Настольный станок ЧПУ 3018 и GRBL

Станки 3018, 3020, 6040 и самодельные фрезеры обычно управляются платой с прошивкой GRBL. Она принимает G-код с компьютера по USB и двигает шаговые двигатели. Ниже — что нужно настроить, как запустить первую программу и что значат сообщения об ошибках.

Что нужно для работы

  1. Программа управления на компьютере: Candle (GRBLControl), Universal Gcode Sender, bCNC или OpenBuilds CONTROL. Через неё загружают G-код, двигают оси вручную и задают ноль.
  2. Программа для станка — G-код. Его получают из CAM-системы, из чертежа в конвертере DXF → G-код (стойка «GRBL») или пишут вручную.
  3. Фреза и крепление. Для дерева и пластика — однозубые и двузубые спиральные фрезы Ø1–3,175 мм, гравёры; заготовку крепят прижимами или скотчем к жертвенному столу.

Основные параметры GRBL

Параметры смотрят командой $$ и меняют командой вида $100=800.

ПараметрЧто задаёт
$100, $101, $102Шагов на миллиметр по X, Y, Z: (шагов двигателя на оборот × микрошаг) / шаг винта. Неверное значение — размеры детали не совпадают с программой
$110, $111, $112Максимальная скорость осей, мм/мин
$120, $121, $122Ускорение, мм/с²: слишком большое — двигатели пропускают шаги
$130, $131, $132Максимальный ход осей, мм — нужен для программных ограничений
$20, $21Программные и аппаратные ограничения хода (концевики)
$22Выход в ноль станка по концевикам (команда $H)
$30, $31Максимальные и минимальные обороты, соответствующие S в программе
$32Режим лазера: 1 — для лазерного модуля, 0 — для шпинделя

Ноль детали

Подведите фрезу к углу заготовки (или к центру), коснитесь поверхности — например, по листу бумаги или щупом — и обнулите координаты в программе управления (в Candle — кнопки «Zero XY» и «Zero Z»). После смены фрезы ноль по Z задают заново. Программа должна быть рассчитана на тот же ноль: в конвертере DXF его выбирают в поле «Ноль детали».

Первая программа

Гравировка квадрата 40×40 мм на глубину 0,5 мм. Ноль — левый нижний угол, Z0 — поверхность заготовки.

; КВАДРАТ 40X40, ГЛУБИНА 0.5, ГРАВЁР
G21 G90 G17 G94
G54
M3 S10000
G00 Z5
G00 X0 Y0
G01 Z-0.5 F150
G01 X40 F400
G01 Y40
G01 X0
G01 Y0
G00 Z5
M5
G00 X0 Y0
M2

GRBL не поддерживает циклы сверления G81–G89, коррекцию на радиус G41/G42, смену инструмента M06 и коррекцию длины G43 H. Если программа написана для промышленной стойки, её нужно переделать: траекторию центра фрезы рассчитывает CAM или конвертер, а смену инструмента заменяют паузой M0. Проверить программу заранее можно в просмотре G-кода.

Ошибки и тревоги GRBL

СообщениеЧто значитЧто делать
error:2Неверный формат числа или пропущено значениеПроверьте кадр: буква без числа, лишний символ, запятая вместо точки
error:9G-код заблокирован: станок в тревоге или ручном перемещенииСбросьте тревогу командой $X или выполните выход в ноль $H
error:20Неподдерживаемая команда G-кодаУберите G41/G42, G81–G89, M06, G43 H — их GRBL не знает
error:22Не задана подача FДобавьте F в первый кадр G01, G02 или G03
error:24В кадре две команды, которым нужны координатыРазнесите их по разным кадрам
error:33Неверная цель перемещения, обычно у дугиПроверьте конечную точку и центр I, J или радиус R
ALARM:1Сработал концевик (аппаратное ограничение хода)Отведите ось вручную, проверьте ноль и программу
ALARM:2Перемещение выходит за ход станка (программное ограничение)Проверьте ноль детали и координаты программы
ALARM:3Сброс во время движения — координаты могли сбитьсяВыполните выход в ноль или заново задайте ноль детали
ALARM:9Выход в ноль не нашёл концевикПроверьте концевики и направление выхода в ноль

Список сокращён до самых частых. Ошибки промышленных стоек Fanuc, Siemens, Mitsubishi и Haas — в справочнике ошибок ЧПУ.

Частые вопросы

Что такое GRBL?

Бесплатная прошивка для микроконтроллера (обычно Arduino или совместимой платы), которая превращает G-код в импульсы для шаговых двигателей. На ней работают большинство настольных фрезеров и лазерных граверов.

Почему размеры детали не совпадают с программой?

Чаще всего неверно задано число шагов на миллиметр ($100–$102) или двигатели пропускают шаги из-за слишком большой скорости, ускорения или подачи.

Можно ли на 3018 фрезеровать металл?

Алюминий и латунь — понемногу: фрезой Ø1–3 мм, с малой глубиной за проход (0,1–0,3 мм) и смазкой. Сталь — нет: не хватает жёсткости и мощности шпинделя.

Чем заменить смену инструмента M06?

Паузой M0: станок останавливается, вы меняете фрезу, заново задаёте ноль по Z и продолжаете программу.