-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 37
/
laserengraver
executable file
·253 lines (203 loc) · 11.2 KB
/
laserengraver
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
#!/usr/bin/env python
################################################################################################
# #
# G code interpreter and executer for 2D CNC laser engraver using Raspberry Pi #
# Xiang Zhai, Oct 1, 2013 #
# zxzhaixiang at gmail.com #
# #
# Modifications for terminal interface and Use with GCodeTools by Ian D. Miller #
# Jan 7,2014 http://www.pxlweavr.com #
# info [at] pxlweavr.com #
# For instruction on how to build the laser engraver and operate the codes, please visit #
# funofdiy.blogspot.com #
# #
################################################################################################
import RPi.GPIO as GPIO
import Motor_control
from Bipolar_Stepper_Motor_Class import Bipolar_Stepper_Motor
import time
from numpy import pi, sin, cos, sqrt, arccos, arcsin
import argparse
################################################################################################
################################################################################################
################# ###################################################
################# Parameters set up ###################################################
################# ###################################################
################################################################################################
################################################################################################
parser = argparse.ArgumentParser(description="RPi Controlled Laser Engraver")
group = parser.add_mutually_exclusive_group(required=True)
group.add_argument("-f", "--filepath", help="Path to GCode file")
group.add_argument("-m", "--manual", action="store_true", help="Manually control printer")
parser.add_argument("-s", "--speed", type=float, help="Engraving speed (mm/sec)")
args = parser.parse_args()
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
MX=Bipolar_Stepper_Motor(22,18,24,26); #pin number for a1,a2,b1,b2. a1 and a2 form coil A; b1 and b2 form coil B
MY=Bipolar_Stepper_Motor(10,8,12,16);
Laser_switch=3;
dx=0.075; #resolution in x direction. Unit: mm
dy=0.075; #resolution in y direction. Unit: mm
if (args.speed > 0):
Engraving_speed=args.speed; #unit=mm/sec=0.04in/sec
else:
Engraving_speed=0.1; #unit=mm/sec=0.04in/sec
#######B#########################################################################################
################################################################################################
################# ###################################################
################# Other initialization ###################################################
################# ###################################################
################################################################################################
################################################################################################
GPIO.setup(Laser_switch,GPIO.OUT);
GPIO.output(Laser_switch,False);
speed=Engraving_speed/min(dx,dy); #step/sec
engraving = False
################################################################################################
################################################################################################
################# ###############################################
################# G code reading Functions ###############################################
################# ###############################################
################################################################################################
################################################################################################
def XYposition(lines):
#given a movement command line, return the X Y position
xchar_loc=lines.index('X');
i=xchar_loc+1;
while (47<ord(lines[i])<58)|(lines[i]=='.')|(lines[i]=='-'):
i+=1;
x_pos=float(lines[xchar_loc+1:i]);
ychar_loc=lines.index('Y');
i=ychar_loc+1;
while (47<ord(lines[i])<58)|(lines[i]=='.')|(lines[i]=='-'):
i+=1;
y_pos=float(lines[ychar_loc+1:i]);
return x_pos,y_pos;
def IJposition(lines):
#given a G02 or G03 movement command line, return the I J position
ichar_loc=lines.index('I');
i=ichar_loc+1;
while (47<ord(lines[i])<58)|(lines[i]=='.')|(lines[i]=='-'):
i+=1;
i_pos=float(lines[ichar_loc+1:i]);
jchar_loc=lines.index('J');
i=jchar_loc+1;
while (47<ord(lines[i])<58)|(lines[i]=='.')|(lines[i]=='-'):
i+=1;
j_pos=float(lines[jchar_loc+1:i]);
return i_pos,j_pos;
def moveto(MX,x_pos,dx,MY,y_pos,dy,speed,engraving):
#Move to (x_pos,y_pos) (in real unit)
stepx=int(round(x_pos/dx))-MX.position;
stepy=int(round(y_pos/dy))-MY.position;
Total_step=sqrt((stepx**2+stepy**2));
if Total_step>0:
if engraving == False: #fast movement
print 'No Laser, fast movement: Dx=', stepx, ' Dy=', stepy;
Motor_control.Motor_Step(MX,stepx,MY,stepy,100);
else:
print 'Laser on, movement: Dx=', stepx, ' Dy=', stepy;
Motor_control.Motor_Step(MX,stepx,MY,stepy,speed);
return 0;
def laseron(): #When laser is turned on for the first time, pause a bit
global engraving
if (engraving == False):
engraving = True
GPIO.output(Laser_switch,True);
time.sleep(1)
###########################################################################################
###########################################################################################
################# ###############################################
################# Main program ###############################################
################# ###############################################
###########################################################################################
###########################################################################################
try:#read and execute G code
if (args.manual == False):
filename=args.filepath; #file name of the G code commands
for lines in open(filename,'r'):
if lines==[]:
1; #blank lines
elif lines[0:3]=='G90':
print 'start';
elif lines[0:3]=='G20':# working in inch;
dx/=25.4;
dy/=25.4;
print 'Working in inch';
elif lines[0:3]=='G21':# working in mm;
print 'Working in mm';
elif lines[0:3]=='M05':
GPIO.output(Laser_switch,False);
print 'Laser turned off';
elif lines[0:3]=='M03':
laseron()
print 'Laser turned on';
elif lines[0:3]=='M02':
GPIO.output(Laser_switch,False);
print 'finished. shuting down';
break;
elif (lines[0:3]=='G1F')|(lines[0:4]=='G1 F'):
1;#do nothing
elif (lines[0:3]=='G00')|(lines[0:3]=='G1 ')|(lines[0:3]=='G01'):#|(lines[0:3]=='G02')|(lines[0:3]=='G03'):
if (lines.find('X') != -1 and lines.find('Y') != -1): #Ignore lines not dealing with XY plane
#linear engraving movement
if (lines[0:3]=='G00'):
GPIO.output(Laser_switch,False);
engraving=False;
else:
laseron()
[x_pos,y_pos]=XYposition(lines);
moveto(MX,x_pos,dx,MY,y_pos,dy,speed,engraving);
elif (lines[0:3]=='G02')|(lines[0:3]=='G03'): #circular interpolation
if (lines.find('X') != -1 and lines.find('Y') != -1 and lines.find('I') != -1 and lines.find('J') != -1):
laseron()
old_x_pos=x_pos;
old_y_pos=y_pos;
[x_pos,y_pos]=XYposition(lines);
[i_pos,j_pos]=IJposition(lines);
xcenter=old_x_pos+i_pos; #center of the circle for interpolation
ycenter=old_y_pos+j_pos;
Dx=x_pos-xcenter;
Dy=y_pos-ycenter; #vector [Dx,Dy] points from the circle center to the new position
r=sqrt(i_pos**2+j_pos**2); # radius of the circle
e1=[-i_pos,-j_pos]; #pointing from center to current position
if (lines[0:3]=='G02'): #clockwise
e2=[e1[1],-e1[0]]; #perpendicular to e1. e2 and e1 forms x-y system (clockwise)
else: #counterclockwise
e2=[-e1[1],e1[0]]; #perpendicular to e1. e1 and e2 forms x-y system (counterclockwise)
#[Dx,Dy]=e1*cos(theta)+e2*sin(theta), theta is the open angle
costheta=(Dx*e1[0]+Dy*e1[1])/r**2;
sintheta=(Dx*e2[0]+Dy*e2[1])/r**2; #theta is the angule spanned by the circular interpolation curve
if costheta>1: # there will always be some numerical errors! Make sure abs(costheta)<=1
costheta=1;
elif costheta<-1:
costheta=-1;
theta=arccos(costheta);
if sintheta<0:
theta=2.0*pi-theta;
no_step=int(round(r*theta/dx/5.0)); # number of point for the circular interpolation
for i in range(1,no_step+1):
tmp_theta=i*theta/no_step;
tmp_x_pos=xcenter+e1[0]*cos(tmp_theta)+e2[0]*sin(tmp_theta);
tmp_y_pos=ycenter+e1[1]*cos(tmp_theta)+e2[1]*sin(tmp_theta);
moveto(MX,tmp_x_pos,dx,MY, tmp_y_pos,dy,speed,True);
else: #Manual Control Mode
while True:
xsteps = int(raw_input("X Stepper Steps: "))
ysteps = int(raw_input("Y Stepper Steps: "))
laservar = int(raw_input("Laser state (1 on, 0 off): "))
GPIO.output(Laser_switch,laservar)
if (xsteps > 0):
MX.move(1,abs(xsteps),0.01)
else:
MX.move(-1,abs(xsteps),0.01)
if (ysteps > 0):
MY.move(1,abs(ysteps),0.01)
else:
MY.move(-1,abs(ysteps),0.01)
except KeyboardInterrupt:
pass
GPIO.output(Laser_switch,False); # turn off laser
moveto(MX,0,dx,MY,0,dy,50,False); # move back to Origin
MX.unhold();
MY.unhold();
GPIO.cleanup();