CNC머신 아두이노 업그레이드 2편(GRBL UGS CNC교정)

안녕하세요 종백이입니다 😎

 

지난 1편에 아두이노를 이용해 CNC 구성하는 것을 이야기해 보았는데요!

오늘은 이어서 2편인 소프트웨어 부분에 대해 이야기해 보겠습니다😎😎

 

필요한 소프트 웨어는 총 2개로 CNC에 주로 사용되는 오픈 소스인 GRBL 그리고 다른 하나는 CNC에 G code를 전송해 주는 Universal G-Code Sender (UGS)입니다!

다운로드는 아래 링크 참고해 주세요!

GRBL 다운로드

GitHub - grbl/grbl: An open source, embedded, high performance g-code-parser and CNC milling controller written in optimized C t

UGS 다운로드

Download - UGS

 

우선 GRBL 다운로드부터 이야기해 보겠습니다!

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GRBL

다운로드

GRBL 다운로드

위 GRBL github 링크로 들어가면 우측 위 초록버튼인 <> Code를 눌러 ZIP 파일을 다운로드합니다!

그럼 grbl-master.zip라는 집파일이 다운되는데요! 바로 언집해 줍니다!

 

언집을 하면 여러 파일과 폴더를 볼 수 있습니다! 여기서 grbl폴더 -> examples -> grblUpload -> grblUpload.ino를 실행해 줍니다!

 

업로드

그럼 아래와 같이 나오는데 아두이노를 연결 후 툴 메뉴에서 올바른 포트를 선택 후 업로드를 해줍니다!

저는 정식 아두이노가 아닌 저가형 CH340 아두이노 나노를 사용해서 보드는 Arduino Nano, 프로세서는 ATmega328P (Old Bootloader)를 지정했습니다! 각자 맞는 보드, 프로세서, 포트를 선택하시면 됩니다!

 

그 후 업로드 버튼을 눌러 아두이노에 grbl을 업로드해 줍니다!

grbl 업로드

 

이렇게 GRBL 관련 작업은 완료되었습니다 ㅎㅎ 아주 쉽죠? 오픈소스의 힘이 어마어마 한듯합니다. GRBL의 역할은 G code를 입력해 주면 그대로 stepper motor를 움직여주는 역할을 합니다.

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UGS

다운로드

위 링크에서 각자 OS에 맞는 버전을 다운로드해 줍니다! 저는 윈도우 64 bit를 다운로드해 주었습니다. 다운을 완료하면 아래 캡처와 같은 실행파일을 볼 수 있습니다ㅎㅎ 바로 실행해 줍니다!

UGS 실행파일

아두이노 연결

UGS를 실행 후 처음 해야 할 일은 아두이노를 연결해 주는 것입니다! 이때 아두이노는 컴퓨터에 연결되어 있고 CNC Shield 에는 외부전원이 들어가 있어야 UGS를 통해 CNC가 바로 움직이는 것을 볼 수 있습니다 ㅎㅎ

아두이노 연결1

UGS를 실행하면 맨 윗부분에 포트 부분이 있습니다. 아두이노가 컴퓨터에 정상적으로 연결되어 있다면 자동으로 포트가 잡혀있습니다 ㅎㅎ 그 후 Connect or Disconnect 버튼을 누르면 됩니다 ㅎㅎ

Jog Controller 확인

정확한 움직임을 위한 교정을 하기 전 Jog Controller 부분에서 X, Y, Z 축 각자 +를 한번씩 눌러줍니다! 그 이유는 본인이 지정한 원점으로부터 + 방향이 세팅되어있어야 G code를 보냈을 때 올바르게 움직이기 때문입니다 ㅎ

UGS Jog Controller

한번씩 누른 후 반대로 지정해야 할 축이 있으면 기억해 두세요!

이동거리 교정

이제 가장 중요한 이동거리 교정에 대해 이야기해보겠습니다! 교정을 위해 맨 위 메뉴에서 Machine -> Setup Wizard를 클릭해 줍니다!

Setup wizard

클릭하면 아래와 같은 메뉴창들이 나오는데 쭉쭉 Next를 눌러줍니다.

setup wizard 시작

그 후 Motor wiring 부분에서 멈춰 줍니다! 여기서 Jog Controller에서 방향을 반대로 바꿔야 하는 축이 있으면 Reverse Direction 부분을 체크해 줍니다.

모터 방향 교정 창

이제 대망의 스텝 교정입니다! 여기서 설정해야 하는 부분은 모터 스탭당 이동거리인 Calibrate를 먼저 설정 후 Measure에서 이동 원하는 거리를 넣어 Move에서 X+ 를 눌렀을 때 Measure에서 움직인 값과 실제 모터가 움직인 값이 일치하는지 확인하는 것입니다!

Step 교정

CNC의 X, Y, Z 축 모터가 동일한 모터면 X 축만 확인하면 되겠죠?!

제 CNC 모터의 종류는 NEMA17로 Calibrate 값을 모두 50으로 해주었습니다 그 후 Measure에 5mm를 넣어 준 후 X+ 움직임을 줘봤습니다 ㅎㅎ

 

CNC calibration

영상과 같이 정확하게 5mm씩 움직이는 것을 확인할 수 있습니다😎

원래 정확한 교정을 위해서는 다이얼게이지를 사용해야 하지만 저가형 교정 방식도 상당히 정확한 것을 볼 수 있습니다 ㅎㅎ

 

교정이 완료되면 테스트로 아래 제공해 드린 G code 한번 돌려보시면 됩니다! 아래 G code는 40X40X10 mm 직육면체를 그리는 Gcode로 위치에 맞게 잘 움직이는지 확인하시면 됩니다 ㅎㅎ

G21 
G17
G90

G0 X0 Y0 Z0


G1 X40 Y0 F1000 
G1 Y40 F1000 
G1 X0 F1000 
G1 Y0 F1000

G1 Z10 F500 

G1 X40 F1000 
G1 Y40 F1000 
G1 X0 F1000 
G1 Y0 F1000 

G0 X0 Y0 Z0

메모장을 여시고 위 내용을 넣으신 후 calibration.nc로 저장하시면 됩니다! 그 후 File메뉴에서 open을 통해 열 수 있습니다.

 

이렇게 하면 아두이노를 이용해 CNC를 작동시킬 수 있습니다 ㅎㅎ 모두 무료 프로그램임에도 불구하고 상당히 정확도가 높고 실용성 있게 사용할 수 있더라고요 ㅎㅎ

 

앞으로 CNC를 추가 업그레이드를 할 예정이고 그 후 여러 프로젝트하는 것을 올려보려고 합니다!

읽어주셔서 감사합니다 ㅎㅎ