Лучшие программы для станков с ЧПУ

В этой статье мы рассказываем о программах для работы со станками с ЧПУ, их разновидностях, свойствах и возможностях. Узнайте больше о том, что такое CAD, CAM и как это работает, прочитав эту статью.

Содержание

• Введение
• Создание управляющей программы для станка с ЧПУ
• Профессиональные пакеты CAM
  • Fusion 360
  • Vectric / Aspire
  • Mastercam
  • HSMWorks
  • Mecsoft (RhinoCAM, Visual Mill, AlibreCAM)
  • Solidworks
• Бесплатные пакеты CAM
  • Estlcam
  • Free Mill
  • DeskProto
  • HSMExpress
  • Fusion 360
  • G-Simple
  • Heeks
• Калькуляторы оптимального режима инструмента
  • G-Wizard
• Программы оптимизации раскроя (nesting sowtfare)
  • SVGnest
  • Deepnest
• Рекомендуемое ПО
• Заключение

Введение

Источник: metalmecanica.com

Вы приобрели долгожданный фрезерный станок с ЧПУ, и вам не терпится начать с ним работать? Пожалуйста, не спешите, чтобы дорогостоящий станок с ЧПУ не превратился в груду металлолома раньше, чем успеет хоть что-то сделать.

Сначала вам потребуется выбрать и тщательно настроить под ваш станок необходимое ПО CAM (Computer-aided manufacturing — система автоматизированного производства) — специальную программу, работающую с подготовленными в CAD проектами.

CAD (Computer-aided design — система автоматизированной разработки) — программное обеспечение для проектирования, позволяющая создавать трехмерные объекты на основе заданных данных и редактировать их. Созданные в CAD проекты используются в CAM непосредственно для работы с оборудованием.

CAM-программа конвертирует цифровые объекты в понятные станку команды в формате G-code. G-code это непосредственно управляющая программа для станков с ЧПУ — набор команд для оборудования.

Зачастую CAD/CAM поставляются в виде одного программного пакета, либо заранее подготовлены для простой интеграции в программно-аппаратные комплексы и совместной работы.

Самые популярные и функциональные CAD/CAM-программы отличаются сложностью и требуют серьезной подготовки оператора. Не стремитесь сразу установить себе «самый популярный CAM», попробуйте сначала сделать несколько деталей с более простым пакетом. То, что вы узнаете по ходу дела, значительно облегчит освоение более функционального и сложного ПО.

Источник: produktion.de

Для совместимости CAM-программы со станком и правильной обработки получаемого кода иногда необходимо применение программ-конвертеров «Post» или «Post Processor». Если не использовать соответствующий пост-процессор, то можно получить g-code, который выглядит хорошо, но дает странные результаты при его запуске на станке.

Прежде, чем выбрать какой-то определенный CAM, обязательно посмотрите учебные видео по работе с ним, чтобы освоить основные понятия. Чтобы работа на станке с ЧПУ была эффективной, нужно научиться «думать, как CAM». Это поможет лучше понять, какие действия совершает станок, когда изготавливает деталь, какие команды и в какой последовательности он должен получить для этого.

Стоит также заметить, что помимо CAM-программ существуют еще и программы прямого управления (machine controller) станком с ЧПУ, передающие, например, движение мышки или пера непосредственно на контроллер станка. Наиболее популярные из них:

• LinuxCNC
• Grbl
• Jedicut
• PyCNC
• Inkcut
• Universal Gcode Sender (UGS)

Создание управляющей программы для станка с ЧПУ

Источник: cnccookbook.com.

На схеме: двухмерный рисунок или 3D-модель из SolidWorks, Autodesk и т.д. обрабатывается в CAM или в слайсере для получения g-code, код из CAM предназначен для станков, из слайсера — для 3D-принтеров.

Независимо от того, используете ли вы фрезерный или токарный станок с ЧПУ, типичный процесс создания детали состоит из следующих этапов:

• CAD используется для проектирования деталей;
• дополнительные программы могут оптимизировать результат CAD для изготовления на станке;
• CAM анализирует чертеж CAD, получает данные от оператора станка (например, о типе материала или инструменте) и выводит управляющие команды G-Code для контроллера станка;
• контроллер станка, на основе полученных из G-code-команд, активирует соответствующие электрические цепи в нужной последовательности и с заданной длительностью, что заставляет станок выполнять предусмотренные программой операции.

G-Сode — это наиболее распространенный язык, который понимают станку с ЧПУ. Помимо G-Code используются такие языки, как OpenSBP, HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language), Cutter Location (CL) Data, APT.

Профессиональные пакеты CAM

Источник: teknologix-ph.com

Оценивая рынок профессиональных программ для станков с ЧПУ (CAM-программ), можно с уверенностью отметить один тренд: покупатели стали гораздо разборчивее в своём выборе, и 30-дневный срок бесплатного тестирования, ставший стандартом при распространении ПО, этому немало способствует.

По опросу, проводившемуся сайтом CNCCookbook, в 2017 году клиенты пробовали в среднем 3 программных продукта, прежде чем выбрать один для покупки.

На иллюстрации ниже можно видеть распределение рынка CAM-программ за 2018.

Распределение рынка CAM. Источник: cnccookbook.com

Fusion 360

Программный комплекс создания управляющих программ для станков с ЧПУ, с поддержкой до пяти осей, или 3D-принтеров. Позволяет непосредственно в самой программе создавать чертежи изделия, а также импортировать или экспортировать файлы AutoCAD. По сути, Fusion 360 — полноценный CAD, CAM и CAE комплекс. Функция генеративного дизайна, когда ПО самостоятельно создаёт множество моделей, сравнивает их и выбирает наиболее соответствующие заданию, позволяет тестировать свои проекты на самых ранних стадиях разработки. Огромная библиотека конструкторских решений позволяет существенно ускорить процесс разработки проекта.

Vectric / Aspire

Источник: blogspot.com

Aspire предоставляет мощное, но интуитивно понятное программное решение для создания и резки деталей на фрезерном станке с ЧПУ. Существуют инструменты для 2D-проектирования и расчета 2D-траекторий, таких как профилирование, фрезеровка углублений и сверление, а также траектории 2.5D, в том числе; V-Carving, Prism carving, Molding Toolpaths, Fluting и даже стратегия декоративного текстурирования.

Заложенные в программу инструменты 3D-дизайна позволяют создавать свои собственные 3D-модели рельефа и обрабатывать их с помощью различных стратегий 3D-обработки. В сочетании с полным набором инструментов для 2D-проектирования и редактирования, они позволяют легко создавать собственные 2D- и 3D-детали с нуля, а также импортировать и редактировать внешние 2D- и 3D-данные.

Mastercam

Источник: wikipedia.org

Универсальный комплекс продуктов для подготовки 2D- и 3D-моделей для изготовления на станках с ЧПУ.

• Фирменный алгоритм Dynamic Motion оптимизирует производительность и увеличивает скорость программирования.
• Accelerated Finishing позволяет получить более быструю обработку и гладкую поверхность на некоторых объектах.
• Equal Scallop обеспечивает чистоту обработки на наклонных, изогнутых и плоских поверхностях.
• Оптимизатор траекторий Surface Finish Blend ускоряет обработку деталей.
• Многоосевая обработка Deburr может использовать шаровые фрезы или другие инструменты, чтобы сглаживать кромки по 3–5 осям и удалять заусенцы.
• Port Expert — это быстрое и простое в использовании дополнительное программное обеспечение для создания многоосевых траекторий в блоках цилиндров, отверстиях сложной формы или углублениях.

HSMWorks

Источник: cadcamstuff.com

HSMWorks не только выпускает новую версию ПО каждый год, но и добавляет новые функции в пакеты обновлений, по мере их появления. С тех пор, как Autodesk приобрела HSMWorks в 2012 году, пользователи HSMWorks получают новые возможности круглый год.

Отличительные возможности HSMWorks: качественная визуальная симуляция работы станка, экономичность и правильная диспетчеризация ресурсов компьютера, возможность работы на многопроцессорных системах и функция адаптивной черновой обработки модели.

Mecsoft (RhinoCAM, Visual Mill, AlibreCAM)

Источник: mecsoft.com

MecSoft Corporation — один из крупнейших поставщиков CAM-ПО для малых и средних сегментов рынка. Среди его продуктов: VisualCAD/CAM®, RhinoCAM™, VisualCAM для SOLIDWORKS® и AlibreCAM®. Это мощные, простые в использовании и доступные по цене решения для производства на заказ, быстрого прототипирования, изготовления инструментов и оснастки, в т.ч. пресс-форм. Программы компании применимы также в аэрокосмической, автомобильной, деревообрабатывающей и образовательной отраслях.

Solidworks

Источник: solidworks.com

SolidWorks — программный комплекс компании Dassult Systems для автоматизации работ на этапах конструкторской и технологической подготовки производства объектов.

Это ПО давно стало стандартом в индустрии и для работы с ним пишутся многие продукты других издателей.

В SOLIDWORKS CAM есть два способа создания объектов: автоматический и интерактивный. В автоматическом режиме программа самостоятельно создает объекты по заданным данным, что экономит время в процессе подготовки.

В интерактивном режиме можно гибко определять любые элементы, используя как основу ребра, грани или эскизы. Такая гибкость позволяет быстро и легко создавать параметрические элементы, которые обновляются при внесении изменений в модель.

Бесплатные пакеты CAM

Источник: caelinux.com

Может ли бесплатное ПО стать хорошим выбором? Это может показаться странным вопросом, но к нему стоит отнестись со всей серьезностью. Иногда бесплатное ПО совершенно потрясающее и нет никаких дополнительных условий. В других случаях приходится потратить больше времени на его настройку, и совсем необязательно, что оно будет работать именно так, как хотелось бы. Порой приходится пользоваться несколькими бесплатными программами, чтобы добиться нужного результата.

У бесплатного ПО есть один неоспоримый плюс: вы не потеряете ни копейки, если по каким-то причинам оно вам не подойдёт или просто не понравится.

Большинство производителей платного ПО предоставляет полнофункциональную версию своих продуктов для бесплатного тестирования в течение ограниченного срока, либо функционально ограниченную пробную версию на неопределенное время. Имейте это в виду, выбирая лучшее бесплатное ПО для станков с ЧПУ.

Estlcam

Источник: estlcam.de

Estlcam — удобный инструмент создания G-кода для пользователей начального уровня.

Estlcam имеет множество интересных функций, в том числе — возможность работать как с метрическими, так и с английскими единицами измерения, импортировать и экспортировать множество различных форматов файлов и переносить данные 2.5 и 3D CAD в g-code.

В дополнение к основным функциям, CAM Estlcam также включает контроллер ЧПУ, который позволяет запускать станок с ЧПУ непосредственно из Estlcam, используя файл .nc созданный Estlcam, или с импортированным файлом .nc. Программа обеспечивает ручное управление станком с ЧПУ при помощи мыши, клавиатуры или контроллера Playstation. Estlcam может перепрограммировать Arduino, для использования его интерфейсом к шаговым двигателям. ПО не требовательно к компьютеру и прекрасно работает даже на старом Pentium 4 с Windows XP.

Цена: формально эта программа для ЧПУ стоит 50$, но пока прекрасно работает и без оплаты.

Free Mill

Источник: mecsoft.com

FreeMILL — часть коммерческого программного обеспечения от компании Mecsoft, которая представляет собой бесплатный CAM-модуль создания G-code для фрезерных станков с ЧПУ. FreeMILL — абсолютно бесплатное программное обеспечение без ограничений по времени, по числу попыток, количеству сохранений или количеству строк кода.

С FreeMILL вы сможете:

• создать траекторию, где инструмент будет перемещаться вдоль набора параллельных плоскостей, чтобы вырезать вашу геометрию;
• создать черновые и чистовые траектории;
• выполнить полное резание и моделирование материала траекторий;
• создать G-code для выбранного вами станка.

DeskProto

Источник: www.deskproto.com

Бесплатная версия DeskProto предлагает базовую функциональность CAM. Доступны функции:

Векторная обработка DXF, EPS или AI;

• Обработка геометрии STL;
• Обработка растрового изображения BMP, JPG, GIF, PNG, TIF;
• Профилирование траекторий на основе векторных данных с глубиной обработки и высотой свободного перемещения;
• Установка расстояния между траекториями и значения шага вдоль траектории;
• Создание трехмерного рельефа на основе растровых данных;
• Масштабирование, зеркалирование и вращение модели CAD;
• Определение и выбор резцов;
• Регулирование скорости подачи и скорости шпинделя;
• Постпроцессор.

В бесплатной версии DeskProto можно создавать проекты с одной деталью и одной операцией, используя ограниченное количество параметров. Нет ограничений по размеру или сложности файла. Это позволяет создавать различные типы деталей и для многих пользователей этого вполне достаточно.

HSMExpress

Источник: inventorhsm.ru

Бесплатный Autodesk HSMXpress — это 2,5-осевой CAM разработанный для работы с SOLIDWORKS.

Программное обеспечение включает в себя:

• Траектории для стандартных операций фрезерования, включая черновую обработку 2D, создание углублений, сверление, морф-спираль, торцевание и контурную обработку;
• Возможности моделирования для прямого и обратного удаления материала;
• Основанная на JavaScript гибкая система пост-процессов, включая интерфейс CAMPlete, наличие постпроцесса для Haas UMC 750, базовых постпроцессов для фрезерных и токарных станков Haas, Datron;
• Мощный редактор программ для станков с ЧПУ с возможностью сравнения файлов, нумерации блоков, редактирования текста и удаления комментариев;
• Функции создания силуэта (эскиз внешнего контура);
• библиотеки патронов Albrecht и Maritool.

Fusion 360

Источник: 5axismaker.com

В отличие от любого другого инструмента такого рода, Autodesk Fusion 360 объединяет CAD, CAM и CAE в единую облачную платформу, которая работает как на Mac, так и на PC. Fusion 360 позволяет проектировать как отдельные узлы и детали, так и целые агрегаты, тестировать продукт с помощью моделирования, визуализации, анимации, программировать станки с ЧПУ и создавать подробные чертежи — и все это, одновременно изучая отраслевые навыки, охватывающие весь процесс цифрового производства.

Fusion 360 доступен бесплатно по некоммерческой образовательной лицензии на неограниченный срок, либо по тестовой лицензии на срок до 30 дней.

G-Simple

Источник: cadweb.jp

G-Simple — это простая САМ для 3-осевых станков с ЧПУ.

Основные характеристики:

• выбираемый фильтр удаления лишнего материала;
• библиотека инструментов и материалов;
• операции отменить/повторить, сжатие/расширение;
• переместить, повернуть, отразить, масштабировать, выровнять текст;
• настраиваемый постпроцессор (GSPOST.EXE Версия 0.51);
• параметры фрезерования выбираются индивидуально для каждого объекта.

Heeks

Источник: heekscnc.blogspot.com

HeeksCNC является CAD/CAM программой с полностью открытым исходным кодом. Вы можете изменить его в соответствии с потребностями вашей компании. Код NC можно настроить, отредактировав файлы, написанные на популярном языке программирования Python.

Функциональные возможности:

• импорт твердотельных моделей из файлов STEP и IGES;
• импорт чертежей DXF; линии, дуги, эллипсы, сплайны и полилинии поддерживаются;
• есть ограниченные функции 2D-рисования;
• создание новых примитивных твердых тел;
• создание твердотельных моделей путем «выдавливания» макета или путем создания элемента по сечениям твердотельных моделей;
• модификация твердотельных моделей с использованием смешивания или логических операций;
• сохранение макета в форматах IGES, STEP и STL;
• операции сверления, профилирования, создания углублений;
• экспорт модели в G-Code;
• постпроцессор для любого станка с ЧПУ с редактируемыми файлами сценариев;
• моделирование удаления материала.

Калькуляторы оптимального режима инструмента

G-Wizard

Источник: cnccookbook.com

Глубина, ширина и скорость реза — важнейшие параметры станков с ЧПУ. Неверно заложенные в станок, эти параметры приведут к поломке дорогостоящего инструмента. Калькуляторы оптимального режима инструмента позволяют найти лучшую комбинацию, чтобы контролировать прогиб инструмента при максимизации скорости обработки материала. Позволяют работать с таблицами в формате CSV, использовать рекомендуемые данные производителя, определять геометрию инструмента. Имеют в библиотеке десятки типов инструментов для фрезерных и токарных станков.

Программы оптимизации раскроя (nesting sowtfare)

Источник: optinest.com

В основе каждого пакета программного обеспечения для автоматического раскроя лежит алгоритм раскроя, который ориентирует несколько изготавливаемых деталей таким образом, чтобы уместить их как можно больше на одном листе материала. Благодаря программному обеспечению для оптимизации раскроя, пользователь может использовать различные стратегии вложения, такие как временное вложение, вложение набора или пакетное вложение, чтобы получить экономию материала, уменьшение времени работы станка, сокращение времени программирования и т.п.

Например, оптимально разместив вырезаемые детали, вы можете выточить 2 кромки за один проход инструмента, или изготовить сначала более мелкие детали на тех участках более крупных изделий, которые в ином случае пошли бы в отходы.

SVGnest

Источник: svgnest.com

Полностью бесплатная программа с открытым кодом. Если есть какие-то детали, которые нужно вырезать из куска металла/пластика/дерева и т. п., необходимо расположить детали так, чтобы они использовали как можно меньше материала. Это типичная задача, когда вы используете лазерный резак, плазменный резак или станок с ЧПУ. Программа будет постоянно искать лучшее решение, пока вы не нажмете кнопку «Стоп». После этого можно загрузить файл SVG с результатами.

Deepnest

Источник: deepnest.io

Приложение для раскроя с открытым исходным кодом, которое отлично подходит для лазерных, плазменных и других станков с ЧПУ. Deepnest компактно упаковывает ваши детали в одну область, чтобы сэкономить материал и время. Он автоматически объединяет общие линии, поэтому лазер не пересекает один и тот же путь дважды. Это не только экономит время, но и улучшает качество деталей, уменьшая тепловые деформаций от нескольких проходов лазера. Использует современный механизм компоновки деталей, с размещением деталей по частям и возможностью вложения растровых изображений для лазерной гравировки. Поддерживает файлы форматов DXF, SVG, Corel CDR.

Рекомендуемое ПО

Fusion 360

Mastercam

Mecsoft (RhinoCAM, Visual Mill, AlibreCAM)

Заключение

Источник: comidoc.com

Рынок ПО для работы на станках с ЧПУ претерпевает изменения — появляются облачные альтернативы, многие выбирают бесплатное ПО с открытой лицензией, но большинство профессионалов все еще предпочитает программы проверенных издателей, с высокой степенью проработанности и интеграции — существуют стандарты, на которых держится качество работы крупных компаний, отточенность техпроцессов и устойчивость бизнеса.