CNC está no centro da comunidade de fabricantes. Utilizando ferramentas simples como moinhos CNC, cortadores a laser ou routers, poderá criar desde stencils a jóias cortadas a laser. Mas sabia que existe um processo de 3 passos para o CNC? Não só precisa de criar um vector com CAD, como também de software CAM e software de controlo CNC para dar vida ao seu projecto. Pode ser difícil tentar navegar nas águas agitadas do software CNC, por isso o Scan2CAD fez todo o trabalho pesado por si.
Este guia prático visa explicar que tipos de software estão envolvidos no CNC – desde o CAD ao CAM, passando pelo software de controlo CNC. Incluímos até exemplos de software de topo e freeware que poderia estar a utilizar com os seus projectos CNC. Mostraremos até onde pode encontrar desenhos DXF gratuitos para iniciar os seus próprios projectos.
- CNC: Visão Geral
- >li>From Design to Fabrication
- 1: Software CAD
- li>Designs DXF gratuitos
- 2: Software CAM
- >li>2.5: Scan2CAD
- 3: Software de Controlo CNC
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CNC: Visão Geral
Se ainda não sabia, CNC significa Controlo Numérico Computadorizado. As máquinas CNC funcionam através da remoção de material da peça inicial, em vez de lhe adicionar novo material (como na impressão 3D. CNC pode ser descrito como um tipo de fabrico subtractivo e um processo como a impressão em 3D pode ser descrito como fabrico de aditivos.
Exemplos de máquinas CNC incluem moinhos, routers, cortadores de plasma e gravadores a laser. Para uma melhor visualização, consulte a comparação das máquinas CNC com Scan2CAD.
A sua máquina CNC funciona com uma série de comandos pré-programados. A linguagem de programação mais comum chama-se código G, embora existam outras linguagens como Heidenhain e Mazak para CNC.
O código G controla o movimento da ferramenta da sua máquina CNC. Controla a sua posição e profundidade nos eixos X, Y e Z. Também controla a velocidade a que gira e a velocidade a que se move.
From Design To Fabrication
Tipicamente, há um processo de três passos para CNC que envolve três tipos correspondentes de software. Para começar, é necessário primeiro um desenho em formato de ficheiro vectorial (a menos que já tenha o código G). Um vector é um conjunto de instruções matemáticas que ditarão como a sua imagem é renderizada – o formato de ficheiro vectorial mais popular é DXF. Pode criar os seus desenhos e vectores com software CAD. Alternativamente, pode usar software como Scan2CAD para converter um desenho raster para um vector.
Após ter o seu vector, terá de o converter para código G, que é uma linguagem de programação que dirige a sua máquina. Isto pode ser feito com o software CAM. O processo termina então com um software de controlo CNC que lerá o seu código G e o transformará em movimento para executar a sua máquina CNC.
O curso, há excepções ao processo acima referido. Por exemplo, pode encontrar-se a utilizar software que integra ambas as capacidades CAD/CAM. Ou, pode querer saltar completamente o passo CAD, utilizando DXFs gratuitos. Discutimos ambas as possibilidades abaixo.
Se já estiver classificado com software CAD/CAM, ou se estiver apenas à procura do melhor software de controlo, salte directamente para o passo 3!
Passo 1: Software CAD
O software de desenho assistido por computador é o ponto de partida para a maioria dos projectos CNC – este software é utilizado para criar os seus desenhos e vectores. Há centenas de pacotes CAD disponíveis, cada um com capacidades diferentes, dependendo da indústria em que está interessado. Como já cobrimos anteriormente, o CAD está espalhado por centenas de indústrias – da arquitectura à arte e à mecânica.
p>Obviamente, precisa de escolher cuidadosamente o seu programa CAD. Estes pacotes podem ser caros, por isso vai querer ter a certeza de que vai receber o seu dinheiro – por isso aproveite os testes gratuitos e veja as revisões. Infelizmente, pode haver uma curva de aprendizagem íngreme para muitos pacotes – seja como for, existem recursos em linha que o podem ajudar ao longo do caminho. Por exemplo, Scan2CAD oferece dicas e truques para AutoCAD e SolidWorks.
Para uma melhor visualização, veja a seguinte lista de software CAD popular e freeware abaixo.
Popular Software CAD
Screenshot of AutoCAD 2013
- AutoCAD: utilizado para criar desenhos 2D e 3D. Abrange várias indústrias, incluindo mecânica, arquitectura e engenharia civil. É um dos pacotes CAD mais populares em todo o mundo.
- SolidWorks: um software de modelação 3D baseado em características paramétricas. Pode ser utilizado para modelação 3D avançada e desenhos 2D auto-gerados. É o modelador paramétrico mais popular.
- Rhino3D: pode criar, editar e renderizar curvas NURBS, superfícies, sólidos e malhas de polígono. Inclui ferramentas de modelação 3D de forma livre, juntamente com total precisão e acessibilidade.
Esta lista, claro, é apenas a ponta do iceberg. Se estiver à procura de se ramificar para CAD baseado em nuvens, por exemplo, poderá gostar de experimentar um pacote como o Onshape. Deve também ter em mente que alguns pacotes CAD oferecem capacidades CAM. O Fusion 360, por exemplo, inclui software CAM incorporado que lhe permite criar e editar código G.
Free CAD Software
Se não estiver à procura de dinheiro para um pacote CAD, talvez valha mais a pena experimentar pacotes CAD gratuitos. Esta é a opção preferida por muitos adeptos do CNC que não utilizam software CAD em quantidade suficiente para justificar o pagamento de uma grande despesa.
p>Screenshot of Wings3D - Google Sketchup: não é tecnicamente um programa CAD, mas permite-lhe produzir desenhos 3D que pode utilizar com um programa CAM para criar um código G.
- Wings3D: uma ferramenta de modelação concebida principalmente para a criação de modelos 3D, que pode depois ser importada para um programa CAM. Suporta ferramentas de malha, características de desenho e edição, etc.
- NanoCAD: oferece desenho 2D, 3D e paramétrico – pode construir qualquer coisa desde peças de máquinas a plantas. É gratuito, mas existem versões premium que incluem características adicionais.
Se isso não for suficiente para si, consulte a nossa lista de freeware CAD de topo.
Pode estar a pensar se existe uma forma de evitar completamente o software CAD. Se for esse o caso, está com sorte – pode aceder a DXFs gratuitos prontos a cortar para que não tenha de desenhar nada. Dê uma vista de olhos abaixo para ver como.
Designs DXF gratuitos
Se pretende iniciar um projecto excitante a partir de uma das ideias de projecto CNC do Scan2CAD, talvez não queira passar pelo processo de criação da sua própria imagem – afinal pode ser bastante demorado. Se for esse o caso, talvez queira considerar a utilização de desenhos DXF prontos a cortar.
Existe uma grande variedade de websites DXF gratuitos a partir dos quais pode descarregar DXFs para iniciar o seu próprio projecto CNC. Estes incluem:
- Tinta Vectorial
- Meu DXF
- Love SVG
Um problema que pode ter com estes sítios, no entanto, é que eles só lhe oferecerão uma fonte finita – eles só são actualizados uma vez por mês, mais ou menos. É aí que entra Scan2CAD!
Scan2CAD não é apenas um software de conversão, é também uma excelente fonte para qualquer coisa relacionada com CAD, CAM e CNC. Não é surpreendente, então, que ofereçamos os nossos próprios desenhos CNC prontos a cortar que são gratuitos e prontos a usar com as suas máquinas CNC. E não é apenas um ou dois desenhos – é um pacote DXF completo cada semana – contendo tipicamente 6 ou 7 desenhos em formato DXF e JPG.
O tema para cada semana muda, por isso terá a certeza de encontrar algo ao seu gosto. Os nossos pacotes anteriores incluíram Padrões Ornamentais e Futebol Americano. Portanto, se procura um novo projecto para começar cada semana, inscreva-se hoje e receba pacotes DXF enviados directamente para o seu e-mail.
Passo 2: Software CAM
Software de Fabrico Assistido por Computador é alimentado com o seu desenho CAD e posteriormente produz um código G que pode depois alimentar no seu software de controlo para executar a sua máquina CNC. É possível escrever o código G manualmente para círculos ou linhas simples, mas é muito mais fácil de produzir utilizando um programa CAM. Se ainda não tiver a certeza do que é o código G, dirija-se ao guia exclusivo do Scan2CAD para o código G.
Como já discutimos, pode haver confusão quanto à diferença entre CAD e CAM, uma vez que muitos pacotes como o Fusion 360 vêm com ambas as capacidades hoje em dia. Embora possa ser mais eficiente ter uma solução integrada, pode ser mais caro, o que é problemático se se estiver à procura de um pacote rentável.
Popular CAM Software
Screenshot of MechCAM. Fonte da imagem: MeshCAM
- MeshCAM: funciona com quase todos os programas CAD 3D abrindo os dois formatos de ficheiro mais comuns, STL e DXF. Possui mais opções de caminho de ferramentas do que qualquer programa CAM concorrente.
- MasterCAM: um dos programas CAM mais populares disponíveis. Fornece uma modelagem 3D completa da estrutura de fios ao vivo, e uma vasta gama de tradutores que lhe permite abrir qualquer ficheiro CAD.
- OneCNC: fornece um sistema CAM para fresagem, torneamento e maquinação de fresagem-rotação. Tem versões que fornecem uma gama de capacidades em maquinação de 2, 3, 4 e 5 eixos.
Free CAM Software
Se é um hobby casual do CNC ou principiante, pode não precisar de utilizar os pacotes CAM mais potentes disponíveis. Afinal de contas, não precisará de descobrir percursos de 6 eixos no seu primeiro dia! Com isso em mente, os seguintes pacotes gratuitos podem ser mais ao seu nível.
p>Screenshot de FreeMILL. Fonte da imagem: MecSoft - PyCAM: um gerador de percursos para maquinação CNC de 3 eixos. Carrega modelos 3D em formato STL, ou modelos de contorno 2D a partir de ficheiros DXF ou SVG. Pode então utilizar o código G resultante com qualquer controlador de máquina.
- FreeMILL: um módulo de fresagem livre para programação de fresas CNC e routers. Pode executar simulações completas nos seus modelos de peças e emitir o código G para a sua máquina.
- G-Simple: é um pacote CAM simples para centros de maquinação de 3 eixos. Inclui uma biblioteca de ferramentas e materiais, juntamente com um filtro de remoção de material em excesso seleccionável.
Obviamente, deve ter em mente que deve ter cuidado ao utilizar freeware. Use apenas freeware que tenha sido revisto por fontes fiáveis – não quer descarregar malware acidentalmente. Como discutimos anteriormente com as armadilhas dos conversores online, o freeware pode muitas vezes causar mais problemas do que vale.
Agora já deu uma vista de olhos aos pacotes CAD e CAM, pode estar a pensar em pacotes que integram ambas as capacidades – ou mesmo como pode acelerar todo o processo. É aí que o Scan2CAD entra mais uma vez! Verifique o passo 2.5 abaixo para descobrir como pode carregar ou criar vectores, e convertê-los para código G num único pacote!
Step 2.5: Scan2CAD
Scan2CAD é um software de conversão raster-para-vector líder de mercado. Suporta nada menos que 33 tipos de ficheiros, e vem com processamento em lote, licenciamento flexível e suporte 24/7.
Com ele, pode converter os seus desenhos raster para um formato de ficheiro vectorial numa questão de segundos. Pode então fazer uso de suites de edição raster e vectorial para criar a imagem vectorial mais optimizada que pode utilizar para o seu desenho CNC. E a melhor parte é que leva apenas uma questão de segundos. Não acredita em nós? Dê uma vista de olhos à animação abaixo para a ver em acção!
p> Nesta animação convertemos uma imagem âncora para um esboço vectorial para CNC utilizando Scan2CAD Para mais informações, consulte as principais dicas de Scan2CAD para levar o seu desenho à fabricação CNC.
E isso não é tudo! Scan2CAD não é apenas útil para converter os seus ficheiros para um formato de ficheiro vectorial, pode também ser utilizado para aplicações CAM. Assim que tiver um vector que lhe agrade (quer seja um que tenha convertido ou um desenho pronto a cortar), pode usar Scan2CAD para o exportar directamente para um formato compatível com um código G. Scan2CAD suporta actualmente três dos mais populares tipos de ficheiros de código G, incluindo: .CNC, .NC, e .TAP.
Scan2CAD também fornece uma gama de opções na sua caixa de diálogo Exportar CNC, que incluem:
- Opções de Bezier com código G: estrias cúbicas (código G05), arcos (código G02/G03) ou polilinhas (código G01).
- Arco e círculo de rotação: no sentido dos ponteiros do relógio ou no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio.
- Z-settings: vários parâmetros relacionados com o corte dos vectores exportados.
- Configurações da escala: a relação entre pontos vectoriais e uma distância na vida real, por exemplo, dois pontos numa imagem vectorial podem representar uma polegada.
Queres um olhar mais profundo? Veja como converter uma imagem para CNC com Scan2CAD.
Passo 3: Software de controlo de máquinas
Em geral, existem dois tipos de software de controlo CNC: software de controlo incorporado na sua máquina, e software baseado em PC. Se estivesse a utilizar uma máquina CNC comercial como o HAAS Vertical Machining Center, obteria uma solução completa de hardware e software incorporada na máquina – seria capaz de transferir o seu código G directamente para a máquina. As máquinas CNC Hobby, por comparação, têm um controlador externo – ao fazer uso de software de controlo, pode transformar o seu PC num controlador de máquina.
Quando se trata de software de controlo baseado em PC, há uma grande variedade em oferta. Contudo, há alguns controladores chave que se destacam da multidão. Veja abaixo as nossas melhores escolhas, com software gratuito e de baixo custo.
A Série Mach
p>Fonte de imagem: machsupport.com - Custo: $200 (Mach4)
- Controlos: moinhos, tornos, routers, lasers, plasma, etc.
- Sistema operativo: Windows
- Custo: Grátis
- Controlos: moinhos, tornos, impressoras 3D, braços robotizados, etc.
- Sistema operativo: Linux
- Custo: $60
- Controlos: moinhos, tornos, routers, cortadores laser, etc.
- Sistema operativo: DOS
- Custo: Grátis!
- Controlos: moinhos, tornos, routers, cortadores laser, etc.
- Sistema operacional: Plataforma cruzada, testada em Windows, OSX, Linux, e Raspberry Pi.
- Caliper2PC
- Baldor HPGL
- CNCZeus
As séries Mach estão na vanguarda do software de controlo CNC. O programador ArtSoft tem vindo a lançar e a melhorar a série Mach na última década – cuja versão mais actual é Mach4. Este software de baixo custo funciona na maioria dos PCs Windows, fazendo uso de controladores avançados ao nível do sistema para decretar a temporização de impulsos para motores passo-a-passo e sistemas de reservatórios passo-a-passo.
O software em si é muito intuitivo e personalizável. Pode controlar até 6 eixos de uma máquina CNC. Versões anteriores como Mach3 permitiam que os amadores usassem a sua licença em múltiplas máquinas, enquanto que o Mach4 agora liga a licença a um PC específico. Se estiver curioso sobre o software, pode testar o modo de demonstração gratuito para até 500 linhas de código G!
LinuxCNC
Fonte de imagem: Linuxcnc.org
LinuxCNC é sem dúvida o concorrente directo da série Mach – é sem dúvida uma opção popular para muitos amadores do CNC, e não só porque é grátis! Anteriormente chamado EMC2, este software de controlo CNC é completamente de código aberto. E, como o nome sugere, o software corre sob Linux. Devido à necessidade de controlo preciso em tempo real das máquinas em movimento, o software requer uma plataforma com capacidades de computação em tempo real. Isto significa que, se não tiver capacidades de computação em tempo real, o seu PC só executará o pacote em modo de demonstração.
Freeware pode muitas vezes parecer faltar de alguma forma, contudo isso não é certamente o caso quando se trata de LinuxCNC. Pode controlar até 9 eixos de uma máquina CNC, e tem várias GUIs adequadas a tipos específicos de utilização, tais como ecrã táctil e desenvolvimento interactivo. O software também suporta características de controlo avançadas como a compensação de rosca rígida e de cortador.
TurboCNC
Image source: Dakeng
A nossa escolha final para o software de controlo CNC de topo é TurboCNC. Este software de controlo de máquinas fornecido pela Dak Engineering é executado sob DOS. O software em si é shareware- pode obter acesso ao seu código fonte e suporte gratuito por uma taxa de baixo custo de $60.
TurboCNC é um controlador eficiente que executa motores passo-a-passo e step-servos. Pode controlar até 8 eixos de movimento, e vem com I/O configurável para fusos reversíveis e de controlo de velocidade. Também fornece programação totalmente paramétrica com variáveis, sub-rotinas e expressões.
4. Universal Gcode Sender
Universal Gcode Sender (UGS) é o software escolhido por um grande número da comunidade CNC. Esta parte pode ser porque o software é absolutamente gratuito e disponível em Github.
O software foi concebido tendo em mente problemas do mundo real. Vem com ‘gcode optimization configurável’ para remover comentários, converter arcos em segmentos de linhas, remover espaços em branco e mais.
Outro software de controlo CNC inclui:
Se quiser saber mais sobre o mundo do CNC, porque não consultar a secção CNC do blog Scan2CAD? Cobrimos uma gama de tópicos desde os melhores kits CNC para principiantes até às novas inovações em CNC.