Cómo configurar GRBL y controlar una máquina CNC con Arduino

Si está pensando en ello o está en el proceso de construir su propia máquina CNC, lo más probable es que se encuentre con el término GRBL. En este tutorial, aprenderá qué es GRBL, cómo instalarlo y cómo usarlo para controlar su máquina CNC basada en Arduino.

También aprenderemos a utilizar Universal G-Code Sender, un popular software de controlador GRBL de código abierto.

¿Qué es GRBL?

GRBL es un software o firmware de código abierto que permite el control de movimiento para máquinas CNC. Podemos instalar fácilmente el firmware GRBL en un Arduino y obtener un controlador CNC asequible y de alto rendimiento listo para usar. GRBL toma código G como entrada y salida de control de movimiento a través de Arduino.

Para una mejor comprensión, podemos echar un vistazo al siguiente diagrama:

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Hardware requerido

• arduino – Como se mencionó anteriormente, necesitamos un Arduino para instalar GRBL. Más específicamente, necesitamos una placa Arduino basada en Atmega 328, lo que significa que podemos usar Arduino UNO o Nano.
• motores paso a paso – Evidentemente los motores paso a paso aseguran el movimiento de la máquina.
• conductor – Necesitamos controladores para accionar los motores paso a paso. Para máquinas CNC de bricolaje más pequeñas (con motores paso a paso NEMA 14 o 17), los controladores A4988 o DRV8825 son las opciones más comunes.
• Escudo CNC Arduino – La forma más sencilla de conectar los controladores del motor paso a paso al Arduino es utilizar un Arduino CNC Shield. Utiliza todos los pines de Arduino y proporciona una manera fácil de conectar todo: los motores paso a paso, el husillo/láser, los interruptores de límite, el ventilador de refrigeración, etc.

Tenga en cuenta que estos son solo los componentes electrónicos básicos que necesitamos para comprender cómo funciona una máquina CNC.

Como ejemplo de cómo se debe conectar todo, podemos ver mi máquina cortadora de espuma CNC casera.

Puedes>

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• Controlador de motor paso a paso A4988……………………..… Amazonas / Banggood / AliExpress
• Escudo CNC Arduino…………………………. Amazonas / Banggood / AliExpress
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La herramienta principal de esta máquina CNC es un alambre caliente que puede derretir o cortar fácilmente espuma de poliestireno y darle la forma que desee. Para obtener más detalles sobre cómo construí la máquina y cómo funciona todo, consulte el tutorial dedicado.

Sin>

Cómo instalar GRBL

Para instalar o cargar GRBL en Arduino, primero necesitamos el IDE de Arduino.

Luego podemos descargar el GRBL. Firmware de github.com.

Descárgalo>

• Abra el archivo grbl-master.zip y extraiga los archivos.
• Abra el IDE de Arduino y navegue hasta Sketch > Incluir biblioteca > Agregar biblioteca .ZIP…

• Navegue>

• A> Ejemplos > grbl > grblUpload. Se abrirá un nuevo boceto y debemos cargarlo en la placa Arduino. El código puede parecer extraño porque solo consta de una línea, pero no te preocupes, todo sucede en segundo plano en la biblioteca. Entonces todo lo que tenemos que hacer es seleccionar la placa Arduino y el puerto COM y hacer clic en el botón de carga y listo.

Configuración GRBL

Llegados a este punto deberíamos adaptar GRBL a nuestra máquina. Podemos hacer esto a través del Monitor Serial del IDE de Arduino. Tan pronto como abrimos Serial Monitor, recibimos un mensaje como «Grbl 1.1h [‘$’ for help]“. Si no puede ver este mensaje, asegúrese de cambiar la velocidad en baudios a 115200.

Si escribimos “$$” obtenemos una lista de comandos o configuraciones actuales que se parece a esta:

$100=250.000 (x, paso/mm)
$101=250,000 (años, pasos/mm)
$102=3200,000 (z, paso/mm)
$110=500.000 (x velocidad máxima, mm/min)
$111=500,000 (velocidad máxima Y, mm/min)
$112=500,000 (tasa Z máx., mm/min)
$120=10,000 (x aceleración, mm/seg^2)
$121=10,000 (aceleración y, mm/seg^2)
$122=10,000 (aceleración Z, mm/seg^2)

Todos estos comandos pueden o deben adaptarse a nuestra máquina CNC. Por ejemplo, con el primer comando, $100=250.000 (x, paso/mm), podemos ajustar los pasos de la máquina por mm o especificar cuántos pasos debe dar el motor para que nuestro eje X se mueva 1 mm.

Sin embargo, recomendaría dejar estas configuraciones como están. Existe una forma más sencilla de adaptarlo a nuestra máquina mediante el software del controlador. Te explicamos esto en la siguiente sección.

Ver también
Código G explicado | Lista de los comandos G-Code más importantes

Controlador GRBL

Después de instalar el firmware GRBL, nuestro Arduino ahora puede leer el código G y controlar la máquina CNC en consecuencia. Sin embargo, para enviar el Código G al Arduino, necesitamos algún tipo de interfaz o software controlador que le indique al Arduino qué hacer. De hecho, existen muchos programas, tanto de código abierto como comerciales, para este fin. Por supuesto, nos quedaremos con el código abierto y usaremos esto como ejemplo. Transmisor universal de código G.

Cómo utilizar el transmisor universal de código G

Para este ejemplo estoy usando la versión 2.0 de la plataforma. Una vez que lo hayamos descargado, debemos extraer el archivo zip, ir a la carpeta “bin” y abrir uno de los archivos ejecutables “ugsplatfrom”. En realidad, este es un programa JAVA. Para ejecutar este programa primero debemos instalar: Entorno de ejecución JAVA.

Una vez que hayamos abierto Universal G-Code Sender, primero debemos configurar la máquina o configurar los parámetros GRBL mostrados anteriormente. Para ello, utilizamos el asistente de configuración UGS, que es mucho más conveniente que ingresar comandos manualmente a través del monitor serial del IDE de Arduino.

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Si>

En el siguiente paso podemos ajustar el parámetro pasos/mm mencionado anteriormente. Aquí es mucho más fácil entender cómo ajustarlo porque el asistente de configuración calcula y nos dice a qué valor debemos actualizar el parámetro.

El>

En>

Con>

En>

En el siguiente paso podremos activar los finales de carrera y probar si funcionan correctamente.

Dependiendo>

Aquí cabe mencionar que en ocasiones necesitamos desactivar el final de carrera del eje Z. Este fue el caso de mi máquina cortadora de espuma CNC de bricolaje donde no necesitaba el interruptor de límite del eje Z y tuve que desactivarlo para alinear la máquina correctamente. Entonces, para esto necesitamos editar el archivo config.h que se encuentra en la carpeta de bibliotecas de Arduino (o DocumentosArduinolibraries).

Aquí>

No obstante, en el siguiente paso podremos activar o desactivar el homing del control CNC.

Con>

Finalmente, en el último paso del asistente de configuración, podemos habilitar límites suaves para nuestra máquina CNC.

Los>

Diploma

Gracias al firmware GRBL y Arduino, podemos poner en funcionamiento fácilmente nuestra máquina CNC de bricolaje. Por supuesto, solo cubrimos los conceptos básicos en este tutorial, pero creo que fue suficiente para comprender cómo funcionan las cosas y cómo poner en funcionamiento nuestra primera máquina CNC.

Por>Página wiki en github.com.

Además, existen muchos otros programas de controlador GRBL de código abierto, como Universal G-Code Sender. Éstos son algunos de ellos: GRBLweb (navegador web), GrblPanel (GUI de Windows), grblControl (GUI de Windows/Linux), Easel (basado en navegador), etc. Debe explorarlos y ver cuál se adapta mejor a sus necesidades.