Atmega GRBL CNC Controller

Das Atmega GRBL CNC Controller Board ist der kleine Bruder zum Xmega GRBL CNC Controller Board. Das kleiner Board ist mit dem Standard GBRL Controller, einem ATmega328 von der Firma Microchip bestückt. Die GRBL Firmware muss somit nicht extra auf einen anderen Controller portiert werden. Ansonsten verwendet auch diese Hardware einem mächtigem Microcontroller und vier leistungsstarke Schrittmotortreiber. In Verbindung mit der entsprechenden Bedien-Software “JCNC” soll diese Kombination eine schnelle und stabile CNC-Steuerung bieten, die über USB an jeden Rechner angeschlossen werden kann.

Vorteil dieser Lösung mit einem externen CNC-Controller ist, dass ich an dem verwendeten PC kein Parallelport mehr benötige und so die rechenintensive Schritterzeugung auf dem externen Controller ausgelagert ist. Durch diese Kombination erfolgt die Ansteuerung der jeweiligen CNC Fräse unabhängig vom Betriebssystem. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den speziellen CNC Controller eine höhere Ausgangsfrequenzen und Schrittgeschwindigkeit realisiert werden kann.

Bei dem Entwurf der Boards und der Belegung der Controller-Pins habe ich besonders auf Flexibilität geachtet. Die Hardware, bzw. die Pinbelegung des Controllers ist so gestaltet, dass das Board nicht nur mit der Original CNC GRBL Version arbeitet sondern auch mit verschienen GRBL Clonen wie der Version für Laserplotter, dem open source laser cutter Projekt “Lasersaur”. Für die Ansteuerung des CO2 Lasers bei einem Laser Cutter wurde zum Beispiel der Pin “Spindel On/Off” zusätzlich als galvanischgetrennter Ausgang auf dem Board herausgeführt.

Features

  • voll integrierte CNC Steuerung mit internem CNC Controller und 4 Schrittmotortreibern
  • Ansteuerung per Standard Gcode über den USB Port
  • 3-Achsen CNC (XYZ)
  • der 4. Treiber ist ein Clone der X-Achse, für Fräsen mit zwei  Antrieben auf der X-achse
  • integrierte Schrittmotortreiber, bis zu 1.9A, ausreichend für NEMA23 und einige NEMA34 Motoren
  • Micro-stepping bis zu 1/8
  • Ausgänge für Spindel, Drehrichtung, Kühlung, Absaugung
  • der Spindelausgang ein zweites mal per Optokoppler herausgelegt
  • Arduino Controller Atmega328

Gehäuse

Für das Board habe ich auch schon ein kleines Gehäuse erstellt. Hergestellt werden kann dieses aus 1mm Sperrholz oder Plexiglas. Durch eine besondere Schnitttechnik gelingt es, dass das Material sehr stark gebogen werden kann, ohne dass es bricht. Somit kann man relativ einfach aus wenigen Teilen dieses Gehäuse zusammen stecken. Die Montage habe ich so gestaltet, dass die Teile auch ohne verkleben montiert werden können. Das Gehäuse habe ich nur durch 4 Schrauben fixiert, so dass es jederzeit von euch einfach komplett demontiert werden kann.

PC Software Steuerung

Zur Kommunikation mit der GRBL Firmware auf dem Controller des CNC Controller Boards kann man die CNC Software “JCNC” mit integriertem G-Code Viewer verwenden.

Die Software JCNC habe ich speziell für das hier vorgestellte ATmega GRBL CNC Controller Board geschrieben, sie sollte aber auch mit jedem anderem GRBL Board funktionieren. Dank der Software kann man relativ einfach seinen G-Code an die Firmware der GRBL CNC Steuerung senden. Neben der Kommunikation mit der CNC Steuerung enthält die Software auch einen Editor mit G-Code Syntax-highlighting und eine praktische 3D openGL Visualiserung der Fräsbahnen. Die Software kann daher auch wie das Visualisierungstool jViewer zur Darstellung und Überprüfung von bereits erstelltem NC Code dienen. Alle wichtigen Informationen zu JCNC, wie Beschreibung, Anleitung und den Download findet man unter dem folgenden Link.

download PC CNC Steuerung JCNC

Arduino kompatible Hardware

Die Hardware des Boards basiert auf einem Atmel AVR-Mikrocontroller aus der megaAVR-Serie, genau genommen dem ATmega328. Dieser Controller  wird auch auf den Arduino Boards verwendetet. Daher ist das Board vollkommen kompatibel zu der bekannten Arduino IDE und kann somit auch bei anderen Projekten für die eine Ansteuerungn von Schrittmotoren benötigt  wird verwendet werden.

Atmega GRBL CNC Controller Board
jCNC – PC CNC Steuerung
GRBL Projekt
Atmega GRBL CNC Controller
jCNC – CNC Steuerung
GRBL Projekt auf github

Downloads