Prototipat i disseny CNC

CAM disseny 3D

Les màquines CNC no serien res sense uns processos previs necessaris per programar-les. M'estic referint al prototipat i disseny CNC per establir què és el que es vol aconseguir amb la mecanització. Per això, se sol utilitzar programari CAD/CAM amb què dissenyar el que es vol fabricar o modelar i després passar-li el model a un codi comprensible per a la màquina CNC perquè aquesta pugui interpretar els moviments que ha de fer.

Etapes de disseny i metrologia

talladora CNC làser

Wood Engraving Opt Lasers Blue Laser Cnc Machine

Per el disseny aplicat a les màquines CNC es necessiten una sèrie d'etapes i de programari:

  1. Eines de metrologia: per realitzar tot el procés de mesuraments necessaris per crear un disseny apropiat. Per exemple, si voleu crear un engranatge per a un motor, ha de tenir les mateixes característiques de les dents, diàmetre, etc., perquè pugui encaixar i funcionar correctament.
  2. Programari CAD: el dissenyador utilitzarà aquests programes per dibuixar a l'ordinador les peces tal com s'espera que siguin a la realitat, ja sigui en pla 2D, 2.5D o 3D. Les diferències entre aquests tres tipus de dissenys és:
    • 2D: en dues dimensions (en pla), com pot ser un tall per CNC d'una planxa metàl·lica.
    • 2.5D: es treballa amb dues dimensions i mitja, cosa que indica que es pot fer el mateix que en 2D, però també es podria treballar amb els gruixos de capa. Per exemple, un gravat làser.
    • 3D: es treballa amb tres dimensions, podent crear figures amb volum. Per exemple, quan es torna una peça.
  3. Sosftware de simulació: de vegades, quan es tracta de certes peces per a producció en massa o crítiques, se sol fer servir un programari de simulació per assegurar-se que el resultat és el desitjat:
    • Pot ser un programari que llegeixi el G-Code generat i pugui predir possibles problemes durant la mecanització perquè siguin corregits prèviament. En aquest cas, la simulació es fa després de l'etapa 4.
    • Pot ser un programari de simulació del mecanisme o de l'ús de les peces per veure si funcionen bé, possibles falles durant el funcionament, la fiabilitat, etc. En aquest cas, la simulació sí que es faria prèviament al CAM (etapa 4).
  4. Programari CAM: gràcies a aquest tipus de programa, l'usuari podrà passar fàcilment el disseny CAD a codi G-Code que és comprensible per la màquina CNC, com passava en el cas de les impressores 3D. D'altra banda, alguns paquets CAM també inclouen eines addicionals per calcular avenços i velocitats que es produiran a la màquina CNC. Cal destacar en aquest punt dues coses:
    • CAM és el «substitut» a CNC d'un Slicer a la impressió 3D o fabricació additiva. El màquina de tallar s'encarregava d'usar el disseny CAD en 3D i llescar-lo, o dividir-lo en capes, perquè la màquina el pogués crear mitjançant l'extrusor o exposició de la resina.
    • CAM no està orientat per a fabricació additiva en aquest cas, sinó per a fabricació substractiva. És a dir, no s'hi afegeixen capes, sinó que a partir d'una peça o bloc inicial, s'anirà eliminant material fins a aconseguir la forma final. Per exemple, imagina una fresadora CNC que treballa un bloc de fusta per crear un adorn per a un moble. En aquest cas, a partir del bloc quadrat de fusta, la màquina farà servir l'eina adequada o maduixa per anar llaurant els dissenys i eliminant les parts innecessàries.
  5. Programari de control: és un programa integrat a la pròpia màquina CNC, ja que l'anterior estava a l'ordinador emprat per al disseny, que s'encarregarà de llegir l'arxiu G-Code que se li ha passat a la màquina i el traduirà en senyals de control de els motors de la màquina per realitzar els moviments necessaris per a la mecanització de la peça descrita.
  6. Màquina CNC: serà l'encarregada de processar la peça perquè el resultat sigui igual al disseny que es va crear al principi. Per exemple, si s'ha dissenyat un logotip i es vol gravar mitjançant làser en una planxa, aleshores el capçal del làser farà els moviments necessaris per gravar la forma exacta.
  7. QA: en alguns casos, especialment per a la producció en massa, també caldrà un pas addicional de control de qualitat de les peces, que pot ser automàtic o manual. En molts casos es basa a seleccionar una peça o lot a l'atzar i fer proves per veure si compleix amb les expectatives, estàndards, etc.

Com pots veure, tant les impressores 3D com les màquines CNC tenen un procés semblant. De fet, una impressora 3D es pot considerar una màquina CNC per a fabricació additiva.

Programari CNC lliure i propietari

Com passava en el cas del programari per a les impressores 3D, per a les màquines CNC també podràs trobar programari propietari i programari lliure o de codi obert, que solen ser totalment gratuïts. Aquí podràs conèixer les categories de programari implicades en el disseny per a CNC i alguns programes recomanats.

Hi ha algunes apps per a dispositius mòbils molt interessants, com aquest Simulador CNC per a Android.

Programari All-in-One (Tot en un)

En comptes de tenir un programari CAD, un altre CAM, etc., alguns paquets de programari tenen tot integrat, perquè només hagis de fer servir un programa. Això té els seus avantatges i també els seus desavantatges, ja que és més còmode, però pot tenir limitacions respecte als projectes que existeixen per separat.

Easel Software

Cavallet

Easel és un programari creat per Inventables i que és un dels AIO més complets i recomanats per a principiants. Inclou CAD, CAM, i control en un sol paquet. Per tant, podràs crear els dissenys, convertir-los en G-Code i executar-los a la teva màquina CNC. Està basat en web, per la qual cosa no cal instal·lar, podent ser compatible amb diversos sistemes operatius. Pel que fa al preu, la subscripció costa 20$ al mes, o també pots pagar la quota anual i t'estalvies 7€ cada mes.

Accedir

Carbide Create

Carbide Create

Aquest altre programari també combina CAD, CAM i G-Code Sender, fins i tot té capacitats de simulació. Tot i això, el control només es permet amb Carbide 3D CNC. El millor de tot és que permet fer dissenys en 2D, 2.5D i 3D, a més de suportar formats DXF i STL. D'altra banda, és un programari gratuït, i està disponible per a macOS i Windows.

descarregar

Programari CAD / disseny

El disseny CAD es pot fer emprant diversos tipus de programes molt coneguts, destacant especialment:

V-Carve Pro

V-Carveig Pro

Vectric ha creat aquest programari V-Carve Pro Desktop professional, amb biblioteca de models, capaç de funcionar fins i tot amb màquines CNC de 4 eixos, amb suport per crear models complexos 2D, 2.5D i 3D. Aquest programari està disponible per a macOS i Windows, i no és gratuït, per tant hauràs de pagar la llicència per utilitzar-lo.

descarregar

Carveco Maker

Carveco Maker

Aquest altre programari és el competidor directe de l'anterior. Carveco Maker també és un programari CAD per a CNC que permet disseny 2D i 3D. Pots triar entre una subscripció mensual o anual, amb un mes gratuït. Suporta formats bitmap, PDF, JPEG, DWG, TIFF, DXF, i està especialment dissenyat per fer servir amb CNC, a diferència d'altres programes CAD. En aquest cas, disponible per a macOS i Windows.

descarregar

freecad

freecad

FreeCAD necessita poques presentacions, és un projecte de codi obert i totalment gratuït per al disseny CAD en 3D. Amb ell podràs crear qualsevol model, com faries a Autodesk AutoCAD, la versió de pagament i de codi propietari.

És senzill de fer servir, i amb una interfície intuïtiva i rica en eines amb les de treballar. Per això és un dels més empleats. Es basa en OpenCASCADE i està escrit a C++ i Python, sota llicència GNU GPL.

descarregar

Inkscape

Inkscape

Inkscape és un programari gratuït i lliure de dibuix vectoritzat. No és un programari CAD, però sí que és molt popular entre la comunitat de CNC per al modelatge en 2D. Per exemple, per a talls per CNC, gravat de logos, etc. Suporta formats com ODF, DXF, SK1, PDF, EPS, i Adobe PostScript, per exportar si vols fer servir processos CAM. També permet visualització de G-Code, edició de nodes, etc. I està disponible per a Linux, Windows i macOS.

descarregar

Autodesk AutoCAD

Autocad

És una plataforma similar a FreeCAD, però és programari propietari i de pagament. Les seves llicències tenen un preu elevat, però és un dels programes més emprats a nivell professional. Amb aquest programari podràs crear dissenys CAD tant en 2D com en 3D, afegint mobilitat, nombroses textures als materials, etc.

Està disponible per a Microsoft Windows, i un dels seus avantatges és la compatibilitat amb els arxius DWF, que són un dels més estesos i desenvolupat per la pròpia empresa Autodesk.

descarregar

Autodesk Fusion 360

Autodesk Fusion

Autodesk Fusion 360 té moltes similituds amb AutoCAD, però es basa en una plataforma al núvol, perquè puguis treballar des d'on vulguis i sempre disposar de la versió més avançada d'aquest programari. En aquest cas, també hauràs de pagar subscripcions, que tampoc no són barates precisament.

descarregar

Tinkercad

TinkerCad

TinkerCAD és un altre programa de modelatge 3D que es pot utilitzar en línia, des d'un navegador web, cosa que obre molt les possibilitats d'usar-lo des d'on necessitis. Des de 2011 ha estat guanyant usuaris, i s'ha convertit en una plataforma molt popular entre els usuaris de les impressores 3D (encara que també es pot fer servir per a CNC), i fins i tot en centres educatius, ja que la seva corba d'aprenentatge és força més senzilla que la d'Autodesk.

descarregar

SolidWorks

SolidWorks

La companyia europea Dassault Systèmes, a partir de la seva filial SolidWorks Corp., ha desenvolupat un dels millors i més professionals programari CAD per a modelatge 2D i 3D. SolidWorks pot ser una alternativa a Autodesk AutoCAD, però està especialment dissenyat per al modelatge de sistemes mecànics. No és gratuït, ni tampoc de codi obert, i es troba disponible només per a Windows, però és el que té més quota de mercat, fins i tot per sobre del programari d'Autodesk.

descarregar

crec

PTC Creo

Finalment, Crec és un altre dels millors programari CAD/CAM/CAE per disseny 3D que pots trobar. És un programari creat per PTC i que permet dissenyar multitud de productes amb gran qualitat, de forma ràpida i amb poca feina. Tot gràcies a la seva interfície intuïtiva pensada per millorar-ne la usabilitat i la productivitat. Pot desenvolupar peces per a fabricació additiva i substractiva, així com per a simulació, disseny generatiu, etc. És de pagament, de codi tancat i només per a Windows.

descarregar

Programari CAM (G-Code per a CNC)

Pel que fa al programari CAM, els millors programes que pots trobar per a aquesta etapa del mecanitzat de CNC són:

Mesh CAM

Mesh CAM

Mesh CAM és un programari de pagament creat per GRZ Software. Aquest ofereix una solució per passar els formats CAD 2D/3D de tipus DXF i STL a G-Code (fins i tot pot convertir una imatge JPEG en un fitxer 3D mecanitzable) perquè pugui ser processat per la màquina CNC. Pot ser una bona opció per a principiants, ja que ajusta els paràmetres de manera automàtica segons la qualitat que hagis triat, encara que això deixi menys grau de llibertat. D'altra banda, ho tens en dues versions, una de pagament normal i una altra la llicència de la qual costa el doble, però és més complet (amb 15 dies gratis de prova en tots dos). Quant a la seva compatibilitat, pot funcionar a Windows i macOS.

descarregar

Inventor CAM

Inventor CAM

Inventor CAM també és un altre popular programari CAM creat per Autodesk. Aquest és capaç de simplificar el disseny per fer-lo més fàcilment mecanitzable. Podeu treballar amb dissenys per a màquines de tall, fresat, i entre 2 i 5 eixos. Inclou una enorme quantitat de funcions, i és molt professional i popular al sector industrial. A més, té algunes implementacions per a simulació, i predir possibles problemes durant el processament de la peça. Per descomptat, està disponible per a Windows i és de pagament.

descarregar

Solid Edge

Solid Edge

Siemens ha desenvolupat Solid Edge, un altre dels programes CAD/CAM per a 2D i 3D més populars a la indústria. És molt flexible, alhora que simple. Es va dissenyar pensant especialment en els dissenyadors de dispositius electrònics, encara que no només pot crear aquest tipus de models. Igual que l'anterior, també té capacitat per a la simulació i fer una completa anàlisi de les parts 3D i l'assemblatge. És de pagament i també es troba per a Windows.

descarregar

CAMBAN

CAMBAM disseny CNC

CamBam és un altre programari CAM creat per HexRay Ltd., i molt popular entre els usuaris de màquines CNC. La llicència és de pagament i compta amb totes les funcions que esperes quan treballes amb una màquina CNC. A diferència de Mesh CAM, en aquest cas cal ajustar els paràmetres manualment, per la qual cosa no és per a principiants. No obstant això, és fàcil dutilitzar, amb una corba daprenentatge fins i tot millor que la de Mesh CAM. A més, ho podràs descarregar per a macOS i Windows.

descarregar

Estlcam

Estlcam disseny CNC

Estlcam va ser creat el 2014 per un grup d'enginyeria alemany. És un programa simple, i menys car que altres. Et permetrà treballar en 2D i 3D, generant els codis necessaris per a la màquina CNC a partir del disseny CAD. Donada la seva corba daprenentatge, pot ser perfecte per a principiants i makers que usin CNC per passatemps. El problema és que només està disponible per a Windows.

descarregar

Openbuilds CAM

Openbuilds CAM

Openbuilds CAM és la gran esperança per als que busquen alguna cosa compatible amb Linux, Windows, macOS, etc., ja que és un programari CAM basat en web. A més, inclou controladors GRBL preparats per a descarregar i instal·lar per a Linux, Windows i macOS. No només no haurà d'instal·lar-lo, sinó que a més és gratuït. Gràcies a aquest programari complet es pot realitzar maquinat CNC usant codis G-Code per al control d'aquestes màquines. D'altra banda, està recolzat per una gran comunitat, i ofereix una experiència fantàstica. El punt negatiu és que necessiteu connexió a Internet per funcionar.

Accedir

ECAM

Tot i que integra també funcions CAD, ho he inclòs a l'apartat CAM. Aquest programari d'origen italià és força recent, per la qual cosa potser no sigui molt estable per utilitzar en producció en estar en una fase de desenvolupament encara primerenca. Tot i això, és interessant per la seva capacitat d'importar dissenys DXF i DWG, generar G-Code, editar CAD, simulació del pas de l'eina CNC, personalitzar el codi G, amb calculadora integrada, timeline, etc. Només disponible per a Windows.

descarregar

Programari de simulació

A més dels programes CAM que implementen capacitat de simulació per a CNC, també et recomano fer servir aquests altres que són simuladors específics:

CNCSimulator Pro

CNCSimulator Pro

És un fantàstic programari de simulació amb impressionants visualitzacions en 3D. Aquest programa és molt popular des del 2001, ja que és potent, suporta diferents tipus de màquines CNC (torns, fresadores, tall…) i processos (impressió 3D, tall làser…). També permet editar el G-Code, i no només simular-ho. Pel que fa a la llicència, és de pagament (amb 30 dies gratis de prova) i disponible per a Windows.

descarregar

G-Wizard Editor

G-Wizard Editor disseny CNC

Aquest programari de simulació és gratuït per 30 dies, i es pot utilitzar tant a macOS i Windows. Permet editar i simular el G-Code d'un disseny per poder verificar i modificar en cas que sigui necessari. Aquest programari és apropiat per a principiants atesa la seva facilitat dús, a més de professional, ja que ho han usat en empreses com Telsa, així com a la NASA, Etc

Descarregar/Accedir

CAMotics

CAMotics

Un simulador molt amigable amb lusuari i totalment gratuït. Perfecte per als makers i aficionats al DIY. Podeu córrer a Windows, macOS i Linux, per la qual cosa és una solució de simulació multiplataforma. Suporta fins a 3 eixos en ambients 3D, amb funcions especials per a treballs específics, fins i tot per a PCB.

descarregar

NC Viewer

NC Viewer

NC Viewer és un simulador CNC basat en web, de manera que no hauràs d'instal·lar res. No té tantes funcions com altres simuladors, però pot ser suficient per verificar, i visualitzar els G-Codes. Com a contra, ha de tenir connexió a Internet per funcionar, encara que ho pot fer en múltiples dispositius i sistemes operatius. És gratuït.

Accedir

Eureka G-Code

Eureka GCode

L'avantatge d'aquest simulador és que podeu treballar amb qualsevol nombre d'eixos i amb tots els canvis d'eines. Està desenvolupat per la companyia italiana Roboris, i és una de les més potents que pots fer servir. Fins i tot permet fer servir un mòdul per optimitzar el codi G mitjançant Intel·ligència Artificial. Té llicència de pagament, i està disponible per a Windows.

descarregar

Programari de control lliure per a CNC i propietari

Quant a la darrera etapa de programari, la de control que servirà a la CNC per realitzar la seva tasca, els programes més destacats són:

En aquest cas, igual que anteriorment diferenciem entre programari CAD o CAM específic i també programari tot en un, al control es pot fer una diferència similar: tot en un, programari remitent de G-Code independent, i firmware per a CNC.

CONTROL TOT EN UN

Mach

Mach 3 i 4 disseny CNC

Mach 3 i Mach 4 són dos programari de control força populars per a Windows (amb llicència de pagament, amb edició Hobby més barata i una cara per a ús Industrial). Permeten controlar els moviments de la màquina CNC mitjançant una interfície gràfica. A més, podràs utilitzar un add-on anomenat LazyCAM per convertir DXF, BMP, JPG i HPGL a G-Code. Es pot connectar a la màquina mitjançant port paral·lel, Ethernet i també USB, però no en temps real.

descarregar

LinuxCNC

LinuxCNC

LinuxCNC és un programari de control desenvolupat sota llicència lliure i de codi obert per a la plataforma Linux. És totalment gratuït i permet controlar fins a 9 eixos simultàniament, amb compatibilitat per a USB, encara que una mica lenta, i també compatible amb port Ethernet i paral·lel. Els requisits daquest controlador són baixos, fins i tot el podràs utilitzar en una Raspberry Pi 4 i superiors. D'altra banda, té una interfície gràfica intuïtiva i té una gran quantitat de funcions per controlar els moviments. Es pot personalitzar, i té una gran comunitat en línia.

descarregar

TurboCNC

TurboCNC

TurboCNC és un programari desenvolupat per Dak Engineering. És força bo i en aquest cas és per a sistemes operatius MS-DOS. Té una comunitat d'usuaris activa, i podeu controlar fins a 8 eixos de forma simultània. Té un editor de codi built-in i té una bona quantitat de funcions.

descarregar

HeeksCNC

HeeksCNC disseny CNC

HeeksCNC és un programari de codi obert, gratuït, i especialment dissenyat per a sistemes tipus Unix, com macOS i Linux, encara que també és compatible amb Windows. També cal instal·lar paquets addicionals com HeeksCAD, OpenCASCADE o OCE (OpenCASCADE Community Edition), i wxWidgets. Aquest programari és força complet, incloent funcions per CAD, CAM i control.

descarregar

G-CODE SENDER INDEPENDENT

Universal G-Code Sender (UGS)

SKU

Universal Gcode Sender (UGS) és un altre conegut programari de control CNC gratuït i de codi obert. Es va fer molt popular per la gran quantitat de funcions i per la facilitat d'ús. És molt amigable, per la qual cosa pot ser una bona elecció per a principiants. Permet manipulació de G-Code i controlar els eixos per separat, com ara només el Z, sense haver de controlar XY. S'inclou en un executable JAR (Java), per la qual cosa pot funcionar a Linux, MacOS, Windows, i fins i tot a plaques SBC com la Raspberry Pi.

descarregar

OpenBuilds Control

OpenBuilds COntrol

El mateix desenvolupador de OpenBuilds CNC també ha creat aquest programari de control aconsellable per a DIY. Creat per Peter Van Der Walt, fundador de LaserWeb. Et permetrà disposar d'eines per a aquesta aplicació i funciona amb Linux, macOS, i Windows. Podeu controlar router CNC i màquines CNC, treballant amb eines làser, plasma, raig d'àvia, etc. També has de saber que és de codi obert, de franc, i amb una intuïtiva GUI.

descarregar

GRBL Candle

GBDR Candle

GRBL Candle és un programari gratuït per al control CNC per a routers basats en plaques GRBL. És molt simple, i ofereix una bona experiència. Pràctic per a makers i projectes DIY per la seva accessibilitat i senzillesa, fent-ho apte fins i tot per a principiants. Tot i això, també té paràmetres avançats que podràs ajustar si ho vols. És compatible amb Windows i Linux, i es recolza sobre la biblioteca Qt per al visualitzador. Per desgràcia, no suporta rotació deix i tampoc compensació.

descarregar

PlanetCNC

PlanetCNC

PlanetCNC és un altre excel·lent programari per a routers CNC, gratuït, i que necessitareu tenir un controlador amb una llicència vàlida. Aquest programari permet manipular G-Code i permetre el control adequat. Té una fantàstica flexibilitat, compatible amb formats Gerber, DXF, NC i PLT/HPGL. Podeu transmetre per USB i és compatible amb Windows, macOS, Linux, i també amb la Raspberri Pi.

descarregar

UCCNC

UCCNC editor CNC

UCCNC és un visualitzador en temps real 3D i molt poderós controlador que suporta controladors de moviment com el UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 i AXBB-E. Treballa força bé amb màquines de fins a 6 eixos, i és molt eficient i permet ajustar força paràmetres. És compatible amb fitxers DXF, és de pagament, i compatible amb Windows.

descarregar

ChiliPeppr

 

Chilipeppr

ChiliPeppr és un programari de control per a CNC basat en navegador web, de manera que podràs treballar amb el G-Code des de diferents sistemes. Aquest programa és compatible amb TinyG, Lua i GRBL, és fàcil i només necessitareu instal·lar el driver de la màquina CNC connectada. És gratuït, i de codi obert.

descarregar

OpenCNCPilot

OpenCNCPilot

Un altre projecte de codi obert i gratuït. OpenCNCPilto és una eina de control amb possibilitat de treballar amb aquest tipus de màquines per a múltiples tasques, fins i tot per a PCBs per al sector de l'electrònica. No necessita res més addicional per operar, és senzill, suporta firmware GRBL, connexió TCP, i compatible amb Windows.

descarregar

FIRMWARE

GRBL

GRBL

GRBL és un firmware de codi obert per controlar plaques Arduino UNO (ATmega328P). Aquest firmware permet connexió USB i no necessita port paral·lel com altres, per la qual cosa és el seu gran avantatge. És gratuït i va ser desenvolupat inicialment per a fresat CNC, encara que ara es pot usar per a altres màquines. La limitació actual és controlar fins a 3 eixos i no més. És popular quant a makers i pot funcionar per a màquines Carbide 3D, BobsCNC, OpenBuilds, Spark Concepts, etc.

descarregar

Marlin

Marlin CNC

Marlin és un firmware CNC famós i de codi obert. Poden controlar de forma adequada una màquina CNC (MPCnC-Mx) i es pot compilar mitjançant Android IDE. Entre les característiques destaquen que suporta Arduino Mega 2560 + Ramps v1.4 i Teensy, permet doble control en eixos X i Y per a motors, doble final de cursa en XY, fins a 32 micropassos, i també permet controlar els passos per volta de les clavegueres a l'eix Z.

descarregar

Més informació


El contingut d'l'article s'adhereix als nostres principis de ètica editorial. Per notificar un error punxa aquí.

Sigues el primer a comentar

Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà.

*

*

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.

Prova d’anglèsTest CatalàTest espanyol