ПО для управления станком с ЧПУ. Что выбрать?

ПО для управления станком с ЧПУ является связующим звеном между вашей моделью и физической реализацией. Оно позволяет скоординировать работу двигателей, направляющих и 3D-моделей. Все фрезерные станки с ЧПУ, как и другие машины этого типа, применяют ПО для преобразования чертежей или моделей в движения двигателей.

В целом, процесс работы с ЧПУ можно разделить на четыре этапа: сначала проектируется или выбирается модель, затем генерируется G-код. На его основе формируются импульсы направления и шага, которые управляют шаговыми двигателями станка.

Этап проектирования, как правило, выполняется с помощью программ САПР и представляет собой отдельную задачу. Эти программы генерируют и интерпретируют G-код, который затем используется специализированным ПО для ЧПУ.

Некоторые программы позволяют редактировать и вводить G-код вручную, генерируя все необходимые расчеты и импульсы направления и шага, отправляя их на драйверы шаговых двигателей. Другие делят задачи, передавая G-код и оставляя вычисления на управляющую прошивку станка.

Программное обеспечение Mach является исключением, представляя собой промежуточное решение. Оно интерпретирует G-код на компьютере, но отправляет низкоуровневые команды на внешнюю плату, не занимаясь расчетами временных интервалов шагов.

Лучшее программное обеспечение для ЧПУ

Мы подготовили список лучших решений для ЧПУ. Учитывая разнообразие машин и методов их использования, способы обработки и интерпретации G-кода могут варьироваться. Поэтому мы разделили наш выбор в зависимости от различных подходов.

Наши критерии выбора включают:

• Активная поддержка и сообщество
• Широкий функционал
• Доступность для любителей
• Гибкость и возможность настройки

Хотя каждое программное обеспечение может соответствовать этим критериям в разной степени, вы наверняка найдете то, что вам нужно. Давайте разберем основные варианты.

Начнем с ПО, которое выполняет все задачи самостоятельно: от получения G-кода до генерации импульсов для шаговых двигателей (обычно через параллельный порт).

Aspire

Aspire от Vectric — мощная программа для ЧПУ. Она проста в освоении и способна справляться с сложными задачами обработки. С её 3D-инструментами, полным набором 2D-инструментов и функциями редактирования, Aspire подходит как для профессионалов, так и для новичков.

Дополнительным бонусом для новичков является бесплатная неограниченная пробная версия, которая включает различные проекты для изучения возможностей программы перед покупкой.

• Стоимость: около 2000 долларов
• Операционная система: Windows
• Основные возможности: полный набор инструментов для редактирования, бесплатная пробная версия (для выбранных проектов), более 5400 минут видеоуроков, активное сообщество.

На нашем сайте также можно ознакомиться с полным обзором инструментов Aspire от Vectric.

LinuxCNC

LinuxCNC является популярным выбором среди любителей станков с ЧПУ. Это одно из самых старых и проверенных решений на рынке.

Для работы эта программа использует ядро Linux с поддержкой реального времени (RTAI). Это позволяет LinuxCNC генерировать точные импульсы через параллельный порт с синхронизацией, что делает его подходящим для универсальных устройств.

LinuxCNC существует уже давно, что открыло возможности для разнообразных конфигураций. Например, его можно использовать с картами Ethernet, платами Mesa или даже запускать на Raspberry Pi. Вы можете выбрать как простую, так и более сложную настройку при использовании LinuxCNC.

Кроме того, это программное обеспечение с открытым исходным кодом имеет большое активное сообщество. Благодаря гибкости настройки и множеству дополнительных функций, LinuxCNC предлагает мощные возможности, особенно для изменения графического интерфейса под нужды пользователей.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционная система: Linux
• Основные возможности: зрелая программа с открытым исходным кодом, большое сообщество, гибкость настройки, поддержка множества типов ЧПУ-станков.

HeeksCNC

HeeksCNC — это доступное и простое в установке CAD/CAM-программное обеспечение для Windows. Приобретая его за 14 долларов, вы получите программу с поддержкой разработчика, а исходный код можно скачать с GitHub для кастомизации под свои нужды.

HeeksCNC создан на базе HeeksCAD и включает OpenCAMLib и Area. Программа помогает создавать G-код для трехосевых фрезерных станков, и она становится популярной благодаря регулярным обновлениям и открытости к доработкам. Разработчик также работает над новой версией — Heeks2.

Чтобы установить бесплатную версию HeeksCNC из исходников, вам потребуется установить HeeksCAD, OpenCASCADE/OCE и wxWidgets 2.8.

• Стоимость: около 14 долларов за версию для Windows или можно бесплатно собрать из исходников на GitHub.
• Операционная система: Windows
• Основные возможности: поддержка чертежей в формате DXF, регулярные обновления, открытый исходный код.

Machinekit

Machinekit — это современный форк LinuxCNC, который был создан с целью модернизации оригинального ПО. Он добавил новые функции, включая улучшенную поддержку удаленного управления и интерфейсов. Machinekit также предлагает образы для одноплатных компьютеров BeagleBone, что делает его привлекательным выбором для ARM-устройств.

Программа унаследовала многие сильные стороны LinuxCNC и постепенно набирает популярность среди пользователей. Machinekit находится на стадии активного развития, и уже есть учебные пособия, которые помогают настроить систему. Программа выглядит перспективной и подходит для тех, кто готов экспериментировать с новыми возможностями.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционная система: Linux
• Основные возможности: поддержка ARM-устройств, активное развитие, улучшенная поддержка удаленного управления, сообщество на стадии роста

ECam

ECam — это мощное программное обеспечение для создания G-кода для деталей, предназначенное для простоты использования. Оно ускоряет процесс создания кода для простых моделей и поддерживает системы CAD/CAM с диалоговым программированием.

ECam предоставляет пользователям 14-дневную пробную версию, чтобы оценить функционал программы перед покупкой. Интересной особенностью является то, что программа доступна бесплатно по выходным для использования в некоммерческих целях.

• Стоимость: ~ 180 $ (только токарная или фрезерная версия), ~ 240 $ (полная версия), ~ 420 $ (адаптивная версия)
• Операционная система: Windows (только 64-битные версии)
• Основные возможности: встроенный редактор CAD, поддержка файлов DXF и DWG, 3D-моделирование траектории инструмента, пользовательский G-код, 3D-просмотр материалов, унифицированный калькулятор

TurboCNC

TurboCNC от Dak Engineering работает на MS-DOS. Программа стоит около 60 долларов и предоставляет доступ к исходному коду, а также дополнительную поддержку. Несмотря на возраст, TurboCNC продолжает использоваться благодаря своей точности и надежности, аналогичной LinuxCNC.

Недостатками являются устаревший графический интерфейс и ограниченные возможности настройки по сравнению с более новыми решениями. Однако, как сказал автор, это «серьезное программное обеспечение, способное выполнять важные задачи».

• Стоимость: ~ 60 $
• Операционная система: MS-DOS
• Основные возможности: встроенный редактор кода, поддержка 8 осей с компенсацией люфта, параметрическое программирование, возможность нарезания резьбы по нескольким осям

Easel

Easel — это удобный генератор G-кода и инструмент для управления станками с ЧПУ, работающий на всех основных операционных системах. Программа на базе браузера позволяет легко проектировать и осуществлять управление вашей машиной напрямую через интернет-браузер.

Одной из главных особенностей Easel является образовательная инициатива Easel Classes, которая помогает пользователям улучшать свои навыки с помощью практических занятий. Программа популярна среди новичков благодаря своему простому интерфейсу и поддержке различных прошивок для ЧПУ.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционные системы: Windows, Linux, MacOS
• Основные характеристики: Easel Classes, поддержка пользовательского G-кода, активное сообщество, простота использования

MACH

Программное обеспечение Mach широко используется в промышленности и известно своей надежностью. Оно сосредоточено на расчете движения изнутри программы и отправке низкоуровневых команд на совместимые платы. Долгий срок существования делает его одним из лидеров в этой сфере.

Mach 3

Mach 3 — это одна из самых популярных программ для управления станками с ЧПУ среди любителей. Она отличается многофункциональностью и имеет полностью настраиваемый интерфейс. Несмотря на свою популярность, работа под Windows означает, что Mach 3 не поддерживает работу в режиме реального времени, что может привести к проблемам с синхронизацией импульсов.

Программа поддерживает множество настроек, но наиболее популярной конфигурацией является использование совместимых внешних плат, таких как SmoothStepper. В дополнение к своей доступности, Mach 3 имеет активное сообщество пользователей.

• Стоимость: ~ 175 $
• Операционная система: Windows
• Основные возможности: настраиваемый интерфейс, поддержка макросов и M-кодов с использованием VBscript, визуальный дисплей G-кода

Mach 4

Mach 4 представляет собой полную переработку Mach 3. Это более гибкая и модульная система, которая устраняет проблемы предыдущей версии, включая поддержку параллельного порта. Программа предлагает полную кастомизацию, современное ядро и множество улучшений по сравнению с Mach 3.

Mach 4 идеально подходит как для профессионалов, так и для любителей благодаря своей гибкости и большому количеству настроек. Программа имеет многообещающие перспективы для дальнейшего развития и улучшения.

• Стоимость: ~ 200 $ (хобби), ~ 1400 $ (индустрия)
• Операционная система: Windows
• Основные характеристики: модульность, настройка интерфейса, дистанционное управление, современное ядро для расчета движения

ОТПРАВИТЕЛИ G-КОДА

Отправители G-кода – это простые программы, предназначенные для передачи G-кода на внешние платы управления станками с ЧПУ. Они не обладают таким функционалом, как другие программы, но их основная задача – обеспечить быструю и надежную связь с вашим оборудованием.

UCCNC

UCCNC — это программное обеспечение для управления ЧПУ, совместимое с контроллерами движения от CNCdrive. Оно поддерживает контроллеры UC400ETH, UC300ETH, UC300, UC100 и AXBB-E.

UCCNC поддерживает до 6 осей и использует язык C#, что делает программу гибкой и производительной. Кроме того, программа включает 3D-просмотр траекторий в реальном времени, оптимизацию экрана OpenGL и базовые CAM-модули, такие как импорт DXF-файлов. Встроенный визуальный редактор позволяет настраивать экран под себя.

Программное обеспечение лицензируется для каждого контроллера, что означает, что одна лицензия работает только с указанным устройством.

• Стоимость: ~ 60 $
• Операционная система: Windows
• Основные характеристики: 48 настраиваемых горячих клавиш, встроенный визуальный редактор экрана, поддержка DXF, минимальное использование CPU/GPU, регулярные обновления и обслуживание

PlanetCNC

PlanetCNC предлагает комплексное программное и аппаратное решение для управления ЧПУ, которое фокусируется на работе с G-кодом. Оно поддерживает как свои контроллеры, так и пользовательские платы, способные обрабатывать G-код.

PlanetCNC отличается интуитивно понятным дизайном и гибкими настройками конфигурации. Программа поддерживает различные функции моделирования и обработки, включая синхронизацию шпинделя, зондирование и стандартные циклы.

• Стоимость: Программное обеспечение бесплатно для контроллеров с действующей лицензией.
• Операционные системы: Windows, Linux, MacOS, Raspberry Pi
• Основные характеристики: Полная настройка смены инструмента, поддержка моделирования, зондирования, измерений и стандартных циклов, совместимость с различными типами G-кода и файлов

ChiliPeppr

ChiliPeppr — это веб-платформа для управления станками ЧПУ с использованием G-кода. Платформа позволяет создавать рабочие пространства для управления различными ЧПУ-системами через браузер.

ChiliPeppr поддерживает как TinyG, так и GRBL, а также предоставляет несколько предварительно настроенных рабочих пространств. Для начала работы необходимо установить драйвер, который подключается к станку через браузер.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционные системы: N/A (работает в браузере)
• Основные возможности: поддержка TinyG, Lua, GRBL и других, зондирование, автоматическое выравнивание, открытый исходный код

Universal Gcode Sender

Universal Gcode Sender (UGS) — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое предоставляет удобные инструменты для управления станком с ЧПУ. Оно написано на Java, что делает его мультиплатформенным и гибким для настройки.

UGS поддерживает простое использование и базовые функции для любителей, предлагая удобную манипуляцию с G-кодом. Программное обеспечение может быть интегрировано с прошивкой станка для приёма и отправки G-кода.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционные системы: Windows, Linux (включая ARM SBC), MacOS
• Основные характеристики: настраиваемая оптимизация G-кода, 3D визуализатор G-кода, исполняемые файлы JAR «всё в одном», работает на различных ОС, упрощённый интерфейс

OpenCNCPilot

OpenCNCPilot является управляемым через G-код программным обеспечением, которое выделяется возможностью управления сложными участками с деформацией. Оно помогает корректировать траектории инструмента по изогнутой поверхности, что особенно полезно при работе с фрезеровкой печатных плат.

OpenCNCPilot работает без дополнительных датчиков, поддерживая автоматическое выравнивание и создание карт высоты. Это делает его мощным инструментом для точной работы с ЧПУ.

• Стоимость: Бесплатно
• Операционные системы: Windows
• Основные характеристики: поддержка прошивки GRBL, автоматические карты высот, TCP-соединения, автоматическое выравнивание, открытый исходный код

GRBL Candle

GRBL Candle — это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для управления ЧПУ-станками на базе GRBL. Вы можете скачать его с Github и установить на Windows или Linux. Простой и минималистичный интерфейс облегчает управление осями через назначенные клавиши клавиатуры. Также можно импортировать, просматривать и редактировать G-код, наблюдая за траекторией инструмента во время резки.

Связь с контроллером осуществляется через USB, однако GRBL Candle поддерживает только 3 оси, что делает его подходящим для любителей и DIY-проектов. Вдобавок, у GRBL Candle есть большое сообщество, которое может помочь с решением проблем.

ПРОШИВКА

Без соответствующей прошивки отправители G-кода не могут эффективно работать. Вот два варианта прошивки с открытым исходным кодом, которые популярны среди любителей ЧПУ.

Marlin

Marlin — это широко известная прошивка, изначально предназначенная для 3D-принтеров, но также поддерживающая конфигурации для ЧПУ. У неё огромное количество доступных конфигураций, а процесс перепрошивки довольно прост. Вы можете ознакомиться с нашим руководством по настройке Marlin.

Marlin поддерживает большое количество плат и обладает гибкостью для настройки практически любой ЧПУ-машины. Её открытое сообщество обеспечивает широкую поддержку пользователей.

• Стоимость: Бесплатно
• Платы: Arduino, Teensy и другие
• Основные характеристики: высокая гибкость, поддержка множества плат, простая настройка, большое сообщество

GRBL

GRBL — это простая прошивка с открытым исходным кодом, предназначенная для трёхкоординатных ЧПУ-станков. Хотя она ограничена 3 осями, её основная цель — обеспечить стабильное и плавное управление для ЧПУ-проектов с использованием плат Arduino, исключая необходимость в параллельных портах.

GRBL легко настроить, и перепрошивка возможна через Arduino IDE. Это делает GRBL популярным выбором для новичков.

• Стоимость: Бесплатно
• Платы: платы Arduino (кроме Arduino Mega)
• Основные характеристики: открытый исходный код, простота настройки, поддержка двух осей, на базе Arduino