本書(shū)是一本從工程實(shí)踐角度介紹Grbl技術(shù)的書(shū)籍，以3D打印機(jī)為應(yīng)用對(duì)象，以Grbl為控制核心，全面介紹基于Grbl、proteus、MCD等軟件平臺(tái)的三坐標(biāo)設(shè)備全軟件運(yùn)動(dòng)控制仿真，特別是在虛擬機(jī)電系統(tǒng)仿真軟件MCD的不同通信方法、Grbl上位機(jī)開(kāi)發(fā)和Thor開(kāi)源機(jī)器人的應(yīng)用方面具有重要的參考價(jià)值。本書(shū)主要內(nèi)容包括CNC基礎(chǔ)知識(shí)、Grbl的基本原理、AVR-LIBC基礎(chǔ)、解析Grbl代碼、上位機(jī)編程、基于MCD的虛擬CNC仿真、Grbl在機(jī)器人上的應(yīng)用等。本書(shū)旨在幫助讀者快速熟悉Grbl的使用、程序代碼和HMI開(kāi)發(fā)，掌握機(jī)電設(shè)備的虛擬調(diào)試和開(kāi)發(fā)過(guò)程。 本書(shū)適合CNC、機(jī)器人和數(shù)控設(shè)備等領(lǐng)域的科研人員，高等院校機(jī)電類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生、研究生，以及相關(guān)技術(shù)愛(ài)好者和工程技術(shù)人員參考學(xué)習(xí)。
2005—2018年工作于哈爾濱工程大學(xué)，2018年至今工作于黑龍江大學(xué)，從事機(jī)電教學(xué)研究工作多年。
目 錄
第一章 CNC技術(shù)基礎(chǔ) 1
1.1 CNC結(jié)構(gòu) 1
1. 2 速度控制 3
1.2.1 加速/減速 4
1.2.2 程序塊之間連接 6
1.2.3 拐點(diǎn)速度 10
1. 3 速度前瞻規(guī)劃 11
1.4 插值 12
第二章 Grbl工作原理 14
2.1 Grbl的狀態(tài)和操作 14
2.2 環(huán)緩存區(qū) 17
2.3 規(guī)劃及插補(bǔ) 20
2.4 駐車(chē)、回參考點(diǎn)（回零）和探測(cè) 30
2.5系統(tǒng)命令 32
2.6錯(cuò)誤代碼 41
2.7報(bào)警代碼 43
第三章 AVR-LIBC基礎(chǔ) 45
3.1 AVR端口變化中斷 45
3.1.1 I/ O端口 45
3.1.2 I/ O端口變化中斷 46
3.2 AVR定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 49
3.2.1 定時(shí)器模式 49
3.2.2 定時(shí)器0 51
3.2.3 定時(shí)器1 55
3.3 EEPROM 62
3.4 Flash 63
3.5 USART 65
第四章 代碼解析 72
4.1 Main.c 72
4.2 protocol 75
4.2.1 protocol.h 75
4.2.2 protocol.c 75
4.3 planner 93
.4.3.1 planner.h 93
4.3.2 planner.c 94
4.4 gcode 104
4.4.1 gcode.h 104
4.4.2 gcode.c 108
4.5 stepper 127
4.5.1 stepper.h 127
4.5.2 stepper.c 127
4.6 system 147
4.6.1 system.h 147
4.6.2 system.c 149
4.7 motion.h 159
4.7.1 motion.h 159
4.7.2 motion.c 159
4.8 settings 166
4.8.1 settings.h 166
4.8.2 settings.c 167
4.9 cpu-map.h 170
4.10 default.h 175
4.11 config.h 176
4.12 jog.c 183
4.13 limit.c 184
4.14 spindle_control 193
4.14.1.spindle_control.h 193
4.14.2 spindle_control.c 193
4.15 coolant_control 198
4.15.1 coolant_control.h 198
4.15.2 coolant_control.c 198
4.16 probe 201
4.16.1 probe.h 201
4.16.2 probe.c 201
4.17 serial. 202
4.17.1 serial.h 202
4.17.2 serial.c 202
第五章 上位機(jī)編程 207
5.1 簡(jiǎn)單通信 207
5.2 流控制通信 207
5.3 上位機(jī)程序示例 211
5.3.1 開(kāi)源及商業(yè)程序 211
5.3.2 自開(kāi)發(fā)程序?qū)嵗?213
第六章 基于MCD的虛擬CNC仿真 225
6.1. Grbl 引腳和編譯 225
6.2. Proteus模型 227
6.3 MCD機(jī)械模型 230
6.4 MCD通信 231
6.4.1 OPC DA通信 231
6.4.2 OPC UA通信 237
6.4.3 TCP /IP通信接口 240
6.4.4 Modbus TCP通信接口 243
6.5 Grbl與MCD機(jī)械模型的聯(lián)合仿真 249
6.5.1 基于簡(jiǎn)單 MCD機(jī)械模型的聯(lián)合仿真 249
6.5.2 基于復(fù)雜 MCD機(jī)械模型的聯(lián)合仿真 252
第七章 Grbl應(yīng)用 259
7.1 Grbl的編譯與燒錄 259
7.2 Grbl硬件連接 261
7.3上位機(jī)控制軟件 265
7.4Thor開(kāi)源機(jī)器人 269
參考文獻(xiàn) 272
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