LinuxCNC на Raspberry Pi: Как обеспечить работу

Если вы хотите улучшить и упростить свой самодельный ЧПУ с помощью LinuxCNC, то Raspberry Pi 4 — ваш друг.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и другие технологии субтрактивного производства уже много лет оказывают фундаментальное влияние как на профессиональные, так и на домашние мастерские. Программное обеспечение с открытым исходным кодом, такое как LinuxCNC, способствовало этому росту, упростив энтузиастам создание собственных станков с ЧПУ с помощью обычного компьютерного оборудования. LinuxCNC предоставляет пользователям интерфейс управления для доступа к файлам G-кода или для прямого ввода команд на станок с ЧПУ.

Хотя большинство станков с ЧПУ используют G-код, схожий с G-кодом 3D-принтеров, работающих по методу моделирования с использованием метода FDM, LinuxCNC поддерживает станки с ЧПУ, имеющие до девяти осей движения, что существенно отличает их от обычных 3D-принтеров, работающих по методу FDM.

Raspberry Pi не нуждается в представлении. Использование LinuxCNC в паре с Raspberry Pi 4 может стать отличным недорогим инструментом для управления станком с ЧПУ. Программное обеспечение имеет готовую версию платформы на базе Raspberry OS, что позволяет использовать Pi 4 для удаленного управления и взаимодействия со станком с ЧПУ.

В этой статье мы рассмотрим общий набор инструкций, спецификацию материалов и справочные ресурсы, с которыми следует ознакомиться, если вы собираетесь использовать Pi 4 для создания маршрутизатора под управлением LinuxCNC.

Требование

Для установки LinuxCNC на Raspberry Pi требуется следующее:

• Raspberry Pi 4 (рекомендуется 8 ГБ оперативной памяти)
• Карта памяти MicroSD объемом 8 ГБ или более
• Компьютер с ОС Windows, Mac или Linux для прошивки операционной системы LinuxCNC на карту MicroSD
• Станок с ЧПУ, с которым вы знакомы (т.е. хорошо понимаете его работу или у вас есть справочная документация)
• USB-кабель или интерфейсная плата для подключения Raspberry Pi 4 к станку с ЧПУ (тип кабеля зависит от типа станка с ЧПУ).

Хотя общий процесс установки LinuxCNC может работать и на более старых моделях Pi, лучше всего придерживаться Pi 4, как это рекомендовано требованиями к настройкам LinuxCNC и сообществом. Пользователи форума сообщают о неоднозначных результатах работы с более старыми моделями Raspberry Pi.

Установка и настройка

Как и при установке других операционных систем на Raspberry Pi, настройку и использование LinuxCNC лучше поручить тем, кто хорошо знаком с терминалом Linux. Тем не менее, настройка является достаточно простым процессом:

1. Опираясь на официальные инструкции LinuxCNC, скачайте и залейте Raspberry Pi OS или Raspberry Pi OS Lite на карту памяти MicroSD.
2. Если вы не планируете подключать к станку Pi CNC монитор, мышь и клавиатуру, следуйте официальным инструкциям, чтобы включить SSH для работы с удаленным рабочим столом.
3. Подключите Pi 4 к станку с ЧПУ с помощью интерфейсного кабеля, необходимого для данного станка.
4. Запустите мастер Stepconf для настройки LinuxCNC на станке. Основные настройки мастера просты, однако существует множество дополнительных опций, которые могут потребоваться для настройки программы на корректное взаимодействие со станком с ЧПУ.
5. После того как все настроено, можно приступать к запуску программы управления ЧПУ. Для большинства пользователей это означает запуск либо программы Axis, которая предназначена для работы с мышью и клавиатурой, либо программы GMOCCAPY, которая предназначена для пользователей, планирующих установить на свой Pi 4 сенсорный экран.

Рекомендации и альтернативные подходы

Рекомендации

Использование LinuxCNC должно быть знакомо тем, кто уже установил OctoPrint на свой 3D-принтер. На канале Delta Gear на Vimeo есть полезный видеоролик, демонстрирующий общий процесс работы с LinuxCNC, который похож на подготовку модели для 3D-принтера.

В общем процессе работы с LinuxCNC сначала необходимо подготовить файл G-кода во внешней программе, затем открыть его в LinuxCNC. Далее необходимо подготовить станок к фрезерованию, а затем использовать LinuxCNC для контроля процесса фрезерования.

Кроме того, пользовательский интерфейс может быть несколько сложным для восприятия, поэтому наличие под рукой PDF-копии справочного руководства облегчит Вам жизнь при попытке определить, за что отвечают те или иные инструменты.

Альтернативные подходы

Если у вас нет Raspberry Pi 4, компания Newfangled Solutions предлагает две платные программы, которые можно использовать на стандартном ПК X86-64 под управлением Windows. Первая программа — Mach3 — предназначена для управления старыми станками с ЧПУ, использующими параллельный порт для связи.

Вторая — Mach4 — является развитием Mach3 и представляет собой расширяемый интерфейс на основе плагинов для подключения к различным станкам. Покупатели Mach3 или Mach4 получают бесплатную поддержку по электронной почте и могут узнать больше об их продуктах на канале YouTube.

В качестве альтернативы, если у вас нет свободного ПК с Windows или дополнительного Pi 4, вы можете запустить LinuxCNC с помощью одноплатного компьютера BeagleBone (SBC). В официальном руководстве есть инструкции по настройке LinuxCNC на BeagleBone и некоторые пользователи сообщали об успешной настройке LinuxCNC с его помощью.

Вывод

В целом, установка LinuxCNC достаточно проста. Сложность для большинства заключается в том, чтобы определить, каким методом LinuxCNC должен взаимодействовать с машиной и как лучше настроить LinuxCNC для работы с этим методом. Порой это может оказаться нелегкой задачей из-за огромного количества и порой противоречивых различий между документацией и вики-сайтом LinuxCNC.

Будущим пользователям лучше всего начать с официальных системных требований LinuxCNC, чтобы убедиться, что Ваше оборудование совместимо с программой. Серия видеороликов LinuxCNC для любителей от MyHeap на YouTube также является хорошим местом для начала работы и изучения основных концепций настройки и работы с LinuxCNC. Кроме того, форум LinuxCNC и ветка Reddit могут быть полезны для более конкретных вопросов по аппаратному обеспечению.