Prototipazione e progettazione CNC

Progettazione CAM 3D

Le macchine CNC non sarebbero nulla senza alcuni processi preliminari necessari per programmarle. mi riferisco a prototipazione e progettazione CNC per stabilire cosa si vuole ottenere con la lavorazione. Per fare ciò, il software CAD/CAM viene solitamente utilizzato per progettare ciò che deve essere prodotto o modellato e quindi passare il modello in un codice comprensibile per la macchina CNC in modo che possa interpretare i movimenti che deve eseguire.

Fasi di progettazione e metrologia

taglierina laser cnc

Macchina CNC laser blu per incisione su legno

a design applicato alle macchine a controllo numerico, sono necessarie una serie di fasi e software:

  1. strumenti metrologici: per eseguire l'intero processo di misurazione necessario per creare un design appropriato. Ad esempio, se si desidera creare un ingranaggio per un motore, deve avere le stesse caratteristiche dei denti, diametro, ecc., in modo che possa adattarsi e funzionare correttamente.
  2. software CAD: Il designer utilizzerà questi programmi per disegnare i pezzi al computer come ci si aspetta che siano nella realtà, in 2D, 2.5D o 3D. Le differenze tra questi tre tipi di design sono:
    • 2D: in due dimensioni (piatto), come il taglio CNC di una lamiera.
    • 2.5D: lavori con due dimensioni e mezzo, il che indica che puoi fare come in 2D, ma puoi anche lavorare con spessori di livello. Ad esempio, un'incisione laser.
    • 3D: lavori con tre dimensioni, potendo creare figure con volume. Ad esempio, quando si gira un pezzo.
  3. Software di simulazione: A volte, quando si tratta di una determinata produzione di massa o di parti critiche, viene spesso utilizzato un software di simulazione per assicurarsi che il risultato sia quello desiderato:
    • Può essere un software che legge il codice G generato e può prevedere possibili problemi durante la lavorazione in modo che possano essere corretti in anticipo. In questo caso, la simulazione verrà eseguita dopo la fase 4.
    • Può essere un software di simulazione del meccanismo o l'uso delle parti per vedere se funzionano bene, possibili guasti durante il funzionamento, affidabilità, ecc. In questo caso, la simulazione verrebbe eseguita prima del CAM (fase 4).
  4. software CAM: grazie a questo tipo di programma, l'utente potrà facilmente passare il progetto CAD a Codice codice G che è comprensibile dalla macchina CNC, come nel caso delle stampanti 3D. D'altra parte, alcuni pacchetti CAM includono anche strumenti aggiuntivi per calcolare avanzamenti e velocità che si verificheranno sulla macchina CNC. A questo punto vanno notate due cose:
    • CAM è il "sostituto" CNC di un'affettatrice nella stampa 3D o produzione additiva. Il Affettatrice Era incaricato di utilizzare il progetto CAD 3D e di affettarlo, o dividerlo in strati, in modo che la macchina potesse crearlo attraverso l'estrusore o l'esposizione della resina.
    • CAM non è orientato alla produzione additiva in questo caso, ma per produzione sottrattiva. In altre parole, non verranno aggiunti strati, ma da un pezzo o blocco iniziale, il materiale verrà eliminato fino a raggiungere la forma finale. Ad esempio, immagina un router CNC che lavora un blocco di legno per creare un ornamento per un mobile. In tal caso, dal blocco quadrato di legno, la macchina utilizzerà l'apposito utensile o taglierina per ritagliare i disegni ed eliminare le parti non necessarie.
  5. software di controllo: è un programma integrato nella macchina CNC stessa, poiché quanto sopra era nel computer utilizzato per la progettazione, che si occuperà di leggere il file G-Code che è stato passato alla macchina e lo tradurrà in segnali di controllo dei motori della macchina per eseguire i movimenti necessari alla lavorazione del pezzo descritto.
  6. Macchina CNC: Sarà incaricato di elaborare il pezzo in modo che il risultato sia uguale al disegno che è stato creato all'inizio. Ad esempio, se hai disegnato un logo e vuoi inciderlo al laser su una lastra, la testa laser eseguirà i movimenti necessari per incidere la forma esatta.
  7. QA- In alcuni casi, soprattutto per la produzione in serie, sarà necessaria anche una fase aggiuntiva di controllo della qualità delle parti, che può essere automatica o manuale. In molti casi, si basa sulla selezione di un pezzo o di un lotto a caso e sull'esecuzione di test per verificare se soddisfa le aspettative, gli standard, ecc.

Come puoi vedere, entrambi Stampanti 3D poiché le macchine CNC hanno un processo simile. Di fatto, una stampante 3D può essere considerata una macchina CNC per la produzione additiva.

Software CNC gratuito e proprietario

Come nel caso dei software per stampanti 3D, anche per le macchine a controllo numerico si possono trovare software proprietario e software libero o open source, che di solito sono completamente gratuiti. Qui potrai conoscere le categorie di software coinvolti nella progettazione per CNC e alcuni programmi consigliati.

Ci sono alcune app molto interessanti per dispositivi mobili, come questa Simulatore CNC per Android.

Software tutto compreso

Invece di avere software CAD, software CAM, ecc., alcuni i pacchetti software hanno tutto integrato, quindi devi usare un solo programma. Questo ha i suoi vantaggi e anche i suoi svantaggi, poiché è più comodo ma può avere dei limiti rispetto ai progetti che esistono separatamente.

Software facile

Cavalletto

Easel è un software creato da Inventables ed è uno degli AIO più completi e consigliati per i principianti. Include CAD, CAM e controllo in un unico pacchetto. Pertanto, sarai in grado di creare i disegni, convertirli in G-Code ed eseguirli sulla tua macchina CNC. È basato sul web, quindi non ha bisogno di essere installato e può essere compatibile con vari sistemi operativi. Per quanto riguarda il prezzo, l'abbonamento costa $ 20 al mese, oppure puoi anche pagare la quota annuale e risparmiare € 7 al mese.

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CarbideCreate

CarbideCreate

Anche questo altro software combina CAD, CAM e G-Code Sender hanno anche capacità di simulazione. Tuttavia, il controllo è consentito solo con Carbide 3D CNC. Soprattutto, ti consente di realizzare progetti in 2D, 2.5D e 3D, oltre a supportare i formati DXF e STL. D'altra parte, è un software gratuito ed è disponibile per macOS e Windows.

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CAD / software di progettazione

El Progettazione CAD Può essere fatto utilizzando diversi tipi di programmi noti, evidenziando in particolare:

V Carve Pro

V Carveo Pro

Vectric ha creato questo software Desktop professionale V-Carve Pro, con libreria di modelli, in grado di eseguire fino a macchine CNC a 4 assi, con supporto per la creazione di modelli complessi 2D, 2.5D e 3D. Questo software è disponibile per macOS e Windows e non è gratuito, quindi dovrai pagare la licenza per usarlo.

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Carveco Maker

Carveco Maker

Questo altro software è il diretto concorrente del precedente. Carveco Maker è anche un software CAD per CNC che permette la progettazione 2D e 3D. Puoi scegliere tra un abbonamento mensile o annuale, con un mese gratis. Supporta i formati bitmap, PDF, JPEG, DWG, TIFF, DXF ed è appositamente progettato per l'uso con CNC, a differenza di altri programmi CAD. In questo caso, disponibile per macOS e Windows.

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freecad

FreeCAD

FreeCAD ha bisogno di poche presentazioni, è un progetto open source e completamente gratuito per la progettazione CAD 3D. Con esso puoi creare qualsiasi modello, come faresti in Autodesk AutoCAD, la versione a pagamento e il codice proprietario.

È semplice da usare, con un'interfaccia intuitiva e ricca di strumenti con cui lavorare. Ecco perché è uno dei più utilizzati. Si basa su OpenCASCADE ed è scritto in C++ e Python, sotto licenza GNU GPL.

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Inkscape

Inkscape

Inkscape è un software di disegno vettoriale gratuito. Non è un software CAD, ma è molto popolare nella comunità CNC per la modellazione 2D. Ad esempio, per il taglio CNC, l'incisione di loghi, ecc. Supporta formati come ODF, DXF, SK1, PDF, EPS e Adobe PostScript, da esportare se si desidera utilizzare processi CAM. Consente inoltre la visualizzazione del codice G, la modifica dei nodi, ecc. Ed è disponibile per Linux, Windows e macOS.

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Autodesk AutoCAD

Autocad

È una piattaforma simile a FreeCAD, ma è un software proprietario ea pagamento. Le tue licenze hanno un prezzo elevato, ma è uno dei programmi più utilizzati a livello professionale. Con questo software sarai in grado di creare progetti CAD sia 2D che 3D, aggiungendo mobilità, numerose trame ai materiali, ecc.

È disponibile per Microsoft Windows e uno dei suoi vantaggi è la compatibilità con File DWF, che sono tra i più diffusi e sviluppati dalla stessa società Autodesk.

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Autodesk Fusion 360

Autodesk Fusion

Autodesk Fusion 360 Ha molte somiglianze con AutoCAD, ma si basa su una piattaforma cloud, quindi puoi lavorare da dove vuoi e avere sempre la versione più avanzata di questo software. In questo caso dovrai anche pagare degli abbonamenti, che non sono nemmeno proprio economici.

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Tinkercad

Tinker Cad

TinkerCAD è un altro programma di modellazione 3D che può essere utilizzato in linea, da un browser web, che apre notevolmente le possibilità di usarlo ovunque ti serva. Dal 2011 sta guadagnando utenti ed è diventata una piattaforma molto popolare tra gli utenti di stampanti 3D (sebbene possa essere utilizzata anche per CNC) e persino nei centri educativi, poiché la sua curva di apprendimento è molto più semplice di quella di Autodesk.

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SolidWorks

Lavori solidi

L'azienda europea Dassault Systèmes, dalla sua controllata SolidWorks Corp., ha sviluppato uno dei migliori e più professionali software CAD per la modellazione 2D e 3D. SolidWorks potrebbe essere un'alternativa ad Autodesk AutoCAD, ma lo è appositamente progettato per la modellazione di sistemi meccanici. Non è gratuito, né open source, ed è disponibile solo per Windows, ma ha la quota di mercato più ampia, anche al di sopra del software Autodesk.

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Creo

PTC Creo

Infine, Creo è un altro dei migliori software CAD/CAM/CAE per la progettazione 3D puoi trovare. È un software creato da PTC e che consente di progettare una moltitudine di prodotti di alta qualità, in modo rapido e con poco lavoro. Tutto grazie alla sua interfaccia intuitiva progettata per migliorare usabilità e produttività. È possibile sviluppare parti per la produzione additiva e sottrattiva, nonché per la simulazione, la progettazione generativa, ecc. È a pagamento, closed source e solo per Windows.

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Software CAM (codice G per CNC)

Dal punto di vista del software CAM, i migliori programmi che puoi trovare per questa fase di lavorazione CNC sono:

Maglia CAM

Maglia CAM

Mesh CAM è un software a pagamento creato da GRZ Software. Questo offre una soluzione per passare il Formati CAD 2D/3D di tipo DXF e STL fino a G-Code (puoi anche convertire un'immagine JPEG in un file 3D lavorabile) in modo che possa essere elaborata dalla macchina CNC. Può essere una buona opzione per i principianti, poiché regola automaticamente i parametri in base alla qualità scelta, anche se questo lascia un minor grado di libertà. Ce l'hai invece in due versioni, una a pagamento normale e un'altra PRO la cui licenza costa il doppio, ma è più completa (con 15 giorni di prova gratuiti in entrambe). Per quanto riguarda la sua compatibilità, può funzionare su Windows e macOS.

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Inventore CAM

Inventore CAM

Inventor CAM è anche un altro popolare software CAM creato da Autodesk. Questo è in grado di semplificare il design per renderlo più facilmente lavorabile. Puoi lavorare con progetti per macchine da taglio, fresatura e da 2 a 5 assi. Include un numero enorme di funzioni ed è molto professionale e popolare nel settore industriale. Inoltre, ha alcune implementazioni per la simulazione e la previsione di possibili problemi durante l'elaborazione delle parti. Ovviamente è disponibile per Windows ed è a pagamento.

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Solid Edge

Solid Edge

Siemens ha sviluppato Solid Edge, un altro dei programmi CAD/CAM 2D e 3D più diffusi nel settore. È molto flessibile, oltre che semplice. È stato progettato pensando ai progettisti di dispositivi elettronici, ma non può semplicemente creare quei tipi di modelli. Come il precedente, ha anche capacità di simulazione ed eseguire un'analisi completa delle parti 3D e dell'assieme. È a pagamento e si trova anche per Windows.

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MODIFICARE

Design CNC CAMBAM

CamBam è un altro software CAM creato da HexRay Ltd. e molto popolare tra gli utenti di macchine CNC. La sua licenza è a pagamento e ha tutte le funzioni che ti aspetti quando lavori con una macchina CNC. A differenza di Mesh CAM, in questo caso è necessario regolare i parametri manualmente, quindi non è per principianti. Tuttavia, è facile da usare, con una curva di apprendimento ancora migliore rispetto a Mesh CAM. Inoltre, puoi scaricarlo per macOS e Windows.

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stlcam

Progettazione CNC Estlcam

Estlcam è stata creata nel 2014 da un gruppo di ingegneria tedesco. È un programma semplice e meno costoso di altri. Ti permetterà di lavorare in 2D e 3D, generando i codici necessari per la macchina CNC dal progetto CAD. Data la sua curva di apprendimento, può essere perfetto per principianti e produttori che usano il CNC come hobby. Il problema più grande è che è disponibile solo per Windows.

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Openbuilde CAM

Openbuilde CAM

Openbuilds CAM è la grande speranza per chi cerca qualcosa di compatibile con Linux, Windows, macOS ecc. in quanto è un software CAM basato sul Web. Inoltre, include driver GRBL pronti per il download e l'installazione per Linux, Windows e macOS. Non solo non è necessario installarlo, ma è anche gratuito. Grazie a questo software completo, la lavorazione CNC può essere eseguita utilizzando codici G-Code per controllare queste macchine. D'altra parte, è supportato da una grande comunità e offre un'esperienza fantastica. Il punto negativo è che ha bisogno di una connessione Internet per funzionare.

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ECAM

Sebbene integri anche funzioni CAD, l'ho incluso nella sezione CAM. Questo software di origine italiana è abbastanza recente, quindi potrebbe non molto stabile per l'uso in produzione essere in una fase iniziale di sviluppo. Tuttavia, è interessante per la sua capacità di importare progetti DXF e DWG, generare G-Code, modificare CAD, simulare il passaggio utensile CNC, personalizzare G-code, con calcolatrice integrata, timeline, ecc. Disponibile solo per Windows.

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software di simulazione

Oltre ai programmi CAM che implementano funzionalità di simulazione per CNC, anche noi Ti consiglio di usare questi altri che sono simulatori specifici:

Simulatore CNC Pro

Simulatore CNC Pro

È un fantastico software di simulazione con straordinarie visualizzazioni 3D. Questo programma è molto popolare dal 2001, poiché è potente, supporta diversi tipi di macchine CNC (torni, fresatrici, taglio...) e processi (stampa 3D, taglio laser...). Ti consente anche di modificare il codice G e non solo di simularlo. Per quanto riguarda la sua licenza, è a pagamento (con 30 giorni di prova gratuita) e disponibile per Windows.

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Editor della procedura guidata G

Editor layout CNC G-Wizard

Questo software di simulazione è gratuito per 30 giorni e può essere utilizzato sia su macOS che su Windows. Consente di modificare e simulare il G-Code di un progetto, per poterlo verificare e modificare se necessario. Questo software è adatto ai principianti grazie alla sua facilità d'uso, oltre che professionale, poiché lo è stato utilizzato in aziende come Telsa e alla NASA, ecc.

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CAMotica

CAMotica

Un simulatore molto intuitivo e totalmente gratuito. Perfetto per i produttori e gli appassionati di fai da te. Può essere eseguito su Windows, macOS e Linux, rendendolo una soluzione di simulazione multipiattaforma. Supporta fino a 3 assi in ambienti 3D, con funzioni speciali per lavori specifici, anche per PCB.

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Visualizzatore NC

Visualizzatore NC

NC Viewer è un simulatore CNC basato sul web, quindi non devi installare nulla. Non ha tante funzionalità come altri simulatori, ma può essere sufficiente per verificare e visualizzare i codici G. Al contrario, deve disporre di una connessione Internet per funzionare, sebbene possa farlo su più dispositivi e sistemi operativi. È libero.

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Codice G di Eureka

Eureka GCode

Il vantaggio di questo simulatore è che può funzionare con qualsiasi numero di assi e con tutti i cambi utensile. È sviluppato dall'azienda italiana Roboris ed è uno dei più potenti che puoi utilizzare. Ti consente persino di utilizzare un modulo per ottimizzare il codice G utilizzando l'intelligenza artificiale. Ha una licenza a pagamento ed è disponibile per Windows.

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Software di controllo gratuito per CNC e proprietario

Per quanto riguarda l'ultima fase del software, la fase di controllo che servirà al CNC per svolgere il suo compito, i programmi più eccezionali sono:

In questo caso, proprio come abbiamo precedentemente differenziato tra software CAD o CAM specifico e anche software all-in-one, una differenza simile si può fare nel controllo: software e firmware per il mittente G-Code standalone all-in-one per CNC.

CONTROLLO TUTTO IN UNO

Mach

Design CNC Mach 3 e 4

Mach 3 e Mach 4 sono due software di controllo per Windows abbastanza diffusi (con licenza a pagamento, con un'edizione Hobby più economica e una costosa per uso Industrial). Consentono di controllare i movimenti della macchina CNC attraverso un'interfaccia grafica. Inoltre, potrai utilizzare un componente aggiuntivo chiamato LazyCAM per convertire DXF, BMP, JPG e HPGL in G-Code. Può essere collegato alla macchina tramite porta parallela, Ethernet e anche USB, ma non in tempo reale.

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LinuxCNC

LinuxCNC

LinuxCNC è un software di controllo sviluppato con licenza gratuita e open source per la piattaforma Linux.. È completamente gratuito e permette di controllare fino a 9 assi contemporaneamente, con compatibilità USB, anche se un po' lenta, e compatibile anche con porte Ethernet e parallele. I requisiti di questo driver sono bassi, puoi persino usarlo su un Raspberry Pi 4 e versioni successive. D'altra parte, ha un'interfaccia grafica intuitiva e ha un gran numero di funzioni per controllare i movimenti. Può essere personalizzato e ha una vasta comunità online.

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TurboCNC

TurboCNC

TurboCNC è un software sviluppato da Dak Engineering. È abbastanza buono e in questo caso lo è per sistemi operativi MS-DOS. Ha una comunità di utenti attiva e può controllare fino a 8 assi contemporaneamente. Ha un editor di codice integrato e ha una buona quantità di funzionalità.

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HeeksCNC

HeeksCNC Design CNC

HeeksCNC è un software open source gratuitoe appositamente progettato per sistemi simili a Unix, come macOS e Linux, sebbene sia compatibile anche con Windows. Richiede anche l'installazione di pacchetti aggiuntivi come HeeksCAD, OpenCASCADE o OCE (OpenCASCADE Community Edition) e wxWidgets. Questo software è abbastanza completo, comprese le funzioni per CAD, CAM e controllo.

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MITTENTI DI CODICE G INDIPENDENTI

Mittente codice G universale (UGS)

UGS

Mittente Gcode universale (UGS) è un altro popolare software di controllo CNC gratuito e open source. È diventato molto popolare grazie al suo gran numero di funzioni e alla sua facilità d'uso. È molto amichevole, quindi può essere una buona scelta per i principianti. Consente la manipolazione del codice G e il controllo degli assi separatamente, come solo Z, senza dover controllare XY. È incluso in un eseguibile JAR (Java), quindi può essere eseguito su Linux, MacOS, Windows e persino su schede SBC come Raspberry Pi.

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Controllo OpenBuilds

Controllo OpenBuilds

Lo stesso sviluppatore di OpenBuilds CNC ha anche creato questo software di controllo adatto al fai-da-te. Creato da Peter Van Der Walt, fondatore di LaserWeb. Ti permetterà di avere strumenti per questa applicazione e funziona con Linux, macOS e Windows. Può controllare router CNC e macchine CNC, lavorando con strumenti laser, plasma, getto d'acqua, ecc. Dovresti anche sapere che è open source, gratuito e con una GUI intuitiva.

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Candela GRBL

Candela GBDR

GRBL Candle è un software gratuito per il controllo CNC per router basati su schede GRBL. È molto semplice e offre una buona esperienza. Pratico per maker e progetti fai da te grazie alla sua accessibilità e semplicità, che lo rendono adatto anche ai principianti. Tuttavia, ha anche parametri avanzati che puoi regolare se lo desideri. È compatibile con Windows e Linux e si basa sulla libreria Qt per il visualizzatore. Sfortunatamente, non supporta la rotazione e la compensazione dell'asse.

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PlanetCNC

PlanetCNC

PlanetCNC è un altro ottimo software gratuito per router CNC. e che dovrai avere un conducente con una patente valida. Questo software consente di manipolare il codice G e consentire un controllo adeguato. Ha una fantastica flessibilità, compatibile con i formati Gerber, DXF, NC e PLT/HPGL. Può eseguire lo streaming tramite USB ed è compatibile con Windows, macOS, Linux e anche Raspberri Pi.

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UCCNC

Editor CNC UCCNC

UCCNC è un visualizzatore 3D in tempo reale e un controller molto potente che supporta controller di movimento come UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 e AXBB-E. Funziona abbastanza bene con macchine fino a 6 assi, è molto efficiente e consente di regolare molti parametri. È compatibile con i file DXF, è a pagamento ed è compatibile con Windows.

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peperoncino

 

peperoncino

ChiliPeppr è un software di controllo per CNC basato su browser web, così puoi lavorare con il codice G da diversi sistemi. Questo programma è compatibile con TinyG, Lua e GRBL, è facile e devi solo installare il driver della macchina CNC collegata. È gratuito e open source.

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OpenCNCPilot

OpenCNCPilot

un altro progetto di gratuito e open source. Apri CNCPilto È uno strumento di controllo con la possibilità di lavorare con questo tipo di macchina per molteplici compiti, compresi i PCB per il settore elettronico. Non ha bisogno di nient'altro per funzionare, è semplice, supporta il firmware GRBL, la connessione TCP ed è compatibile con Windows.

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FIRMWARE

GRBL

GRBL

GRBL è un firmware di open source per controllare le piastre Arduino UNO (ATmega328P). Questo firmware consente una connessione USB e non necessita di una porta parallela come le altre, motivo per cui è il suo grande vantaggio. È gratuito ed è stato inizialmente sviluppato per la fresatura CNC, sebbene ora possa essere utilizzato per altre macchine. La limitazione attuale è di controllare fino a 3 assi e non di più. È popolare tra i produttori e può funzionare con macchine Carbide 3D, BobsCNC, OpenBuilds, Spark Concepts, ecc.

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Marlin

MarlinCNC

Marlin è un firmware CNC famoso e open source. Possono controllare adeguatamente una macchina CNC (MPCnC-Mx) e possono essere compilati utilizzando l'IDE Android. Tra le caratteristiche spicca che supporta Arduino Mega 2560 + Rampe v1.4 e Teensy, permette il doppio controllo in X e Y per i motori, il doppio finecorsa in XY, fino a 32 micropassi, e permette anche il controllo dei passi per giro dei mandrini sull'asse Z.

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