Generar GCODE con Inkscape Laser Tool Plug-in GRBL

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Arduino
Inkscape Laser Tool Plug-in
GRBL, Universal GcodeSender
PARTE 5

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En la primera parte de este montaje había realizado un CNC con un lenguaje propio. PARTE1
En la segunda parte de montaje, realizo una sencilla interface gráfica con Gambas (Visual Basic para linux). PARTE2
En la tercera parte mostré como utilizar el CNC con un programa comercial llamado Benbox. PARTE3
En la cuarta entrega de está serie de artículos sobre CNC (plotters), explico como utilizar el programa Inkscape para crear ficheros con extensión ngc y se utiliza la extensión Gcodetools.
En esta quinta entrega utilizo  también  Inscape, pero utilizo la extensión Laser Tool Plug-in.
https://jtechphotonics.com/?page_id=2012

En la parte de hardware (arduino) se utiliza una versión  del programa GRBL (grbl-servo-master) que tiene eliminado el eje Z y añade el control de un servo.
https://jtechphotonics.com/?page_id=2012
En programas se encuentra los programa compilados y las fuentes.


Ahora los comandos utilizados para pintar son:
M03 S30   baja el lapiz.
M05         sube el lapiz.

Código del dibujo de una línea en formato GCODE

M05 S0 G90 G21 G1 F3000 G1  X49.4661 Y48.9082 G4 P0 M03 S30 G4 P0 G1 F750.000000 G1  X0. Y-0. G4 P0 M05 S0 G1 F3000 G1 X0 Y0

He visto que funciona perfectamente a velocidad de 115200 BAUD_RATE, por lo que se queda como está.
Como yo tengo arduino nano, debo cambiar la configuración del programador en el fichero Makefile.
#Para arduino NANO
PROGRAMMER = -c stk500v1 -P /dev/ttyUSB0 -b 57600 -p atmega328p

Lo que viene ahora es para los que tengan una placa como la mía un poco particular, tiene los pins cambiados, lo normal es que no tengan que hacer esto. En el fichero cpu_map_atmega328p.h cambiar la configuración de los pins. /*  ORIGINAL #define STEP_DDR        DDRD #define STEP_PORT       PORTD #define X_STEP_BIT      2  // Uno Digital Pin 2 #define Y_STEP_BIT      3  // Uno Digital Pin 3 #define Z_STEP_BIT      4  // Uno Digital Pin 4 */ //SETA43 #define STEP_DDR        DDRD #define STEP_PORT       PORTD #define X_STEP_BIT     5 #define Y_STEP_BIT     6 #define Z_STEP_BIT     7 /*  ORIGINAL #define DIRECTION_DDR     DDRD #define DIRECTION_PORT    PORTD #define X_DIRECTION_BIT   5  // Uno Digital Pin 5 #define Y_DIRECTION_BIT   6  // Uno Digital Pin 6 #define Z_DIRECTION_BIT   7  // Uno Digital Pin 7 */ //SETA43 #define DIRECTION_DDR     DDRD #define DIRECTION_PORT    PORTD #define X_DIRECTION_BIT   2 #define Y_DIRECTION_BIT   3 #define Z_DIRECTION_BIT   4

Ya solo nos que compilar el programa GRBL con:  make.
Cargamos el programa en el arduino con:  make flash.

Ya con cualquier terminal serie podemos ver y cambiar la configuración del GRBL.
Yo suelo utilizar CuteCom o gtkterm , pero también sirve el terminal de arduino.
Para ver la configuración del GRBL que se almacena en la EEPROM del arduino debemos teclear la orden :$$
La configuración que tengo cambiada para mi es:

OK pwn spine ___SERVO____

Grbl 0.9j ['$' for help]

$0=10 (step pulse, usec)

$1=25 (step idle delay, msec)

$2=0 (step port invert mask:00000000)

$3=0 (dir port invert mask:00000000)

$4=0 (step enable invert, bool)

$5=0 (limit pins invert, bool)

$6=0 (probe pin invert, bool)

$10=3 (status report mask:00000011)

$11=0.010 (junction deviation, mm)

$12=0.002 (arc tolerance, mm)

$13=0 (report inches, bool)

$20=0 (soft limits, bool)

$21=0 (hard limits, bool)

$22=0 (homing cycle, bool)

$23=0 (homing dir invert mask:00000000)

$24=25.000 (homing feed, mm/min)

$25=500.000 (homing seek, mm/min)

$26=250 (homing debounce, msec)

$27=1.000 (homing pull-off, mm)

$100=5.200 (x, step/mm)

$101=3.200 (y, step/mm)

$102=250.000 (z, step/mm)

$110=2000.000 (x max rate, mm/min)

$111=2000.000 (y max rate, mm/min)

$112=2000.000 (z max rate, mm/min)

$120=300.000 (x accel, mm/sec^2)

$121=300.000 (y accel, mm/sec^2)

$122=300.000 (z accel, mm/sec^2)

$130=200.000 (x max travel, mm)

$131=200.000 (y max travel, mm)

$132=200.000 (z max travel, mm)

ok

El principal cambio que debemos hacer para adaptar nuestro plotter es (x, step/mm) y (y, step/mm).
Como el trayecto a recorrer (Eje X) es de 50 mm y se necesita 260 pasos, y para el eje Y se necesita 160 pasos (el mio es un caso particular al tener diferente tipo de pasos 260x160) el cálculo es el siguiente:
Eje X   260/50=5.2  
Eje Y   160/50=3.2
Cambiamos la configuración con las ordenes.
$100=5.2
$101=3.2
Las demás configuraciones debemos cambiarlas dependiendo el tipo de motor paso a paso que tengamos.
Normalmente funciona sin tocar nada mas, pero cambiando algún que otro parámetro veremos como aumenta la velocidad de pintado.
Ya podemos mandar ordenes a la placa.
Como en mi CNC (plotter) no tiene interruptores de fin de carrera, tengo que ajustar el CNC a la posición inicial X=0 y Y=0.
G0 X0 Y0
Ahora manualmente coloco el CNC al punto 0,0 .
Tenemos todo preparado para recibir ordenes con el formato Gcode.

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Para crear los gráficos utilizamos el programa Inkscape , y la extensión Laser Tool Plug-in para generar el código Gcode.
Nuestra superficie de pintado es de 50mmx50mm por lo que empezamos cambiando las propiedades del documento.


Creamos dos tipos de letras, una de single line y otra normal.


Pasamos las letras a trayecto.


En extensiones vamos a la extensión J Tech Photonics Laser Tools y generar el archivo en formato Gcode.

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Ya tenemos el fichero en formato Gcode, ahora nos toca mandarlo al CNC(plotter), y esto lo hacemos con el programa  Universal Gcode Sender.





PROGRAMAS

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO

Todo el montaje y programación está realizado bajo Linux y con la distribución DEBIAN 9.

Saludos.
Juan Galaz


Bibliografía:
PARTE1
PARTE2
PARTE3
PARTE4

https://jtechphotonics.com/?page_id=2012
https://github.com/robottini/grbl-servo
http://akirasan.net/drawingbot-un-plotter-casero/

https://github.com/cnc-club/gcodetools
https://github.com/grbl/grbl
https://reprap.org/wiki/G-code/es
https://en.wikipedia.org/wiki/G-code
http://gcode.ws/
http://replicat.org/gcodes
http://diwo.bq.com/cnc-gcode-controller-instalacion-y-uso/
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.9
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Using-Grbl
https://www.staticboards.es/blog/dominar-motor-paso-a-paso-con-grbl/

http://www.holdme.cn/thread-1566-1-1.html
https://mega.nz/#!u8RnBDRa!G39BvWg0dSnv0Iwr49dDxI_rFS3fQuSBxM0wBUSxZcQ
https://www.instructables.com/id/Configurando-La-Grabadora-Laser-Benbox-DIY/#CTDIJIHITCH84HX
http://www.electronoobs.com/eng_impresoras_eleksmaker_2.php

https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/

Arduino CNC con piezas de DVD recicladas Programas GRBL, Inkscape, Gcodetools, UniversalGcodeSender

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Arduino
CNC con piezas de DVD recicladas
Programas GRBL, Inkscape, Gcodetools, UniversalGcodeSender
Parte 4

---

En la primera parte de este montaje había realizado un CNC con un lenguaje propio. PARTE1
En la segunda parte de montaje, realizo una sencilla interface gráfica con Gambas (Visual Basic para linux). PARTE2
En la tercera parte mostré como utilizar el CNC con un programa comercial llamado Benbox. PARTE3
En esta cuarta entrega de está serie de artículos sobre CNC (plotters), explico como utilizar el programa Inkscape para crear ficheros con extensión ngc que pueden ser impresos con un programa bastante extendido llamado GRBL.

El programa mas popular a nivel general para manejar maquinas CNC es GRBL.
https://github.com/grbl/grbl

Este programa se encuentra en el arduino, y sirve para interpretar las ordenes en lenguaje GCODE.
Maneja los distintos motores paso a paso de la maquina CNC, pulsadores de fin de carrera si existe, y otros dispositivos..
https://reprap.org/wiki/G-code/es
Los comandos mas usados son:

 G-Codes

• G0 - Rapid Motion
• G1 - Coordinated Motion
• G2 - Arc - Clockwise
• G3 - Arc - Counter Clockwise
• G4 - Dwell
• G10 - Create Coordinate System Offset from the Absolute one
• G17 - Select XY plane (default)
• G18 - Select XZ plane (not implemented)
• G19 - Select YX plane (not implemented)
• G20 - Inches as units
• G21 - Millimeters as units
• G28 - Home given Axes to maximum
• G30 - Go Home via Intermediate Point (not implemented)
• G31 - Single probe (not implemented)
• G32 - Probe area (not implemented)
• G53 - Set absolute coordinate system
• G54-G59 - Use coordinate system from G10 P0-5
• G90 - Absolute Positioning
• G91 - Relative Positioning
• G92 - Define current position on axes
• G94 - Feed rate mode (not implemented)
• G97 - Spindle speed rate
• G161 - Home negative
• G162 - Home positive

G-Codes pueden tener argumentos, algunos de los mas usados son:

• X absolute position
• Y absolute position
• Z absolute position
• A position (rotary around X)
• B position (rotary around Y)
• C position (rotary around Z)
• U Relative axis parallel to X
• V Relative axis parallel to Y
• W Relative axis parallel to Z
• M code (another "action" register or Machine code(*)) (otherwise referred to as a "Miscellaneous" function")
• F feed rate
• S spindle speed
• N line number
• R Arc radius or optional word passed to a subprogram/canned cycle
• P Dwell time or optional word passed to a subprogram/canned cycle
• T Tool selection
• I Arc data X axis
• J Arc data Y axis.
• K Arc data Z axis, or optional word passed to a subprogram/canned cycle
• D Cutter diameter/radius offset
• H Tool length offset

Ejemplo:

G1 X5 Y-5 Z6 F3300.0 Mueve el lápiz o taladro <x,y,z>=<5,-5,6> con una velocidad de 3300.0)
G21 (unidades en mm)
G90 (colocar la posición actual como absoluta)
G92 X0 Y0 Z0 (la posición actual se coloca como xyz) <x,y,z>=<0,0,0>)

El programa GRBL está diseñado para maquinas CNC (3 ejes XYZ), pero en nuestro caso es un servo, por lo cual debemos modificar el programa.
Lo primero es descargar el fichero fuente de https://github.com/grbl/grbl  y sustituir el spindle_control.c por otro, en ficheros de programa se encuentra ya sustituido.
La información la saque de: https://www.instructables.com/id/How-to-Control-a-Servo-Using-GRBL/
Ahora los comandos utilizados para pintar son:
M03 S700   baja el lapiz.
M03 S1024  sube el lapiz.

También tenemos que retocar parte del código.
En primer lugar quiero cambiar la velocidad del puerto serie, esto es optativo, pero me aseguro la comunicación.
Editamos el fichero config_h y modificamos el BAUD_RATE , cambiamos a:
// Serial baud rate
#define BAUD_RATE 9600

Como yo tengo arduino nano, debo cambiar la configuración del programador en el fichero Makefile.
#Para arduino NANO
PROGRAMMER = -c stk500v1 -P /dev/ttyUSB0 -b 57600 -p atmega328p

Lo que viene ahora es para los que tengan una placa como la mía un poco particular, tiene los pins cambiados, lo normal es que no tengan que hacer esto. En el fichero cpu_map_atmega328p.h cambiar la configuración de los pins. /*  ORIGINAL #define STEP_DDR        DDRD #define STEP_PORT       PORTD #define X_STEP_BIT      2  // Uno Digital Pin 2 #define Y_STEP_BIT      3  // Uno Digital Pin 3 #define Z_STEP_BIT      4  // Uno Digital Pin 4 */ //SETA43 #define STEP_DDR        DDRD #define STEP_PORT       PORTD #define X_STEP_BIT     5 #define Y_STEP_BIT     6 #define Z_STEP_BIT     7 /*  ORIGINAL #define DIRECTION_DDR     DDRD #define DIRECTION_PORT    PORTD #define X_DIRECTION_BIT   5  // Uno Digital Pin 5 #define Y_DIRECTION_BIT   6  // Uno Digital Pin 6 #define Z_DIRECTION_BIT   7  // Uno Digital Pin 7 */ //SETA43 #define DIRECTION_DDR     DDRD #define DIRECTION_PORT    PORTD #define X_DIRECTION_BIT   2 #define Y_DIRECTION_BIT   3 #define Z_DIRECTION_BIT   4

Ya solo nos que compilar el programa GRBL con:  make.
Cargamos el programa en el arduino con:  make flash.

Ya con cualquier terminal serie podemos ver y cambiar la configuración del GRBL.
Yo suelo utilizar CuteCom o gtkterm , pero también sirve el terminal de arduino.
Para ver la configuración del GRBL que se almacena en la EEPROM del arduino debemos teclear la orden :$$
La configuración que tengo cambiada para mi es:

OK pwn spine ___SERVO____

Grbl 0.9j ['$' for help]

$0=10 (step pulse, usec)

$1=25 (step idle delay, msec)

$2=0 (step port invert mask:00000000)

$3=0 (dir port invert mask:00000000)

$4=0 (step enable invert, bool)

$5=0 (limit pins invert, bool)

$6=0 (probe pin invert, bool)

$10=3 (status report mask:00000011)

$11=0.010 (junction deviation, mm)

$12=0.002 (arc tolerance, mm)

$13=0 (report inches, bool)

$20=0 (soft limits, bool)

$21=0 (hard limits, bool)

$22=0 (homing cycle, bool)

$23=0 (homing dir invert mask:00000000)

$24=25.000 (homing feed, mm/min)

$25=500.000 (homing seek, mm/min)

$26=250 (homing debounce, msec)

$27=1.000 (homing pull-off, mm)

$100=5.200 (x, step/mm)

$101=3.200 (y, step/mm)

$102=250.000 (z, step/mm)

$110=2000.000 (x max rate, mm/min)

$111=2000.000 (y max rate, mm/min)

$112=2000.000 (z max rate, mm/min)

$120=300.000 (x accel, mm/sec^2)

$121=300.000 (y accel, mm/sec^2)

$122=300.000 (z accel, mm/sec^2)

$130=200.000 (x max travel, mm)

$131=200.000 (y max travel, mm)

$132=200.000 (z max travel, mm)

ok

El principal cambio que debemos hacer para adaptar nuestro plotter es (x, step/mm) y (y, step/mm).
Como el trayecto a recorrer (Eje X) es de 50 mm y se necesita 260 pasos, y para el eje Y se necesita 160 pasos (el mio es un caso particular al tener diferente tipo de pasos 260x160) el cálculo es el siguiente:
Eje X   260/50=5.2  
Eje Y   160/50=3.2
Cambiamos la configuración con las ordenes.
$100=5.2
$101=3.2
Las demás configuraciones debemos cambiarlas dependiendo el tipo de motor paso a paso que tengamos.
Normalmente funciona sin tocar nada mas, pero cambiando algún que otro parámetro veremos como aumenta la velocidad de pintado.
Ya podemos mandar ordenes a la placa.
Como en mi CNC (plotter) no tiene interruptores de fin de carrera, tengo que ajustar el CNC a la posición inicial X=0 y Y=0.
G0 X0 Y0
Ahora manualmente coloco el CNC al punto 0,0 .
Tenemos todo preparado para recibir ordenes con el formato Gcode.

---

Para crear los gráficos utilizamos el programa Inkscape , y la extensión Gcodetools para generar el código Gcode.
Nuestra superficie de pintado es de 50mmx50mm por lo que empezamos cambiando las propiedades del documento.

En el menú extensiones-> GcodeTools->Biblioteca de herramientas, seleccionamos graffiti.

En el menú extensiones-> GcodeTools->Puntos de orentación,  seleccionamos aplicar.

Editamos el diámetro a 1, la velocidad (feed) 4000, velocidad de bajada del lapiz (penetration feed) 1000.
Editamos las ordenes de pintado. M3 S700 para pintar y M3 S1024 para dejar de pintar. La orden Sxxx es el ángulo del servo.
Alineamos el punto de orientación para que coincida 0,0 a la parte inferior izquiedad, y el punto 100 al punto 100 de la rejilla.

Probamos a dibujar una línea y unas letras de trazado simple, extensiones-> Generar(Render)->Hershey Text.
Si usamos texto normal con fuentes normales deberemos pasarlas a trayectos. Trayecto-> Objeto a trayecto.

YA solo nos queda generar el código Gcode, extensiones-> GcodeTools->Trayecto a Gcode.
Al pulsar sobre aplicar en trayecto aGcode nos mostrará un aviso de que no existe ningún objeto seleccionado, y que generará todos los trayectos que existen.

Después de haber generado el código Gcode, debemos retocar un poco el fichero generado.
Quitando al final del fichero M2 y M5.

---

Ya tenemos el fichero en formato Gcode, ahora nos toca mandarlo al CNC, y esto lo hacemos con el programa  Universal Gcode Sender.


Cargamos el fichero con el nombre ejemplo.ngc y lo visualizamos.
Ya solo nos queda  pulsar el boton Send y ver como imprime el CNC (plotter)


Resultado de la impresión.

Otras pruebas de impresión.

PROGRAMAS

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO

Todo el montaje y programación está realizado bajo Linux y con la distribución DEBIAN 9.

Saludos.
Juan Galaz


Bibliografía:
PARTE1
PARTE2
PARTE3

https://github.com/cnc-club/gcodetools
https://github.com/grbl/grbl
https://reprap.org/wiki/G-code/es
https://en.wikipedia.org/wiki/G-code
http://gcode.ws/
http://replicat.org/gcodes
http://diwo.bq.com/cnc-gcode-controller-instalacion-y-uso/
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.9
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Using-Grbl
https://www.staticboards.es/blog/dominar-motor-paso-a-paso-con-grbl/

http://www.holdme.cn/thread-1566-1-1.html
https://mega.nz/#!u8RnBDRa!G39BvWg0dSnv0Iwr49dDxI_rFS3fQuSBxM0wBUSxZcQ
https://www.instructables.com/id/Configurando-La-Grabadora-Laser-Benbox-DIY/#CTDIJIHITCH84HX
http://www.electronoobs.com/eng_impresoras_eleksmaker_2.php

https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/

Arduino CNC con piezas de DVD recicladas. Programa Benbox

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Arduino
CNC con piezas de DVD recicladas
programa Benbox
Parte 3

---

En la primera parte de este montaje había realizado un CNC con un lenguaje propio. PARTE1
En la segunda parte de montaje, realizo una sencilla interface gráfica con Gambas (Visual Basic para linux). PARTE2
En esta tercera parte mostraré como utilizar el CNC con un programa comercial llamado Benbox.
Existen multitud de páginas donde se puede descargar el programa.
Se ha utilizado principalmente para crear dibujos y letras con láser, funciona con muchos KIT chinos.
El programa Benbox solo funciona en Windows o en una máquina virtual con VirtualBox.
http://www.holdme.cn/thread-1566-1-1.html
https://mega.nz/#!u8RnBDRa!G39BvWg0dSnv0Iwr49dDxI_rFS3fQuSBxM0wBUSxZcQ
Lo primero que debemos es cargar el firmware en el arduino nano que nos trae el módulo.
Debemos seleccionar NANO(328p)/LX-Nano, el puerto correspondiente COM3...COM4 y pulsar OK.
En alguna ocasión no me ha funcionado a la primera.


Debemos configurar algunos parámetros del dispositivo, en mi caso lo he dejado de la siguiente manera.
En Speed he puesto 2000, pero en algunos casos puede ser mayor o menor.
Se puede ajustar la altura del rotulador con las opciones Pen Up y Pen Down .


Como mi placa es un poco peculiar debo cambiar los pin de conexión de los ejes X e Y.
Cada uno deberá poner los suyos. Lo normal para la mayoría de la gente será:
X_STEP=2 , X_DIR=5, Y_STEP=3, Y_DIR=6.
En PPM deberemos poner los pasos de cada eje.
En mi caso tiene diferente paso, he puesto 25.9 en eje X y 15.9 en eje Y.
El servo se encuentra en el pin 11 del arduino.




Ajuste de la posición del servo.



El resultado a diferentes velocidades.

AVISO. Después de bastantes pruebas he detectado que los motores se calientan.
Aunque funcione bastante bien, recomiendo que la alimentación de los motores solo se realice cuando se tenga que imprimir, de otra manera se calentarán los motores sin necesidad.
De lo descubierto con el calentamiento de motores se deduce que este programa no está diseñado para funcionar con los controladores de los motores paso a paso que tengo.

En la cuarta entrega de está serie de artículos sobre CNC (plotters), explico como utilizar el programa Inkscape para crear ficheros con extensión ngc que pueden ser impresos con un programa bastante extendido llamado GRBL. Los resultados son inmejorables y con bastante calidad.

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO


Saludos.
Juan Galaz


Bibliografía:
PARTE1
PARTE2
http://www.holdme.cn/thread-1566-1-1.html
https://mega.nz/#!u8RnBDRa!G39BvWg0dSnv0Iwr49dDxI_rFS3fQuSBxM0wBUSxZcQ
https://www.instructables.com/id/Configurando-La-Grabadora-Laser-Benbox-DIY/#CTDIJIHITCH84HX
http://www.electronoobs.com/eng_impresoras_eleksmaker_2.php

https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/

Arduino CNC con piezas de DVD recicladas. Interface realizada con Gambas. Parte 2

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Arduino
CNC con piezas de DVD recicladas
Interface realizada con Gambas
Parte 2

---

En la primera parte de este montaje había realizado un CNC con un lenguaje propio. PARTE1
En esta segunda parte de montaje, realizo una sencilla interface gráfica con Gambas (Visual Basic para linux).
El tener que introducir todas las líneas una por una de forma manual , puede resultar agotador.
Con este programa se simplifica la realización de texto y líneas.
El programa  es sencillo, solo dispone de 4 líneas de palabras y 3 rectángulos para imprimir.
Se puede cambiar las coordenadas y su tamaño.
Las letras solo tienen una resolución 5*8  en forma de línea, no es mucho pero para este CNC sirve.
Como ejemplo la letra N tiene la siguiente descripción:
78, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 0, 7, 4, 0, 4, 0, 4, 7
78- Código Ascii de N
0,0,0 reservados
línea de 0, 0 al 0, 7
línea de 0, 7 al 4, 0
línea de 4, 0 al 4, 7

Como no quería complicarme mucho, solo he realizado las letras en mayúsculas.


Interface gráfico.

Recomiendo no ajustar mucho los elementos a los márgenes, puede no pintar bien los extremos debido a un ajuste preciso del CNC.

Para una tercera parte mostraré como utilizar el CNC con programa comercial bastante mas potente.

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO

PROGRAMA GAMBAS



Saludos.
Juan Galaz


Bibliografía:
PARTE1
https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/

Arduino CNC con piezas de DVD recicladas Parte 1

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Arduino
CNC con piezas de DVD recicladas
Parte 1

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En este montaje voy a realizar un CNC con arduino y piezas recicladas de un DVD.
Para decir la verdad, es mas un plóter que un CNC de fabricar piezas, pero el mecanismo es el mismo.
Antes de nada,debo decir que no pretendo enseñar nada, existen numeroso manuales que lo explican mucho mejor de lo que yo pudiese explicar.
En esta primera parte he creado yo mismo todo el programa del arduino , creando mi propio lenguaje de control del CNC. Hubiese sido fácil montar el circuito he instalar los programas que existe ya hechos, y ver como funciona el CNC. Yo pretendo hacer todo desde cero, para así comprender todo mejor.
Empecemos por el principio, existe multitud de videos en internet donde se muestra como fabricar cnc con piezas de DVD.
https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
Solo con escribir en un buscador las palabras : cnc - dvd - arduino, os saldrá cientos de enlaces.
Un lugar que está muy bien explicado el funcionamiento de los motores paso a paso es:
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
Hace unos meses había pedido por internet un módulo controlador de motores paso a paso , pero no me decidía a probar el circuito, hasta está semana que me sentía con fuerzas.
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html


Tiene todo lo necesario para monta el CNC, un arduino nano y tres A4988 para controlar los motores paso a paso.
Por el precio de 8,6€, creo que no se pueda pedir mas.
Había realizado algún montaje con el chip L293d, pero con estos módulos A4988 el circuito está mas conseguido, e incluso se puede controlar la intensidad que podemos mandar al los motores.
Existen algunas páginas donde explica el funcionamiento del módulo:
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/
Pero después de un montón de pruebas, descubrí que en este modelo de placa estaban cambiados los pin de conexión de los módulos A4988.
Debiéndose configurar de la siguiente manera:
#define EN1  8
#define X_DIR     2       //X axis   direction control of stepper motor
#define Y_DIR     3       //y axis   direction control of stepper motor
#define Z_DIR     4       //z axis   direction control of stepper motor
#define X_STP     5       //x axis  stepper control
#define Y_STP     6       //y axis  stepper control
#define Z_STP     7       //z axis  stepper control
Que cada uno mire su configuración de placa, a mi me costo tiempo descubrir el motivo de que no me funcionase.

Esquema de la placa, puede no coincidir en alguna conexión con el modelo que tengáis vosotros.

Para este montaje solo se utiliza los controladores de los ejes X e Y, además del pin 11 para conectar el servo que maneja el rotulador.
Debemos tener una alimentación entre 7.5 y 12V para alimentar los motores de paso a paso. El servo se alimenta de los 5V del propio arduino.

Detalle del módulo.

En la parte mecánica se encuentra las dos piezas de dos DVD reciclados, unidas entre si por la parte del lector mediante pegamento térmico.

Detalle de la unión de los dos mecanismos.

Una vez unido los dos mecanismos reciclados procedentes de DVDs, me di cuenta que el tornillo de arrastre tenía diferente paso.
El uno tenía 260 pasos y el otro 160 para recorrer todo el trayecto, fue un detalle del cual no me dí cuenta hasta que lo tuve montado.
Para este montaje da igual la precisión, no cambia nada el proyecto, lo único es que debemos tenerlo presente en la programación.


Detalle del mecanismo del pintado.

El mecanismo de control del mecanismo de pintado es sencilla.
El tapón de un rotulador cortado a modo de guía pegado al servo.
El mecanismo de un compás que atrapa al rotulador.
Una goma elástica que mantiene la tensión con el rotulador, y una pajita y un alambre que hace de transmisión del servo al rotulador.
El rotulador utilizado es un STABILO, el mejor que he encontrado.
Si tiene algo de holgura se coloca un pequeño canutillo hecha con otra pajita de mayor tamaño.
Existe otro problema en este CNC, no existe detector de final de recorrido. Cuando se alimenta por primera vez el CNC no sabe en que posición está. Si utilizamos la orden de reset el mecanismo intentara ir todo lo que pueda a la posición de cero, pero al existir una especie  de embrague  puede quedar  desajustado, como  indico en la foto.

Tuve que tomar una decisión, si utilizamos el comando reset, perdemos 15 vueltas en cada eje.
Existe otro método, el manual, arrastrar manualmente a los puntos iniciales 0,0.
Ahora con el comando SET0 hacer este punto como punto inicial 0,0 .

Terminada la parte mecánica, la mas fácil, nos toca el programa en el arduino.
El planteamiento es la de un CNC que recibe ordenes desde un terminal serie, o desde un programa.
He creado un lenguaje de ordenes que entiende el CNC, y estas son las ordenes que comprende el CNC.

Orden	Acción
CNC	El CNC responde OK
GOTOX	Mueve el lápiz a la coordenada X
GOTOY	Mueve el lápiz a la coordenada Y
GOTOXY	Mueve el lápiz a la coordenada X,Y
PAINT 1/0	1 baja el lápiz, 0 sube el lápiz
RESET	Intenta colocar el cursor al punto inicial, de pierde 15 pasos.
SET0	El punto actual lo toma como punto 0,0
LINE x,y,xx,yy	Baja el lapiz , dibuja la línea, al finalizar sube el lapiz.
LINEC x,xx,y,yy	Es como LINE, pero debemos bajar el lapiz para pintar,sirve para linea continuadas.
STEPX+1	Incrementa en un paso el eje X.
STEPY+1	Incrementa en un paso el eje Y.
STEPX-1	Decrementa en un paso el eje X.
STEPY-1	Decrementa en un paso el eje Y.

Las ordenes se pueden escribir en mayúsculas o minúsculas, el programa transforma todo en mayúsculas.
Solo puede existir un espacio o coma entre cada parametro de una orden, de otra forma no entendará la orden.
Si se escribe cualquier otro comando, devolvera ERROR.
Como el arduino del CNC no tiene demasiado buffer, debemos esperar un END de la anterior orden antes de mandar la siguiente orden al CNC.
Existe una rutina en el dibujado de una línea, que busca el punto mas cercano al actual para el inicio de la línea, ayuda mucho en la velocidad de pintado de línea.

Si queremos mandar una orden, desde el propio terminal del arduino se manda la orden. Ejemplo  line 10,10,200,150 .
He creado un programa que manda una serie de ordenes desde un fichero, de esta forma es mucho mas fácil realizar ordenes sucesivas.
Todo está realizado en Linux en la distibución Debian 9.4 .

En la parte segunda de este montaje realizo un pequeño programa en Gambas que facilita la creación de letras.

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO

PROGRAMA ARDUINO

PROGRAMA LINUX


Saludos.
Juan Galaz


Bibliografía:
https://www.doovi.com/video/how-to-make-homework-writing-machine-at-home/sUdAwUOaPX0
https://www.luisllamas.es/motores-paso-paso-arduino-driver-a4988-drv8825/
https://es.aliexpress.com/item/3DV4-CNC-Shield-V4-engraving-machine-Nano-3-0-with-USB-A4988-Reprap-Stepper-Drivers-for/32809568484.html
http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0096_keyestudio_CNC_Kit_/_CNC_Shield_V4.0_%2B_Nano_3.0%2B3pcs_a4988_Driver_/_GRBL_Compatible
http://osoyoo.com/2017/04/07/arduino-nano-cnc-shield-v4-0a4988/