我 們 在 使 用 CAM 軟 體 製 作 刀 路 ( Tool path ) 時 ，都 要 設 定 一 個 原 點 ，它 是 進 行 雕 刻 時 雕 刻 刀 的 起 始 位 置 。原 點 通 常 就 是 工 件 的 四 個 角 ，又 或 者 中 心 點 。
GRBL – probe
當 我 們 在 工 作 平 台 上 固 定 好 工 件 之 後 ，就 要 把 我 們 的 刀 具 移 動 到 起 始 的 位 置 ，然 後 就 可 以 開 始 雕 刻 。想 要 自 動 定 位 ，最 好 當 然 是 用 回 grbl 的 probe command，以 及 兼 容 的 對 刀 工 具 。
但 可 惜 的 是 很 多 入 門 級 的 CNC 機 ，都 並 沒 有 對 應 的 對 刀 工 具 。甚 至 有 些 GRBL 控 制 板 ，連 對 刀 的 接 口 都 沒 有 。
在 沒 有 自 動 工 具 的 幫 助 之 下 ，我 們 又 如 何 精 確 地 對 位 呢 ？我 參 考 了 網 上 的 文 章 ，然 後 上 淘 寶 買 了 兩 樣 十 分 便 宜 的 工 具 來 幫 我 對 位 。
第 一 個 就 是 十 字 定 位 激 光 。這 種 激 光 頭 是 低 電 壓 、低 功 率 的 激 光 ，就 是 那 些 雷 射 筆 ( laser pointer ) 所 使 用 的 激 光 。只 不 過 它 投 射 出 來 的 是 十 字 線 ，在 對 位 時 比 較 好 用 。
這 種 激 光 頭 十 分 便 宜 ，幾 蚊 雞 就 有 。我 會 選 那 些 「可 調 焦 」的 ，就 是 有 得 對 焦 。對 焦 的 用 途 是 調 整 激 光 投 影 的 粗 幼 。我 們 用 來 定 位 的 話 ，線 條 當 然 是 可 以 越 幼 越 好 。
激 光 頭 帶 DC 線
我 選 的 這 家 店 ，會 貴 多 幾 蚊 ，但 就 已 經 安 裝 好 DC 接 頭 ，以 方 便 連 接 電 源 。
十 字 激 光 定 位
激 光 是 不 大 可 能 安 裝 在 主 軸 中 心 的 ，所 以 都 會 有 offset。要 設 定 offset 也 很 簡 單 ，首 先 在 電 腦 上 ，打 開 Grbl controller / G-code sender 軟 件 ，把 work position 設 定 為 X=0，Y=0。然 後 在 當 前 位 置 ，用 最 小 的 刀 具 在 waste board ( 或 者 求 其 用 一 塊 木 板 ) 上 面 鑽 一 個 小 孔 ，例 如 我 最 小 的 bit 係 1mm 的 柱 刀 。
將 十 字 線 對 準 小 孔
鑽 完 孔 之 後 ，回 到 電 腦 上 ，用 G-code sender 軟 件 ，慢 慢 地 移 動 激 光 ，直 到 激 光 的 十 字 和 小 孔 重 疊 。這 時 候 的 work position 就 是 你 的 激 光 和 主 軸 ( 刀 具 ) 的 offset 了 。
激 光 要 垂 直
大 家 要 留 意 的 是 ，激 光 必 須 要 完 垂 直 於 工 作 平 面 。否 則 的 話 ，你 在 不 同 厚 度 的 工 件 上 對 位 ，那 個 offset 就 會 不 同 的 了 。
Macro for laser offset
我 們 也 可 以 在 G-code sender 軟 件 ，設 置 一 個 macro，每 次 執 行 就 會 自 動 補 償 laser 和 主 軸 之 間 的 offset。( 留 意 macro 的 值 是 和 之 前 測 量 出 來 的 值 的 負 數 )
這 個 十 字 死 光 其 實 都 幾 好 用 ，特 別 係 我 在 工 件 上 mark 左 一 個 起 始 位 置 的 時 候 ( 例 如 中 心 點 )。因 為 很 多 時 候 刀 具 很 粗 ，加 上 是 不 規 則 的 形 狀 ，例 如 一 個 6mm 的 單 刃 螺 旋 銑 刀 ( 切 Acrylic 很 給 力 )，要 用 佢 對 正 一 個 中 心 點 其 實 都 幾 難 。而 用 十 字 死 光 就 會 容 易 得 多 了 。
不 過 ，用 肉 眼 來 對 位 ，始 終 都 係 差 少 少 。所 以 我 後 來 又 淘 了 一 個 便 宜 的 USB microscope。這 種 東 西 其 實 很 好 玩 的 ，價 錢 也 不 貴 ，不 連 支 架 的 話 ，50 元 就 有 ( 500 倍 放 大 率 )。這 些 USB 顯 微 鏡 都 會 有 軟 件 跟 機 的 ，那 些 軟 件 頗 為 強 大 ，有 得 測 量 距 離 的 。不 過 那 些 軟 件 用 在 CNC 機 對 位 就 唔 見 得 好 好 用 。
webcam_crosshairs
其 實 在 網 上 也 有 一 些 webcam 軟 件 ，可 以 放 置 一 個 crosshair ( 十 字 線 ) 在 webcam 的 影 像 之 上 。它 們 的 功 能 也 十 分 齊 全 ，例 如 可 以 改 變 crosshair 的 款 式 ，改 變 線 條 的 粗 幼 和 顏 色 等 等 。
1. Webcam crosshairs using Processing (29/05/13)
2. CNC Cam ( C21 system )
finding offset for camera
使 用 usb cam 對 位 ，同 樣 有 off set 的 問 題 。設 定 usb cam offset 的 方 法 ，其 實 同 上 面 一 樣 ，先 把 work position 歸 零 ，然 後 在 那 個 位 置 鑽 一 個 小 孔 ，然 後 再 小 心 的 把 usb cam 的 十 字 線 ，移 動 到 小 孔 的 正 中 。大 家 可 以 從 上 圖 見 到 ，usb microscope 真 的 可 以 把 影 像 放 大 很 多 倍 。用 它 來 對 位 ，真 的 可 以 比 肉 眼 準 確 很 多 倍 。
Macro for camera offset
我 們 也 同 樣 可 以 自 己 寫 一 個 macro，在 對 好 位 之 後 ，來 自 動 補 償 usb cam 和 主 軸 的 offset。
把 usb cam 移 去 工 件 的 左 上 角
用 usb cam 來 對 位 ，也 有 很 多 玩 法 ，例 如 可 以 用 來 尋 找 工 件 的 中 心 。
左 上 角
我 們 可 以 先 找 尋 工 件 的 左 上 角 ，然 後 將 work position 歸 零 。
右 下 角
然 後 就 移 動 到 工 件 的 右 下 角 ，記 錄 低 現 在 的 work position ( X: 38 Y: 59 )。
正 中 心
只 要 把 右 下 角 的 work position 除 以 2 ( X: 19 Y: 29.5 )，就 是 工 件 的 正 中 心 了 。移 動 到 指 定 位 置 之 後 ，再 把 work position 歸 零 就 可 以 了 。( 當 然 真 正 雕 刻 之 前 還 要 調 整 web cam offset 和 對 一 次 刀 )
Go Half Macro ( find center )
我 們 也 可 以 寫 一 個 自 動 計 算 中 心 點 的 macro。如 果 你 也 是 用 cncjs 的 話 ，大 家 可 以 參 考 下 面 的 User Guide，看 看 macro 裡 面 可 以 用 的 系 統 變 數 。
https://github.com/cncjs/cncjs/wiki/User-Guide
自 從 有 了 這 個 usb microscope 之 後 ，工 件 的 對 位 係 完 全 無 難 度 。我 覺 得 真 係 天 下 無 敵 ，以 後 做 一 些 有 邊 框 的 雕 刻 的 時 候 ，邊 框 就 唔 會 因 為 中 心 點 唔 準 確 而 邊 大 邊 細 了 。
不 過 我 那 個 usb cam 實 在 有 點 大 ，如 果 再 買 的 話 ，我 大 概 會 選 擇 一 個 小 一 點 的 款 式 。
張先生，男性，肖龍。