 轉 動 絲 桿 ( leadscrew ) 就 可 以 調 整 雕 刻 位 置 。所 以 我 都 喜 歡 為 我 的 雕 刻 機 裝 上 一 些 帶 有 手 柄 的 金 屬 手 輪 。

除 了 手 動 調 較 ,其 實 我 們 也 可 以 在 電 腦 上 用 那 些 GRBL controller / G-code sender 軟 件 經 USB 來 操 控 CNC 機 。如 果 電 腦 離 CNC 機 比 較 遠 ,我 們 也 可 以 選 購 一 些 脫 機 控 制 器 去 控 制 CNC 機 。

不 過 我 新 買 的  LEKN 乐 控 C1 雕 刻 機 的 控 制 板 ,明 顯 是 沒 有 脫 機 控 制 器 的 端 口 。而 且 它 的 X 軸 和 Y 軸 都 是 使 用 同 步 帶 來 驅 動 的 ,用 手 輪 來 對 位 實 在 係 無 咩 可 能 。

其 實 我 亦 唔 係 唔 可 以 用 電 腦 來 控 制 既 ,不 過 香 港 環 境 擠 迫 ,所 以 擺 位 就 擺 出 了 問 題 來 。當 我 面 向 電 腦 時 ,LEKN 乐 控 C1 正 好 就 在 我 的 背 後 。於 是 在 電 腦 上 控 制 CNC 機 時 ,我 的 上 下 左 右 前 就 亂 晒 龍 了 ( 我 承 認 我 腦 部 有 大 問 題 ,手 眼 協 調 亦 很 有 問 題 )。

那 除 了 脫 機 控 制 器 ,咁 仲 有 無 方 法 可 以 令 到 我 在 面 向 我 部 CNC 機 時 ,可 以 控 制 佢 上 下 左 右 前 後 咁 移 動 呢 ?當 然 有 ,而 且 方 法 原 來 唔 止 一 個 。

最 低 能 的 方 法 ,就 係 買 一 個 無 線 的 keypad,然 後 配 合 電 腦 上 的 G-code sender 軟 件 的 keyboard jogging 功 能 。

Candle 1.1.7

我 手 頭 上 正 好 有 一 部 附 帶 藍 牙 鍵 盤 功 能 的 計 算 機 ( 或 者 是 附 帶 計 算 機 功 能 的 藍 牙 鍵 盤 ? ),於 是 就 立 即 試 用 。除 了 不 能 在 計 算 機 上 面 調 整 那 個 step 之 外 ,其 實 都 OK 易 用 。不 過 在 CNC 機 上 面 ,那 個 step 真 係 要 不 停 調 較 的 。例 如 我 通 常 會 先 設 定 去 100mm,到 了 稍 近 就 轉 為 10mm,然 後 1mm,最 後 的 精 確 調 較 就 是 0.1mm。所 以 ,我 總 是 要 不 停 在 計 數 機 ( 藍 牙 keypad ) 和 電 腦 之 間 轉 來 轉 去 ,用 起 來 就 唔 係 好 方 便 。

第 二 個 方 法 ,就 是 使 用 手 機 。你 在 手 機 的 app store 裡 面 search 一 下 GRBL controller / CNC controller,就 會 找 到 一 大 堆 Apps 的 。

Andriod – GRBL Controller

通 常 ,手 機 App 都 係 用 藍 牙 或 者 USB OTG 連 線 到 CNC 機 。

想 要 使 用 USB OTG 連 接 的 話 ,你 就 要 買 一 條 USB OTG 接 線 ( 或 者 OTG 轉 接 頭 )。

想 要 用 藍 牙 連 線 的 話 ,就 要 買 一 個 HC-05 / HC-06 藍 牙 模 塊 ( 或 者 其 他 藍 牙 模 塊 )。只 要 把 藍 牙 模 塊 連 接 到 GRBL 控 制 板 的 SERIAL 接 口 ( 主 要 是 TXD、RXD,即 Arduino 的 Pin 0 和 Pin 1 ),就 可 以 使 用 ( 有 可 能 要 在 firmware 改 baud rate  )。

藍 牙 模 塊 / SERIAL 接 口

USB OTG 線 和 藍 牙 模 塊 都 係 很 便 宜 的 東 西 ( 十 幾 廿 蚊 ),不 過 正 好 我 手 頭 上 都 沒 有 ( 也 絕 對 不 打 算 買 ),所 以 就 無 緣 測 試 了 。

不 過 理 論 上 ,GRBL 主 板 只 會 得 一 個 serial connection ( 不 管 用 藍 牙 還 是 USB )。所 以 你 connect 左 去 手 機 ,就 無 得 connect 去 電 腦 ,這 應 該 會 造 成 很 多 困 難 。例 如 你 用 手 機 App 控 制 對 好 左 刀 ,但 這 個 資 訊 究 竟 會 唔 會 同 步 去 返 電 腦 的 GRBL controller 軟 件 呢 ?這 個 我 是 十 分 懷 疑 的 。

我 想 除 非 你 有 一 部 手 機 專 門 用 黎 做 GRBL controller,否 則 正 常 人 應 該 唔 會 用 自 己 部 手 機 stream G-code 去 GRBL CNC 機 吧 ?

第 三 個 方 法 ,就 係 用 一 片 Raspberry Pi 來 控 制 CNC 機 ( Pi 和 CNC 機 之 間 需 要 USB 連 線 )。3D Printer 可 以 使 用 OctoPrint ( OctoPi ) 來 達 成 網 路 遙 控 ,那 CNC 機 當 然 也 可 以 。但 因 為 使 用 CNC 機 遠 比 3D Printer 複 雜 和 危 險 ,所 以 網 路 遙 控 CNC 機 遠 遠 沒 有 網 絡 遙 控 3D Printer 那 麼 流 行 。

cncjs web interface

想 用 Pi 來 控 制 GRBL CNC 機 ,現 在 最 好 的 就 是 用 cncjs ( https://cnc.js.org/ )。其 實 OctoPrint 也 有 出 GRBL plugin,不 過 OctoPrint 始 終 唔 係 專 門 開 發 俾 CNC 機 用 ,所 以 好 多 野 其 實 唔 係 好 work。其 實 之 前 仲 有 一 個 GRBLWeb,不 過 作 者 好 幾 年 都 沒 有 更 新 的 了 。

cncjs 其 實 就 是 一 台 網 絡 打 印 伺 服 器 ( Print Server ),安 裝 好 cncjs 之 後 ,你 只 需 要 通 過 網 絡 連 線 ,就 可 以 使 用 CNC 機 。cncjs 的 介 面 其 實 就 和 別 的 GRBL controller / G code sender 軟 體 沒 有 大 的 分 別 ,你 可 以 見 到 spindle 的 position,可 以 控 制 spindle 上 下 左 右 前 後 移 動 ,可 以 對 刀 ,可 以 打 開 G code 檔 然 後 進 行 雕 刻 。

因 為 部 CNC 機 係 用 Pi 來 控 制 ,所 以 ,開 始 雕 刻 之 後 ,你 就 可 以 關 閉 browser,關 上 電 腦 。簡 單 方 便 又 環 保 ( Pi 耗 電 量 比 電 腦 少 很 多 很 多 )。

cncjs 平 板 介 面

cncjs 支 援 普 通 的 web browser,所 以 除 了 電 腦 之 外 ,你 仲 可 以 在 平 板 又 或 者 手 機 上 打 開 cncjs 來 控 制 你 的 CNC 機 。cncjs 還 有 專 門 簡 化 了 的 平 板 介 面 和 手 機 介 面 呢 。

cncjs 3.5寸 jogging 介 面

cncjs 還 有 一 種 另 類 用 法 ,就 是 在 Raspberry Pi 上 面 加 裝 一 塊 3.5 寸 的 touch screen 屏 幕 ,然 後 只 在 上 面 顯 示 一 個 超 簡 化 的 jogging 介 面 。這 樣 子 Pi 簡 直 就 是 一 台 脫 機 控 制 器 。

不 過 ,根 據 我 個 人 的 經 驗 ,那 個 小 小 的 jogging 介 面 其 實 唔 係 咁 好 用 ,反 而 平 板 用 的 那 個 shopfloor 介 面 就 好 用 得 多 。所 以 如 果 用 cncjs 的 話 ,我 會 建 設 大 家 不 要 買 3.5 寸 touch screen,直 接 用 手 機 / 平 板 來 進 行 無 線 控 制 就 好 。

現 在 有 了 cncjs,終 於 可 以 唔 洗 長 開 電 腦 來 雕 刻 。而 且 也 可 以 拿 著 無 線 的 平 板 ,正 面 對 著 雕 刻 機 ,哄 到 近 一 近 咁 黎 移 動 主 軸 位 置 和 對 刀 ,唔 洗 再 電 腦 / cnc 機 兩 邊 走 。真 心 要 感 謝 這 些 開 源 程 式 的 無 私 的 作 者 。

cncjs 始 終 係 冷 門 野 ,真 係 比 較 少 人 用 。所 以 安 裝 和 使 用 起 來 ,都 遠 遠 唔 及 OctoPrint 簡 單 和 方 便 。也 許 過 幾 天 ,我 再 另 開 一 文 詳 述 如 何 安 裝 和 設 定 cncjs 吧 。

 

ctleung張 先 生 ,男 性 ,肖 龍 。
職 業 :I.T. Consultant 簡 介 :不 好 好 讀 書 ;七 尺 差 五 寸 ,手 長 過 膝 ,雙 耳 垂 肩 ;性 寬 和 ,寡 言 語 ,喜 怒 不 形 於 色 。據 說 少 時 曾 斬 白 蛇 於 鳳 凰 山 下 ……

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