CN110244655A - 存储有cnc程序的计算机可读介质、便携式雕刻机 - Google Patents

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Abstract

一种存储有CNC程序的计算机可读介质，CNC程序能够在Linux系统中运行以执行以下步骤：读取对应于目标位置的G代码数据的代码读取步骤；解译G代码数据对应的目标位置信息的步骤；目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号的步骤。一种便携式雕刻机，包括控制模块、执行模块、传动机构和雕刻刀；控制模块包括代码读取装置、解译装置和编译装置；执行模块包括用于接收参数控制信号并驱动执行器执行对应的动作的驱动器，以使执行器通过传动机构带动雕刻刀至雕刻刀目标位置。可以更快的响应。

Description

存储有CNC程序的计算机可读介质、便携式雕刻机
技术领域
本发明涉及CNC技术领域，具体涉及一种存储有CNC程序的计算机可读介质。
本发明涉及绘图仪技术领域，具体涉及一种便携式雕刻机。
背景技术
雕刻机的刻刀需要具备相对于原料做3轴位置运动的功能，因此需要X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构。一般的，可以采用包含有MCU、PLC或电子计算机的控制模块控制对应的驱动机构实现刻刀精确到达目标位置。
目前，电子计算机普遍应用Windows系统，多数软件均对应有Windows系统适配版本，雕刻机的雕刻图文也均采用矢量图软件制作。多数计算机采用X86型CPU，其功率大，发热量大，对散热条件要求高。一般的，采用计算机控制的雕刻机多为大型雕刻机。
便携式雕刻机的应用场景一般为家用，使用者为非专业人士，所需要雕刻的形状也多种多样。在制作便携式雕刻机时，需要选择占用空间小的控制模块。MCU和PLC均有助于缩小雕刻机的体积，但MCU的软件语言为汇编语言，PLC的软件语言为梯形图，这两种软件语言与采用电子计算机软件绘制的矢量图文软件兼容性差，需要专业人士才能做到适配性转换。
Inkscape编译软件是一种现有的软件，能够将Illustrator或Photoshop制作或处理后的图像转换为CNC程序能够识别的、且与目标位置相关的G代码。现有的能够运行在Linux系统中的CNC程序用于将与目标位置相关的G代码文件编码为通讯信号，通过并口通讯地方式传输至执行器驱动器，执行器驱动器接收该通讯信号，并驱运电动机到达目标位置。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种存储有CNC程序的计算机可读介质、便携式雕刻机，以解决便携式雕刻机使用难度高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种存储有CNC程序的计算机可读介质，所述CNC程序能够在Linux系统中运行以执行以下步骤：代码读取步骤，用于读取对应于目标位置的G代码数据；解译所述G代码数据对应的目标位置信息的步骤；目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号的步骤。
优选的，所述参数控制信号用于控制步进电机驱动器，所述目标位置信息对应有多个参数控制信号，参数控制信号包括使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号。
设计一种便携式雕刻机，包括控制模块、执行模块、传动机构和雕刻刀；所述控制模块包括代码读取装置、解译装置和编译装置，所述代码读取装置用于读取对应于雕刻刀目标位置的G代码数据，所述解译装置用于解译所述G代码数据对应的目标位置信息；所述编译装置用于将所述目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号；所述执行模块包括驱动器和执行器，所述驱动器用于接收所述参数控制信号并驱动所述执行器执行对应的动作，以使所述执行器通过传动机构带动所述雕刻刀至雕刻刀目标位置。
优选的，所述控制模块包括MPU。
进一步的，所述MPU为树莓派板卡的MPU。
进一步的，所述雕刻刀为具有PWM功率控制线的激光雕刻刀，所述控制模块还包括激光雕刻刀驱动器，所述MPU能够输出PWM控制信号，所述激光雕刻刀驱动器用于接收所述PWM控制信号并控制所述激光雕刻刀输出与所述PWM信号对应的功率。
优选的，所述执行器为步进电机，所述驱动器为步进电机驱动器。
优选的，所述驱动器包括A4988芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）并口通讯包括数据信号、地址信号和控制信号，而与GPIO引脚对应的参数控制信号是不包括数据信号的，与并口通讯相比，与GPIO引脚对应的参数控制信号不需要再次解译通讯信号，可以更快的响应，同时，占用MPU的引脚更少。
（2）在Windows系统中制作的图像可以借用现有的Inkscape编译软件转换为G代码，借助Linux系统及CNC程序，能够更方便的实现图像设计与雕刻机使用的结合，与X86型架构的电子计算机相比， MPU功耗低，体积小；与MCU相比，MPU的功能更加强大，与Windows系统衔接更好。
附图说明
图1为本发明一种便携式雕刻机的控制模块的电路原理图。
图中，U1-MPU，U21-步进电机驱动器，M21-X轴步进电机，U31-步进电机驱动器，M31-Y轴步进电机，U41-步进电机驱动器，M41-Z轴步进电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：一种存储有CNC程序的计算机可读介质，所述CNC程序能够在Linux系统中运行以执行以下步骤：代码读取步骤，用于读取对应于目标位置的G代码数据；解译所述G代码数据对应的目标位置信息的步骤；目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号的步骤。
优选的，参数控制信号用于控制步进电机系统，目标位置信息对应有多个参数控制信号，参数控制信号包括使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号，步进电机驱动器接收使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号后，输出步进电机工作脉冲，步进电机在工作脉冲的作用下产生正转、反转、停止的工作状态。
该CNC程序可以应用在安装有Linux系统的MPU中，也可以烧录在树莓派板卡的MPU中，参见图1，树莓派板卡能够运行Linux系统，本实施例中，选用40引脚的树莓派板卡，其具有MPU和USB接口，USB接口便于与其它设备通讯连接。MPU的GPIO引脚分别与步进电机驱动器U21的控制引脚、步进电机驱动器U31的控制引脚、步进电机驱动器U41的控制引脚对应电连接，步进电机驱动器U21的输出端与X轴步进电机M21对应电连接，步进电机驱动器U31的输出端与Y轴步进电机M31对应电连接，步进电机驱动器U41的输出端与Z轴步进电机M41对应电连接。使用时，CNC程序用以读取对应于雕刻刀目标位置的G代码文件，并在对应的GPIO引脚输出控制信号。在本实施例中，控制信号包括步进电机驱动器的输入端所需的使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号。驱动电路用于接收控制信号并驱动执行器执行对应的动作。
实施例2：一种便携式雕刻机，包括控制模块、执行模块、传动机构和雕刻刀。
传动机构包括X轴直线运动模组、Y轴直线运动模组、Z轴直线运动模组。
执行模块包括驱动器和执行器。具体的，执行器可以包括X轴步进电机M21、Y轴步进电机M31、Z轴步进电机M41， X轴步进电机M21的输出轴与X轴直线运动模组的传动输入件传动连接，Y轴步进电机M31的输出轴与Y轴直线运动模组的传动输入件传动连接，Z轴步进电机M41的输出轴与Z轴直线运动模组的传动输入件传动连接。驱动器可以是匹配的步进电机驱动器，本例中，驱动器是步进电机驱动器，它可以包括A4988芯片。X轴步进电机M21由A4988芯片形成的步进电机驱动器U21驱动，Y轴步进电机M31由A4988芯片形成的步进电机驱动器U31驱动，Z轴步进电机M41由A4988芯片形成的步进电机驱动器U41驱动。
控制模块包括代码读取装置、解译装置和编译装置。代码读取装置用于读取对应于雕刻刀目标位置的G代码数据，例如G代码文件中的G代码数据。解译装置用于解译G代码数据对应的目标位置信息。编译装置用于将目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号。例如，步进电机驱动器驱动步进电机需要接入使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号，在图1中的MPU的引脚7用于输出对应于步进电机驱动器U21的使能电平信号，引脚12用于输出对应于步进电机驱动器U21的步进脉冲信号，引脚18用于输出对应于步进电机驱动器U21的方向电平信号。
使用时，驱动器用于接收参数控制信号并驱动所述执行器执行对应的动作，以使所述执行器通过传动机构带动所述雕刻刀至雕刻刀目标位置。本例中，参数控制信号包括使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号，步进电机驱动器接收使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号后，输出步进电机工作脉冲，步进电机在工作脉冲的作用下产生正转、反转、停止的工作状态。
优选的，雕刻刀为具有PWM功率控制线的激光雕刻刀，控制模块还包括激光雕刻刀驱动器，40引脚的树莓派板卡的第40引脚为具有PWM功能的复用引脚，当其作为PWM功能引脚使用时，能够输出PWM控制信号，激光雕刻刀驱动器的PWM引线与树莓派板卡的40引脚电连接，激光雕刻刀驱动器用于接收PWM控制信号并控制激光雕刻刀输出与PWM信号对应的功率。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种存储有CNC程序的计算机可读介质，其特征在于，所述CNC程序能够在Linux系统中运行以执行以下步骤：代码读取步骤，用于读取对应于目标位置的G代码数据；解译所述G代码数据对应的目标位置信息的步骤；目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号的步骤。
2.如权利要求1所述的存储有CNC程序的计算机可读介质，其特征在于，所述参数控制信号用于控制步进电机驱动器，所述目标位置信息对应有多个参数控制信号，参数控制信号包括使能电平信号、方向电平信号和步进脉冲信号。
3.一种便携式雕刻机，包括控制模块、执行模块、传动机构和雕刻刀；其特征在于，所述控制模块包括代码读取装置、解译装置和编译装置，所述代码读取装置用于读取对应于雕刻刀目标位置的G代码数据，所述解译装置用于解译所述G代码数据对应的目标位置信息；所述编译装置用于将所述目标位置信息编译为与GPIO引脚一一对应的参数控制信号；所述执行模块包括驱动器和执行器，所述驱动器用于接收所述参数控制信号并驱动所述执行器执行对应的动作，以使所述执行器通过传动机构带动所述雕刻刀至雕刻刀目标位置。
4.如权利要求3所述的便携式雕刻机，其特征在于，所述控制模块包括MPU。
5.如权利要求4所述的便携式雕刻机，其特征在于，所述MPU为树莓派板卡的MPU。
6.如权利要求4所述的便携式雕刻机，其特征在于，所述雕刻刀为具有PWM功率控制线的激光雕刻刀，所述控制模块还包括激光雕刻刀驱动器，所述MPU能够输出PWM控制信号，所述激光雕刻刀驱动器用于接收所述PWM控制信号并控制所述激光雕刻刀输出与所述PWM信号对应的功率。
7.如权利要求3所述的便携式雕刻机，其特征在于，所述执行器为步进电机，所述驱动器为步进电机驱动器。
8.如权利要求3所述的便携式雕刻机，其特征在于，所述驱动器包括A4988芯片。
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