GRBL-Grundlagen

Genug GRBL, um einen Laser zu steuern. Die wichtigsten Befehle, Zustände und Einstellungen.

GRBL ist die Open-Source-Firmware, die auf den meisten Diodenlaser- und kleinen CO2-Lasersteuerungen läuft. Beam Bench kommuniziert über eine serielle Verbindung damit. Sie müssen GRBL nicht eingehend verstehen, um Beam Bench zu verwenden, aber die Situationen, in denen Sie es benötigen (Fehlersuche, Kalibrierung, Wiederherstellung nach einem Alarm), sind leichter zu bewältigen, wenn Sie die Grundlagen kennen.

Das Modell

GRBL ist ein Streaming-Interpreter. Der Host (Beam Bench oder das Bedienfeld Konsole) sendet jeweils eine G-Code-Zeile. GRBL analysiert, plant, führt jede Zeile aus und bestätigt sie mit ok oder error:N.

GRBL hat einen Maschinenzustand:

Zustand	Bedeutung
`Idle`	Bereit für Befehle.
`Run`	Führt eine Bewegung aus.
`Hold`	Mitten in einer Bewegung angehalten. Mit `~` fortsetzen.
`Jog`	Führt einen Jog aus (spezielle, nicht gestreamte Bewegung).
`Alarm`	Etwas ist schiefgelaufen: Endschalter ausgelöst, Soft-Limit usw. Bewegungen sind erst nach dem Löschen möglich.
`Door`	Sicherheitstür ist geöffnet.
`Check`	Trockenlaufmodus; analysiert, führt aber keine Bewegung aus.
`Home`	Referenzfahrt wird ausgeführt.
`Sleep`	Ruhezustand.

Diese Zustände werden in der Verbindungsleiste von Lasersteuerung angezeigt.

Echtzeitbefehle

Eine Handvoll Einzelzeichenbefehle umgehen den Parser. Sie werden sofort ausgeführt und nicht in die Warteschlange gestellt:

Zeichen	Aktion
`?`	Statusabfrage (gibt Position, Zustand zurück).
`~`	Fortsetzen / Zyklusstart.
`!`	Vorschub anhalten (Pause).
`^X` (`Ctrl+X`-Byte)	Soft-Reset.

Beam Bench verwendet diese intern; die Schaltflächen Pause und Stopp senden ! bzw. einen Reset.

`$`-Einstellungen

GRBL speichert die Konfiguration im EEPROM; der Zugriff erfolgt über $-Einstellungen. Häufig verwendete Einstellungen:

Einstellung	Bedeutung
`$0`	Schrittimpuls, Mikrosekunden.
`$10`	Statusberichtmaske.
`$20-$23`	Soft-/Hardware-Limits, Referenzfahrt.
`$30`	Maximaler S-Wert für Spindel / Laser.
`$31`	Minimaler S-Wert für Spindel / Laser.
`$32`	Lasermodus.
`$100-$102`	Schritte/mm für X / Y / Z.
`$110-$112`	Maximale Geschwindigkeit (mm/min) für X / Y / Z.
`$120-$122`	Beschleunigung (mm/s²).
`$130-$132`	Maximaler Verfahrweg für X / Y / Z (für Soft-Limits verwendet).

Geben Sie im Bedienfeld Konsole mit $$ alle Einstellungen aus. Behalten Sie für $30 den aktuellen Wert bei, sofern die Controller-Dokumentation keinen anderen maximalen S-Wert vorgibt. Die Zeile $30=… ist eine Vorlage: Ersetzen Sie die Auslassungspunkte durch diesen dokumentierten Wert und fügen Sie die Zeile nicht unverändert ein. Setzen Sie den Max. S-Wert in den Geräteeinstellungen auf denselben Wert.

Eine vollständige Liste finden Sie in der Referenz der Dollar-Einstellungen.

Lasermodus (`$32`)

$32=1 aktiviert den GRBL-Lasermodus. Bewegungsskalierte Leistung erfordert zusätzlich dynamische M4-Ausgabe. Mit $32=1 und M4 skaliert GRBL die Laserleistung beim Abbremsen und Beschleunigen der Motoren; eine Ausgabe mit konstanter Leistung über M3 bleibt während der Bewegung bei der vorgegebenen Leistung.

Aktivieren Sie für Gravuren mit dynamischer Leistung $32=1 und verwenden Sie M4. Wenn im aktiven Maschinenprofil Konstante Leistung (M3) ausgewählt ist, wird die Leistung nicht mit der Bewegung skaliert.

Fehler- und Alarmcodes

Wenn GRBL error:N oder alarm:N zurückgibt, sagt Ihnen die Nummer, was passiert ist. Häufige Codes:

Code	Typ	Bedeutung
`error:1`	Fehler	Erwarteter Befehlsbuchstabe.
`error:2`	Fehler	Ungültiges Zahlenformat.
`error:9`	Fehler	G-Code während des Alarmzustands gesperrt.
`error:20`	Fehler	Nicht unterstützter Befehl.
`alarm:1`	Alarm	Hardware-Limit ausgelöst.
`alarm:9`	Alarm	Referenzfahrt fehlgeschlagen.

Siehe Fehlerbehebung für GRBL-Fehlercodes.

Referenzfahrt und Entsperren

$H führt die Referenzfahrt aus (Bewegung zu den Endschaltern). Nach der Referenzfahrt weiß die Maschine, wo sich 0,0 befindet.

Im Alarmzustand verweigert die Maschine jede Bewegung. Löschen Sie den Zustand mit $X (entsperren). Das Bedienfeld Bewegen von Beam Bench verfügt über eine Schaltfläche Entsperren, die dies ausführt.

Auftragsplatzierung mit Starten von und Job-Ursprung

Die Steuerelemente Starten von und Job-Ursprung von Beam Bench übersetzen die geplante Geometrie vor der G-Code-Ausgabe zum ausgewählten Anker. Absolute Koordinaten verwendet die Arbeitsbereichskoordinaten des Entwurfs, Aktuelle Position verankert ihn an der aktuellen Kopfposition und Benutzerursprung am gespeicherten Benutzerursprung.

Beim normalen Auftragsstart wird für diese Platzierungsmodi kein G92 ausgegeben. Verwenden Sie die Steuerelemente in der Lasersteuerung und lesen Sie Job-Ursprung und Arbeitsbereichsursprung für das vollständige Platzierungsmodell.

So handhabt Beam Bench dies

Beam Bench kapselt all dies. Im normalen Betrieb sehen Sie GRBL nicht direkt. Über das Bedienfeld Konsole können Sie bei Bedarf mit GRBL kommunizieren. Das Panel Verbindungsdiagnose zeigt zur Fehlersuche den unverarbeiteten TX/RX-Datenverkehr und den Verbindungsstatus.