AppRobotDriver

Dieses Projekt empfängt G-Code und Robotersteuerbefehle, berechnet Inverse Kinematik für einen mehrgliedrigen Roboterarm und leitet die resultierenden Achsenbefehle an mehrere GRBL/FluidNC-Telnet-Sender weiter.

Architektur

• startRobot.js startet zwei HTTPS-Server:
  • Eingabe-Server + WebSocket für G-Code und Steuerbefehle
  • Info-Server für Status, Position und einfache Weboberfläche
• server/InputWS.js empfängt Nachrichten von WebSocket-Clients, prüft sie auf G-Code oder Datei-Kommandos und gibt Positionsdaten zurück.
• robot/GCode.js verarbeitet G-Code, übersetzt ihn in Roboter-Koordinaten und triggert robot.sendCommand().
• robot/Robot.js führt die Inverse Kinematik aus und berechnet Motorwinkel sowie optionale Motor-Geschwindigkeiten.
• robot/TelnetSenderGRBL.js formatiert die Motor-Positionen in GRBL-kompatible Befehle und sendet sie per Telnet an einen Zielcontroller.

Eingaben

Die Eingaben kommen per WebSocket an den HTTPS-Server und werden in server/InputWS.js verarbeitet.

Unterstützte Nachrichten

• Ping
  • Antwort: Wird zurück an alle verbundenen Clients gesendet.
• M114
  • Antwort: Positionsdaten des Roboters im JSON-Format.
• G-Code-Befehle:
  • G90, G91, G1, G28, G92
  • Messungen in X, Y, Z, A, B, C, E, F
  • M1 für direkte Motor-Koordinaten
• Datei-Kommandos:
  • FPoint, FPlus, FMinus, FFirst, FLast, FShow, FList, FLoad <file>, FSave <file>, FClear
  • M20, M23, M28, M29

G-Code-Verarbeitung

• GCode.receiveGCode(robot, message)
  • Gruppiert Zeilen, unterstützt Inline-Jogging ($J=)
  • Schaltet zwischen absoluter und relativer Koordinatenverarbeitung
  • Aktualisiert Position und Winkel im robot-Objekt
  • Führt inverse Kinematik aus mit robot.calculateAngles3D()
  • Sendet das Ergebnis an robot.sendCommand()

Ausgaben

• WebSocket-Broadcasts an alle verbundenen Clients
  • Nachdem ein G-Code-Befehl verarbeitet wurde, sendet das System GCode.getM114(robot) zurück.
  • Für Datei-Kommandos gibt GCode.receiveFC() ebenfalls die aktuelle Position zurück.
• Telnet-Ausgabe an GRBL/FluidNC-Geräte
  • TelnetSenderGRBL.execCommand() erzeugt G1/G90-Befehle mit Achsenzuordnung und Feedrate.
• Info-Server API
  • /api/status — zeigt Client-Status, Sender-Status und letzte Befehle/Pings an
  • /api/position — gibt die aktuelle Roboterposition und Motorwinkel als JSON zurück

Konfiguration

Starten

• npm start
• Alternativ: node startRobot.js

Umgebungsvariablen

• PORT
  • Standard: 2095
  • Port für den WebSocket/HTTPS-Eingabeserver
• GRBL_BASE_IP
  • Standard: fluidNcBase.local
  • Zielhost für den ersten Telnet-Sender
• GRBL_ELLBOW_IP
  • Standard: fluidNcEllbow.local
  • Zielhost für den Ellbogen-Sender
• GRBL_HAND_IP
  • Standard: fluidNcHand.local
  • Zielhost für den Hand-Sender
• ROBOT_DEFAULT_FEEDRATE
  • Standard: 1000 (mm/min)
  • Default-Feedrate für G1-Befehle, wenn keine F-Angabe vorhanden ist
• ROBOT_USE_SPEED_CALC
  • Werte: true, 1 oder sonst leer
  • Wenn gesetzt, werden robot.calculateSpeeds() und interne Motor-Geschwindigkeiten verwendet

HTTPS-Konfiguration

• https/localhost.key
• https/localhost.pem
• Passphrase aktuell hart codiert als abcd

Telnet-Sender-Konfiguration

In startRobot.js werden drei TelnetSenderGRBL Instanzen erzeugt:

• telnetSender1 → Basisachse(n): x, y, z
• telnetSender2 → Ellbogenachse: a
• telnetSender3 → Handachsen: c, e, b

Die Achszuordnung kann in robot/TelnetSenderGRBL.js durch Anpassung der Konstruktorparameter geändert werden.

Serverschnittstellen

WebSocket Input Server

• Läuft auf https://localhost:<PORT>
• Erwartet WebSocket-Verbindungen und verarbeitet Nachrichten als G-Code oder Steuerbefehle

Info Server

• Läuft auf https://localhost:2098
• Statische Dateien:
  • /
  • /app.js
  • /style.css
  • /allApps.css
• API-Endpunkte:
  • /api/status
  • /api/position

Wichtige Dateien

• startRobot.js
• server/InputWS.js
• server/InfoServer.js
• robot/Robot.js
• robot/GCode.js
• robot/TelnetSenderGRBL.js
• GCodeFiles/ — enthalten Beispiel- und Log-G-Code-Dateien

ToDo / Open Tasks

• Architektur- und Refactoring-Aufgaben sind zusätzlich in doc/ToDo_*.md dokumentiert.

• Dokumentation der vollständigen G-Code-Syntax erweitern

• Feedrate-Berechnung im Sender genauer definieren

• ROBOT_USE_SPEED_CALC und motorSpeeds im Einsatz prüfen

• Fehlerbehandlung bei Telnet-Verbindungen verbessern

• Einheitliche Behandlung von absoluten und relativen M1-Motorbefehlen

• G92-Verhalten überprüfen: Position setzen ohne Roboterbewegung

• Zusätzliche Testfälle für InputWS, GCode und TelnetSenderGRBL schreiben

• HTTPS-Konfiguration und Zertifikatsverwaltung verbessern

• Mehrsprachige Kommentare/README-Übersetzung bei Bedarf