免责声明：激光是极其危险的设备。它们会立即引起火灾并永久性损害您的视力。请在使用前阅读并理解与您的激光器相关的所有文档。Grbl 项目不对固件可能导致的任何损坏或问题负责，如其 GPL 许可证所定义。

本文档概述了 Grbl 如何改变其新激光模式的运行条件以提供改进的性能并尝试强制执行一些基本的用户安全预防措施。

激光模式概述

默认 Grbl 操作和激光模式之间的主要区别在于主轴/激光输出如何通过所涉及的运动进行控制。每次改变主轴状态M3 M4 M5或主轴速度Sxxx时，Grbl 都会停下来，让主轴改变，然后继续。这是铣床主轴的正常操作程序。它需要时间来改变速度。

但是，如果激光在每次更换主轴时都像这样启动和停止，则会导致烧焦和切割/雕刻不均匀！Grbl 的新激光模式尽可能防止不必要的停止，并添加了一种新的动态激光功率模式，该模式可根据与编程速率相关的当前速度自动缩放功率。因此，即使在低加速度机器上，您也可以获得超级干净利落的效果！

启用或禁用 Grbl 的激光模式很容易。只需更改32 美元的Grbl 设置。

• 启用：向 Grbl 发送$32=1命令。
• 禁用：向 Grbl 发送$32=0命令。

警告：如果您从激光模式切换回用于铣削的主轴，则必须通过向 Grbl 发送命令来禁用激光模式$32=0。铣削操作需要主轴达到正确的转速才能正确切割并确保安全，有助于防止工具折断和到处乱扔金属碎片。禁用激光模式后，Grbl 将在任何主轴速度或状态更改时短暂暂停，让主轴有机会在继续之前加快速度。

激光模式操作

启用激光模式后，Grbl 通过改变来自主轴 PWM D11 引脚的0-5V电压来控制激光功率。0V应视为禁用，而5V是全功率。还假设中间输出电压与激光功率成线性关系，例如2.5V大约是激光功率的 50%。（存在一个编译时选项，可以将此线性模型转换为从非零电压开始。）

默认情况下，主轴 PWM 频率为1kHz，这是大多数当前 Grbl 兼容激光系统的推荐 PWM 频率。如果需要不同的频率，可以通过编辑cpu_map.h文件来更改。

激光通过M3主轴 CW 和M4主轴 CCW 命令启用。这些使两种不同的激光模式成为可能，每种激光模式由于不同的原因而具有优势。

• M3恒定激光功率模式：
  • 恒定激光功率模式只是将激光功率保持在编程状态，无论机器是在移动、加速还是停止。这提供了更好的激光状态控制。使用良好的 G 代码程序，可以在更难加工的材料中实现更一致的切割。
  • 为了在恒定功率模式下进行干净的切割并防止烧焦M3，最好在要切割的线周围添加引入线和引出线运动，以便为机器加速和减速留出一些空间。
  • 注：M3可用于保持激光聚焦。
• M4动态激光功率模式：
  • 动态激光功率模式将根据相对于编程速率的当前速度自动调整激光功率。它基本上确保了沿切割的激光能量的量是一致的，即使机器可能停止或主动加速。这对于通过 CAM 程序通过各种 G 代码生成方法在简单材料上进行干净、精确的雕刻和切割非常有用。它通常会运行得更快，并且可能是您需要使用的全部。
  • Grbl 基于激光功率与速度和材料呈线性关系的假设来计算激光功率。通常情况并非如此。激光可以在不同的功率水平下进行不同的切割，并且某些材料在特定的速度和/功率下可能无法很好地切割。简而言之，这意味着动态功耗模式可能不适用于所有情况。在将其与新材料或机器一起使用之前，请务必先进行测试。
  • 不运动时，M4动态模式会关闭激光。它仅在机器移动时打开。这通常使激光操作起来更安全，因为与 不同，如果您停止并忘记及时关闭M3，它永远不会在您的桌子上烧出一个洞。M3

下面描述的是启用激光模式时对 Grbl 的操作更改。请仔细阅读并充分理解它们，因为没有什么比车库火灾更糟糕的了。

• 当使用新的主轴速度（激光功率）进行编程时，Grbl 将通过连续的S运动命令连续移动。主轴 PWM 引脚将通过每个运动即时更新，而不会停止。
  • 示例：以下一组 g 代码命令在启用激光模式时不会在每个命令之间暂停，但在禁用时会暂停。

     G1 X10 S100 F50
     G1 X0 S90
     G2 X0 I5 S80
    

  • 在某些情况下，Grbl 将强制执行激光模式运动停止。主要是为了确保更改与 G 代码程序保持同步。
    • 任何M3,,M4主轴M5状态改变。
    • M3仅且未编程运动：S主轴速度变化。
    • M3仅且未编程运动：G1 G2 G3激光供电状态变为G0 G80激光禁用状态。
    • 注意：除了主轴状态改变M4外，不会停止。
• 只有当 Grbl 处于G1、G2或G3运动模式时，激光才会打开。
  • 换句话说，G0快速运动模式或G38.x探测周期永远不会打开并始终禁用激光器，但仍会更新运行模式状态。当更改为G1 G2 G3模态状态时，Grbl 将根据当前运行状态立即启用激光器。
  • 请记住，这G0是上电和重置时的默认运动模式。如果您想手动打开激光，您需要将其更改为G1、G2或。G3这是严格的安全措施。
  • 示例：G0 M3 S1000不会打开激光器，但会将激光器模态状态设置为M3已启用且功率为S1000。随后的G1命令将立即设置为M3和S1000。
  • 要在点动运动期间为激光器供电，首先启用有效的运动模式和主轴状态。以下点动动作将继承并保持之前的激光状态。请谨慎使用。这种能力主要是允许以非常低的功率打开激光，以使用激光点微动并明显定位作业的起始位置。
• 主轴S0速度为零将关闭激光。当使用有效的激光运动进行编程时，Grbl 将立即禁用激光，而不会在该运动和未来运动的持续时间内停止，直到设置大于零。
  • M3恒定激光模式，这是关闭激光功率的好方法，同时在G1激光运动和G0快速运动之间连续移动而不必停止。G1 S0在运动之前编写一个短运动G0，并在之后立即命令一个G1 Sxxx运动返回切割。

CAM 开发人员实施说明

TODO：添加一些关于如何为 Grbl 编写激光 g 代码的建议。

• 使用M3恒定激光功率模式时，尽可能避免在工作期间出现力同步情况。基本上每次主轴速度变化都必须伴随有效运动。任何运动都很好，因为 Grbl 会根据模态状态自动启用和禁用激光。在此模式下和作业中间，避免使用不带轴字的G0and命令。G1
• 通过在没有主轴状态命令的情况下打开和关闭激光来确保整个过程中的平稳运动M3 M4 M5。有两种方法可以做到这一点：
  • 编制一个零主轴速度S0：S0是有效的 G 代码并在不改变主轴状态的情况下关闭主轴/激光。在激光模式下，Grbl 将通过连续运动平稳移动并关闭主轴。S相反，您可以打开主轴速度大于零的激光。请记住，M3恒功率模式要求任何主轴速度S变化都用运动编程以允许连续运动，而M4动态功率模式则不需要。
  • 在动力运动之间编程无动力运动：如果您在光栅作业的不需要激光供电的部分之间穿行，请在G0它们之间编程快速。G0强制激光自动禁用。最后编程的主轴速度不会改变，所以如果一个有效的动力运动，比如G1之后执行，它会在执行该运动时立即以最后编程的主轴速度重新为激光器供电。