Верстати з ЧПУ були б ніщо без деяких попередніх процесів, необхідних для їх програмування. Я маю на увазі прототипування та проектування з ЧПУ щоб визначити, чого ви хочете досягти за допомогою механічної обробки. Для цього зазвичай використовується програмне забезпечення CAD/CAM для розробки того, що має бути виготовлено чи змодельовано, а потім передається модель у зрозумілий код для верстату з ЧПУ, щоб він міг інтерпретувати рухи, які він повинен зробити.
Етапи проектування та метрології
Гравірування по дереву Opt Lasers Blue Laser Машина з ЧПУ
в дизайн для верстатів з ЧПУ необхідний ряд кроків і програмне забезпечення:
- інструменти метрології: виконати весь процес вимірювань, необхідний для створення відповідного проекту. Наприклад, якщо ви хочете створити a редуктор для двигуна, він повинен мати однакові характеристики зубців, діаметр тощо, щоб він міг правильно підходити та функціонувати.
- CAD програмне забезпечення: Дизайнер використовуватиме ці програми, щоб намалювати фрагменти на комп’ютері так, як вони очікуються в реальності, у 2D, 2.5D або 3D. Відмінності між цими трьома типами конструкцій:
- 2D: у двох вимірах (плоский), наприклад, розріз металевого листа з ЧПУ.
- 2.5D: ви працюєте з двома з половиною вимірами, що вказує на те, що ви можете робити те саме, що і в 2D, але ви також можете працювати з товщинами шарів. Наприклад, лазерне гравірування.
- 3D: ви працюєте з трьома вимірами, вміючи створювати фігури з об’ємом. Наприклад, при обточуванні шматка.
- Програмне забезпечення для моделювання: Іноді, коли справа доходить до певного масового виробництва або критичних деталей, програмне забезпечення для моделювання часто використовується, щоб переконатися, що результат є тим, що ви хочете:
- Це може бути програмне забезпечення, яке зчитує згенерований G-код і може передбачати можливі проблеми під час обробки, щоб їх можна було виправити заздалегідь. У цьому випадку моделювання буде виконано після етапу 4.
- Це може бути програмне забезпечення для моделювання механізму або використання деталей, щоб перевірити, чи добре вони працюють, можливі збої під час роботи, надійність тощо. У цьому випадку моделювання буде виконано до CAM (етап 4).
- Програмне забезпечення CAM: завдяки цьому типу програм користувач зможе легко передати проект CAD Код G що зрозуміло для верстату з ЧПУ, як це було у випадку з 3D-принтерами. З іншого боку, деякі пакети CAM також містять додаткові інструменти для обчислення подачі та швидкості, які відбуватимуться на верстаті з ЧПУ. Тут слід звернути увагу на дві речі:
- CAM є ЧПУ «замінник» для слайсера в 3D-друкі або адитивне виробництво. The Slicer Він відповідав за використання 3D-дизайну CAD і нарізання його або поділу на шари, щоб машина могла створити його за допомогою екструдера або впливу смоли.
- CAM в даному випадку орієнтований не на адитивне виробництво, а на субтрактивне виробництво. Іншими словами, шари не додаватимуться, але з початкового шматка чи блоку матеріал буде видалено, поки не буде досягнута остаточна форма. Наприклад, уявіть, що фрезер з ЧПУ обробляє дерев’яну брусок, щоб створити орнамент для предмета меблів. У цьому випадку, починаючи з квадратної дерев’яної бруски, машина буде використовувати відповідний інструмент або різець, щоб вирізати конструкції та видалити непотрібні деталі.
- контрольне програмне забезпечення: це програма, інтегрована в сам верстат з ЧПУ, оскільки вищезазначене було в комп'ютері, який використовувався для проектування, який відповідатиме за читання файлу G-Code, який був переданий на машину, і переведе його в керуючі сигнали двигунів верстата для здійснення необхідних рухів для обробки описаної деталі.
- верстат з ЧПУ: Він відповідатиме за обробку виробу, щоб результат був рівним дизайну, який був створений на початку. Наприклад, якщо ви розробили логотип і хочете вигравірувати його лазером на пластині, то лазерна головка зробить необхідні рухи, щоб вигравірувати точну форму.
- QA: У деяких випадках, особливо для масового виробництва, також знадобиться додатковий етап контролю якості деталей, який може бути автоматичним або ручним. У багатьох випадках він ґрунтується на випадковому виборі частини чи партії та проведенні тестів, щоб перевірити, чи відповідає вона очікуванням, стандартам тощо.
Як бачите, обидва 3D принтери оскільки верстати з ЧПУ мають подібний процес. Фактично, 3D-принтер можна вважати верстатом з ЧПУ для адитивного виробництва.
Безкоштовне програмне забезпечення для ЧПУ
Як і у випадку з програмним забезпеченням для 3D-принтерів, для верстатів з ЧПУ також можна знайти власне програмне забезпечення та безкоштовне програмне забезпечення або програмне забезпечення з відкритим кодом, які зазвичай є абсолютно безкоштовними. Тут ви зможете ознайомитися з категоріями програмного забезпечення, яке бере участь у проектуванні для ЧПУ, і деякими рекомендованими програмами.
Програмне забезпечення «все в одному».
Замість того, щоб мати програмне забезпечення CAD, CAM тощо, деякі пакети програмного забезпечення мають все інтегровано, тому вам потрібно використовувати лише одну програму. Це має свої переваги, а також свої недоліки, оскільки це зручніше, але може мати обмеження в порівнянні з проектами, які існують окремо.
Легке програмне забезпечення
Easel — це програмне забезпечення, створене Inventables, і є одним з найбільш повних і рекомендованих AIO для початківців. Включає CAD, CAM і контроль в одному пакеті. Таким чином, ви зможете створювати проекти, конвертувати їх у G-код і запускати на своєму верстаті з ЧПУ. Він є веб-основою, тому його не потрібно встановлювати, і він може бути сумісний з різними операційними системами. Що стосується ціни, то підписка коштує 20 доларів на місяць, або ви також можете сплатити річну плату та заощадити 7 євро щомісяця.
CarbideCreate
Це інше програмне забезпечення також поєднує CAD, CAM і G-Code Sender навіть мають можливості моделювання. Однак керування дозволяється лише за допомогою Carbide 3D CNC. Найкраще те, що він дозволяє створювати проекти у 2D, 2.5D та 3D, а також підтримує формати DXF та STL. З іншого боку, це безкоштовне програмне забезпечення, яке доступне для macOS та Windows.
CAD / програмне забезпечення для проектування
El CAD-дизайн Це можна зробити за допомогою кількох типів відомих програм, особливо виділяючи:
V Carve Pro
Vectric створив це програмне забезпечення Професійний робочий стіл V-Carve Pro, з бібліотекою моделей, здатний запускати до 4-осьових верстатів з ЧПУ, з підтримкою створення складних 2D, 2.5D і 3D моделей. Це програмне забезпечення доступне для macOS та Windows і не є безкоштовним, тому вам доведеться заплатити ліцензію, щоб його використовувати.
Виробник Carveco
Це інше програмне забезпечення є прямим конкурентом попереднього. Carveco Maker також є програмним забезпеченням CAD для ЧПУ, що дозволяє 2D і 3D проектування. Ви можете вибрати між місячною або річною підпискою, один місяць безкоштовно. Він підтримує формати растрового зображення, PDF, JPEG, DWG, TIFF, DXF і спеціально розроблений для використання з ЧПУ, на відміну від інших програм САПР. У цьому випадку доступно для macOS і Windows.
freecad
FreeCAD потребує кількох вступів, це проект з відкритим вихідним кодом і повністю безкоштовний для проектування 3D CAD. З його допомогою ви можете створити будь-яку модель, як і в Autodesk AutoCAD, платну версію і власний код.
Він простий у використанні, має інтуїтивно зрозумілий інтерфейс та багатий інструментарій для роботи. Саме тому він є одним з найбільш використовуваних. Він заснований на OpenCASCADE і написана на C++ та Python під ліцензією GNU GPL.
Inkscape
Inkscape — безкоштовне програмне забезпечення для векторного малювання. Це не програмне забезпечення CAD, але він дуже популярний серед спільноти ЧПУ для 2D-моделювання. Наприклад, для різання з ЧПУ, гравірування логотипу тощо. Підтримує такі формати, як ODF, DXF, SK1, PDF, EPS і Adobe PostScript, для експорту, якщо ви хочете використовувати процеси CAM. Він також дозволяє переглядати G-код, редагувати вузли тощо. І він доступний для Linux, Windows і macOS.
Autodesk AutoCAD
Це платформа, подібна до FreeCAD, але це проприетарне та платне програмне забезпечення. Ваші ліцензії мають a висока ціна, але це одна з найбільш використовуваних програм на професійному рівні. За допомогою цього програмного забезпечення ви зможете створювати як 2D, так і 3D проекти CAD, додаючи мобільність, численні текстури матеріалів тощо.
Він доступний для Microsoft Windows, і однією з його переваг є сумісність з Файли DWF, які є одними з найбільш поширених і розроблених самою компанією Autodesk.
Autodesk Fusion 360
Autodesk Fusion 360 Він має багато подібності з AutoCAD, але він заснований на хмарній платформі, тому ви можете працювати звідки завгодно і завжди мати найсучаснішу версію цього програмного забезпечення. У цьому випадку доведеться також платити за підписку, яка теж не зовсім дешева.
Тінкеркад
TinkerCAD - це ще одна програма для 3D-моделювання можна використовувати онлайн, з веб-браузера, що значно відкриває можливості використання його звідусіль, де вам потрібно. З 2011 року він набирає користувачів і став дуже популярною платформою серед користувачів 3D-принтерів (хоча його можна використовувати і для ЧПУ), і навіть в навчальних центрах, оскільки його навчання набагато простіше, ніж у Autodesk.
SolidWorks
Європейська компанія Dassault Systèmes зі своєї дочірньої компанії SolidWorks Corp. розробила одне з найкращих і найпрофесійніших програм САПР для 2D і 3D моделювання. SolidWorks може бути альтернативою Autodesk AutoCAD, але це так спеціально розроблений для моделювання механічних систем. Він не безкоштовний і не є відкритим вихідним кодом, і доступний лише для Windows, але він має найбільшу частку ринку, навіть вище програмного забезпечення Autodesk.
Крео
Нарешті, Creo — ще одне з найкращих програм CAD/CAM/CAE для 3D дизайну ви можете знайти. Це програмне забезпечення, створене компанією PTC, яке дозволяє вам швидко та без праці розробляти безліч високоякісних продуктів. Все завдяки інтуїтивно зрозумілому інтерфейсу, розробленому для покращення зручності використання та продуктивності. Ви можете розробляти деталі для адитивного та субтрактивного виробництва, а також для моделювання, генеративного проектування тощо. Він платний, із закритим кодом і тільки для Windows.
Програмне забезпечення CAM (G-код для ЧПУ)
Програмно CAM, найкращі програми що ви можете знайти для цього етапу обробки з ЧПУ:
Сітка CAM
Mesh CAM — платне програмне забезпечення, створене GRZ Software. Це пропонує рішення для передачі 2D/3D формати CAD типу DXF і STL до G-Code (ви навіть можете перетворити зображення JPEG в обробний 3D-файл), щоб його можна було обробити на верстаті з ЧПУ. Це може бути хорошим варіантом для початківців, оскільки він автоматично налаштовує параметри відповідно до вибраної вами якості, хоча це залишає менший ступінь свободи. З іншого боку, у вас є дві версії: одна для звичайної оплати та інша PRO, чия ліцензія коштує вдвічі дорожче, але є більш повною (з 15 безкоштовними пробними днями в обох). Що стосується його сумісності, він може працювати на Windows і macOS.
CAM Inventor
Inventor CAM також є ще одним популярним програмним забезпеченням CAM, створеним Autodesk. Це може спростити конструкцію, щоб зробити її легше обробною. Ви можете працювати з конструкціями для різальних, фрезерних та 2-5-осьових верстатів. Він включає в себе величезну кількість функцій, і є дуже професійним і популярним в промисловому секторі. Крім того, він має деякі реалізації для моделювання та прогнозування можливих проблем під час обробки деталей. Звичайно, він доступний для Windows і платний.
Solid Edge
Siemens розробив Solid Edge, ще одну з найпопулярніших 2D і 3D CAD/CAM програм у галузі. Він дуже гнучкий, а також простий. Він був розроблений з урахуванням дизайнерів електронних пристроїв, але він не може просто створювати такі типи моделей. Як і попередній, він також має потужність для моделювання і виконайте повний аналіз 3D-деталей і складання. Він платний і також зустрічається для Windows.
ЗМІНИ
CamBam — це ще одне програмне забезпечення CAM, створене HexRay Ltd., і дуже популярний серед користувачів верстатів з ЧПУ. Його ліцензія є платною і має всі функції, які ви очікуєте під час роботи з верстатом з ЧПУ. На відміну від Mesh CAM, в цьому випадку вам потрібно налаштувати параметри вручну, тому це не для новачків. Однак він простий у використанні, з навіть кращою кривою навчання, ніж Mesh CAM. Крім того, ви можете завантажити його для macOS та Windows.
stlcam
Estlcam був створений у 2014 році німецькою інженерною групою. Це проста програма і менш дорога, ніж інші. Це дозволить вам працювати в 2D і 3D, генеруючи необхідні коди для верстата з ЧПУ з CAD-проекту. З огляду на його криву навчання, він може бути ідеальним для новачків і виробників, які використовують ЧПУ як хобі. Найбільша проблема полягає в тому, що він доступний лише для Windows.
Openbuilds CAM
Openbuilds CAM — це велика надія для тих, хто шукає щось сумісне Linux, Windows, macOS тощо, оскільки це веб-програмне забезпечення CAM. Крім того, він включає готові до завантаження та встановлення драйвери GRBL для Linux, Windows і macOS. Його не тільки не потрібно встановлювати, але і безкоштовно. Завдяки цьому повному програмному забезпеченню обробку з ЧПУ можна виконувати за допомогою кодів G-Code для керування цими верстатами. З іншого боку, він підтримується чудовою спільнотою та пропонує фантастичний досвід. Негативним моментом є те, що для роботи потрібне підключення до Інтернету.
ECAM
Хоча він також інтегрує функції CAD, я включив його в розділ CAM. Це програмне забезпечення італійського походження з’явилося зовсім недавно, тому може бути не дуже стабільний для використання у виробництві перебуває на ранній стадії розвитку. Однак він цікавий своєю здатністю імпортувати проекти DXF і DWG, генерувати G-код, редагувати CAD, імітувати прохід інструменту ЧПУ, налаштовувати G-код, з інтегрованим калькулятором, шкалою часу тощо. Доступно лише для Windows.
програмне забезпечення для моделювання
На додаток до програм CAM, які реалізують можливості моделювання для ЧПУ, ми також Я рекомендую вам використовувати ці інші, які є специфічними симуляторами:
CNC Simulator Pro
Це фантастичне програмне забезпечення для моделювання з приголомшливою 3D-візуалізацією. Ця програма користується великою популярністю з 2001 року, оскільки вона потужна, підтримує різні типи верстатів з ЧПУ (токарні, фрезерні верстати, різання…) та процеси (3D-друк, лазерне різання…). Він також дозволяє редагувати G-код, а не просто моделювати його. Що стосується ліцензії, то вона платна (з 30-денною безкоштовною пробною версією) і доступна для Windows.
G Wizard Editor
Це програмне забезпечення для моделювання є безкоштовним протягом 30 днів і може використовуватися як у macOS, так і в Windows. Це дозволяє редагувати та моделювати G-код дизайну, щоб мати можливість перевірити та змінити його, якщо необхідно. Це програмне забезпечення підходить для початківців завдяки простоті у використанні, а також для професіоналів, оскільки воно є використовується в таких компаніях, як Telsa, а також у NASA, І т.д.
CAMotics
Дуже зручний симулятор і абсолютно безкоштовний. Ідеально підходить для майстрів і любителів DIY. Він може працювати на Windows, macOS та Linux, що робить його кросплатформним рішенням для моделювання. Підтримує до 3 осей у 3D середовищах зі спеціальними функціями для конкретних завдань, навіть для друкованих плат.
Програма перегляду NC
NC Viewer — це веб-симулятор ЧПУ, тому вам не потрібно нічого встановлювати. У нього не так багато функцій, як в інших симуляторах, але він може бути достатньо, щоб перевірити та візуалізувати G-коди. Навпаки, він повинен мати підключення до Інтернету, щоб працювати, хоча він може робити це на кількох пристроях та операційних системах. Є безкоштовним.
Eureka G-код
Перевага даного симулятора в тому, що з ним можна працювати будь-яку кількість осей і з усією зміною інструменту. Він розроблений італійською компанією Roboris і є одним з найпотужніших, які ви можете використовувати. Він навіть дозволяє використовувати модуль для оптимізації G-коду за допомогою штучного інтелекту. Він має платну ліцензію і доступний для Windows.
Безкоштовне програмне забезпечення для ЧПУ та фірмове програмне забезпечення
Що стосується останнього програмного етапу, етапу керування, який служитиме ЧПУ для виконання його завдання, найвидатніші програми звук:
КЕРУВАННЯ ВСЕ-В-ОДНОМ
Мах
3 Маха і 4 Маха два досить популярні керуючі програми для Windows (з платною ліцензією, з дешевшою версією Hobby і дорогою для промислового використання). Вони дозволяють керувати рухами верстата з ЧПУ через графічний інтерфейс. Крім того, ви зможете використовувати надбудову під назвою LazyCAM для перетворення DXF, BMP, JPG та HPGL у G-Code. Його можна підключити до машини через паралельний порт, Ethernet, а також USB, але не в режимі реального часу.
linux cnc
LinuxCNC — це програмне забезпечення для керування, розроблене за безкоштовною ліцензією з відкритим кодом для платформи Linux.. Він повністю безкоштовний і дозволяє керувати до 9 осями одночасно, з USB-сумісністю, хоча і дещо повільною, а також сумісна з Ethernet і паралельними портами. Вимоги до цього драйвера низькі, ви навіть можете використовувати його на Raspberry Pi 4 і вище. З іншого боку, він має інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс і має велику кількість функцій для управління рухами. Його можна налаштувати, і він має велику онлайн-спільноту.
TurboCNC
TurboCNC — це програмне забезпечення, розроблене компанією Dak Engineering. Це досить добре, і в даному випадку це так для операційних систем MS-DOS. Він має активну спільноту користувачів і може керувати до 8 осями одночасно. Він має вбудований редактор коду і має велику кількість функцій.
HeeksCNC
HeeksCNC — безкоштовне програмне забезпечення з відкритим кодом, і спеціально розроблений для Unix-подібних систем, таких як macOS і Linux, хоча він також сумісний з Windows. Це також вимагає встановлення додаткових пакетів, таких як HeeksCAD, OpenCASCADE або OCE (OpenCASCADE Community Edition) і wxWidgets. Це програмне забезпечення досить повне, включаючи функції для CAD, CAM та керування.
НЕЗАЛЕЖНІ ВІДПРАВНИКИ G-КОДУ
Універсальний відправник G-коду (UGS)
Універсальний відправник Gcode (UGS) це ще одне популярне програмне забезпечення для керування ЧПУ з відкритим кодом. Він став дуже популярним завдяки великій кількості функцій і простоті використання. Він дуже дружній, тому може бути хорошим вибором для новачків. Він дозволяє маніпулювати G-кодом і керувати вісями окремо, наприклад, тільки Z, без необхідності керувати XY. Він включений у виконуваний файл JAR (Java), тому він може працювати на Linux, MacOS, Windows і навіть на платах SBC, таких як Raspberry Pi.
Контроль OpenBuilds
Той самий розробник OpenBuilds CNC також створив це програмне забезпечення для керування своїми руками. Створено Пітером Ван дер Уолтом, засновником LaserWeb. Це дозволить вам мати інструменти для цієї програми та працює з Linux, macOS та Windows. Він може керувати фрезером з ЧПУ та верстатами з ЧПУ, працювати з лазерними, плазмовими, водоструйними інструментами тощо. Ви також повинні знати, що він відкритий, безкоштовний та з інтуїтивно зрозумілим графічним інтерфейсом.
Свічка GRBL
GRBL Candle — це безкоштовне програмне забезпечення для керування ЧПУ для фрезерів на основі GRBL плат. Це дуже просто і пропонує хороший досвід. Практичний для майстрів і проектів DIY завдяки своїй доступності та простоті, що робить його придатним навіть для новачків. Однак він також має розширені параметри, які ви можете налаштувати, якщо хочете. Він сумісний з Windows і Linux і покладається на бібліотеку Qt для глядача. На жаль, він не підтримує обертання осі та компенсацію.
ПланетаЧПУ
PlanetCNC – це ще одне чудове безкоштовне програмне забезпечення для фрезерування з ЧПУ. і що вам потрібно мати водія з дійсними правами. Це програмне забезпечення дозволяє маніпулювати G-кодом і забезпечує належний контроль. Він має фантастичну гнучкість, сумісний з форматами Gerber, DXF, NC і PLT/HPGL. Він може транслюватися через USB і сумісний з Windows, macOS, Linux, а також Raspberri Pi.
UCCNC
UCCNC — це засіб перегляду 3D в режимі реального часу та дуже потужний контролер який підтримує контролери руху, такі як UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 і AXBB-E. Він досить добре працює з верстатами до 6 осей, дуже ефективний і дозволяє регулювати багато параметрів. Він сумісний з файлами DXF, платний і сумісний з Windows.
chilipeppr
ChiliPeppr - це програмне забезпечення для керування ЧПУ на основі веб-браузера, тож ви можете працювати з G-кодом з різних систем. Ця програма сумісна з TinyG, Lua і GRBL, вона проста і вам потрібно лише встановити драйвер підключеного верстата з ЧПУ. Він безкоштовний і відкритий.
Пілот OpenCNC
ще один проект безкоштовний і відкритий вихідний код. OpenCNCPilto Це інструмент керування з можливістю роботи з цим типом машини для виконання багатьох завдань, включаючи друковані плати для сектору електроніки. Для роботи йому не потрібно нічого іншого, він простий, підтримує прошивку GRBL, TCP-з’єднання і сумісний з Windows.
ФІРМА
Розширення GRBL
GRBL - це прошивка для відкритий вихідний код для контрольних пластин Arduino UNO (ATmega328P). Ця прошивка дозволяє підключатися через USB і не потребує паралельного порту, як інші, тому це є його великою перевагою. Він безкоштовний і спочатку був розроблений для фрезерування з ЧПУ, хоча тепер його можна використовувати для інших верстатів. Обмеження по струму — керування до 3 осей і не більше. Він популярний серед виробників і може працювати для машин Carbide 3D, BobsCNC, OpenBuilds, Spark Concepts тощо.
Marlin
Marlin — відома прошивка ЧПУ з відкритим кодом. Вони можуть належним чином керувати верстатом з ЧПУ (MPCnC-Mx) і можуть бути зібрані за допомогою Android IDE. Серед функцій виділяється те, що він підтримує Arduino Mega 2560 + Ramps v1.4 і Teensy, дозволяє подвійне керування по осях X і Y для двигунів, подвійний кінцевий вимикач у XY, до 32 мікрокроків, а також дозволяє контролювати кроки за обертання шпинделя по осі Z.
Подальша інформація
- Верстати з ЧПУ: посібник з числового керування
- Як працює верстат з ЧПУ та застосування
- Усі типи верстатів з ЧПУ за призначенням та характеристиками
- Типи і характеристики токарних верстатів з ЧПУ
- Види фрезерних верстатів з ЧПУ
- Види фрезерних машин з ЧПУ та різання з ЧПУ
- Види лазерного гравірування
- Інші верстати з ЧПУ: свердління, Pick & Place, зварювання тощо
- Чим може допомогти верстат з ЧПУ в компанії
- Посібник із покупки: як вибрати найкращий верстат з ЧПУ
- Технічне обслуговування верстатів з ЧПУ
- Повний посібник з плоттерів: що таке плоттер і для чого він потрібен
- Найкращі верстати з ЧПУ для відпочинку та професійного використання
- Кращі друкарські плоттери
- Кращі ріжучі плоттери
- Найкращі витратні матеріали для гончарів: картриджі, папір, вініл, запчастини