Программа чпу для фрезерной обработки по дереву

Обновлено: 15.09.2024

Современный ЧПУ станок представляет собой довольно сложное устройство для обработки дерева, металла или пластмасс. При должном опыте и соответствующей профессиональной подготовке он позволяет создавать детали практически любой сложности.

Представленные в наборе утилиты могут быть использованы для создания управляющих программ для станка ЧПУ, а также для экспорта 3D-моделей и инструкций для станков. Собственно, сама управляющая программа необходима для введения команд управления и чтения инструкций, написанных на специальном языке программирования. Причем необходимо учитывать, что все решения для создания управляющих программ ЧПУ являются платными.

Среди всех представленных решений особого внимания заслуживает комплекс ArtCAM. Это одна из самых популярных программ для ЧПУ станка, которая востребована как у профессионалов, так и любителей. В основном она используется для черновой и чистовой деревообработки, а также для управления ЧПУ станком. ArtCAM идеально подходит для создания барельефов по фотографии и проектирования 3D-модели из векторов. В свою очередь, утилита Vectric Aspire не умеет создавать управляющие программы для ЧПУ, но зато она позволяет изготовлять развертки любой 3D-модели, которые можно потом вырезать на станке. Также в наборе имеется бесплатная программа 3D Builder. Как и предыдущая утилита, она не подходит для создания управляющих программ ЧПУ, но может быть использована для создания трехмерных моделей с целью дальнейшей их печати на 3D-принтере или для подготовки модели к вырезанию на станке.

Станки с числовым программным управлением положительно влияют на производительность и точность всех проводимых технологических процессов.

Для полноценного функционирования оборудования с ЧПУ необходима специальная программа, при помощи которой система будет получать необходимые команды.

Общие сведения о программах для фрезерных станков по дереву или металлу

Для работы станка с числовым управлением необходим ЗD редактор. При создании простейших изделий можно обойтись и без этого софта. Для объемных деталей есть свои виды программ, с последующим преобразованием. ПО напрямую зависит от используемой операционной системы.

Их предназначение

Главным достоинством программ управление является создание продукции высокого качества, с наименьшим человеческим участием. Это позволяет снизить затраты на человеческий труд, а также максимально автоматизировать производство. Один оператор может обслуживать сразу несколько станков.

По сути, оператору достаточно запустить программу и наблюдать за выполнением команд. Программное обеспечение включает в себя программу для компьютерного моделирования и непосредственно управляющий софт.

Существующие виды

На данный момент существует 3 наиболее распространенных вида программ для фрезерных станков с ЧПУ:

CAD программы и программы 3d моделирования.
САМ программы.
CNC программы и системы.

CAD программы и программы 3D моделирования помогут на крупных производствах, где все начинается с чертежа и эскиза будущей детали. Здесь понадобятся точные расчеты, которые автомат произведет намного лучше, чем любой человек.

САМ программы помогают подобрать инструмент, оснастку, исходя из данных, которые есть на чертежах. Они же генерируют управляющую программу для обработки детали на фрезерных или токарно-фрезерных станках. CNC ПО и системы предназначены для воплощения систем разработки на станках с ЧПУ. По сути, это программа управления станком.

Все программы делятся на дискретные и контурные.

Дискретные позволяют выполнять базовые функции и устанавливаются на станки, предназначенные для простой обработки деталей.
Контурные обрабатывают сложные заготовки и применяются для агрегатов токарного и фрезерного типа с широкими функциональными возможностями.

На производстве, где работают станки с ЧПУ используется множество различного программного обеспечения, но чаще всего используется наиболее распространенный управляющий софт – G-код. Это условное наименование языка программирования. Он был введен в 1960 году. Окончательная доработка произошла в 80-е годы.

Производители программных систем используют этот код как базовую систему. При этом расширяют ее по своему усмотрению. Продукт, написанный при помощи G-кода, отличается жесткой структурой. Команды по управлению объединены в группы, который состоят из одной или нескольких команд.

Основные команды начинаются с буквы G:

команды для перемещения рабочего инструмента с заданной скоростью;
типовые последовательности, например, расточка отверстий или фрезерование;
управление параметрами инструмента.

Технологические команды начинаются с буквы М.

От Vectric

Программы от Vectric сочетают в себе мощность и простоту в обращении. Легко позволяет работать с графическим изображением, создавать точный набор команд для работы со станком ЧПУ.

CUT2D

Это обеспечение создано для расчета 2D траекторий при фрезеровании, а также для операций по гравировке, вырезании. Программа снабжена специальными инструментами для выполнения целого цикла технологических операций.

Есть возможность добавления границ, масштабирования, а также конвертации изображения из разных форматов в векторный рисунок. Редактирование изображения при помощи CUT2D занимает минимальное количество времени.

CUT3D

Это обеспечение для работы с 3D моделями. Отлично подходит для токарного оборудования. Успешно сочетается с моделями, которые подготовлены в графических редакторах AutoCAD, Rhino3D, 3D Studio, а также с использованием лазерного сканера или сенсора. Основное преимущество – удобный интерфейс с пошаговыми инструкциями, позволяющий загрузить модель, задать размеры, просмотреть примерный результат работы.

VCARVE

Используется как простое и понятное обеспечение для агрегатов по дереву. Сюда относятся инструменты для 2D дизайна, для траекторий движения станочного шпинделя, а также функция импорта нескольких 3 D моделей. Панель содержит большое количество возможностей, чтобы настроить самые разные параметры.

PHOTOVCARVE

С использованием этой программы есть возможность выполнять гравировальные работы, доступные до этого только при наличии лазерной системы. При работе изображение или фотография превращается в набор команд для станка. Сочетается практически со всеми форматами изображений.

Aspire

Позволяет превращать 2 D эскизы, фотографии, рисунки и картинки в различные объемные 3D модели. Имеет интуитивно понятный интерфейс, а также уникальный набор инструментов для 3 D моделирования, редактирования и дизайна.

ArtCAM

ПО ArtCAM представляет собой набор продуктов для моделирования и проектирования, а также проводит на агрегате с числовым управлением автоматическую обработку. В пакет данного ПО входят инструменты, позволяющие создавать разные виды пространственных рельефов. Применяют ArtCAМ на обувной, мебельной промышленности, для создания форм и изделий из пластика.

ПО обладает следующими функциями:

создает текстуры для шлифовального оборудования;
использует 3Д шаблоны для изготовления простейших конструкций;
самостоятельно генерирует 3D модели из 2D рисунков;
набор инструментов для создания и редактирования векторных и растровых изображений;
большое количество стратегий обработки позволяет выбрать оптимальный путь обработки разной сложности.

Это ПО доступно для пользователей с наименьшими базовыми навыками.

Программное обеспечение SprutCAM для фрезера с ЧПУ

Это отечественный вариант ПО. Применяется, чтобы создать управляющее ПО для большинства операций по обработке заготовок на станках с ЧПУ и центрах обработки. Снабжен полным набором инструментов для работы с высокой производительностью на разных вариантах производства. Имеет несколько вариантов стратегий, базовый набор постпроцессоров, богатым хранилищем с кинематическими схемами.

Программа для станка с ЧПУ зависит от задач, которые на нем будут выполнять, а также особенностей производства. Но большинство перечисленного ПО является универсальным обеспечением с широкими возможностями. Они совместимы с разным видом оборудования и компьютерной техникой.

Возможности фрезерного станка, оснащённого ЧПУ, многократно возрастают. Но только в случае, когда программное обеспечение (ПО) подобрано правильно.

Оглавление

Термином ПО обозначается пакет софта, используемого для управления станком на всех этапах рабочего процесса: от разработки качественной модели, до изготовления готового изделия. В специальной литературе и открытых источниках используется несколько синонимов: ПО, софт, программное обеспечение, управляющие программы.

Какой софт необходимо приобрести в первую очередь

Основным требованием, которое предъявляется к софту при его выборе является простота использования и многофункциональность.

Весьма желательно приобретать продукт лицензированный.

Работы рекомендуется начинать с выбора и последующей профессиональной настройки, под существующую модель станка, необходимого блока ПО, обозначаемого международной аббревиатурой САМ (в русском переводе, системы автоматизированного изготовления, производства). Это программа, адаптированная для работы с проектами, подготовленными в ином пакете ПО, CAD (русская расшифровка, система, предназначенная для автоматизированной разработки).

Применение CAD позволяет выполнять проектирование и создание 3D объектов с учётом заданных исходных значений, с их последующим редактированием.

Использование САМ обеспечивает конвертацию цифровой информации в команды, понятные фрезерному станку с ЧПУ. Чаще всего, это G-code, представляющие набор команд, осуществляющих непосредственное управление рабочими органами станка.

Для отдельных случаев, совместимость приобретаемой CAM программы с фрезерным станком может потребовать использования программ, именуемых конверторами: Post Processor, Post. В противном случае, формируемые G-code могут выдать непредсказуемую последовательность управляющих команд при установке на станок и запуске последнего.

Кроме него, на рынке представлены иные языки: Cutter Location, OpenSBP, Data, HPGL, APT.

Достаточно частым решением у многих разработчиков является разработка единого программного пакета CAM/CAD, либо выполняется их заблаговременная подготовка, обеспечивающая успешную интеграцию для совместной работы в любых существующих программно-аппаратных системах (комплексах).

Важно понимать, что кроме САМ-программ к управляющему софту относится программы, осуществляющие прямое управление станком с ЧПУ (общее обозначение, machine controller). Они могут (пример) передавать движение пера, мышки на контроллер непосредственно. Самыми востребованными продуктами в данной группе являются: LinuxCNC, PyCNC, Grbl, Inkcut, UGS, Jedicut.

Варианты программ, используемые
для моделирования макета для чпу станка

В зависимости от объёмности будущей детали и её сложности используются разные программные продукты для эскизного моделирования.

Модели 2D

Если предстоит плоская резка, наиболее популярными являются следующие графические редакторы:

CorelDraw – позволяет создавать и обрабатывать векторные изображения. Отличается многообразием встроенного инструмента;
Adobe Illustrator – также рассчитан на векторную графику. Позволяет выполнять эскизы для предстоящей контурной резки;
LibreCAD – обеспечивает простое создание чертежей 2D. Интерфейс понятный и удобный, предусмотрена возможность группировать объекты, множество иных полезных функций.

Модели 3D

В случаях необходимости разработки пространственной модели выбор более значительный. Назовём только программы, являющиеся самыми популярными на рынке:

Solidworks – обладает широчайшими возможностями для моделирования твёрдотельного. Высокая производительность и функционал делают данный софт одним из самых востребованных инженерами и проектировщиками.

Обеспечивает проработку сборок и деталей практически любой сложности, анализ предстоящих процессов изготовления и технологичности создаваемой конструкции, проведение рендеринга, создание управляющих программ (УП).

MasterCAM – весьма популярная программа для 3D (2D) моделирования с последующей разработкой УП для станков, оснащённых ЧПУ.

В ней несложно разобраться. Обеспечивает значительную скорость выполнения расчётов. Обесп6ечивает создание модели под черновую, чистовую обработку, заблаговременную проверку траекторий перемещения инструмента и заготовки, подбор оптимальных технологических режимов. Комплектуется значительным количеством библиотек, допускающих перенастройку.

Type 3 – имеет приложение, применяемое при создании моделей скульптур (Type Art), библиотеку инструмента.

Рассчитана на эффективную работу с моделями в диапазоне 2D-5D. Реализован прямой доступ к непосредственному управлению конкретным станком.

AutoCAD – многопрофильная программа с большим числом встроенных инструментов.

Обеспечивает анализ и проектирование объектов 2D, 3D. Интерфейс весьма удобен для пользователя. Имеет встроенную функцию генерации различной техдокументации, возможность создавать и загружать приложения самостоятельно, широкий ряд иных опций и функций.

ArtCAM – включает пакет программ, предназначенных для плоского и объёмного моделирования.

Допускает работу с растровой, векторной графикой. Активно востребован для формирования рельефных поверхностных объёмов, обесп6ечивает построение маршрута перемещения фрезы, допускает трансформацию 2D эскиза в 3D объект.

После создания модели (эскиза) следует построить траекторию, по которой должна двигаться фреза, выбрать конкретные типы инструмента, сформулировать указания в части режима обработки (финишная, черновая).

После этого подготовленный файл следует сохранить в формате, понятном имеющейся у вас модели фрезерного станка с ЧПУ.

Работа по созданию управляющей программы завершена. Теперь следует загрузить её в контроллер.

Программы, осуществляющие автоматическое управление манипуляциями, выполняемыми
различными блоками и узлами станка

Эти задачи решает отдельный блок софта. Лидерами по востребованности в данном сегменте являются:

Mach3 – эта программа создана на основе Windows. Используется любителями и профессионалами.

Обеспечивает создание пользовательских кодов, позволяет одновременно управлять фрезерованием по шести осям, контролировать скорость вращения шпинделя. Выполняет прямой импорт файлов формата DXF, JPG, BMP, способна генерировать G-code (благодаря встроенному ПО). Совместима с экранами сенсорного типа.

NC Studio – этот пакет программ совместим с любым фрезерным станком.

Удобный, интуитивно понятный интерфейс, способность обработки самых сложных УП, работа с G-code, сформированными почти во всех программах моделирования.

EMC2 – существенным преимуществом программы является её разработка на Linux, возможность управлять станком через порт LPTспособна контролировать работу по шести осям.

В качестве недостатка можно назвать повышенную сложность управления и установки (необходимо хорошо разбираться в системах UNIX).

Приобретая фрезерный станок с ЧПУ модельного ряда WATTSAN, можно быть уверенным в том, что он адаптирован для использования всех наиболее востребованных версий софта (пример, графических редакторов, поддерживающих векторные форматы: CorelDraw, Adobe Illustrator (для 2D моделирования), AutoCAD (для 3D).

Системы автоматизированного проектирования САПР в инженерии стали стремительно развиваться в конце прошлого столетия. На смену человеку пришли программы с практически неограниченными возможностями в создании 3D-моделей прототипов и деталей. Компьютеризированная подготовка производства – CAM System, заняла ведущее место в проектировании и наряду с системой CAD облегчила программирование станков с ЧПУ, повысила производство.

CAM System для станков с CNC

На современном оборудовании с системами ЧПУ, которые называют Computer numerical control (CNC), можно программировать и модифицировать установленное ПО. Это происходит благодаря современному микропроцессору:

микроконтроллер;
компьютер на базе микропроцессора;
контроллер с программируемой логической матрицей.

CAM-системы (англ. Computer-aided manufacturing) используются для прописывания алгоритма действий станков с ЧПУ. Это прикладное программное обеспечение для компьютеризированной подготовки реализации производства и инженерно-технических расчетных проектов.

Информация: CAM System помогают разрабатывать технологические этапы, быстро настраивают программы для станков с CNC, моделируют процессы обработки заготовок и многое другое.

CAM-системы выполняют задачи на основе трехмерного образца, который создается в CAD (англ. Computer-aided design). Под термином понимают программы с комплектом модулей для детальной 3D-графики. Часто c помощью CAD получают полный пакет проектно-конструкторской документации.

Автоматизация процесса проектирования CAD/CAM System существенно ускорила производство новых моделей изделий, упростив процесс реального тестирования виртуальным, но не менее точным.

Принцип работы CAD/CAM программ для ЧПУ

В основу создания УП для станка ложится проект 3D-модели изделия из CAD системы. Иногда достаточно чертежей, эскизов и подробного описания процесса. Конечный этап программирования – ввод в станок параметров детали и настроек обработки, информации о траекториях движения заготовки и режущего элемента наряду с командами для движущих систем оборудования.

В современном проектировании CAM System чаще используются для синтеза УП и построения модели производственного процесса.

Сноска: наличие постпроцессора, специального программного модуля, обеспечивает формирование файла УП CAM-системой под конкретный станочный комплекс.

Шаги при производстве детали на станке с CNC:

Формирование трехмерной модели изделия по чертежу или эскизу. Данные о траектории заготовки, координатах и прочее программа записывает в промежуточный файл.
Создание УП на базе модели 3D с помощью постпроцессора, который преобразует промежуточный файл в файл для определенного типа станка.
Загрузка программы в агрегат с CNC через кабель от специального разъема на корпусе агрегата или на пульте ЧПУ к COM-порту компьютера.
Закрепление детали и выполнение операций, заложенных в оборудование.
Контроль параметров готового изделия.

Лучшие CAM программы для CNC

PowerMILL

PowerMILL – среди ПО для фрезерных станков с трех и пятиосевой обработкой самая профессиональная. Дополнительно способна писать управляющую программу для поворотной оси.

создание УП, при которых траектория рабочего органа проходит плавные кривые без заостренных углов, что бережет станок от перегрузки;
полная 5-осевая обработка изделия в разных вариантах;
объемная визуализация всего технологического процесса;
учет изменений заготовки при обработке во избежание зарезов и столкновений патрона шпинделя, хвостовика инструмента и других элементов;
автоматическое определение плоскостей и отверстий при 2.5D обработке с изменением стратегий на более эффективные;
точная подводка траектории с ручными правками и контроль в любой точке перехода, отвода или продления.

SolidWorks

SolidWorks — пакет программ для автоматизации и конструкторско-технологической подготовки 3D-деталей от компании Dassult Systems.

Примечание: ПО известно на рынке, к нему активно пишутся продукты других разработчиков.

В SolidWorks два режима работы с объектами:

Автоматический – образ создается по введенным параметрам, что ускоряет проектирование.
Интерактивный – на базе ребер, граней и эскизов определяются любые элементы, а также создаются параметрические, способные обновляться при внесении изменений в начальные настройки заготовки.

Mastercam

Mastercam – программный комплект CAM-систем по созданию 2D- и 3D-моделей для производства на станках с CNC.

использование алгоритма Dynamic Motion повышает производительность и скорость программирования.
быстрая обработка и идеальная поверхность обеспечивается технологией Accelerated Finishing и Equal Scallop при работе с наклонными и изогнутыми элементами.
доступный для восприятия Port Expert создает многоосевые траектории в сложных формах и отверстиях.
эффективные инструменты многоосевой обработки для сглаживания кромок и удаление гребешков.

Autodesk ArtCAM

Autodesk ArtCAM – программа для проектирования 2D- и 3D-моделей, создания чертежей с нуля, пространственной механообработки, что позволяет автоматически подбирать модули из плоского эскиза и создавать готовую деталь. Особенно хороша в работе с фрезерными станками, но адаптирована к любому типу станочного оборудования с CNC.

Интерфейс программы интуитивно понятный и не вызывает сложностей при проектировании, библиотека инструментов для создания модели лидирует в своем классе.

Бесплатные Cam программы для ЧПУ

Fusion 360

Fusion 360 – пакет CAM, CAD и CAE с поддержкой станков до 5 осей, где можно создавать чертежи либо экспортировать файлы из AutoCAD, генерировать готовые модели изделий, наиболее подходящие под заданные параметры, и тестировать проект на начальных стадиях. Арсенал конструкторских решений существенно ускоряет разработку.

DeskProto

DeskProto – CAM-система автоподборки УП для обработки сложных изделий на токарных и фрезерных станках с CNC. Трехмерная модель заготовки экспортируется из любого 3D-редактора в виде файла STL, а чертеж 2D-формата – как файл DXF.

генерация готовой УП для поворотной оси;
создание программы для переворачиваемой детали;
импорт и взаимодействие с 3D-объектом;
построение процесса технологической обработки;
наглядный просмотр проекта;
настройка постпроцессора под характеристики станка.

FreeMILL

FreeMILL – бесплатный модуль CAM по написанию G-кода для фрезерных агрегатов с CNC от компании Mecsoft.

строить траектории в пространстве для перемещения рабочего инструмента;
проводить пробное тестирование траектории;
создавать полный проект обработки детали;
писать G-коды для конкретного типа станочного оборудования.

Примечание: ПО абсолютно бесплатное, нет ограничений ни по времени, ни по количеству строчек кода.

HeeksCNC

HeeksCNC – CAD/CAM система с открытым исходным кодом, который можно поменять на удобный для компании.

Примечание: NC-code настраивается редактированием файлов, заданных на Python.

создание твердотельных моделей выдавливанием образца или элементов по сечениям твердых тел;
изменение моделей миксованием или с включением логических операций;
сохранение конструкции заготовки в файлах IGES, STEP и STL;
проведение разных по сложности операций технологического процесса;
изменение макета в G-Code;
постпроцессор с редактируемыми файлами сценариев для различных станков с CNC.

Бесплатные Cam программы для ЧПУ на русском языке

Сразу стоит отметить, что бесплатных CAM System на русском языке нет, можно поискать русификаторы. У популярных систем с англоязычным интерфейсом есть инструкции на русском языке, помогающие разобраться в проектировании и создании УП. Для рискованных людей в интернете масса взломанных программ, но надеяться на отличную работу системы опасно – весь проект может пострадать.

Интересное решение предлагает российская компания – система SprutCAM с бесплатным 30-дневным пробным периодом. Это ПО способно рассчитывать траекторию с учетом расположения заготовки на станке, чтобы предусмотреть столкновение движущихся элементов, визуализировать обработку изделия.

SprutCAM рассчитывает траекторию заготовки с учетом результата предыдущей операции, а это означает:

контроль столкновений;
видимый оператору результат после каждой операции;
сокращение рабочих ходов при создании управляющей программы.

Информация: набор инструментов и функций SprutCAM позволяет внедрять систему при изготовлении литейных форм, пресс-заготовок, шаблонов, эскизов, прототипных деталей, гравировки и других макетов.

Лучшие CAD программы для CNC

3D Max

3D Max считается софтом архитекторов и дизайнеров, но современные версии способны выходить за границы обыденности и выполнять огромное количество функций.

3D Max при моделировании объемного элемента использует работу с сеткой. Набор инструментов в программе необычайно расширенный, поэтому создать можно любой элемент, независимо от сложности конструкции. САD хорошо показала себя в работе с другим ПО по NURBS-моделированию.

AutoCAD

AutoCAD – система для создания 2D- и 3D-графических проектов и чертежей разной сложности – от сборочного до детального. После модели интегрируются в CAM-системы для создания УП.

Rhinoceros 3D

Rhinoceros 3D – программа для трехмерного NURBS-моделирования с возможностями редактирования, конструирования, анализа и документации. Включена функция анимации и визуализации объекта. Подходит для создания декоративных элементов высокой сложности.

Приведенные в перечне CAM и CAD-системы изучены производителями и успешно используются при настройке оборудования на предприятиях. Востребованное ПО стоит несколько тысяч долларов, поэтому всегда нужно учитывать возможность его приобретения и поддержания новых версий. При выборе CAM/CAD System стоит также обратить внимание, как функционирует служба поддержки разработчиками в вашей стране и приходят ли бесплатные или недорогие обновления.

Читайте также: