Guinguette Marais Poitevin

CNC è al centro della comunità dei maker. Usando semplici strumenti come frese CNC, taglierine laser o router, si può creare qualsiasi cosa, dagli stencil ai gioielli tagliati al laser. Ma lo sapevi che c’è un processo in 3 fasi per il CNC? Non solo hai bisogno di creare un vettore con il CAD, ma anche di un software CAM e di un software di controllo CNC per dare vita al tuo progetto. Può essere difficile cercare di navigare nelle acque agitate del software CNC, così Scan2CAD ha fatto tutto il lavoro pesante per voi.

Questa guida pratica ha lo scopo di spiegare quali tipi di software sono coinvolti nel CNC, dal CAD al CAM al software di controllo CNC. Abbiamo anche incluso esempi di software top e freeware che potresti usare per i tuoi progetti CNC. Ti mostreremo anche dove puoi trovare disegni DXF gratuiti per iniziare i tuoi progetti.

• CNC: Panoramica
  • Dalla progettazione alla fabbricazione
• 1: Software CAD
  • Disegni DXF gratuiti
• 2: Software CAM
  • 2.5: Scan2CAD
• 3: Software di controllo CNC

CNC: Panoramica

Se non lo sai già, CNC sta per Computer Numeric Control. Le macchine CNC lavorano rimuovendo materiale dal pezzo iniziale, al contrario di aggiungere nuovo materiale (come nella stampa 3D. Il CNC può essere descritto come un tipo di fabbricazione sottrattiva e un processo come la stampa 3D può essere descritto come fabbricazione additiva.

Esempi di macchine CNC includono frese, fresatrici, tagliatrici al plasma e incisori laser. Per saperne di più, date un’occhiata al confronto di macchine CNC di Scan2CAD.

La vostra macchina CNC funziona con una serie di comandi pre-programmati. Il linguaggio di programmazione più comune si chiama G-code, anche se esistono altri linguaggi come Heidenhain e Mazak per CNC.

Il codice G controlla il movimento dell’utensile della tua macchina CNC. Controlla la sua posizione e profondità sugli assi X, Y e Z. Controlla anche la velocità di rotazione e la velocità di spostamento.

Dalla progettazione alla fabbricazione

Tipicamente, c’è un processo in tre fasi per il CNC che coinvolge tre tipi di software corrispondenti. Per iniziare, è necessario innanzitutto un progetto in un formato di file vettoriale (a meno che non si disponga già del codice G). Un vettore è un insieme di istruzioni matematiche che dettano il modo in cui l’immagine viene resa – il formato di file vettoriale più popolare è DXF. Puoi creare i tuoi disegni e vettori con un software CAD. In alternativa, puoi usare un software come Scan2CAD per convertire un disegno raster in vettoriale.

Una volta che hai il tuo vettore, dovrai convertirlo in codice G che è un linguaggio di programmazione che dirige la tua macchina. Questo può essere fatto con un software CAM. Il processo si conclude poi con un software di controllo CNC che leggerà il tuo G-code e lo trasformerà in movimento per far funzionare la tua macchina CNC.

Naturalmente, ci sono eccezioni al processo di cui sopra. Per esempio, potreste trovarvi ad usare un software che integra entrambe le funzionalità CAD/CAM. Oppure, potreste voler saltare del tutto la fase CAD usando i DXF gratuiti. Abbiamo discusso entrambe le possibilità qui sotto.

Se sei già sistemato con il software CAD/CAM, o sei solo a caccia del miglior software di controllo, salta direttamente al passo 3!

Passo 1: Software CAD

Il software di progettazione assistita dal computer è il punto di partenza per la maggior parte dei progetti CNC – questo software è usato per creare i tuoi disegni e vettori. Ci sono centinaia di pacchetti CAD disponibili, ognuno con capacità diverse a seconda dell’industria a cui sei interessato. Come abbiamo coperto prima, il CAD è diffuso in centinaia di industrie, dall’architettura all’arte alla meccanica.

Ovviamente, devi scegliere il tuo programma CAD con attenzione. Questi pacchetti possono essere costosi, quindi vorrete essere sicuri di ottenere il valore dei vostri soldi – quindi approfittate delle prove gratuite e guardate le recensioni. Purtroppo, ci può essere una ripida curva di apprendimento per molti pacchetti – tuttavia, ci sono risorse online che possono aiutare lungo la strada. Per esempio, Scan2CAD offre suggerimenti e trucchi per AutoCAD e SolidWorks.

Per una migliore visione, dai un’occhiata al seguente elenco di software CAD popolari e freeware qui sotto.

Software CAD popolare

• AutoCAD: usato per creare disegni 2D e 3D. Si estende attraverso i settori della meccanica, dell’architettura e dell’ingegneria civile. È uno dei pacchetti CAD più popolari al mondo.
• SolidWorks: un software di modellazione 3D parametrico basato sulle caratteristiche. Può essere usato per la modellazione 3D avanzata e per i disegni 2D generati automaticamente. È il modellatore parametrico più popolare.
• Rhino3D: può creare, modificare e renderizzare curve NURBS, superfici, solidi e mesh poligonali. Include strumenti di modellazione 3D a forma libera insieme a una completa accuratezza e accessibilità.

Questa lista, naturalmente, è solo la punta dell’iceberg. Se si sta cercando di espandersi nel CAD basato sul cloud, per esempio, si potrebbe provare un pacchetto come Onshape. Si dovrebbe anche tenere a mente che alcuni pacchetti CAD offrono capacità CAM. Fusion 360, per esempio, include un software CAM integrato che permette di creare e modificare il codice G.

Software CAD gratuito

Se non vuoi sborsare soldi per un pacchetto CAD, potresti trovare più utile provare i pacchetti CAD gratuiti. Questa è un’opzione preferita da molti hobbisti CNC che non usano il software CAD abbastanza da giustificare il pagamento di una grossa spesa.

• Google Sketchup: non è tecnicamente un programma CAD, ma vi permette di produrre disegni 3D che potete usare con un programma CAM per creare G-code.
• Wings3D: uno strumento di modellazione progettato principalmente per la creazione di modelli 3D, che possono poi essere importati in un programma CAM. Supporta strumenti di mesh, funzioni di progettazione e modifica, ecc.
• NanoCAD: offre progettazione 2D, 3D e parametrica: puoi costruire qualsiasi cosa, da parti di macchine a progetti. È gratuito, ma ci sono versioni premium che includono funzioni aggiuntive.

Se questo non è abbastanza per te, controlla la nostra lista dei migliori CAD freeware.

Potreste chiedervi se c’è un modo per evitare del tutto il software CAD. Se questo è il caso, sei fortunato: puoi accedere a DXF gratuiti che sono pronti per il taglio in modo da non dover progettare nulla. Dai un’occhiata qui sotto per vedere come.

Disegni DXF gratuiti

Se state cercando di iniziare un progetto eccitante da una delle idee di progetto CNC di Scan2CAD, potreste non voler passare attraverso il processo di creazione della vostra immagine – può essere piuttosto lungo, dopo tutto. Se questo è il caso, si potrebbe prendere in considerazione l’utilizzo di disegni DXF pronti per il taglio.

C’è un’ampia varietà di siti web DXF gratuiti da cui è possibile scaricare i DXF per iniziare il proprio progetto CNC. Questi includono:

• Vector Ink
• My DXF
• Love SVG

Un problema che potreste avere con questi siti, tuttavia, è che vi offriranno solo una fonte limitata – sono aggiornati solo una volta al mese circa. È qui che entra in gioco Scan2CAD!

Scan2CAD non è solo un software di conversione, è anche una grande fonte per tutto ciò che riguarda CAD, CAM e CNC. Non sorprende quindi che offriamo i nostri progetti CNC pronti per il taglio che sono gratuiti e pronti per essere utilizzati con le vostre macchine CNC. E non si tratta solo di uno o due disegni, ma di un intero pacchetto DXF ogni settimana, di solito contenente 6 o 7 disegni in formato DXF e JPG.

Il tema di ogni settimana cambia, così sarai sicuro di trovare qualcosa di tuo gusto. I nostri pacchetti precedenti hanno incluso motivi ornamentali e football americano. Quindi, se stai cercando un nuovo progetto da iniziare ogni settimana, iscriviti oggi stesso e ricevi i pacchetti DXF direttamente nella tua email.

Step 2: CAM Software

Il software di Computer Aided Manufacturing viene alimentato dal tuo disegno CAD e successivamente produce un G-code che puoi poi inserire nel tuo software di controllo per far funzionare la tua macchina CNC. È possibile scrivere il codice G a mano per semplici cerchi o linee, ma è molto più facile da produrre usando un programma CAM. Se non sei ancora sicuro di cosa sia il codice G, vai alla guida esclusiva di Scan2CAD sul codice G.

Come abbiamo discusso, ci può essere confusione sulla differenza tra CAD e CAM, dato che molti pacchetti come Fusion 360 sono dotati di entrambe le capacità al giorno d’oggi. Mentre può essere più efficiente avere una soluzione integrata, può essere più costoso, il che è problematico se state cercando un pacchetto economico.

Software CAM popolare

• MeshCAM: funziona con quasi tutti i programmi CAD 3D aprendo i due formati di file più comuni, STL e DXF. Vanta più opzioni di percorso utensile di qualsiasi programma CAM concorrente.
• MasterCAM: uno dei più popolari programmi CAM disponibili. Fornisce una completa modellazione 3D live wireframe e una vasta gamma di traduttori che permettono di aprire qualsiasi file CAD.
• OneCNC: fornisce un sistema CAM per la lavorazione di fresatura, tornitura e fresatura-tornitura. Ha versioni che forniscono una gamma di capacità nella lavorazione a 2, 3, 4 e 5 assi.

Software CAM gratuito

Se sei un hobbista CNC occasionale o un principiante, potresti non aver bisogno di usare i più potenti pacchetti CAM disponibili. Dopo tutto, non avrete bisogno di capire i percorsi utensile a 6 assi il vostro primo giorno! Con questo in mente, i seguenti pacchetti gratuiti potrebbero essere più al vostro livello.

• PyCAM: un generatore di percorsi utensili per la lavorazione CNC a 3 assi. Carica modelli 3D in formato STL, o modelli di contorno 2D da file DXF o SVG. È quindi possibile utilizzare il codice G risultante con qualsiasi controller di macchina.
• FreeMILL: un modulo gratuito di fresatura per programmare frese e fresatrici CNC. Potete eseguire simulazioni complete sui vostri modelli di parti e inviare il codice G alla vostra macchina.
• G-Simple: è un semplice pacchetto CAM per centri di lavoro a 3 assi. Include una libreria di utensili e materiali, insieme a un filtro di rimozione del materiale in eccesso selezionabile.

Ovviamente, dovreste ricordare di fare attenzione quando usate freeware. Usate solo freeware che sono stati recensiti da fonti affidabili: non volete scaricare accidentalmente malware. Come abbiamo discusso in precedenza con le insidie dei convertitori online, il freeware può spesso causare più problemi di quanti ne valga la pena.

Ora che avete dato un’occhiata ai pacchetti CAD e CAM, potreste chiedervi dei pacchetti che integrano entrambe le capacità – o anche come si può accelerare l’intero processo. È qui che Scan2CAD entra in gioco ancora una volta! Controlla il passo 2.5 qui sotto per scoprire come puoi caricare o creare vettori e convertirli in codice G in un unico pacchetto!

Step 2.5: Scan2CAD

Scan2CAD è un software di conversione da raster a vettoriale leader nel mercato. Supporta non meno di 33 tipi di file, e viene fornito con elaborazione in batch, licenze flessibili e supporto 24/7.

Con esso, potete convertire i vostri disegni raster in un formato di file vettoriale in pochi secondi. È quindi possibile fare uso di suite di editing raster e vettoriale per creare l’immagine vettoriale più ottimale da utilizzare per il vostro design CNC. E la parte migliore è che ci vuole solo una manciata di secondi. Non ci credete? Date un’occhiata all’animazione qui sotto per vederlo in azione!

Per maggiori informazioni, date un’occhiata ai consigli top di Scan2CAD per portare il vostro progetto alla fabbricazione CNC.

E non è tutto! Scan2CAD non è solo utile per convertire i vostri file in un formato vettoriale, ma può anche essere utilizzato per applicazioni CAM. Una volta che hai un vettore di cui sei soddisfatto (sia che si tratti di uno che hai convertito o di un disegno pronto da tagliare), puoi usare Scan2CAD per esportarlo direttamente in un formato compatibile con il codice G. Scan2CAD supporta attualmente tre dei più popolari tipi di file G-code tra cui: .CNC, .NC, e .TAP.

Scan2CAD fornisce anche una serie di opzioni nella sua finestra di dialogo di esportazione CNC, che includono:

• Opzioni G-code Bezier: spline cubiche (G-code G05), archi (G-code G02/G03) o polilinee (G-code G01).
• Rotazione arco e cerchio: in senso orario o antiorario.
• Impostazioni Z: vari parametri relativi al taglio dei vettori esportati.
• Impostazioni di scala: la relazione tra i punti del vettore e una distanza nella vita reale, ad esempio due punti su un’immagine vettoriale potrebbero rappresentare un pollice.

Vuoi uno sguardo più approfondito? Guardate come convertire un’immagine per CNC con Scan2CAD.

Step 3: Software di controllo della macchina

In generale, ci sono due tipi di software di controllo CNC: il software di controllo integrato nella macchina e il software basato su PC. Se stai usando una macchina CNC commerciale come HAAS Vertical Machining Center, avrai una soluzione hardware e software completa che è incorporata nella macchina – sarai in grado di trasferire il tuo codice G direttamente alla macchina. Le macchine CNC per hobby, in confronto, hanno un controller esterno – facendo uso del software di controllo, puoi trasformare il tuo PC in un controller della macchina.

Quando si tratta di software di controllo basato su PC, c’è una grande varietà in offerta. Ci sono però alcuni controller chiave che si distinguono dalla massa. Dai un’occhiata qui sotto per le nostre migliori scelte, con software gratuiti e a basso costo.

La serie Mach

• Costo: $200 (Mach4)
• Controlli: frese, torni, router, laser, plasma ecc.
• Sistema operativo: Windows

La serie Mach è all’avanguardia nel software di controllo CNC. Lo sviluppatore ArtSoft ha rilasciato e migliorato la serie Mach negli ultimi dieci anni, la cui versione più recente è Mach4. Questo software a basso costo funziona sulla maggior parte dei PC Windows, facendo uso di driver avanzati a livello di sistema per attuare la temporizzazione degli impulsi per motori passo-passo e sistemi step-servo.

Il software stesso è molto intuitivo e personalizzabile. Può controllare fino a 6 assi di una macchina CNC. Le versioni precedenti come Mach3 permettevano agli hobbisti di usare la loro licenza su più macchine, mentre Mach4 ora lega la licenza a un PC specifico. Se siete curiosi del software, potete provare la modalità demo gratuita per un massimo di 500 linee di codice G!

LinuxCNC

• Costo: Gratuito
• Controlla: frese, torni, stampanti 3D, bracci robotici ecc.
• Sistema operativo: Linux

LinuxCNC è senza dubbio il diretto concorrente della serie Mach – è certamente un’opzione popolare per molti hobbisti CNC, e non solo perché è gratuito! Precedentemente chiamato EMC2, questo software di controllo CNC è completamente open source. E come suggerisce il nome, il software gira sotto Linux. A causa della necessità di un preciso controllo in tempo reale delle macchine in movimento, il software richiede una piattaforma con capacità di calcolo in tempo reale. Questo significa che se non avete capacità di calcolo in tempo reale, il vostro PC eseguirà il pacchetto solo in modalità demo.

Freeware può spesso sembrare carente in qualche modo, tuttavia questo certamente non è il caso quando si tratta di LinuxCNC. Può controllare fino a 9 assi di una macchina CNC, e ha diverse GUI adatte a specifici tipi di utilizzo come il touch screen e lo sviluppo interattivo. Il software supporta anche funzioni di controllo avanzate come la maschiatura rigida e la compensazione della fresa.

TurboCNC

• Costo: $60
• Controlla: frese, torni, router, frese laser ecc.
• Sistema operativo: DOS

La nostra scelta finale per il miglior software di controllo CNC è TurboCNC. Questo software di controllo macchina fornito da Dak Engineering funziona sotto DOS. Il software stesso è shareware – si può ottenere l’accesso al suo codice sorgente e il supporto gratuito per una quota a basso costo di $60.

TurboCNC è un controller efficiente che gestisce motori passo-passo e step-servos. Può controllare fino a 8 assi di movimento, e viene fornito con I/O configurabile per mandrini reversibili e di controllo della velocità. Fornisce anche una programmazione completamente parametrica con variabili, subroutine ed espressioni.

4. Universal Gcode Sender

Universal Gcode Sender (UGS) è il software scelto da un gran numero della comunità CNC. Questo in parte potrebbe essere perché il software è assolutamente gratuito e disponibile su Github.

Il software è stato progettato con problemi del mondo reale in mente. Viene fornito con ‘ottimizzazione gcode configurabile’ per rimuovere i commenti, convertire gli archi in segmenti di linea, rimuovere gli spazi bianchi e altro ancora.

• Costo: Gratuito!
• Controlli: frese, torni, router, taglierine laser ecc.
• Sistema operativo: Cross platform, testato su Windows, OSX, Linux, e Raspberry Pi.

Altro software di controllo CNC include:

• Caliper2PC
• Baldor HPGL
• CNCZeus

Se volete saperne di più sul mondo CNC, perché non controllare la sezione CNC del blog Scan2CAD? Copriamo una serie di argomenti, dai migliori kit CNC per i principianti alle nuove innovazioni nel settore CNC.