本書是一本從工程實踐角度介紹Grbl技術(shù)的書籍，以3D打印機為應用對象，以Grbl為控制核心，全面介紹基于Grbl、proteus、MCD等軟件平臺的三坐標設(shè)備全軟件運動控制仿真，特別是在虛擬機電系統(tǒng)仿真軟件MCD的不同通信方法、Grbl上位機開發(fā)和Thor開源機器人的應用方面具有重要的參考價值。本書主要內(nèi)容包括CNC基礎(chǔ)知識、Grbl的基本原理、AVR-LIBC基礎(chǔ)、解析Grbl代碼、上位機編程、基于MCD的虛擬CNC仿真、Grbl在機器人上的應用等。本書旨在幫助讀者快速熟悉Grbl的使用、程序代碼和HMI開發(fā)，掌握機電設(shè)備的虛擬調(diào)試和開發(fā)過程。 本書適合CNC、機器人和數(shù)控設(shè)備等領(lǐng)域的科研人員，高等院校機電類相關(guān)專業(yè)本科生、研究生，以及相關(guān)技術(shù)愛好者和工程技術(shù)人員參考學習。
2005—2018年工作于哈爾濱工程大學，2018年至今工作于黑龍江大學，從事機電教學研究工作多年。
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 20
2.4 駐車、回參考點（回零）和探測 30
2.5系統(tǒng)命令 32
2.6錯誤代碼 41
2.7報警代碼 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定時器/計數(shù)器 49
3.2.1 定時器模式 49
3.2.2 定時器0 51
3.2.3 定時器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 上位機編程 207
5.1 簡單通信 207
5.2 流控制通信 207
5.3 上位機程序示例 211
5.3.1 開源及商業(yè)程序 211
5.3.2 自開發(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機械模型的聯(lián)合仿真 249
6.5.1 基于簡單 MCD機械模型的聯(lián)合仿真 249
6.5.2 基于復雜 MCD機械模型的聯(lián)合仿真 252
第七章 Grbl應用 259
7.1 Grbl的編譯與燒錄 259
7.2 Grbl硬件連接 261
7.3上位機控制軟件 265
7.4Thor開源機器人 269
參考文獻 272
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