GRBL是一个开源的嵌入式CNC雕刻机框架， 可以直接在Arduino / STM32这类MCU上运行. 内置标准的GCode解析器, 针对有限的单片机资源做了很多的底层优化，是一个高性能低成本的运动控制方案。 另外，其运动规划框架具有极高的学习价值。 因为代码质量比较高，容易对其进行裁剪/自定义运动学算法, 因此也被广泛的用于其他的开源机器人， 例如画图机器人/机械手臂等等.

　　本文将介绍几款经典的基于Arduino运动控制框架的GRBL/Marlin的开源机器人(共10款)，并根据其结构进行分类， 同时也会对我接触过的几款机器人做一下技术方案的介绍。 涉及的机器人结构包括XYZ结构, CoreXY结构， Scara结构.

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　　XYZ结构广泛的应用于CNC雕刻机/激光雕刻机/切割机/绘图机器人/3D打印机等。 , X轴Y轴Z轴分别用三个滑台/丝杆控制， 三个轴之间相对独立，不发生耦合关系。 优点就是精度高，在进行运动规划的时候，步进的步数跟滑台的位置之间的关系就是简单的线性关系, 不需要频繁做正逆向运动学， 计算量比较小。

　　在学习阶段，尤其是学习GRBL的使用或者做轨迹规划实验的时候， 建议大家使用绘图机器人来入门。 原因如下：

　　安装教程 项目主页有安装视频教程, 另外还有配套了40页的PDF安装教程， 不过是付费的 $10

　　与传统XYZ结构不同，CoreXY 是一种仅使用一根同步带就可以控制末端在XY两个方向运动的结构，非常巧妙。

　　CoreXY结构无论是移动X轴或者是移动Y轴，都需要两个步进电机同时配合运动, 所以是一种并联结构.

　　相对于XYZ结构, CoreXY结构相对紧凑，工作空间更大一些。 同时因为CoreXY结构可以令两个两个步进都固定， 所以末端的惯性就小， 可以更快的速度进行运动.

　　大鱼DIY的这个视频，在B站上非常火， 在B站上是顶流， 拥有81W的播放量。同时也是做了非常详细的视频教程, 开源精神万岁.

　　这款机械臂作者没有给他起名字，用作者的名字来命名. 目前为止，生态最好，做的最完善的一款。 如果你想玩机械臂的话， 就从这款机械臂开始玩吧。 作者的设计是基于ftobler设计的版本做的改进，RobotArm by ftobler - Thingiverse旧版的图片如下:

　　在原来的基础上，做了机械结构的改进， 改为同步带传动, 加上了第四轴， 同时也做了大量的内容生态, 同时现在仍然生机勃勃. 机械臂基于Marlin 2.0做的配置修改， 内置运动学算法。 做的比较完善。 从效果视频来看， 高速运动的时候，机械臂仍然可以保持稳定, 可以

　　DArm是15年的一个开源项目, 作者是廖洽源 Liao Qiayuan , 毕业于广东工业大学 机械电子工程。

　　我在19年跟Sipeed合作的时候，也写过GRBL版本的DArm固件， 我的好朋友小峰也帮我优化过它的结构。 机械臂的臂展比较大， 连杆使用了圆柱管材， 减少了3D打印的部分， 成本比较低. 但是这种圆形管材的设计也会导致连接件易松动，进而影响连杆长度参数， 末端也会产生一定程度的歪斜, 难以保证末端的精度。同时对装配的要求也会比较高。 亮点是作者提供了开源的Solidworks工程， 大家如果要复现的话，可以把圆柱杆替换为板材。总体来讲，如果对工作区要求不高的线sffactory 机械臂。

　　UArm方案， 比较有亮点的地方是， 将步进电机+减速齿轮 + 霍尔IC编码器AS5600 (I2C接口)做到了一起， 磁铁是粘贴到减速齿的轴上的. 这样在机械臂上电的时候，主控就可以知道机械臂各个关节的绝对位置了， 所以UArm没有Homing的过程. 这样做的另外一个好处就是， UArm可以给步进电机卸力， 然后通过实时的采集编码器的角度信息， 完成拖动示教。 大家如果用步进电机+减速同步带的方案的时候， 也可以参考类似的做法， 在减速输出轴的位置添加磁铁跟霍尔IC编码器.

　　闭环步进. 在运行过程中，主控不会主动的去查询更新当前编码器的角度，如果步进电机在运动过程中产生了丢步的情况, 不会做任何的补偿/处理， AS5600霍尔IC编码器的用途只出现在Homing的时候。

　　没有深入针对当前的机型去定制GRBL的固件，使用的是标准的GRBL固件， 使用方式仅局限于示教.