Guinguette Marais Poitevin

CNC ist das Herzstück der Maker-Community. Mit einfachen Werkzeugen wie CNC-Fräsen, Laserschneidern oder Oberfräsen können Sie alles von Schablonen bis hin zu lasergeschnittenem Schmuck herstellen. Aber wussten Sie, dass es einen 3-stufigen Prozess für CNC gibt? Sie müssen nicht nur einen Vektor mit CAD erstellen, Sie benötigen auch CAM-Software und CNC-Steuerungssoftware, um Ihr Projekt zum Leben zu erwecken. Es kann schwierig sein, sich in den unübersichtlichen Gewässern der CNC-Software zurechtzufinden, deshalb hat Scan2CAD die ganze Arbeit für Sie erledigt.

Dieser praktische Leitfaden soll Ihnen erklären, welche Arten von Software bei CNC zum Einsatz kommen – von CAD über CAM bis hin zu CNC-Steuerungssoftware. Wir haben sogar Beispiele für Top-Software und Freeware aufgenommen, die Sie bei Ihren CNC-Projekten einsetzen könnten. Wir zeigen Ihnen sogar, wo Sie kostenlose DXF-Entwürfe finden können, um Ihre eigenen Projekte zu starten.

• CNC: Überblick
  • Vom Entwurf bis zur Fertigung
• 1: CAD-Software
  • Freie DXF-Entwürfe
• 2: CAM-Software
  • 2.5: Scan2CAD
• 3: CNC-Steuerungssoftware

CNC: Überblick

Wenn Sie es noch nicht wussten: CNC steht für Computer Numeric Control. CNC-Maschinen arbeiten, indem sie Material vom Ausgangsstück abtragen, im Gegensatz zum Hinzufügen von neuem Material (wie beim 3D-Druck). CNC kann als eine Art der subtraktiven Fertigung beschrieben werden und ein Verfahren wie der 3D-Druck kann als additive Fertigung beschrieben werden.

Beispiele für CNC-Maschinen sind Fräsen, Oberfräsen, Plasmaschneider und Laserätzer. Werfen Sie einen Blick auf Scan2CADs Vergleich von CNC-Maschinen.

Ihre CNC-Maschine läuft mit einer Reihe von vorprogrammierten Befehlen. Die gebräuchlichste Programmiersprache heißt G-Code, es gibt aber auch andere Sprachen für CNC-Maschinen, z. B. von Heidenhain und Mazak.

Der G-Code steuert die Bewegung des Werkzeugs Ihrer CNC-Maschine. Er steuert seine Position und Tiefe auf den Achsen X, Y und Z. Er steuert auch die Geschwindigkeit, mit der es sich dreht und die Rate, mit der es sich bewegt.

Vom Entwurf zur Fertigung

Typischerweise gibt es einen dreistufigen Prozess zur CNC, der drei entsprechende Softwaretypen beinhaltet. Zu Beginn benötigen Sie zunächst einen Entwurf in einem Vektordateiformat (es sei denn, Sie haben bereits den G-Code). Ein Vektor ist eine Reihe von mathematischen Anweisungen, die vorgeben, wie Ihr Bild gerendert wird – das gängigste Vektordateiformat ist DXF. Sie können Ihre Designs und Vektoren mit CAD-Software erstellen. Alternativ können Sie eine Software wie Scan2CAD verwenden, um ein Rasterdesign in einen Vektor zu konvertieren.

Sobald Sie Ihren Vektor haben, müssen Sie ihn in G-Code umwandeln, eine Programmiersprache, die Ihre Maschine steuert. Dies kann mit einer CAM-Software geschehen. Der Prozess endet dann mit einer CNC-Steuerungssoftware, die Ihren G-Code liest und ihn in eine Bewegung umwandelt, um Ihre CNC-Maschine zu betreiben.

Natürlich gibt es Ausnahmen von dem oben beschriebenen Prozess. Zum Beispiel könnten Sie eine Software verwenden, die sowohl CAD- als auch CAM-Funktionen integriert hat. Oder Sie möchten den CAD-Schritt ganz überspringen, indem Sie freie DXFs verwenden. Auf beide Möglichkeiten gehen wir im Folgenden ein.

Wenn Sie sich bereits mit CAD/CAM-Software auskennen oder einfach nur auf der Suche nach der besten Steuerungssoftware sind, springen Sie direkt zu Schritt 3!

Schritt 1: CAD-Software

Computer Aided Design-Software ist der Ausgangspunkt für die meisten CNC-Projekte – mit dieser Software erstellen Sie Ihre Entwürfe und Vektoren. Es gibt Hunderte von CAD-Paketen, jedes mit unterschiedlichen Fähigkeiten, je nachdem, für welche Branche Sie sich interessieren. Wie wir bereits berichtet haben, ist CAD in Hunderten von Branchen weit verbreitet – von der Architektur über die Kunst bis hin zur Mechanik.

Natürlich müssen Sie Ihr CAD-Programm sorgfältig auswählen. Diese Pakete können teuer sein, daher sollten Sie sicherstellen, dass Sie Ihr Geld wert sind – nutzen Sie also kostenlose Testversionen und schauen Sie sich Bewertungen an. Leider ist die Lernkurve bei vielen Paketen sehr steil – es gibt jedoch Online-Ressourcen, die Ihnen auf dem Weg dorthin helfen können. Scan2CAD zum Beispiel bietet Tipps und Tricks für AutoCAD und SolidWorks.

Werfen Sie einen Blick auf die folgende Liste beliebter CAD-Software und Freeware.

Beliebte CAD-Software

• AutoCAD: wird zum Erstellen von 2D- und 3D-Zeichnungen verwendet. Es ist branchenübergreifend, einschließlich Mechanik, Architektur und Bauingenieurwesen. Es ist eines der beliebtesten CAD-Pakete der Welt.
• SolidWorks: eine parametrische, featurebasierte 3D-Modellierungssoftware. Es kann für die erweiterte 3D-Modellierung und automatisch generierte 2D-Zeichnungen verwendet werden. Es ist der beliebteste parametrische Modellierer.
• Rhino3D: kann NURBS-Kurven, Flächen, Volumenkörper und Polygonnetze erstellen, bearbeiten und rendern. Es enthält Freiform-3D-Modellierungswerkzeuge bei vollständiger Genauigkeit und Zugänglichkeit.

Diese Liste ist natürlich nur die Spitze des Eisbergs. Wenn Sie zum Beispiel in das Cloud-basierte CAD einsteigen wollen, könnten Sie ein Paket wie Onshape ausprobieren. Sie sollten auch bedenken, dass einige CAD-Pakete CAM-Funktionen bieten. Fusion 360 zum Beispiel enthält eine integrierte CAM-Software, mit der Sie G-Code erstellen und bearbeiten können.

Kostenlose CAD-Software

Wenn Sie kein Geld für ein CAD-Paket ausgeben möchten, lohnt es sich vielleicht eher, kostenlose CAD-Pakete auszuprobieren. Dies ist eine bevorzugte Option für viele CNC-Bastler, die CAD-Software nicht so häufig verwenden, dass sich die hohen Kosten lohnen.

• Google Sketchup: Es ist technisch gesehen kein CAD-Programm, aber es erlaubt Ihnen, 3D-Zeichnungen zu erstellen, die Sie mit einem CAM-Programm verwenden können, um G-Code zu erzeugen.
• Wings3D: ein Modellierungswerkzeug, das in erster Linie für die Erstellung von 3D-Modellen konzipiert ist, die dann in ein CAM-Programm importiert werden können. Es unterstützt Mesh-Tools, Design- und Bearbeitungsfunktionen usw.
• NanoCAD: bietet 2D-, 3D- und parametrisches Design – Sie können alles von Maschinenteilen bis hin zu Blaupausen erstellen. Es ist kostenlos, aber es gibt Premium-Versionen, die zusätzliche Funktionen enthalten.

Wenn Ihnen das noch nicht reicht, sehen Sie sich unsere Liste der besten CAD-Freeware an.

Sie fragen sich vielleicht, ob es eine Möglichkeit gibt, CAD-Software ganz zu vermeiden. Wenn das der Fall ist, haben Sie Glück – Sie können auf kostenlose DXF-Dateien zugreifen, die bereits fertig geschnitten sind, sodass Sie nichts mehr konstruieren müssen. Schauen Sie sich unten an, wie das geht.

Freie DXF-Entwürfe

Wenn Sie ein spannendes Projekt aus einer der CNC-Projektideen von Scan2CAD starten möchten, möchten Sie sich vielleicht nicht die Mühe machen, ein eigenes Bild zu erstellen – das kann doch ziemlich zeitaufwändig sein. Wenn das der Fall ist, sollten Sie sich überlegen, ob Sie nicht fertige DXF-Entwürfe verwenden wollen.

Es gibt eine Vielzahl von kostenlosen DXF-Websites, von denen Sie DXFs herunterladen können, um mit Ihrem eigenen CNC-Projekt zu beginnen. Dazu gehören:

• Vector Ink
• My DXF
• Love SVG

Ein Problem, das Sie mit diesen Websites haben könnten, ist jedoch, dass sie Ihnen nur eine endliche Quelle bieten – sie werden nur einmal im Monat oder so aktualisiert. Hier kommt Scan2CAD ins Spiel!

Scan2CAD ist nicht nur eine Konvertierungssoftware, sondern auch eine großartige Quelle für alles, was mit CAD, CAM und CNC zu tun hat. So ist es nicht verwunderlich, dass wir unsere eigenen schnittfertigen CNC-Entwürfe anbieten, die kostenlos sind und sofort mit Ihren CNC-Maschinen verwendet werden können. Und es handelt sich nicht nur um ein oder zwei Designs, sondern jede Woche um ein ganzes DXF-Paket, das in der Regel 6 oder 7 Designs im DXF- und JPG-Format enthält.

Das Thema für jede Woche wechselt, so dass Sie sicher etwas nach Ihrem Geschmack finden werden. Zu unseren bisherigen Packs gehörten Ornamentmuster und American Football. Wenn Sie also auf der Suche nach einem neuen Projekt sind, mit dem Sie jede Woche beginnen können, abonnieren Sie noch heute und erhalten Sie DXF-Pakete direkt per E-Mail.

Schritt 2: CAM-Software

Computer Aided Manufacturing-Software wird mit Ihrer CAD-Zeichnung gefüttert und erzeugt anschließend G-Code, den Sie dann in Ihre Steuerungssoftware einspeisen können, um Ihre CNC-Maschine zu betreiben. Es ist möglich, G-Code für einfache Kreise oder Linien von Hand zu schreiben, aber es ist viel einfacher, ihn mit einem CAM-Programm zu erstellen. Wenn Sie immer noch nicht wissen, was G-Code ist, schauen Sie sich den exklusiven Scan2CAD-Leitfaden zu G-Code an.

Wie wir bereits besprochen haben, kann der Unterschied zwischen CAD und CAM verwirrend sein, da viele Pakete wie Fusion 360 heutzutage mit beiden Funktionen ausgestattet sind. Eine integrierte Lösung kann zwar effizienter sein, aber auch teurer, was problematisch ist, wenn Sie nach einem kostengünstigen Paket suchen.

Beliebte CAM-Software

• MeshCAM: arbeitet mit fast jedem 3D-CAD-Programm, indem es die beiden gängigsten Dateiformate, STL und DXF, öffnet. Es bietet mehr Werkzeugweg-Optionen als jedes konkurrierende CAM-Programm.
• MasterCAM: eines der beliebtesten CAM-Programme auf dem Markt. Es bietet vollständige 3D-Live-Drahtmodellierung und eine breite Palette von Übersetzern, mit denen Sie jede CAD-Datei öffnen können.
• OneCNC: bietet ein CAM-System für die Fräs-, Dreh- und Dreh-Fräs-Bearbeitung. Es hat Versionen, die eine Reihe von Fähigkeiten in 2, 3, 4 und 5-Achsen-Bearbeitung bietet.

Kostenlose CAM-Software

Wenn Sie ein gelegentlicher CNC-Bastler oder Anfänger sind, müssen Sie vielleicht nicht die leistungsfähigsten CAM-Pakete verwenden. Schließlich müssen Sie nicht gleich am ersten Tag 6-achsige Werkzeugwege ausrechnen! In diesem Sinne sind die folgenden kostenlosen Pakete vielleicht eher auf Ihrem Niveau.

• PyCAM: ein Werkzeugweggenerator für die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung. Er lädt 3D-Modelle in einem STL-Format oder 2D-Konturmodelle aus DXF- oder SVG-Dateien. Den resultierenden G-Code können Sie dann mit jeder Maschinensteuerung verwenden.
• FreeMILL: ein kostenloses Fräsmodul für die Programmierung von CNC-Fräsen und Routern. Sie können vollständige Simulationen an Ihren Teilemodellen durchführen und G-Code an Ihre Maschine ausgeben.
• G-Simple: ist ein einfaches CAM-Paket für 3-Achsen-Bearbeitungszentren. Es enthält eine Werkzeug- und Materialbibliothek sowie einen wählbaren Filter für überschüssigen Materialabtrag.

Natürlich sollten Sie darauf achten, bei der Verwendung von Freeware vorsichtig zu sein. Verwenden Sie nur Freeware, die von zuverlässigen Quellen geprüft wurde – Sie wollen ja nicht versehentlich Malware herunterladen. Wie wir bereits mit den Fallstricken von Online-Konvertern besprochen haben, kann Freeware oft mehr Probleme verursachen, als sie wert ist.

Nachdem Sie einen Blick auf CAD- und CAM-Pakete geworfen haben, fragen Sie sich vielleicht nach Paketen, die beide Funktionen integrieren – oder sogar, wie Sie den gesamten Prozess beschleunigen können. Hier kommt Scan2CAD wieder einmal ins Spiel! Schauen Sie sich Schritt 2.5 unten an, um herauszufinden, wie Sie Vektoren laden oder erstellen und sie in einem einzigen Paket in G-Code umwandeln können!

Schritt 2.5: Scan2CAD

Scan2CAD ist eine marktführende Software zur Konvertierung von Rastern in Vektoren. Sie unterstützt nicht weniger als 33 Dateitypen und kommt mit Stapelverarbeitung, flexibler Lizenzierung und 24/7-Support.

Damit können Sie Ihre Rasterentwürfe in Sekundenschnelle in ein Vektor-Dateiformat konvertieren. Anschließend können Sie Raster- und Vektorbearbeitungsprogramme nutzen, um ein optimales Vektorbild für Ihr CNC-Design zu erstellen. Und das Beste daran ist, dass es nur eine Sache von Sekunden ist. Sie glauben uns nicht? Werfen Sie einen Blick auf die Animation unten, um es in Aktion zu sehen!

Weitere Informationen finden Sie in Scan2CADs Top-Tipps für die Umsetzung Ihres Entwurfs in die CNC-Fertigung.

Und das ist noch nicht alles! Scan2CAD ist nicht nur nützlich, um Ihre Dateien in ein Vektorformat zu konvertieren, sondern kann auch für CAM-Anwendungen verwendet werden. Sobald Sie einen Vektor haben, mit dem Sie zufrieden sind (egal, ob es sich um einen konvertierten oder einen schnittfertigen Entwurf handelt), können Sie ihn mit Scan2CAD direkt in ein G-Code-kompatibles Format exportieren. Scan2CAD unterstützt derzeit drei der gängigsten G-Code-Dateitypen, darunter: .CNC, .NC und .TAP.

Scan2CAD bietet in seinem Dialogfeld für den CNC-Export außerdem eine Reihe von Optionen, darunter:

• G-Code Bezier Optionen: kubische Splines (G-Code G05), Bögen (G-Code G02/G03) oder Polylinien (G-Code G01).
• Bogen- und Kreisdrehung: im oder gegen den Uhrzeigersinn.
• Z-Einstellungen: verschiedene Parameter, die den Zuschnitt der exportierten Vektoren betreffen.
• Skalierungseinstellungen: das Verhältnis zwischen Vektorpunkten und einer Entfernung im realen Leben, z. B. könnten zwei Punkte auf einem Vektorbild einen Zoll darstellen.

Wollen Sie einen tieferen Einblick erhalten? Sehen Sie sich an, wie Sie mit Scan2CAD ein Bild für die CNC konvertieren.

Schritt 3: Maschinensteuerungssoftware

Generell gibt es zwei Arten von CNC-Steuerungssoftware: die in Ihrer Maschine eingebaute Steuerungssoftware und die PC-basierte Software. Wenn Sie eine kommerzielle CNC-Maschine wie ein HAAS Vertical Machining Center verwenden, erhalten Sie eine komplette Hard- und Softwarelösung, die in die Maschine eingebaut ist – Sie können Ihren G-Code direkt auf die Maschine übertragen. Hobby-CNC-Maschinen hingegen haben eine externe Steuerung – mit Hilfe von Steuerungssoftware können Sie Ihren PC zur Maschinensteuerung machen.

Wenn es um PC-basierte Steuerungssoftware geht, gibt es eine große Auswahl. Es gibt jedoch ein paar wichtige Steuerungen, die sich von der Masse abheben. Im Folgenden finden Sie unsere Top-Picks mit preiswerter und kostenloser Software.

Die Mach-Serie

• Kosten: 200 $ (Mach4)
• Steuert: Fräsen, Drehen, Router, Laser, Plasma etc.
• Betriebssystem: Windows

Die Mach-Serie steht an der Spitze der CNC-Steuerungssoftware. Der Entwickler ArtSoft hat die Mach-Serie in den letzten zehn Jahren immer wieder weiterentwickelt – die aktuellste Version ist Mach4. Diese kostengünstige Software läuft auf den meisten Windows-PCs und nutzt fortschrittliche Treiber auf Systemebene, um das Impulstiming für Schrittmotoren und Step-Servo-Systeme zu realisieren.

Die Software selbst ist sehr intuitiv und anpassbar. Sie kann bis zu 6 Achsen einer CNC-Maschine steuern. Frühere Versionen wie Mach3 erlaubten Hobbyisten, ihre Lizenz über mehrere Maschinen hinweg zu nutzen, während Mach4 die Lizenz nun an einen bestimmten PC bindet. Wenn Sie neugierig auf die Software sind, können Sie den kostenlosen Demo-Modus für bis zu 500 Zeilen G-Code ausprobieren!

LinuxCNC

• Kosten: Kostenlos
• Steuert: Fräsmaschinen, Drehbänke, 3D-Drucker, Roboterarme etc.
• Betriebssystem: Linux

LinuxCNC ist zweifellos der direkte Konkurrent der Mach-Serie – es ist sicherlich eine beliebte Option für viele CNC-Bastler, und das nicht nur, weil es kostenlos ist! Diese CNC-Steuerungssoftware, die früher EMC2 hieß, ist komplett quelloffen. Und wie der Name schon sagt, läuft die Software unter Linux. Aufgrund der Notwendigkeit der präzisen Echtzeit-Steuerung von Maschinen in Bewegung, benötigt die Software eine Plattform mit Echtzeit-Rechenfähigkeiten. Das bedeutet, dass Ihr PC das Paket nur im Demomodus ausführen kann, wenn Sie nicht über Echtzeit-Rechenfähigkeiten verfügen.

Freeware kann oft scheinen in irgendeiner Weise fehlt, aber das ist sicherlich nicht der Fall, wenn es darum geht, LinuxCNC. Es kann bis zu 9 Achsen einer CNC-Maschine steuern und verfügt über verschiedene GUIs, die für bestimmte Einsatzbereiche wie Touchscreen und interaktive Entwicklung geeignet sind. Die Software unterstützt auch erweiterte Steuerungsfunktionen wie starres Gewindeschneiden und Fräserkompensation.

TurboCNC

• Kosten: $60
• Steuert: Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Oberfräsen, Laserschneider etc.
• Betriebssystem: DOS

Unsere letzte Wahl für die beste CNC-Steuerungssoftware ist TurboCNC. Diese von Dak Engineering angebotene Maschinensteuerungssoftware läuft unter DOS. Die Software selbst ist Shareware – für eine geringe Gebühr von 60 Dollar erhalten Sie Zugriff auf den Quellcode und kostenlosen Support.

TurboCNC ist eine effiziente Steuerung, die Schrittmotoren und Step-Servos ansteuert. Es kann bis zu 8 Achsen der Bewegung zu steuern, und es kommt mit konfigurierbaren E/A für reversible und Drehzahlregelung Spindeln. Außerdem bietet er eine vollparametrische Programmierung mit Variablen, Unterprogrammen und Ausdrücken.

4. Universal Gcode Sender

Universal Gcode Sender (UGS) ist die Software der Wahl für einen großen Teil der CNC-Gemeinde. Das mag unter anderem daran liegen, dass die Software absolut kostenlos und auf Github verfügbar ist.

Die Software wurde mit Blick auf reale Probleme entwickelt. Sie kommt mit „konfigurierbarer Gcode-Optimierung“, um Kommentare zu entfernen, Bögen in Liniensegmente zu konvertieren, Leerzeichen zu entfernen und mehr.

• Kosten: Kostenlos!
• Steuerung: Fräsmaschinen, Drehbänke, Oberfräsen, Laserschneider etc.
• Betriebssystem: Plattformübergreifend, getestet auf Windows, OSX, Linux und Raspberry Pi.

Andere CNC-Steuerungssoftware umfasst:

• Caliper2PC
• Baldor HPGL
• CNCZeus

Wenn Sie mehr über die Welt der CNC erfahren möchten, schauen Sie doch mal in den CNC-Bereich des Scan2CAD-Blogs. Wir behandeln eine Reihe von Themen, von den besten CNC-Bausätzen für Einsteiger bis hin zu neuen Innovationen in der CNC.