CNC Shield v4 錯誤修正

CNC Shield v4 錯誤修正

市面上販售的CNC控制板裡面，CNC Shield系列算是相當物美價廉的選擇，但是在v4版本的控制板上卻有著常見的問題存在，若不先修正這些錯誤，一旦通電測試有可能馬上將硬體燒壞，其中主要有以下幾個部分

1. 控制板上的GND線路與VCC串聯

將黃色圈起來的地方線路截斷，再手工加上圖中的飛線

正面兩處圈起來的地方也需要截斷

2. GRBL韌體上對於通信IO腳位的定義錯誤

GRBL釋出的1.1版韌體對於控制步進馬達的腳位是錯誤的，必須將 cpu_map.h 在39行開始的這一段程式碼中的2與5對調、3與6對調、4與7對調，否則是不會動作的

原始碼為

  #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

  #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

需要改為

  #define X_STEP_BIT      5  // Uno Digital Pin 2

  #define Y_STEP_BIT      6  // Uno Digital Pin 3

  #define Z_STEP_BIT      7  // Uno Digital Pin 4

  #define X_DIRECTION_BIT   2  // Uno Digital Pin 5

  #define Y_DIRECTION_BIT   3  // Uno Digital Pin 6

  #define Z_DIRECTION_BIT   4  // Uno Digital Pin 7

Homing

另外，在機器執行歸位的時候，預設的方式是先將Z軸抬高到MAX的位置避免干涉，接下來在同時將XY兩軸向限位開關移動，如果是使用雷射雕刻切割而非CNC切削的場合，因為不使用Z軸的部分，所以在歸位(Homing)的時候機器會等不到Z軸的動作而宣告動作失敗，必須修改 config.h 中的第105行這段程式碼，原來的程式是這樣的

#define HOMING_CYCLE_0 (1<<Z_AXIS)                // REQUIRED: First move Z to clear workspace.

#define HOMING_CYCLE_1 ((1<<X_AXIS)|(1<<Y_AXIS))  // OPTIONAL: Then move X,Y at the same time.

需要將上面兩行前面加上//來註解掉，並將下面這一行的註解取消

// #define HOMING_CYCLE_0 ((1<<X_AXIS)|(1<<Y_AXIS))  // NOT COMPATIBLE WITH COREXY: Homes both X-Y in one cycle. 

另外，第129行的這一行建議也將//去掉，這樣執行完歸位之後才會自動將座標設為原點

// #define HOMING_FORCE_SET_ORIGIN // Uncomment to enable.

GRBL 韌體參數

基本設定

$0 Step pulse time(步進訊號時間長度)

$1 Step idle delay(停止後釋放馬達時間)當動作停止後經過$1毫秒之後將釋放步進馬達，設255=維持步進馬達不釋放

$2 Step pulse invert(設定訊號反相 000ZYX)

$3 Step direction invert(運動方向反相 000ZYX, 例如二進位000111=7=XYZ皆反相)

$4 Invert step enable pin(步進驅動器啟用訊號反相)

$5 Invert limits pins(限位開關訊號反相)

$6 Invert probe pin(Z軸探測器訊號反相)

$10 Status report options(更改狀態報告中包含的數據)

$11 Junction deviation(轉彎的速度控制)

$12 Arc tolerance

$13 Report in inches(單位英寸 0=mm  1=inch)

Homing歸位相關部份

$20 soft limits enable(軟體限位開關)

$21 hard limits enable(硬體限位開關)

$22 Homing cycle enable(歸位開關)啟用此功能將限制所有動作直到歸位被完成執行

$23 Homing direction invert(歸位方向)

000000 0 X+Y+Z+

000001 1 X-Y+Z+

000010 2 X+Y-Z+

000011 3 X-Y-Z+

000100 4 X+Y+Z-

000101 5 X-Y+Z-

000110 6 X+Y-Z-

000111 7 X-Y-Z-

------------------------------

000ZYX 0 = + 1 = -

$24 Homing locate feed rate(慢速再次歸位速度)

$25 Home search seek rate(快速初次歸位速度)

$26 Homing switch debounce delay(消除限位開關彈跳間隔時間)

$27 Homing switch pull-off distance(初次歸位後退回距離)

雷射輸出功率

$30 maximum spindle speed(雷射最大PWM輸出比例)

$31 minimum spindle speed(雷射最小PWM輸出比例)

$32 Laser-mode enable(雷射模式 1=雷射 0=CNC)搭配M3恆定功率與M4動態功率切換不同的運作方式

機構部份

$100 X-axis travel resolution(X軸解析度 ???步=1mm)

$101 Y-axis travel resolution(Y軸解析度 ???步=1mm)

$102 Z-axis travel resolution(Z軸解析度 ???步=1mm)

$110 X-axis maximum rate(X軸移動速度)

$111        Y-axis maximum rate(Y軸移動速度)

$112 Z-axis maximum rate(Z軸移動速度)

$120 X-axis acceleration(X軸加速度,若發生失步問題可降低加速度以避免失步)

$121 Y-axis acceleration(Y軸加速度)

$122 Z-axis acceleration(Z軸加速度)

$130 X-axis maximum travel(X軸最大行程)

$131 Y-axis maximum travel(Y軸最大行程)

$132 Z-axis maximum travel(Z軸最大行程)

以上是個人的對這些參數理解，若有錯漏誤解請大家幫忙留言給我提示，我會盡快修正

下列為原始的設定值

$0=10

$1=25

$2=0

$3=0

$4=0

$5=0

$6=0

$10=1

$11=0.010

$12=0.002

$13=0

$20=0

$21=0

$22=1

$23=0

$24=25.000

$25=500.000

$26=250

$27=1.000

$30=1000.

$31=0.

$32=0

$100=250.000

$101=250.000

$102=250.000

$110=500.000

$111=500.000

$112=500.000

$120=10.000

$121=10.000

$122=10.000

$130=200.000

$131=200.000

$132=200.000