Современные CAM-системы для CNC: что это такое?
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.
Cad cam программы для чпу
Справочные руководства по CAM,CAD,CNC программам (программы для станков с ЧПУ)
Здравствуйте уважаемые посетители сайта. Придя в мир станков с числовым программным управлением вы столкнетесь с огромным разнообразием программного обеспечения. Данная страница поможет вам разобраться и вникнуть в суть вопроса. И найти ответ на вопрос : “Какое программное обеспечение необходимо для работы станка с ЧПУ”
Заключение.
Итак приступим…
В серьезном производстве все начинается с чертежа,эскиза и 3d модели будущего изделия и точных расчетов и в этом нам помогут программы относящиеся в той или иной степени к категории CAD программ и программ 3d моделирования.
Delcam PowerSHAPE – система смешанного 3D моделирования для разработки и проектирования сложных изделий и для подготовки CAD-моделей под производство. Программа поддерживает технологию каркасного моделирования, в сочетании с твердотельным и поверхностным моделированием, также в программе присутствует возможность работы со сложными рельефами.
PowerSHAPE — это программа по большому счету для создания точных моделей с последующей передачей их в производство. Сильной особенностью программы является поддержка истории при создании твердотельных элементов.
Данная программа подойдет для создания сложного конструктива мебели,элементов декора с привязкой к дальнейшему производству на станках с ЧПУ.
AutoCAD — это двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения. Подходит для создания сложных чертежей (сборочный,деталировка). В последующим созданные чертежи и 3d модели в AutoCAD используются в CAM программах для создания управляющих программ для станков с ЧПУ
Rhinoceros 3D — это программное обеспечение для трехмерного NURBS-моделирования. Программа имеет необходимую точность для конструирования, черчения,инженерной разработки. Подходит для создания 3d моделей декора резьбы различной сложности,сложных элементов мебели, разработки конструктива.
MoI 3D — это простое программное обеспечение для трехмерного NURBS-моделирования более простая но не менее функциональная чем Rhinoceros 3D.
3ds Max — это мощное программное обеспечение для 3D-моделирования. В основном для создания новых объектов используется работа с сеткой объекта. Программа включает в себя большое количество модификаторов,позволяет работать со сплайнами. Данная программа прекрасно подходит для моделирования сложного декора,резьбы и сложных элементов мебели. Для решения сложных задач программа хорошо показывает себя при работе в связке с программи NURBS-моделирования ,такими как Rhinoceros 3D и MoI 3D
CorelDRAW — это программное обеспечение подходит для точного черчения и быстрого эскизирования элементов резьбы, мебели. CorelDRAW по сути — это электронный кульман по инструментам 2d черчения не уступающий AutoCAD а также электронный лист бумаги и карандаш для рисования эскизов декора, резьбы и др. В программе присутствует возможность как чертить и рисовать B-сплайном так и кривой Безье. Чертежи созданные в CorelDRAW в последующем применяются для создания управляющих программ в CAM программах.
Что же чертежи,сложные вектора а также 3d модели готовы. Теперь нам необходимо подобрать режущий инструмент, оснастку и по нашим векторам (чертежам) и 3d моделям сгенерировать управляющие программы( УП) для механической обработки на фрезерных либо токарно-фрезерных станках с ЧПУ. И в этом нам помогут CAM программы.
DeskProto – CAM-система автоматической генерации управляющих программ для обработки деталей высокой сложности на токарно-фрезерных станках с ЧПУ.
3d модель может быть разработана в любой CAD-системе или 3d редакторе дале передана в DeskProto через файл в расширении STL, при 2D обработке чертеж в файле формата — DXF.
DeskProto позволяет осуществлять:
— импорт и работу с 3d моделью;
— выбор фрез, задание своего инструмента
— формирование процесса обработки (задание параметров черновой, получистовой и чистовой операций);
— оптимизации обработки через различные стратегии обработки
— визуализация обработки
— предварительный расчет времени фрезеровки;
— настройка постпроцессора под свой тип станка;
— сгенерировать управляющую программу для поворотной оси
— встроенный инструмент(мастер) для создания УП с переворотом детали
ArtCAM — это гибридная CAM,CAD программа. Позволяет генерировать управляющие программы для обработки деталей высокой сложности на фрезерных станках с ЧПУ. Также особенностью данной программы являются продвинутые инструменты генерации УП по векторам(фрезеровка по профилю,2d выборка,гравировка по средней линии,гравировка с 3d подрезкой уголков, обработка кромок и др.) Также программа обладает мощным инструментом имитации(визуализации) УП. Интересной особенностью данной модели является автоматическое создание STL модели по имитации управляющей программы.
RhinoCAM — плагин для генерации управляющих программ, который интегрируется в среду разработки Rhinoceros. Позволяет создавать УП для 2.5, 3-х, 4-х и 5-осевой обработки и в том числе сверловку. В плагин входит большое количество постпроцессоров. Также есть возможность создавать свои.
PowerMILL — это одна из наиболее продвинутых САМ систем для генерации управляющих программ для 3-х и 5-и осевой обработки на фрезерных станках с ЧПУ. Данная программ также позволяет создовать УП для поворотной оси.
PowerMILL позволяет осуществлять:
− создание управляющих программ высокоскоростной обработки, в
которых траектория инструмента выполняется по сглаженным
кривым без острых углов, предотвращающих перегрузки приводов
станка при резком изменений направления движения.
− пятиосевая обработка сложных деталей за один установ, с исполь-
зованием различных вариантов стратегий обработки.
− точная 3D симуляция для визуального представления всего про-
цесса обработки
− проверка зарезов и столкновений хвостовика инструмента, патро-
на и элементов станка не только с моделью детали, но и с моделью
материала, изменяемой в процессе обработки.
− высокоэффективные инструменты 2.5D-обработки деталей с авто-
матическим распознаванием плоскостей и отверстий, а также воз-
можностью применения к ним наиболее эффективных стратегий
обработки.
− тонкая настройка траектории с возможностью ручного редактиро-
вания каждого сегмента. Полный контроль над параметрами под-
водов, отводов, переходов, продлениями, начальными и конечны-
ми точками траекторий и т.д.
Что же мы проделали сложные действия по созданию чертежей , 3d моделей и генерации управляющих программ. Теперь самое время воплотить наши разработки в материале при помощи станков с ЧПУ. Но чтобы управлять станками нам нужно изучить системы управления так называемые CNC программы и системы. Или говоря простым языком нам нужны программы управления станком. Программа управления читает УП, переводит ее на язык,понятный станку и управляет инструментом, который обрабатывает заготовку.
DSP контроллеры (DSP пульты) — автономные и компактные
контроллеры для станка ЧПУ, построенные на базе DSP процессора
Производит контроллеры компания RichAuto. Данные контроллеры используются
для управления станков с числовым программным управлением.На мой взгляд одна из лучших систем управления станком не требующая дополнительной стойки с компьютером и монитором.
Технические характеристики контроллера:
1) Управление движением шпинделя по осям Z, X, Y.
Также поддерживается управление осью вращения С.
Продвинутый режим управления четырьмя осями (Z,
X, Y, С).
2) Количество портов ввода и вывода равняется 8. Но есть возможность расширить до 32-х портов.
3) Поддержка G-кода, инструкции формата
4) Защиту от отключения электропитания . При аварийном отключении питания пульт
сохраняет выполняемую программу. При включение станка автоматически предлагает продолжить выполнение программы со строчки остановки.
5)Хранит до 8 точек восстановления.
6) Возможна работа с 9 различными системами
координат и переключение между ними
7) Настройки частоты поступательных
движений шпинделя во время фрезеровки
Настройки коэффициента скорости вращения, во время фрезеровки
9) Удобный ручной режим работы. Перемещение шпинделя : пошаговое, непрерывное,
точное перемещение на необходимое расстояние.
10) Выполняет М-код,G-код, F- код.
11) Пульт оборудована встроенной памятью размером 512 Мб.
12) Данный пульт удобен в работе за счет своих небольших размеров и эргономичной клавиатуры с 16 клавишами.
13) Поставляется с портом USB, имеет поддержку U-диска и функции
Plug and Play, шину контроллера внешних интерфейсов.
14) Функция самотестирования: система имеет возможность
тестирования входных и выходных сигналов, что полезно при удаленном
техническом обслуживании.
16) Пульт поддерживает различные языки в том числе русский.
18) Система поддерживает автоматическое обновление через сеть,
присутствует возможность удаленного управления и удаленного
технического обслуживания.
Контроллер NCStudio (программное обеспечение) обеспечивает передачу файлов исполнение программ (УП) фрезерным станком.
Полная совместимость программы с кодами в стандарте ISO 7bit (G-коды) позволяет передавать из CAM систем данные не только о траектории перемещения инструмента, но и о подаче. Программа предлагает максимальную совместимость практически со всеми известными CAM-системами (ArtCAM, MasterCAM, PowerMill, Rhino, SprutCAM, Type3) и тп.
Программа позволяет осуществлять наглядную визуализацию управляющей программы в режиме реального времени или в демонстрационном режиме, что удобно для выявления возможных ошибок во время фрезеровки либо до запуска обработки.
В программе реализована функция продолжения работы после экстренного останова.
Mach3 — многофункциональная программа управления станками с ЧПУ
Данный программный продукт позволяет на следующее:
— по сути превращает ваш персональный компьютер в станцию управления 3-х 6-осевым станком с ЧПУ
— возможен импорт DXF, BMP, JPG и HPGL файлов с помощью встроенной программы LazyCam
-генерирование файлов управляющих программ G-кодов в программе LazyCam
-объемная визуализация управляющих программ G-кодов
— возможность переработки интерфейса программы под ваши нужды
-создание пользовательских M-кодов и макросов на основе VB-скриптов
-многоуровневое релейное регулирование
-управление частотой вращения шпинделя
-применение ручных генераторов импульсов (MPG)
-окно визуализации за ходом фрезеровки
-полноэкраннный пользовательский интерфейс
-совместимость с сенсорными мониторами (Touch screen)
Что же уважаемые посетители сайта как видите список программ получился достаточно обширный. И вы можете задать вопрос,так какие программы все же посоветует автор статьи для малого и среднего столярного производства. Что же сразу замечу, что мой совет будет субъективным и основанными на личном опыте работы на столярном производстве средних размеров. Если у вас будут свои рекомендации по программному обеспечению оставляйте их в комментариях под статьей.
Итак мой список:
Точные чертежные расчеты (черчение), построение сложных векторов,эскизирование — это AutoCAD или CorelDRAW.
Построение, создание 3D моделей резьбы,декора сложных элементов мебели:
— Полигональное моделирование и ретопология — это 3ds Max 2018 либо Blender 3D
— NURBS — это Moi3d (использую данную простую программу как замену штатным инструментам NURBS — моделирования в 3ds Max).
Создание управляющих программ для станков с ЧПУ- это ArtCAM 2018 или DeskProto
Цифровая скульптура — это ZBrush 4R7 (лепка сложных не строгих геометрических форм резьбы,декора).
Обзор CAM ПО. Какая CAM лучше?
Каждый год CNCCookbook опрашивает читателей об их программном обеспечении CAM. Результаты представляют собой бесценное руководство по CAM для мира ЧПУ. В этом году мы получили более 300 отзывов.
Менеджеры по продуктам в различных компаниях CAD/CAM, больших и малых, говорят мне, что они считают результаты очень ценными при собственном планировании. На самом деле нет другого источника информации, подобного этим опросам, поэтому я хотел получить эти первоначальные результаты как можно скорее.
Мы проводили эти опросы CAM в 2010, 2012, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2020, а теперь и в 2021 году, поэтому есть исторические данные для сравнения при поиске тенденций. Обратите внимание, что результаты 2021 года на самом деле относятся к 2020 году, мы просто посчитали, что было бы забавно опубликовать 2019 год в 2020 году, особенно с учетом того, что мы проводили опрос в начале 2021 года.
Как и раньше, мы делим рынок на 3 сегмента:
- High-End: более дорогие пакеты с большей функциональностью.
- Tiered или многоуровневый: модульные пакеты доступны в различных конфигурациях, от начального до высокого уровня.
- Low-End: это недорогие пакеты, которые часто используются любителями, но, как мы увидим, по крайней мере, один пакет вышел на рынок в профессиональном мире.
Давайте начнем с рассмотрения рыночной доли по категориям.
Сегменты рынка программного обеспечения CAM
Доля рынка программного обеспечения CAM по сегментам: High End или профессионалы
В этом году на рынке High End CAM по-прежнему лидирует Mastercam, общая (по всем сегментам) доля которой составляет 28,9%. В прошлом году у них было 29,2% акций, поэтому они немного сократились.
На втором месте — SolidCam с показателем 7,9% по сравнению с 9,5% в прошлом году. И на третьем месте PowerMill поднялся с 3,2% до 6,1%.
Доля рынка программного обеспечения CAM: Tiered или многоуровневый сегмент
В этой категории лидирует Fusion360 с общей долей рынка 45%. Vectric / Aspire показали самое большое изменение — с 24,2% до 20,5% в этом году. Большинство остальных не сильно изменилось.
Доля рынка программного обеспечения CAM: Low-End или любители
CamBam остается №1 и даже поднял свою долю с 24% до 33%. MeshCam немного потерял свою долю, поднявшись с 15% до 12%.
Общая доля рынка программного обеспечения CAM
Вот все сегменты на одном графике, чтобы вы могли видеть прирост и убыток доли рынка в целом.
Награды за удовлетворенность клиентов
Какие пакеты понравились клиентам больше всего? В электронной книге гораздо больше подробностей (см. Ниже), но вот победители.
На первом месте с очень близкими результатами находятся PowerMill и HyperMill.
Лауреаты премии за удовлетворение потребностей клиентов за последние годы
Мы считаем, что награды за удовлетворенность клиентов — это большое дело, поскольку они представляют собой оценку программного обеспечения фактическими пользователями. В конце концов, кто знает больше, чем реальные пользователи, которые день за днем живут с пакетом и используют его для своей работы?
Вот список победителей премии Customer Satisfaction Award за разные годы:
PowerMill 2021 и 2016
SprutCAM 2020 и 2016
SolidCAM 2018 и 2017
HyperMill 2021
Mastercam 2021
Siemens NX 2020
Gibbscam 2018
CamBam 2018
Surfcam 2017
Если вы хотите узнать больше о наградах за удовлетворенность клиентов, например, о рейтингах всех лучших пакетов, обратитесь к нашей электронной книге (см. Ниже).
Ожидается больше результатов: электронная книга
Если вы видели результаты опроса CAM в предыдущие годы, то знаете, что у нас гораздо больше информации. Я почти закончил анализ оставшейся информации и скоро сделаю еще один взнос в виде подробной электронной книги.
Электронная книга будет включать всю информацию, содержащуюся в этой статье, а также гораздо больше информации, которую я здесь не упомянул, например:
Вот некоторая информация, которая еще впереди:
- Доля рынка программного обеспечения CAM для пользователей маршрутизаторов с ЧПУ.
- Победители рыночной удовлетворенности: это самые любимые пакеты. Мы дадим вам оценку удовлетворенности клиентов для всех пакетов, чтобы вы могли сравнить их.
- Жалобы на программное обеспечение CAM: Что нашей аудитории не понравилось в различных пакетах?
- И многое другое.
Так же большая часть обзора пересекается с материалом вышедшим раньше «Программное обеспечение CAD«