As máquinas CNC não seriam nada sem alguns processos prévios necessários para programá-las. estou me referindo a prototipagem e projeto CNC para estabelecer o que você deseja alcançar com a usinagem. Para isso, normalmente utiliza-se um software CAD/CAM para projetar o que deve ser fabricado ou modelado e, em seguida, passar o modelo em um código compreensível para a máquina CNC para que ela possa interpretar os movimentos que deve realizar.
Etapas de projeto e metrologia
Máquina CNC laser azul para gravação em madeira Opt Lasers
Pára projeto aplicado às máquinas CNC, uma série de etapas e softwares são necessários:
- ferramentas de metrologia: para realizar todo o processo de medição necessário para criar um projeto adequado. Por exemplo, se você deseja criar um engrenagem para motor, deve ter as mesmas características dos dentes, diâmetro, etc., para que possa encaixar e funcionar corretamente.
- software CAD: O designer usará esses programas para desenhar as peças no computador como se espera que sejam na realidade, seja em 2D, 2.5D ou 3D. As diferenças entre esses três tipos de projetos são:
- 2D: em duas dimensões (plano), como um corte CNC de uma chapa metálica.
- 2.5D: você trabalha com duas dimensões e meia, o que indica que você pode fazer o mesmo que em 2D, mas também pode trabalhar com espessuras de camada. Por exemplo, uma gravação a laser.
- 3D: você trabalha com três dimensões, podendo criar figuras com volume. Por exemplo, ao virar uma peça.
- Software de simulação: Às vezes, quando se trata de certa produção em massa ou peças críticas, o software de simulação é frequentemente usado para garantir que o resultado seja o que você deseja:
- Pode ser um software que lê o G-Code gerado e pode prever possíveis problemas durante a usinagem para que possam ser corrigidos antecipadamente. Neste caso, a simulação seria feita após a etapa 4.
- Pode ser um software de simulação do mecanismo ou o uso das peças para ver se funcionam bem, possíveis falhas durante a operação, confiabilidade, etc. Nesse caso, a simulação seria feita antes do CAM (etapa 4).
- Software CAM: graças a este tipo de programa, o usuário poderá passar facilmente o desenho CAD para Código G o que é compreensível pela máquina CNC, como foi o caso das impressoras 3D. Por outro lado, alguns pacotes CAM também incluem ferramentas adicionais para calcular avanços e velocidades que ocorrerão na máquina CNC. Duas coisas devem ser observadas neste momento:
- CAM é o CNC “substituto” para um Slicer em impressão 3D ou manufatura aditiva. o Fatiador Ele ficou encarregado de usar o desenho CAD 3D e cortá-lo, ou dividi-lo em camadas, para que a máquina pudesse criá-lo através da extrusora ou exposição da resina.
- O CAM não é orientado para manufatura aditiva neste caso, mas para fabricação subtrativa. Em outras palavras, não serão adicionadas camadas, mas a partir de uma peça ou bloco inicial, o material será eliminado até que a forma final seja alcançada. Por exemplo, imagine um roteador CNC trabalhando em um bloco de madeira para criar um ornamento para uma peça de mobiliário. Nesse caso, a partir do bloco quadrado de madeira, a máquina usará a ferramenta ou cortador apropriado para esculpir os desenhos e eliminar peças desnecessárias.
- software de controle: é um programa integrado na própria máquina CNC, pois o anterior estava no computador utilizado para o projeto, que se encarregará de ler o arquivo G-Code que foi passado para a máquina e o traduzirá em sinais de controle dos motores da máquina para realizar os movimentos necessários para a usinagem da peça descrita.
- Máquina cnc: Ele se encarregará de processar a peça para que o resultado seja igual ao desenho que foi criado no início. Por exemplo, se você projetou um logotipo e deseja gravá-lo a laser em uma placa, a cabeça do laser fará os movimentos necessários para gravar a forma exata.
- QA: Em alguns casos, especialmente para produção em massa, também será necessária uma etapa adicional de controle de qualidade da peça, que pode ser automática ou manual. Em muitos casos, baseia-se na seleção aleatória de uma peça ou lote e na realização de testes para verificar se atende às expectativas, padrões, etc.
Como você pode ver, ambos impressoras 3D como as máquinas CNC têm um processo semelhante. De fato, uma impressora 3D pode ser considerada uma máquina CNC para manufatura aditiva.
Software CNC gratuito e proprietário
Como no caso de software para impressoras 3D, para máquinas CNC você também pode encontrar software proprietário e software livre ou de código aberto, que geralmente são totalmente gratuitos. Aqui você poderá conhecer as categorias de software envolvidas no projeto para CNC e alguns programas recomendados.
Software tudo em um
Em vez de ter software CAD, software CAM, etc., alguns pacotes de software têm tudo integrado, então você só precisa usar um programa. Isso tem suas vantagens e também suas desvantagens, pois é mais confortável, mas pode ter limitações em relação aos projetos que existem separadamente.
Software fácil
O Easel é um software criado pela Inventables e é um dos AIOs mais completos e recomendados para iniciantes. Inclui CAD, CAM e controle em um pacote. Portanto, você poderá criar os desenhos, convertê-los em G-Code e executá-los em sua máquina CNC. É baseado na web, portanto, não precisa ser instalado e pode ser compatível com vários sistemas operacionais. Quanto ao preço, a assinatura custa $ 20 por mês, ou você também pode pagar a taxa anual e economizar € 7 por mês.
CarbideCreate
Este outro software também combina CAD, CAM e G-Code Sender ainda tem recursos de simulação. No entanto, o controle só é permitido com Carbide 3D CNC. O melhor de tudo é que permite fazer desenhos em 2D, 2.5D e 3D, além de suportar os formatos DXF e STL. Por outro lado, é um software gratuito e está disponível para macOS e Windows.
CAD / software de design
El Design CAD Isso pode ser feito usando vários tipos de programas conhecidos, destacando especialmente:
V Carve Pro
A Vectric criou este software Desktop profissional V-Carve Pro, com biblioteca de modelos, capaz de operar máquinas CNC de até 4 eixos, com suporte para criação de modelos complexos 2D, 2.5D e 3D. Este software está disponível para macOS e Windows e não é gratuito, portanto, você terá que pagar a licença para usá-lo.
Carveco Maker
Este outro software é o concorrente direto do anterior. Carveco Maker também é um software CAD para CNC que permite o desenho 2D e 3D. Você pode escolher entre uma assinatura mensal ou anual, com um mês grátis. Ele suporta os formatos bitmap, PDF, JPEG, DWG, TIFF, DXF e foi especialmente projetado para uso com CNC, ao contrário de outros programas CAD. Neste caso, disponível para macOS e Windows.
freecad
O FreeCAD precisa de poucas introduções, é um projeto de código aberto e totalmente gratuito para design CAD 3D. Com ele você pode criar qualquer modelo, como faria no Autodesk AutoCAD, a versão paga e o código proprietário.
É simples de usar, com uma interface intuitiva e rica em ferramentas para trabalhar. Por isso é um dos mais usados. É baseado em OpenCASCADE e é escrito em C++ e Python, sob a licença GNU GPL.
Inkscape
O Inkscape é um software de desenho vetorial gratuito. Não é um software CAD, mas é muito popular na comunidade CNC para modelagem 2D. Por exemplo, para corte CNC, gravação de logotipos, etc. Suporta formatos como ODF, DXF, SK1, PDF, EPS e Adobe PostScript, para exportar se você quiser usar processos CAM. Também permite a visualização do G-Code, edição de nós, etc. E está disponível para Linux, Windows e macOS.
Autodesk AutoCAD
É uma plataforma semelhante ao FreeCAD, mas é um software proprietário e pago. Suas licenças têm um alto preço, mas é um dos programas mais utilizados a nível profissional. Com este software, você poderá criar projetos CAD 2D e 3D, adicionando mobilidade, inúmeras texturas aos materiais, etc.
Está disponível para Microsoft Windows, e uma de suas vantagens é a compatibilidade com Arquivos DWF, que são um dos mais difundidos e desenvolvidos pela própria empresa Autodesk.
Autodesk Fusion 360
Autodesk Fusion 360 Possui muitas semelhanças com o AutoCAD, mas é baseado em uma plataforma em nuvem, para que você possa trabalhar de onde quiser e sempre tenha a versão mais avançada desse software. Nesse caso, você também terá que pagar assinaturas, que também não são exatamente baratas.
Tinkercad
TinkerCAD é outro programa de modelagem 3D que pode ser usado on-line, de um navegador da web, o que abre muito as possibilidades de usá-lo de onde você precisar. Desde 2011 vem ganhando usuários, e se tornou uma plataforma muito popular entre os usuários de impressoras 3D (embora também possa ser usada para CNC), e até mesmo em centros educacionais, já que sua curva de aprendizado é muito mais simples que a da Autodesk.
SolidWorks
A empresa européia Dassault Systèmes, de sua subsidiária SolidWorks Corp., desenvolveu um dos melhores e mais profissionais softwares CAD para modelagem 2D e 3D. O SolidWorks pode ser uma alternativa ao Autodesk AutoCAD, mas é especialmente projetado para modelagem de sistemas mecânicos. Não é gratuito, nem de código aberto, e está disponível apenas para Windows, mas possui a maior participação de mercado, mesmo acima do software Autodesk.
Creo
Finalmente, Creo é outro dos melhores softwares CAD/CAM/CAE para design 3D que você pode encontrar. É um software criado pela PTC e que permite conceber uma infinidade de produtos de alta qualidade, de forma rápida e com pouco trabalho. Tudo graças à sua interface intuitiva projetada para melhorar a usabilidade e a produtividade. Você pode desenvolver peças para manufatura aditiva e subtrativa, bem como para simulação, projeto generativo, etc. É pago, de código fechado e apenas para Windows.
Software CAM (Código G para CNC)
Em termos de software CAM, os melhores programas que você pode encontrar para esta etapa da usinagem CNC são:
CAM de malha
Mesh CAM é um software pago criado pela GRZ Software. Isto oferece uma solução para passar o Formatos CAD 2D/3D do tipo DXF e STL para G-Code (você pode até converter uma imagem JPEG em um arquivo 3D usinável) para que possa ser processado pela máquina CNC. Pode ser uma boa opção para iniciantes, pois ajusta os parâmetros automaticamente de acordo com a qualidade que você escolheu, embora isso deixe menos grau de liberdade. Por outro lado, você o tem em duas versões, uma para pagamento normal e outra PRO cuja licença custa o dobro, mas é mais completa (com 15 dias de teste gratuito em ambas). Quanto à sua compatibilidade, pode funcionar em Windows e macOS.
Inventor de CAM
O Inventor CAM também é outro software CAM popular criado pela Autodesk. Isso é capaz de simplificar o projeto para torná-lo mais facilmente usinável. Você pode trabalhar com projetos para corte, fresamento e máquinas de 2 a 5 eixos. Inclui um grande número de funções e é muito profissional e popular no setor industrial. Além disso, possui algumas implementações para simulação e previsão de possíveis problemas durante o processamento da peça. Claro, está disponível para Windows e é pago.
Solid Edge
A Siemens desenvolveu o Solid Edge, outro dos programas CAD/CAM 2D e 3D mais populares do setor. É muito flexível, bem como simples. Ele foi projetado com designers de dispositivos eletrônicos em mente, mas não pode apenas criar esses tipos de modelos. Assim como o anterior, também possui capacidade de simulação e faça uma análise completa das peças e montagem 3D. É pago e também é encontrado para Windows.
MUDANÇA
CamBam é outro software CAM criado pela HexRay Ltd., e muito popular entre os usuários de máquinas CNC. Sua licença é paga e tem todas as funções que você espera quando trabalha com uma máquina CNC. Ao contrário do Mesh CAM, neste caso você precisa ajustar os parâmetros manualmente, então não é para iniciantes. No entanto, é fácil de usar, com uma curva de aprendizado ainda melhor do que o Mesh CAM. Além disso, você pode baixá-lo para macOS e Windows.
EstlcamName
A Estlcam foi criada em 2014 por um grupo de engenharia alemão. É um programa simples, e mais barato que outros. Permitirá trabalhar em 2D e 3D, gerando os códigos necessários para a máquina CNC a partir do desenho CAD. Dada a sua curva de aprendizado, pode ser perfeito para iniciantes e fabricantes que usam o CNC como hobby. O maior problema é que só está disponível para Windows.
OpenBuilds CAM
Openbuilds CAM é a grande esperança para quem procura algo compatível com Linux, Windows, macOS etc, pois é um software CAM baseado na web. Além disso, inclui drivers GRBL prontos para download e instalação para Linux, Windows e macOS. Não só você não precisa instalá-lo, mas também é gratuito. Graças a este software completo, a usinagem CNC pode ser realizada usando códigos G-Code para controlar essas máquinas. Por outro lado, é apoiado por uma grande comunidade e oferece uma experiência fantástica. O ponto negativo é que ele precisa de uma conexão com a Internet para funcionar.
ECAM
Embora também integre funções CAD, incluí-o na seção CAM. Este software de origem italiana é bastante recente, por isso pode não muito estável para uso em produção estar em um estágio inicial de desenvolvimento. No entanto, é interessante por sua capacidade de importar desenhos DXF e DWG, gerar G-Code, editar CAD, simular passagem de ferramenta CNC, personalizar G-code, com calculadora integrada, linha do tempo, etc. Disponível apenas para Windows.
software de simulação
Além de programas CAM que implementam recursos de simulação para CNC, também Eu recomendo que você use esses outros que são simuladores específicos:
Simulador CNC Pro
É um software de simulação fantástico com impressionantes visualizações 3D. Este programa é muito popular desde 2001, pois é poderoso, suporta diferentes tipos de máquinas CNC (tornos, fresadoras, corte…) e processos (impressão 3D, corte a laser…). Também permite editar o G-Code, e não apenas simulá-lo. Quanto à sua licença, ela é paga (com 30 dias de teste gratuito) e está disponível para Windows.
Editor G Wizard
Este software de simulação é gratuito por 30 dias e pode ser usado no macOS e no Windows. Permite editar e simular o G-Code de um projeto, para poder verificá-lo e modificá-lo se necessário. Este software é adequado para iniciantes devido à sua facilidade de uso, bem como profissional, pois foi usado em empresas como a Telsa, bem como na NASA, etc.
CAMóticos
Um simulador muito amigável e totalmente gratuito. Perfeito para fabricantes e entusiastas de bricolage. Ele pode ser executado no Windows, macOS e Linux, tornando-o uma solução de simulação multiplataforma. Suporta até 3 eixos em ambientes 3D, com funções especiais para trabalhos específicos, mesmo para PCBs.
Visualizador NC
NC Viewer é um simulador CNC baseado na web, então você não precisa instalar nada. Não tem tantos recursos quanto outros simuladores, mas pode ser suficiente para verificar e visualizar os G-Codes. Por outro lado, ele precisa ter uma conexão com a Internet para funcionar, embora possa fazê-lo em vários dispositivos e sistemas operacionais. É grátis.
Código G Eureka
A vantagem deste simulador é que ele pode trabalhar com qualquer número de eixos e com todas as trocas de ferramentas. Ele é desenvolvido pela empresa italiana Roboris e é um dos mais poderosos que você pode usar. Ele ainda permite que você use um módulo para otimizar o código G usando Inteligência Artificial. Tem uma licença paga e está disponível para Windows.
Software de controle gratuito para CNC e proprietário
Em relação à última etapa do software, a etapa de controle que servirá ao CNC para realizar sua tarefa, os programas mais destacados são:
CONTROLE TUDO EM UM
Mach
Mach 3 e Mach 4 são dois softwares de controle bastante populares para Windows (com licença paga, com uma edição Hobby mais barata e outra cara para uso Industrial). Permitem controlar os movimentos da máquina CNC através de uma interface gráfica. Além disso, você poderá usar um complemento chamado LazyCAM para converter DXF, BMP, JPG e HPGL para G-Code. Ele pode ser conectado à máquina via porta paralela, Ethernet e também USB, mas não em tempo real.
linux cnc
LinuxCNC é um software de controle desenvolvido sob uma licença gratuita e de código aberto para a plataforma Linux.. É totalmente gratuito e permite controlar até 9 eixos simultaneamente, com compatibilidade USB, embora um pouco lento, e também compatível com portas Ethernet e paralelas. Os requisitos deste driver são baixos, você pode até usá-lo em um Raspberry Pi 4 e superior. Por outro lado, possui uma interface gráfica intuitiva e possui um grande número de funções para controlar os movimentos. Ele pode ser personalizado e possui uma grande comunidade online.
Turbo CNC
TurboCNC é um software desenvolvido pela Dak Engineering. É muito bom e neste caso é para sistemas operacionais MS-DOS. Possui uma comunidade de usuários ativa, podendo controlar até 8 eixos simultaneamente. Ele possui um editor de código embutido e possui uma boa quantidade de recursos.
Heeks CNC
HeeksCNC é um software livre e de código aberto, e especialmente projetado para sistemas do tipo Unix, como macOS e Linux, embora também seja compatível com Windows. Também requer a instalação de pacotes adicionais, como HeeksCAD, OpenCASCADE ou OCE (OpenCASCADE Community Edition) e wxWidgets. Este software é bastante completo, incluindo funções para CAD, CAM e controle.
REMETENTES INDEPENDENTES DE CÓDIGO G
Remetente universal de código G (UGS)
Remetente universal de código G (UGS) é outro software de controle CNC gratuito e de código aberto popular. Tornou-se muito popular devido ao seu grande número de funções e sua facilidade de uso. É muito amigável, por isso pode ser uma boa escolha para iniciantes. Permite manipular o G-Code e controlar os eixos separadamente, como somente Z, sem ter que controlar XY. Ele está incluído em um executável JAR (Java), para que possa ser executado em Linux, MacOS, Windows e até placas SBC como o Raspberry Pi.
Controle OpenBuilds
O mesmo desenvolvedor do OpenBuilds CNC também criou este software de controle amigável ao bricolage. Criado por Peter Van Der Walt, fundador da LaserWeb. Ele permitirá que você tenha ferramentas para esta aplicação e funciona com Linux, macOS e Windows. Ele pode controlar roteador CNC e máquinas CNC, trabalhando com laser, plasma, ferramentas de jato de água, etc. Você também deve saber que é de código aberto, gratuito e com uma GUI intuitiva.
Vela GRBL
GRBL Candle é um software gratuito para o controle CNC para roteadores baseados em placas GRBL. É muito simples e oferece uma boa experiência. Prático para fabricantes e projetos de bricolage devido à sua acessibilidade e simplicidade, tornando-o adequado mesmo para iniciantes. No entanto, também possui parâmetros avançados que você pode ajustar, se desejar. É compatível com Windows e Linux e conta com a biblioteca Qt para o visualizador. Infelizmente, ele não suporta rotação e compensação do eixo.
planeta cnc
PlanetCNC é outro ótimo software de roteador CNC gratuito. e que você precisará ter um motorista com uma licença válida. Este software permite que você manipule o G-Code e permita o controle adequado. Possui uma flexibilidade fantástica, compatível com os formatos Gerber, DXF, NC e PLT/HPGL. Ele pode transmitir via USB e é compatível com Windows, macOS, Linux e também o Raspberri Pi.
UCCNC
UCCNC é um visualizador 3D em tempo real e um controlador muito poderoso que suporta controladores de movimento como o UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 e AXBB-E. Funciona muito bem com máquinas com até 6 eixos, é muito eficiente e permite ajustar muitos parâmetros. É compatível com arquivos DXF, é pago e é compatível com Windows.
chilipeppr
ChiliPeppr é um software de controle para CNC baseado em navegador, para que você possa trabalhar com o G-Code de diferentes sistemas. Este programa é compatível com TinyG, Lua e GRBL, é fácil e você só precisa instalar o driver da máquina CNC conectada. É gratuito e de código aberto.
Piloto OpenCNC
outro projeto de livre e de código aberto. OpenCNCPilto É uma ferramenta de controle com a possibilidade de trabalhar com este tipo de máquina para múltiplas tarefas, incluindo PCBs para o setor eletrônico. Não precisa de mais nada para funcionar, é simples, suporta firmware GRBL, conexão TCP e é compatível com Windows.
FIRMWARE
Extensão GRBL
GRBL é um firmware de código aberto para controlar placas Arduino UNO (ATmega328P). Este firmware permite uma ligação USB e não necessita de uma porta paralela como os outros, por isso é a sua grande vantagem. É gratuito e foi desenvolvido inicialmente para fresamento CNC, embora agora possa ser usado para outras máquinas. A limitação atual é controlar até 3 eixos e não mais. É popular entre os fabricantes e pode funcionar para máquinas 3D Carbide, BobsCNC, OpenBuilds, Spark Concepts, etc.
Marlin
Marlin é um firmware CNC famoso e de código aberto. Eles podem controlar adequadamente uma máquina CNC (MPCnC-Mx) e podem ser compilados usando o Android IDE. Dentre as funcionalidades, destaca-se que suporta Arduino Mega 2560 + Rampas v1.4 e Teensy, permite duplo controle nos eixos X e Y para motores, chave fim de curso duplo em XY, até 32 micropassos, e ainda permite controlar os passos por rotação dos fusos no eixo Z.
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