用C++/C# 程式直接控制USB Mach3 CNC運動控制卡簡介
分享給想要了解Mach3及USB控制卡如何通訊的朋友參考.
Mach3 USB程式是以HID裝置類型通訊協定作為溝通管道, 因為現在Windows 作業系統都有內建支援HID裝置的驅動程式, 所以焦點只要設計PC應用程式即可, 省掉很多麻煩事情.
如果用抓封包工具程式(Wireshark 或 Bus Hound)觀察Mach3 USB封包可得知, HID報告描述元(Report)的每次輸入/輸出資料交易是以61個位元組(Byte)為單位送出或接收, 只要解析這些位元組即可直接控制USB Mach3 CNC運動控制卡, 不須Mach3介入, 這樣做的好處是可以自已設計一些人工智慧演算法(例如影像辨識)去直接控制CNC機台做自動光學檢測(AOI), 或改裝CNC成機器手等. 當然有些非Mach3 CNC控制卡廠商有推出API開發包, 應用程式直接呼叫API就更方便了, 這樣就不需要了解煩人的底層封包問題, 不過這篇是要分享給想設計類似Mach3程式或製作USB Mach3 CNC運動控制卡的人參考, 由於資料太多, 不想洗板, 我就列出部分範例提供參考.
我的CNC機器裝置配備是USB Mach3 CNC六軸連動控制卡, 螺桿Pitch=5mm, 步進驅動128細分.
解析後的封包資料如下:
基本上Reset , M code, G Code都要解碼.
(A)繼電器控制
M204/M205碼我是規劃成繼電器控制警示燈
M204 Code(Output 7 ON) :
public string[] Output = { "02 06 58 00 09 20 00 00 f0 f7 19 00 97 b1 9d 06 44 f8 19 00 00 01 00 00 9c b4 9e 06 00 00 00 00 1c f8 19 00 0c f8 19 00 10 80 9d 06 44 f8 19 00 00 01 00 00 9c b4 9e 06 1c f8 19 00 00" };
M205 Code(Output 7 OFF) :
public string[] Output = { "02 06 58 00 09 00 00 00 f0 f7 19 00 97 b1 9d 06 44 f8 19 00 00 01 00 00 9c b4 9e 06 00 00 00 00 1c f8 19 00 0c f8 19 00 10 80 9d 06 44 f8 19 00 00 01 00 00 9c b4 9e 06 1c f8 19 00 00" };
p.s. 標註的02 06 58 是M控制碼, 09 20/09 00 是On/Off作動參數.
(B)步進馬達控制
G0 Xn Code :
public string[][] G0X = {
//G0 X0
new string[]
{"02 0e 55 e6 ff 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 08 00 00 00 00 00 00 00 00 06 df 59 77 34 ef 55 77 f8 5b 38 a0 00 00 00 00 00 c0 2c 00 ff ff ff ff 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00",
"02 0e 55 b4 ff 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 08 00 00 00 00 00 00 00 00 06 df 59 77 34 ef 55 77 f8 5b 38 a0 00 00 00 00 00 c0 2c 00 ff ff ff ff 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00",
.
.
};
p.s. 標註的02 0e 55 是G0控制碼, e6 ff/b4 ff 是馬達脈衝參數.
另外值得一提的是Mach3步進馬達的脈衝控制是以圖中(G0 X5)所示的方式控制, 只要遵照斜率及內插數值就可組合出想要馬達移動的距離及速度了, 如果是六軸連動當然更複雜了!
沒圖沒真相, 最後簡單的寫了一個小程式Demo一下, 有興趣的朋友可參考一下囉!
林志強
2018-10-13 13:00:25
Brian Kuo
2018-10-13 13:23:48
您是解析USB HID 的byte array來進行驅動控制板，印象中Mach3 軟體有提供API可以直接控制。可能會更方便哦，之前有下載但一直沒時間玩。。。
感謝您的分享哦~ 謝謝您
蘇炳文
2018-10-13 13:37:38
感謝分享，以前都用wireshark抓Ethernet封包觀看Internet的protocol，現在才知道也可以抓USB封包，太好用了。
Kenny Plus
2018-10-13 15:01:18
Suadia Wu
2018-10-13 17:53:26
廖元佑
2018-10-14 08:55:55
李大熊
2018-11-03 00:13:00
