如果没有一些对它们进行编程所需的先前过程,CNC 机器将一事无成。 我指的是 原型设计和CNC设计 确定您希望通过加工实现的目标。 为此,通常使用 CAD/CAM 软件来设计要制造或建模的内容,然后将模型传递给 CNC 机器的可理解代码,以便它可以解释必须进行的运动。
设计和计量阶段
至 设计 应用于数控机床,需要一系列阶段和软件:
- 计量工具:执行创建适当设计所需的整个测量过程。 例如,如果您想创建一个 电机齿轮,它必须具有相同的齿数、直径等特性,才能正确配合和发挥作用。
- 计算机辅助设计软件: 设计师将使用这些程序在计算机上绘制预期的现实作品,无论是 2D、2.5D 还是 3D。 这三种设计的区别在于:
- 2D:二维(平面),例如金属板的 CNC 切割。
- 2.5D:您使用两个半维度,这表明您可以在 2D 中执行相同的操作,但您也可以使用层厚度。 例如,激光雕刻。
- 3D:您使用三个维度,能够创建具有体积的图形。 例如,转动一块时。
- 模拟软件:有时当涉及到某些批量生产或关键部件时,通常会使用仿真软件来确保结果是您想要的:
- 它可以是读取生成的 G 代码的软件,可以预测加工过程中可能出现的问题,以便事先进行纠正。 在这种情况下,模拟将在第 4 阶段之后完成。
- 可以是机构的仿真软件,也可以是零件的使用情况,看它们是否工作良好,运行过程中可能出现的故障,可靠性等。 在这种情况下,模拟将在 CAM 之前完成(第 4 阶段)。
- 凸轮软件:由于这种类型的程序,用户将能够轻松地将 CAD 设计传递给 G代码代码 CNC 机器可以理解这一点,就像 3D 打印机一样。 另一方面,一些 CAM 软件包还包括额外的工具来计算 CNC 机床上的进给和速度。 此时应注意两点:
- 凸轮是 3D 打印中切片机的 CNC “替代品” 或增材制造。 这 切片机 他负责使用 3D CAD 设计并将其切片或分层,以便机器可以通过挤出机或树脂的曝光来创建它。
- 在这种情况下,CAM 并非面向增材制造,而是面向 减材制造. 换句话说,不会添加层,而是从最初的一块或块中去除材料,直到获得最终形状。 例如,想象一个 CNC 路由器加工一块木头来为一件家具制作装饰品。 在这种情况下,机器将使用合适的工具或刀具从方形木块上雕刻出设计并消除不必要的部分。
- 控制软件:它是一个集成到CNC机器本身的程序,因为上面是在用于设计的计算机中,它将负责读取已传递给机器的G-Code文件并将其转换为控制信号机器的电机进行必要的运动,以加工所描述的零件。
- 数控机床:将负责处理该作品,以使结果与最初创建的设计相同。 例如,如果您设计了一个徽标并想将其激光雕刻在一个板上,那么激光头将做出必要的动作以雕刻出准确的形状。
- QA:在某些情况下,特别是对于大批量生产,还需要额外的零件质量控制步骤,可以是自动的或手动的。 在许多情况下,它是基于随机选择一个或一个批次并进行测试,看看它是否符合预期、标准等。
如您所见,两者 3D打印机 因为CNC机器有类似的过程。 实际上, 3D 打印机可以被认为是用于增材制造的 CNC 机器.
免费和专有的 CNC 软件
与 3D 打印机软件一样,对于 CNC 机器,您还可以找到 专有软件和免费或开源软件,通常是完全免费的。 在这里,您将能够了解CNC设计中涉及的软件类别以及一些推荐的程序。
多合一软件
一些没有 CAD 软件、CAM 软件等, 软件包已集成所有内容,所以你只需要使用一个程序。 这有其优点和缺点,因为它更舒适,但与单独存在的项目相比可能有局限性。
易软件
Easel 是由 Inventables 创建的软件,是最完整和推荐给初学者的 AIO 之一。 包括 CAD、CAM 和控制在一个包中. 因此,您将能够创建设计,将它们转换为 G 代码并在您的 CNC 机器上运行它们。 它是基于Web的,因此不需要安装,并且可以兼容各种操作系统。 至于价格,订阅费用为每月 20 美元,或者您也可以支付年费并每月节省 7 欧元。
硬质合金创造
这个其他软件也结合了 CAD、CAM 和 G-Code Sender 甚至具有模拟功能. 但是,仅允许使用 Carbide 3D CNC 进行控制。 最重要的是,除了支持 DXF 和 STL 格式外,它还允许您进行 2D、2.5D 和 3D 设计。 另一方面,它是免费软件,适用于 macOS 和 Windows。
CAD/设计软件
El CAD设计 它可以使用几种类型的知名程序来完成,特别是突出显示:
V雕刻专业版
Vectric 创造了这个软件 专业 V-Carve Pro 桌面,带有模型库,最多可运行 4 轴 CNC 机床,支持创建复杂的 2D、2.5D 和 3D 模型。 该软件适用于 macOS 和 Windows,并且不是免费的,因此您必须支付许可证才能使用它。
卡维柯制造商
这个其他软件是前一个软件的直接竞争对手。 Carveco Maker 也是一个软件 支持 2D 和 3D 设计的 CNC 用 CAD. 您可以选择按月或按年订阅,免费一个月。 它支持位图、PDF、JPEG、DWG、TIFF、DXF 格式,与其他 CAD 程序不同,它专为与 CNC 一起使用而设计。 在这种情况下,适用于 macOS 和 Windows。
自由卡
FreeCAD 需要很少的介绍,它是一个开源项目,完全免费设计 3D CAD. 有了它,您可以创建任何模型,就像在 Autodesk AutoCAD 中一样,付费版本和专有代码。
它使用简单,界面直观,工具丰富。 这就是为什么它是最常用的一种。 它基于 OpenCASCADE 并且是在 GNU GPL 许可下用 C++ 和 Python 编写的。
Inkscape中
Inkscape 是免费的矢量绘图软件。 它不是 CAD 软件,但它在 CNC 社区中非常流行,用于 2D 建模。 例如,用于CNC切割、标志雕刻等。 如果您想使用 CAM 流程,支持 ODF、DXF、SK1、PDF、EPS 和 Adobe PostScript 等格式导出。 它还允许查看 G 代码、编辑节点等。 它适用于 Linux、Windows 和 macOS。
欧特克AutoCAD
它是一个类似于 FreeCAD 的平台,但它是专有和付费软件。 您的许可证有 价格高,但它是专业级别最常用的程序之一. 使用此软件,您将能够创建 2D 和 3D CAD 设计、增加移动性、为材料添加大量纹理等。
它适用于 Microsoft Windows,其优点之一是与 DWF 文件,这是 Autodesk 公司自己开发的最广泛和最广泛的一种。
Autodesk Fusion 360
Autodesk Fusion 360 它与 AutoCAD 有许多相似之处,但它基于云平台,因此您可以在任何地方工作,并且始终拥有该软件的最先进版本。 在这种情况下,您还必须支付订阅费用,这也不是很便宜。
Tinkercad
TinkerCAD 是另一个 3D 建模程序, 可以在线使用,来自网络浏览器,这极大地打开了在任何需要的地方使用它的可能性。 自 2011 年以来,它一直在获得用户,并成为 3D 打印机用户中非常受欢迎的平台(尽管它也可以用于 CNC),甚至在教育中心,因为它的学习曲线比 Autodesk 的简单得多。
SolidWorks的
来自其子公司 SolidWorks Corp. 的欧洲公司 Dassault Systèmes 开发了用于 2D 和 3D 建模的最佳和最专业的 CAD 软件之一。 SolidWorks 可能是 Autodesk AutoCAD 的替代品,但它是 专为机械系统建模而设计. 它不是免费的,也不是开源的,而且仅适用于 Windows,但它拥有最大的市场份额,甚至超过了 Autodesk 软件。
克里奥
最后, Creo 是另一个最好的 CAD/CAM/CAE 软件 对于 3D 设计,您可以找到。 它是由 PTC 创建的软件,可让您快速、轻松地设计大量高质量产品。 这一切都归功于其旨在提高可用性和生产力的直观界面。 您可以开发用于增材制造和减材制造以及模拟、衍生式设计等的零件。 它是付费的、封闭源代码的,并且仅适用于 Windows。
CAM 软件(CNC 的 G 代码)
软件方面 CAM,最好的程序 您可以在此阶段的 CNC 加工中找到:
网状凸轮
Mesh CAM 是由 GRZ Software 创建的付费软件。 这提供了一个解决方案来通过 DXF 和 STL 类型到 G 代码的 2D/3D CAD 格式 (您甚至可以将 JPEG 图像转换为可加工的 3D 文件)以便可以由 CNC 机器进行处理。 对于初学者来说,它可能是一个不错的选择,因为它会根据您选择的质量自动调整参数,尽管这会留下较少的自由度。 另一方面,您有两个版本,一个用于正常付款,另一个 PRO 的许可证成本是其两倍,但更完整(两者都有 15 个免费试用天)。 至于它的兼容性,它可以在 Windows 和 macOS 上运行。
CAM 发明者
Inventor CAM 也是 Autodesk 创建的另一个流行的 CAM 软件. 这能够简化设计,使其更易于加工。 您可以使用用于切割、铣削和 2 到 5 轴机器的设计。 它包含大量的功能,在工业领域非常专业和受欢迎。 此外,它还具有一些仿真实现,并预测零件加工过程中可能出现的问题。 当然,它适用于 Windows 并且是付费的。
Solid Edge的
西门子开发了 Solid Edge,这是业内另一个最流行的 2D 和 3D CAD/CAM 程序。 它非常灵活,也很简单。 它的设计考虑了电子设备设计师,但它不能只创建这些类型的模型。 和上一个一样,它也有 模拟能力 并对 3D 零件和装配体进行完整分析。 它是付费的,也适用于 Windows。
改变
CamBam 是 HexRay Ltd. 创建的另一款 CAM 软件,并且 在数控机床用户中非常受欢迎. 它的许可证是付费的,并且具有您在使用 CNC 机床时所期望的所有功能。 不像Mesh CAM,这种情况下需要手动调整参数,所以不适合初学者。 但是,它易于使用,学习曲线比 Mesh CAM 更好。 此外,您可以为 macOS 和 Windows 下载它。
电子相机
Estlcam 由一家德国工程集团于 2014 年创建。 这是一个简单的程序,而且比其他程序便宜. 它将允许您在 2D 和 3D 中工作,从 CAD 设计中为 CNC 机器生成必要的代码。 鉴于其学习曲线,它非常适合使用 CNC 作为爱好的初学者和制造商。 最大的问题是它仅适用于 Windows。
开放构建 CAM
Openbuilds CAM 是那些寻求兼容的人的巨大希望 Linux、Windows、macOS 等,因为它是基于网络的 CAM 软件. 此外,它还包括可供下载和安装的适用于 Linux、Windows 和 macOS 的 GRBL 驱动程序。 您不仅不必安装它,而且它也是免费的。 由于这个完整的软件,CNC 加工可以使用 G 代码代码来控制这些机器。 另一方面,它得到了一个很棒的社区的支持,并提供了绝佳的体验。 不利的一点是,它需要互联网连接才能工作。
电子计算机辅助制造
虽然它还集成了 CAD 功能,但我已将其包含在 CAM 部分中。 这个意大利原产的软件是相当新的,所以它可能 在生产中使用不是很稳定 处于早期发展阶段。 然而,有趣的是它能够导入 DXF 和 DWG 设计、生成 G 代码、编辑 CAD、模拟 CNC 刀具通道、自定义 G 代码、集成计算器、时间线等。 仅适用于 Windows。
模拟软件
除了实现 CNC 仿真功能的 CAM 程序外,我们还 我建议您使用其他特定的模拟器:
数控模拟器专业版
这是一个很棒的模拟软件 令人惊叹的 3D 可视化. 该程序自 2001 年以来非常受欢迎,因为它功能强大,支持不同类型的 CNC 机床(车床、铣床、切割……)和工艺(3D 打印、激光切割……)。 它还允许您编辑 G 代码,而不仅仅是模拟它。 至于它的许可证,它是付费的(有 30 天的免费试用期)并且可用于 Windows。
G 向导编辑器
该模拟软件免费使用 30 天,可在 macOS 和 Windows 上使用。 它允许编辑和模拟设计的 G 代码,以便能够在必要时对其进行验证和修改。 该软件因其易用性和专业性而适合初学者,因为它已经 用于 Telsa 等公司以及 NASA等等。
迷彩
一个非常用户友好的模拟器,完全免费。 非常适合制造商和 DIY 爱好者. 它可以在 Windows、macOS 和 Linux 上运行,使其成为一个跨平台的仿真解决方案。 在 3D 环境中最多支持 3 个轴,具有针对特定工作的特殊功能,甚至针对 PCB。
数控查看器
NC Viewer 是一个基于网络的 CNC 模拟器,因此您无需安装任何东西。 它没有其他模拟器那么多的功能,但它可以 足以验证和可视化 G 代码. 相反,它必须有互联网连接才能工作,尽管它可以在多个设备和操作系统上完成。 免费。
尤里卡 G 代码
这个模拟器的优点是它可以与 任意数量的轴和所有工具更换. 它由意大利公司 Roboris 开发,是您可以使用的最强大的产品之一。 它甚至允许您使用一个模块来使用人工智能优化 G 代码。 它具有付费许可证,可用于 Windows。
用于 CNC 和专有的免费控制软件
关于最后一个软件阶段,即为 CNC 执行任务的控制阶段, 最优秀的节目 是:
多合一控制
马赫
3 马赫和 4 马赫 是两个非常流行的 Windows 控制软件(具有付费许可证,具有更便宜的 Hobby 版本和用于工业用途的昂贵版本)。 它们允许通过图形界面控制 CNC 机床的运动。 此外,您将能够使用名为 LazyCAM 的插件将 DXF、BMP、JPG 和 HPGL 转换为 G-Code。 它可以通过并行端口、以太网和 USB 连接到机器,但不是实时的。
数控系统
LinuxCNC 是基于 Linux 平台的免费开源许可开发的控制软件。. 它是完全免费的,允许您同时控制多达 9 个轴,具有 USB 兼容性,虽然速度有点慢,并且还与以太网和并行端口兼容。 这个驱动的要求很低,你甚至可以在树莓派 4 及更高版本上使用它。 另一方面,它具有直观的图形界面,并具有大量控制动作的功能。 它可以定制,并且拥有庞大的在线社区。
涡轮数控
TurboCNC 是由 Dak Engineering 开发的软件。 这很好,在这种情况下 适用于 MS-DOS 操作系统. 它有一个活跃的用户社区,可以同时控制多达 8 个轴。 它有一个内置的代码编辑器,并且有很多功能。
希克斯数控
HeeksCNC 是免费的开源软件, 并且专为类 Unix 系统设计,例如 macOS 和 Linux,尽管它也与 Windows 兼容。 它还需要安装其他软件包,例如 HeeksCAD、OpenCASCADE 或 OCE(OpenCASCADE 社区版)和 wxWidgets。 该软件相当齐全,包括CAD、CAM、控制等功能。
独立的 G 代码发送器
通用 G 代码发送器 (UGS)
通用 Gcode 发送器 (UGS) 是另一种流行的免费和开源 CNC 控制软件。 由于其大量的功能和易用性,它变得非常受欢迎。 它非常友好,因此对于初学者来说是一个不错的选择。 它允许操纵 G 代码并单独控制轴,例如仅控制 Z,而无需控制 XY。 它包含在一个 JAR (Java) 可执行文件中,因此它可以在 Linux、MacOS、Windows 甚至像 Raspberry Pi 这样的 SBC 板上运行。
OpenBuilds 控制
OpenBuilds CNC 的同一位开发人员也创建了这款适合 DIY 的控制软件。 由 LaserWeb 创始人 Peter Van Der Walt 创建。 它将允许您拥有适用于该应用程序的工具,并且 适用于 Linux、macOS 和 Windows. 它可以控制CNC路由器和CNC机器,与激光、等离子、水刀等工具一起工作。 您还应该知道它是开源的、免费的并且具有直观的 GUI。
GRBL 蜡烛
GRBL Candle 是一款免费的控制软件 基于 GRBL 板的路由器 CNC. 它非常简单,并提供了良好的体验。 由于其可访问性和简单性,对于制造商和 DIY 项目非常实用,甚至适合初学者。 但是,它还具有高级参数,您可以根据需要进行调整。 它与 Windows 和 Linux 兼容,并依赖于查看器的 Qt 库。 不幸的是,它不支持轴旋转和补偿。
行星数控
PlanetCNC 是另一个很棒的免费 CNC 路由器软件。 并且您需要有一个持有有效驾照的司机。 该软件允许您操作 G 代码,并允许进行适当的控制。 它具有出色的灵活性,与 Gerber、DXF、NC 和 PLT/HPGL 格式兼容。 它可以通过 USB 进行流式传输,并且与 Windows、macOS、Linux 以及 Raspberri Pi 兼容。
UCNC
UCNC 是一个实时 3D 查看器和非常强大的控制器 支持UC400ETH、UC300ETH、UC300、UC100、AXBB-E等运动控制器。 它适用于最多 6 轴的机器,并且非常高效,允许您调整许多参数。 它与 DXF 文件兼容,它是付费的,并且与 Windows 兼容。
辣椒酱
ChiliPeppr 是 CNC 的控制软件 基于网络浏览器,因此您可以使用来自不同系统的 G 代码。 该程序兼容 TinyG、Lua 和 GRBL,操作简单,只需安装连接的 CNC 机床的驱动程序。 它是免费的,并且是开源的。
OpenCNC 试点
的另一个项目 免费和开源。 OpenCNCPilto 它是一种控制工具,可以使用这种类型的机器完成多项任务,包括用于电子行业的 PCB。 它不需要任何其他操作,操作简单,支持GRBL固件,TCP连接,兼容Windows。
固件
GRBL 扩展
GRBL 是一个固件 控制板的开源 Arduino UNO (ATmega328P)。 此固件允许 USB 连接,不需要像其他的并行端口,这就是为什么它是它的巨大优势。 它是免费的,最初是为 CNC 铣削开发的,但现在可以用于其他机器。 当前的限制是最多控制 3 个轴,仅此而已。 它受到制造商的欢迎,可用于 Carbide 3D 机器、BobsCNC、OpenBuilds、Spark Concepts 等。
马林
Marlin 是一个著名的开源 CNC 固件。 它们可以充分控制 CNC 机床 (MPCnC-Mx),并且可以使用 Android IDE 进行编译。 其中突出的特点是它支持 Arduino Mega 2560 + Ramps v1.4 和 Teensy,允许电机的 X 和 Y 轴双重控制,XY 中的双重限位开关,最多 32 微步,还允许控制每步Z轴上的主轴转速。
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