Les machines CNC ne seraient rien sans certains processus préalables nécessaires à leur programmation. je me réfère à prototypage et conception CNC pour établir ce que vous voulez réaliser avec l'usinage. Pour ce faire, un logiciel de CAO/FAO est généralement utilisé pour concevoir ce qui doit être fabriqué ou modélisé, puis passer le modèle dans un code compréhensible pour la machine CNC afin qu'elle puisse interpréter les mouvements qu'elle doit effectuer.
Étapes de conception et de métrologie
Gravure sur bois Opt Lasers Blue Laser Cnc Machine
Pour conception appliquée aux machines CNC, une série d'étapes et de logiciels sont nécessaires :
- outils de métrologie: pour effectuer l'ensemble du processus de mesure nécessaire pour créer une conception appropriée. Par exemple, si vous souhaitez créer un engrenage pour un moteur, il doit avoir les mêmes caractéristiques de denture, diamètre, etc., afin qu'il puisse s'adapter et fonctionner correctement.
- Logiciel de CAO: Le concepteur utilisera ces programmes pour dessiner les pièces sur l'ordinateur telles qu'elles sont censées être dans la réalité, soit en 2D, 2.5D ou 3D. Les différences entre ces trois types de conceptions sont les suivantes :
- 2D: en deux dimensions (à plat), comme une découpe CNC d'une plaque de métal.
- 2.5D: vous travaillez avec deux dimensions et demie, ce qui indique que vous pouvez faire la même chose qu'en 2D, mais vous pouvez aussi travailler avec des épaisseurs de couches. Par exemple, une gravure au laser.
- 3D: vous travaillez avec trois dimensions, en étant capable de créer des figures avec du volume. Par exemple, lors du tournage d'une pièce.
- Logiciel de simulation: Parfois, lorsqu'il s'agit de certaines productions de masse ou de pièces critiques, un logiciel de simulation est souvent utilisé pour s'assurer que le résultat est ce que vous voulez :
- Il peut s'agir d'un logiciel qui lit le G-Code généré et peut prédire d'éventuels problèmes lors de l'usinage afin qu'ils puissent être corrigés au préalable. Dans ce cas, la simulation se ferait après l'étape 4.
- Il peut s'agir d'un logiciel de simulation du mécanisme ou de l'utilisation des pièces pour voir si elles fonctionnent bien, les éventuelles pannes lors du fonctionnement, la fiabilité, etc. Dans ce cas, la simulation se ferait avant le CAM (étape 4).
- Logiciel de FAO: grâce à ce type de programme, l'utilisateur pourra facilement passer de la conception CAO à Code G code ce qui est compréhensible par la machine CNC, comme c'était le cas avec les imprimantes 3D. D'autre part, certains packages CAM incluent également des outils supplémentaires pour calculer les avances et les vitesses qui se produiront sur la machine CNC. Deux choses sont à noter à ce stade :
- La FAO est le "substitut" CNC d'un Slicer en impression 3D ou la fabrication additive. Le Slicer Il était chargé d'utiliser la conception CAO 3D et de la découper ou de la diviser en couches, afin que la machine puisse la créer à travers l'extrudeuse ou l'exposition de la résine.
- La FAO n'est pas orientée pour la fabrication additive dans ce cas, mais pour fabrication soustractive. En d'autres termes, les couches ne vont pas être ajoutées, mais à partir d'une pièce ou d'un bloc initial, la matière va être éliminée jusqu'à ce que la forme finale soit atteinte. Par exemple, imaginez un routeur CNC travaillant un bloc de bois pour créer un ornement pour un meuble. Dans ce cas, à partir du bloc de bois carré, la machine utilisera l'outil ou le cutter approprié pour tailler les motifs et éliminer les pièces inutiles.
- Logiciel de contrôle: il s'agit d'un programme intégré à la machine CNC elle-même, puisque ce qui précède se trouvait dans l'ordinateur utilisé pour la conception, qui sera chargé de lire le fichier G-Code qui a été transmis à la machine et le traduira en signaux de commande des moteurs de la machine pour effectuer les mouvements nécessaires à l'usinage de la pièce décrite.
- Machine cnc: Il sera chargé de traiter la pièce afin que le résultat soit égal au dessin qui a été créé au début. Par exemple, si vous avez conçu un logo et souhaitez le graver au laser sur une plaque, la tête laser effectuera les mouvements nécessaires pour graver la forme exacte.
- QA: Dans certains cas, notamment pour la production de masse, une étape supplémentaire de contrôle qualité des pièces sera également nécessaire, qui peut être automatique ou manuelle. Dans de nombreux cas, il s'agit de sélectionner une pièce ou un lot au hasard et d'effectuer des tests pour voir s'il répond aux attentes, aux normes, etc.
Comme vous pouvez le voir, les deux Imprimantes 3D car les machines CNC ont un processus similaire. En réalité, une imprimante 3D peut être considérée comme une machine CNC pour la fabrication additive.
Logiciel CNC gratuit et propriétaire
Comme dans le cas des logiciels pour imprimantes 3D, pour les machines CNC, vous pouvez également trouver logiciels propriétaires et logiciels libres ou open source, qui sont généralement entièrement gratuits. Ici, vous pourrez connaître les catégories de logiciels impliqués dans la conception pour CNC et certains programmes recommandés.
Logiciel tout-en-un
Au lieu d'avoir un logiciel de CAO, un logiciel de FAO, etc., certains les progiciels ont tout intégré, vous n'avez donc à utiliser qu'un seul programme. Cela a ses avantages mais aussi ses inconvénients, car c'est plus confortable mais peut avoir des limites par rapport aux projets qui existent séparément.
Logiciel facile
Easel est un logiciel créé par Inventables et est l'un des AIO les plus complets et recommandés pour les débutants. Comprend la CAO, la FAO et le contrôle dans un seul package. Par conséquent, vous pourrez créer les conceptions, les convertir en G-Code et les exécuter sur votre machine CNC. Il est basé sur le Web, il n'a donc pas besoin d'être installé et il peut être compatible avec divers systèmes d'exploitation. Quant au prix, l'abonnement coûte 20 $ par mois, ou vous pouvez également payer la cotisation annuelle et économiser 7 € chaque mois.
CarbureCréer
Cet autre logiciel combine également CAD, CAM et G-Code Sender ont même des capacités de simulation. Cependant, le contrôle n'est autorisé qu'avec Carbide 3D CNC. Mieux encore, il vous permet de réaliser des conceptions en 2D, 2.5D et 3D, en plus de prendre en charge les formats DXF et STL. D'autre part, c'est un logiciel gratuit, et il est disponible pour macOS et Windows.
Logiciel de CAO/conception
El Conception CAO Cela peut se faire à l'aide de plusieurs types de programmes bien connus, mettant notamment en évidence :
V Carve Pro
Vectric a créé ce logiciel Bureau professionnel V-Carve Pro, avec bibliothèque de modèles, capable d'exécuter jusqu'à des machines CNC à 4 axes, avec prise en charge de la création de modèles complexes 2D, 2.5D et 3D. Ce logiciel est disponible pour macOS et Windows, et il n'est pas gratuit, vous devrez donc payer la licence pour l'utiliser.
Fabricant Carveco
Cet autre logiciel est le concurrent direct du précédent. Carveco Maker c'est aussi un logiciel CAD pour CNC qui permet la conception 2D et 3D. Vous pouvez choisir entre un abonnement mensuel ou annuel, avec un mois gratuit. Il prend en charge les formats bitmap, PDF, JPEG, DWG, TIFF, DXF et est spécialement conçu pour être utilisé avec CNC, contrairement aux autres programmes de CAO. Dans ce cas, disponible pour macOS et Windows.
freecad
FreeCAD a besoin de quelques introductions, c'est un projet open source et totalement gratuit pour la conception CAO 3D. Avec lui, vous pouvez créer n'importe quel modèle, comme vous le feriez dans Autodesk AutoCAD, la version payante et le code propriétaire.
Il est simple à utiliser, avec une interface intuitive et riche en outils avec lesquels travailler. C'est pourquoi il est l'un des plus utilisés. Il est basé sur OpenCASCADE et est écrit en C++ et Python, sous la licence GNU GPL.
Inkscape
Inkscape est un logiciel de dessin vectoriel gratuit. Ce n'est pas un logiciel de CAO, mais il est très populaire auprès de la communauté CNC pour la modélisation 2D. Par exemple, pour la découpe CNC, la gravure de logo, etc. Prend en charge des formats tels que ODF, DXF, SK1, PDF, EPS et Adobe PostScript, à exporter si vous souhaitez utiliser des processus CAM. Il permet également la visualisation du G-Code, l'édition de nœuds, etc. Et il est disponible pour Linux, Windows et macOS.
Autodesk AutoCAD
C'est une plate-forme similaire à FreeCAD, mais c'est un logiciel propriétaire et payant. Vos licences ont un prix élevé, mais c'est l'un des programmes les plus utilisés au niveau professionnel. Avec ce logiciel, vous pourrez créer des conceptions CAO 2D et 3D, en ajoutant de la mobilité, de nombreuses textures aux matériaux, etc.
Il est disponible pour Microsoft Windows, et l'un de ses avantages est la compatibilité avec Fichiers DWF, qui sont l'un des plus répandus et développés par la société Autodesk elle-même.
Autodesk Fusion 360
Autodesk Fusion 360 Il présente de nombreuses similitudes avec AutoCAD, mais il est basé sur une plate-forme cloud, vous pouvez donc travailler où vous voulez et toujours avoir la version la plus avancée de ce logiciel. Dans ce cas, vous devrez également payer des abonnements, qui ne sont pas vraiment bon marché non plus.
Tinkercad
TinkerCAD est un autre programme de modélisation 3D qui peut être utilisé en ligne, à partir d'un navigateur Web, ce qui ouvre considérablement les possibilités de l'utiliser où que vous soyez. Depuis 2011, il gagne des utilisateurs et est devenu une plate-forme très populaire parmi les utilisateurs d'imprimantes 3D (bien qu'il puisse également être utilisé pour la CNC), et même dans les centres éducatifs, car sa courbe d'apprentissage est beaucoup plus simple que celle d'Autodesk.
SolidWorks
La société européenne Dassault Systèmes, à partir de sa filiale SolidWorks Corp., a développé l'un des logiciels de CAO les meilleurs et les plus professionnels pour la modélisation 2D et 3D. SolidWorks peut être une alternative à Autodesk AutoCAD, mais il est spécialement conçu pour la modélisation de systèmes mécaniques. Ce n'est pas gratuit, ni open source, et il n'est disponible que pour Windows, mais il détient la plus grande part de marché, même au-dessus des logiciels Autodesk.
Creo
Enfin, Creo est un autre des meilleurs logiciels CAD/CAM/CAE pour la conception 3D, vous pouvez trouver. C'est un logiciel créé par PTC et qui vous permet de concevoir une multitude de produits de haute qualité, rapidement et avec peu de travail. Tout cela grâce à son interface intuitive conçue pour améliorer la convivialité et la productivité. Vous pouvez développer des pièces pour la fabrication additive et soustractive, ainsi que pour la simulation, la conception générative, etc. Il est payant, fermé et uniquement pour Windows.
Logiciel CAM (code G pour CNC)
Côté logiciel CAM, les meilleurs programmes que vous pouvez trouver pour cette étape de l'usinage CNC sont :
Maille FAO
Mesh CAM est un logiciel payant créé par GRZ Software. Cela offre une solution pour passer le Formats CAO 2D/3D de type DXF et STL vers G-Code (vous pouvez même convertir une image JPEG en un fichier 3D usinable) afin qu'elle puisse être traitée par la machine CNC. Cela peut être une bonne option pour les débutants, car il ajuste automatiquement les paramètres en fonction de la qualité que vous avez choisie, bien que cela laisse moins de liberté. En revanche, vous l'avez en deux versions, une pour paiement normal et une autre PRO dont la licence coûte deux fois plus cher, mais est plus complète (avec 15 jours d'essai gratuits dans les deux). Quant à sa compatibilité, il peut fonctionner sous Windows et macOS.
Inventeur FAO
Inventor CAM est également un autre logiciel de FAO populaire créé par Autodesk. Cela permet de simplifier la conception pour la rendre plus facilement usinable. Vous pouvez travailler avec des conceptions pour les machines de découpe, de fraisage et de 2 à 5 axes. Il comprend un grand nombre de fonctions et est très professionnel et populaire dans le secteur industriel. De plus, il dispose de quelques implémentations pour la simulation et la prédiction d'éventuels problèmes lors du traitement des pièces. Bien sûr, il est disponible pour Windows et il est payant.
Solid Edge
Siemens a développé Solid Edge, un autre des programmes de CAO/FAO 2D et 3D les plus populaires de l'industrie. C'est très flexible, ainsi que simple. Il a été conçu en pensant aux concepteurs d'appareils électroniques, mais il ne peut pas simplement créer ces types de modèles. Comme le précédent, il a également capacité de simulation et faire une analyse complète des pièces 3D et de l'assemblage. Il est payant et se retrouve aussi pour Windows.
MONNAIE
CamBam est un autre logiciel CAM créé par HexRay Ltd., et très populaire parmi les utilisateurs de machines CNC. Sa licence est payante et possède toutes les fonctions que vous attendez lorsque vous travaillez avec une machine CNC. Contrairement à Mesh CAM, dans ce cas, vous devez régler les paramètres manuellement, ce n'est donc pas pour les débutants. Cependant, il est facile à utiliser, avec une courbe d'apprentissage encore meilleure que Mesh CAM. De plus, vous pouvez le télécharger pour macOS et Windows.
stlcam
Estlcam a été créé en 2014 par un groupe d'ingénierie allemand. C'est un programme simple, et moins cher que d'autres. Il vous permettra de travailler en 2D et 3D, en générant les codes nécessaires pour la machine CNC à partir de la conception CAO. Compte tenu de sa courbe d'apprentissage, il peut être parfait pour les débutants et les fabricants qui utilisent la CNC comme passe-temps. Le plus gros problème est qu'il n'est disponible que pour Windows.
CAM openbuild
Openbuilds CAM est le grand espoir pour ceux qui recherchent quelque chose de compatible avec Linux, Windows, macOS, etc. car il s'agit d'un logiciel de FAO basé sur le Web. De plus, il comprend des pilotes GRBL prêts à télécharger et à installer pour Linux, Windows et macOS. Non seulement vous n'avez pas à l'installer, mais en plus c'est gratuit. Grâce à ce logiciel complet, l'usinage CNC peut être réalisé en utilisant des codes G-Code pour contrôler ces machines. D'autre part, il est soutenu par une grande communauté et offre une expérience fantastique. Le point négatif est qu'il a besoin d'une connexion Internet pour fonctionner.
ECAM
Bien qu'il intègre également des fonctions CAO, je l'ai inclus dans la section CAM. Ce logiciel d'origine italienne est assez récent, il peut donc pas très stable pour une utilisation en production étant à un stade précoce de développement. Cependant, il est intéressant pour sa capacité à importer des conceptions DXF et DWG, à générer du G-Code, à éditer la CAO, à simuler le passage d'outils CNC, à personnaliser le G-code, avec une calculatrice intégrée, une chronologie, etc. Uniquement disponible pour Windows.
logiciel de simulation
En plus des programmes de FAO qui implémentent des capacités de simulation pour CNC, nous avons également Je vous recommande d'utiliser ces autres qui sont des simulateurs spécifiques:
Simulateur CNC Pro
C'est un logiciel de simulation fantastique avec de superbes visualisations 3D. Ce programme est très populaire depuis 2001, car il est puissant, prend en charge différents types de machines CNC (tours, fraiseuses, découpe…) et procédés (impression 3D, découpe laser…). Il vous permet également de modifier le G-Code, et pas seulement de le simuler. Quant à sa licence, elle est payante (avec un essai gratuit de 30 jours) et disponible pour Windows.
Éditeur de l'assistant G
Ce logiciel de simulation est gratuit pendant 30 jours et peut être utilisé à la fois sur macOS et Windows. Il permet d'éditer et de simuler le G-Code d'un dessin, pour pouvoir le vérifier et le modifier si nécessaire. Ce logiciel convient aux débutants en raison de sa facilité d'utilisation, ainsi qu'aux professionnels, car il a été utilisé dans des entreprises comme Telsa, ainsi qu'à la NASA, etc.
CAMotique
Un simulateur très convivial et totalement gratuit. Parfait pour les makers et les bricoleurs. Il peut fonctionner sous Windows, macOS et Linux, ce qui en fait une solution de simulation multiplateforme. Prend en charge jusqu'à 3 axes dans les environnements 3D, avec des fonctions spéciales pour des travaux spécifiques, même pour les PCB.
Visualiseur NC
NC Viewer est un simulateur CNC basé sur le Web, vous n'avez donc rien à installer. Il n'a pas autant de fonctionnalités que les autres simulateurs, mais il peut être suffisant pour vérifier et visualiser les G-Codes. Par contre, il doit disposer d'une connexion Internet pour fonctionner, bien qu'il puisse le faire sur plusieurs appareils et systèmes d'exploitation. Est libre.
Code G Eurêka
L'avantage de ce simulateur est qu'il peut fonctionner avec n'importe quel nombre d'axes et avec tous les changements d'outils. Il est développé par la société italienne Roboris et est l'un des plus puissants que vous puissiez utiliser. Il vous permet même d'utiliser un module pour optimiser le code G à l'aide de l'intelligence artificielle. Il a une licence payante et est disponible pour Windows.
Logiciel de contrôle gratuit pour CNC et propriétaire
Concernant la dernière étape logicielle, l'étape de contrôle qui servira à la CNC pour réaliser sa tâche, les programmes les plus remarquables sont:
CONTRÔLE TOUT-EN-UN
Mach
Mach 3 et Mach 4 sont deux logiciels de contrôle très populaires pour Windows (avec une licence payante, avec une édition Hobby moins chère et une plus chère pour un usage industriel). Ils permettent de contrôler les mouvements de la machine CNC à travers une interface graphique. De plus, vous pourrez utiliser un add-on appelé LazyCAM pour convertir DXF, BMP, JPG et HPGL en G-Code. Il peut être connecté à la machine via un port parallèle, Ethernet et également USB, mais pas en temps réel.
LinuxCNC
LinuxCNC est un logiciel de contrôle développé sous une licence libre et open source pour la plate-forme Linux.. Il est entièrement gratuit et permet de contrôler jusqu'à 9 axes simultanément, avec une compatibilité USB, bien qu'un peu lente, et également compatible avec les ports Ethernet et parallèle. Les exigences de ce pilote sont faibles, vous pouvez même l'utiliser sur un Raspberry Pi 4 et supérieur. D'autre part, il possède une interface graphique intuitive et dispose d'un grand nombre de fonctions pour contrôler les mouvements. Il peut être personnalisé et dispose d'une grande communauté en ligne.
TurboCNC
TurboCNC est un logiciel développé par Dak Engineering. C'est plutôt bien et dans ce cas c'est pour les systèmes d'exploitation MS-DOS. Il dispose d'une communauté d'utilisateurs active et peut contrôler jusqu'à 8 axes simultanément. Il a un éditeur de code intégré et il a une bonne quantité de fonctionnalités.
HeeksCNC
HeeksCNC est un logiciel libre et open source, et spécialement conçu pour les systèmes de type Unix, tels que macOS et Linux, bien qu'il soit également compatible avec Windows. Cela nécessite également l'installation de packages supplémentaires tels que HeeksCAD, OpenCASCADE ou OCE (OpenCASCADE Community Edition) et wxWidgets. Ce logiciel est assez complet, incluant des fonctions pour la CAO, la FAO et le contrôle.
EXPÉDITEURS DE CODE G INDÉPENDANTS
Expéditeur universel de code G (UGS)
Expéditeur universel de code G (UGS) est un autre logiciel de contrôle CNC gratuit et open source populaire. Il est devenu très populaire en raison de son grand nombre de fonctions et de sa facilité d'utilisation. Il est très convivial, il peut donc être un bon choix pour les débutants. Il permet de manipuler le G-Code et de contrôler les axes séparément, comme uniquement Z, sans avoir à contrôler XY. Il est inclus dans un exécutable JAR (Java), il peut donc fonctionner sur Linux, MacOS, Windows et même des cartes SBC comme le Raspberry Pi.
Contrôle OpenBuilds
Le même développeur d'OpenBuilds CNC a également créé ce logiciel de contrôle convivial pour le bricolage. Créé par Peter Van Der Walt, fondateur de LaserWeb. Il vous permettra d'avoir des outils pour cette application et fonctionne avec Linux, macOS et Windows. Il peut contrôler le routeur CNC et les machines CNC, fonctionnant avec des outils laser, plasma, jet d'eau, etc. Vous devez également savoir qu'il est open source, gratuit et doté d'une interface graphique intuitive.
Bougie GRBL
GRBL Candle est un logiciel gratuit pour le contrôle CNC pour routeurs basés sur des cartes GRBL. C'est très simple, et offre une bonne expérience. Pratique pour les makers et les projets de bricolage en raison de son accessibilité et de sa simplicité, il convient même aux débutants. Cependant, il dispose également de paramètres avancés que vous pouvez ajuster si vous le souhaitez. Il est compatible avec Windows et Linux et s'appuie sur la bibliothèque Qt pour le visualiseur. Malheureusement, il ne prend pas en charge la rotation et la compensation des axes.
PlanèteCNC
PlanetCNC est un autre excellent logiciel de routeur CNC gratuit. et que vous aurez besoin d'un chauffeur avec un permis valide. Ce logiciel vous permet de manipuler le G-Code et de permettre un contrôle approprié. Il a une flexibilité fantastique, compatible avec les formats Gerber, DXF, NC et PLT/HPGL. Il peut diffuser via USB et est compatible avec Windows, macOS, Linux et également le Raspberri Pi.
CUCNC
UCCNC est un visualiseur 3D en temps réel et un contrôleur très puissant qui prend en charge les contrôleurs de mouvement tels que UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 et AXBB-E. Il fonctionne assez bien avec des machines jusqu'à 6 axes, et il est très efficace et permet de régler de nombreux paramètres. Il est compatible avec les fichiers DXF, il est payant et il est compatible avec Windows.
piment
ChiliPeppr est un logiciel de contrôle pour CNC basé sur un navigateur Web, vous pouvez donc travailler avec le G-Code de différents systèmes. Ce programme est compatible avec TinyG, Lua et GRBL, il est simple et il vous suffit d'installer le pilote de la machine CNC connectée. Il est gratuit et open source.
Pilote OpenCNC
un autre projet de libre et open source. OpenCNCPilto C'est un outil de contrôle avec la possibilité de travailler avec ce type de machine pour de multiples tâches, y compris les PCB pour le secteur de l'électronique. Il n'a besoin de rien d'autre pour fonctionner, il est simple, prend en charge le micrologiciel GRBL, la connexion TCP et est compatible avec Windows.
FIRMWARE
Extension GRBL
GRBL est un firmware de open source pour contrôler les plaques Arduino UNO (ATmega328P). Ce firmware permet une connexion USB et n'a pas besoin de port parallèle comme les autres, c'est pourquoi c'est son grand avantage. Il est gratuit et a été initialement développé pour le fraisage CNC, bien qu'il puisse maintenant être utilisé pour d'autres machines. La limitation actuelle est de contrôler jusqu'à 3 axes et pas plus. Il est populaire auprès des fabricants et peut fonctionner pour les machines Carbide 3D, BobsCNC, OpenBuilds, Spark Concepts, etc.
Marlin
Marlin est un firmware CNC célèbre et open source. Ils peuvent contrôler de manière adéquate une machine CNC (MPCnC-Mx) et peuvent être compilés à l'aide d'Android IDE. Parmi les fonctionnalités, il ressort qu'il prend en charge Arduino Mega 2560 + Ramps v1.4 et Teensy, permet un double contrôle dans les axes X et Y pour les moteurs, un double interrupteur de fin de course en XY, jusqu'à 32 micropas, et permet également de contrôler les pas par rotation des broches sur l'axe Z.
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