Guida completa all'utilizzo della CNC

Per chi si approccia a questo settore le informazioni da acquisire sono molte e spesso sparse. Rimettere insieme le fila non è semplice ma ci proviamo. Per chi è a zero e vuole comprendere il funzionamento in generale consiglio, intanto,  il seguente video. Dallo stesso si dovrebbe evincere che per far funzionare la nostra cnc abbiamo bisogno di più software per: creare i file vettoriali, convertire i file vettoriali in percorsi macchina (gcode), visualizzare le anteprime dei gcode, inviare il gcode alla macchina.

A quanto detto sopra si aggiunge la configurazione e gestione della macchina stessa. Le mie macchine le ho realizzate sempre con Arduino UNO per cui ulteriori passaggi sono: caricamento del GRBL su Arduino e configurazione del GRBL su Arduino in relazione alla nostra macchina. Di seguito i video per compiere queste operazioni.

Inoltre,dato che agli inizi non saremo molto pratici potremmo aver bisogno di agire sulla Eprom di Arduino. Nel caso in cui avessimo bisogno di andare ripulirla consiglio il seguente video.

Per approfondire

Come configurare il GRBL della nostra CNC

Costruzione di una CNC 4040 - 03 Gestire i parametri GRBL con UGS

Come costruire una cnc - 13 Gestione dei parametri GRBL con UGS

Come costruire una cnc - 12 Caricamento del GRBL su Arduino

 Software Open Source per CNC

Se l'abbiamo acquistata o l'abbiamo costruita la nostra cnc dobbiamo farla lavorare e per farlo occorrono dei software. Il panorama, da questo punto di vista. è piuttosto ampio, sia per quanto riguarda le funzioni che svolgono, sia per quanto riguarda i costi. Se siamo semplicemente degli appassionati del fai da te ed utilizziamo la cnc per nostro diletto o anche se la utilizziamo a scopi commerciali ma non disponiamo di grandi budget è evidente che tale questione comporta delle ricadute non poco significative.

I software migliori, diciamocelo, sono a pagamento e spesso hanno dei costi anche molto elevati.  Il panorama commerciale offre però anche alcune alternative a basso costo, oppure possiamo ricorrere all'open source. In questa prima parte cercherò di fare una panoramica di quelle che sono le possibilità per lavorare con la nostra cnc a costo zero. Iniziamo.

Per poter far lavorare la nostra cnc dobbiamo, per prima cosa, avere un file vettoriale e per poterlo creare dobbiamo disporre di un software che ci consenta di farlo. In ambito open source (per chi non sapesse cos'è invito alla lettura di wikipedia) abbiamo alcune opzioni. 

INKSCAPE

La prima è sicuramente InkScape. Inkscape è un software open source che ci consente di disegnare in modo semplice e di creare file vettoriali utilizzabili per la generazione del gcode. Oltre questo, però, Inkscape ci consente anche di fare altro. In ambito cnc (anche laser) una operazione frequente è la vettorializzazione di immagini raster. Per poter generare il nostro gcode, come detto, infatti, abbiamo bisogno di un file vettoriale e InkScape ci consente di fare anche questo (per chi fosse interessato consiglio di vedere questo video). Mediante la procedura rappresentata nel video è possibile convertire immagini raster in file vettoriali in modo molto semplice e con esiti più che soddisfacenti.

Un'altra delle operazioni frequenti nella creazione del gcode è l'elaborazione testuale. Anche qui Inkscape ci assiste mediante le sue funzionalità di elaborazione dei vettoriali consentendoci di elaborare in modo molto vario le nostre creazioni. una piuttosto frequente è la generazione di testo unito per la quale consiglio questo video.

Oltre quanto detto sopra però, Inkscape ci consente di poter generare direttamente il gcode da inviare alla nostra cnc. Per poterlo fare è necessario installare un apposito plugin (GCodeTools). Per ogni dettaglio sulla creazione del gcode con Inkscape vi rimando al video.

Altra utilità che Inkscape ci mette a disposizione è la possibilità di generazione del gcode per cnc laser. Anche questa, mediante l'ausilio di un apposito plugin (Inkscape Laser Plugin) consente la generazione del gcode in modo molto semplice. per ogni dettaglio rimando a questo video.

Per approfondire

Vettorializzare le immagini raster con inkscape per creare il gcode per cnc

Come generare il GCode con InkScape per cnc

FreeCAD

Un altro software che ci consente sia di generare i file vettoriali che il gcode è FreeCAD. In verità FreeCAD consente di fare molto di più, ma qui ci limitiamo alle funzionalità che ci interessano per la nostra cnc. A differenza di Inkscape FreeCAD ci consente di generare ed elaborare modelli tridimensionali. Questa differenza, oltre che a comportare delle evidenti differenze sulle modalità di gestione dei progetti, si ripercuote da un lato sulle modalità di generazione dei percorsi macchina (i percorsi che costituiscono il cuore del gcode) sia sulle possibilità di gestione ed elaborazione dei progetti stessi.

Per avere un primo quadro di cosa ci consente di fare FreeCAD consiglio questo video. Per approfondire un pò la conoscenza di FreeCAD e di quelle che sono le possibilità che ci mette a disposizione consiglio inoltre questo video e questo video per avere almeno dei primi riferimenti sulla elaborazione del gcode partendo da modelli tridimensionali.

 Una volta visionati i video dovreste avere una idea sulle differenze che ci possono essere nella elaborazione del gcode partendo da un bidimensionale (2d) oppure da un tridimensionale (3d). Per chiarire meglio tali sovrapposizioni ho pensato di realizzare questo video nel quale, mediante un semplice caso applicativo, cerco di mostrare come è possibile arrivare ad un identico esito partendo sia da un 2d che da un 3d. Ovviamente tale raffronto non ha senso nel caso di diverse tipologie tridimensionali. In questo caso, infatti, parliamo di un 3d che ha superfici planari a z costante e quindi riconducibili ad elaborazioni 2d.

 Con FreeCAD però, possiamo andare oltre. In questo video infatti mostro come, con l'ausilio di altro software open source (QGis) è possibile generare un modello tridimensionale del terreno in formato .stl gestibile da FreeCAD. Per quanto riguarda la sua lavorazione in macchina, e quindi per la generazione del gcode, è in fase di sviluppo, e quindi ancora in forma sperimentale, uno specifico plugin di freecad che, una volta completato, dovrebbe consentire la elaborazione 3d completa.

Per approfondire

Gcode FreeCAD Vs JSCut - 2D or 3D - Squadretta cerca centro

Tutorial FreeCAD - Ottimizzare le lavorazioni - Ciondolo MoonLight

CNC Creazione lavorazione 3d con software opensource Freecad - Box porta minuteria

CNC Creazione lavorazione 3d con software opensource Freecad - Creazione tasca

Tutorial FreeCAD - Come creare un modello 3d del terreno in formato stl per cnc e stampa 3d

CNC - Tutorial FreeCAD - Come generare il GCode di una scritta con FreeCAD

 

 JSCUT

I software che abbiamo visto sopra, quindi, ci consentono di convertire file raster in file vetotriali, generare file vettoriali, generare il gcode. Un ulteriore software che ci consente di generare il gcode è JSCut. Questo, a differenza di quelli visti sopra, non consente di generare o modificare file vettoriali. Questo software ci consente solo la generazione del gcode partendo da un file vettoriale in formato .svg.

Tenuto conto però che il formato .svg è il formato utilizzato da Inkscape per la gestione dei suoi progetti ecco che, in pratica abbiamo a disposizione una ulteriore alternativa, almeno per la generazione del gcode. Questo software, oltre ad essere open source, ha una ulteriore peculiarità. Inkscape e Freecad, infatti, per poter essere utilizzati devono essere installati sul proprio pc. JSCut, invece, può essere utilizzato direttamente via web oppure, laddove si voglia, in standalone scaricandolo. Ciò significa, in pratica, che scarico il pacchetto e senza installarlo posso utilizzarlo direttamente sulla mia macchina.

Per avere una idea delle funzionalità di JSCut consiglio la visione di questo video e questo video nonchè di questo video.

 Una ulteriore funzionalità he ci mettono a disposizione i software per la generazione del gcode consiste nella possibilità di avere una preview degli stessi percorsi. Tale funzionalità è presente sia in FreeCAD che in JSCut ma non in Inkscape. Un ulteriore software che invece consente solo questa funzionalità è CAMotics.

CAMotics è un ulteriore software open source, quindi, che non consente di generare file vettoriali e generare da questi il gcode, Quello che ci consente di fare è avere una visione della elaborazione che andrà ad effetuare la nostra macchina una volta che gli avremo inviato il gcode. Questa è una funzionalità da non sottovalutare e molto importante. E' facile infatti durante la generazione dei nostri percorsi macchina commettere degli errori che possono anche creare danni alla macchina stessa.

Per approfondire le lavorazioni con JScut

Come creare una lampada a soffitto con Inkscape e JScut Gcode e costruzione - MoonLight

Tutorial JSCut - Come creare il gcode per generare un ciondolo frattale (conchiglia)

Gcode FreeCAD Vs JSCut - 2D or 3D - Squadretta cerca centro

Come generare il GCode con software libero JSCut - Ciondolo celtico

GCode per realizzare un ciondolo in legno e resina epossidica con Jscut (alternativa Inkscape)

Come generare il GCode con JScut

FUSION 360

Questo software, della Autodesk, non è unicamente un CAM. Le sue funzioni sono molteplici ma in questa sede quello che ci interessa in modo specifico è la parte CAM. Da questo punto di vista Fusion 360 è sicuramente da ritenersi trai software più completi ma, proprio per questo motivo, anche tra i più complessi. Le strategie che ci mete a disposizione, in correlazione con i vari parametri per settare ogni singola operazione costituiscono un quadro di riferimento piuttosto complesso e articolato. Il mio consiglio è, per chi è agli inizi, di approcciare al CAM con software più semplici e poi in seguito, una volta acquisita una certa dimestichezza con i vari parametri, passare a software tipo Fusion 360 soprattutto se non si dispone neanche di una preparazione in CAD o comunque di disegno vettoriale 2D e 3D.

Per avere un quadro generale su Fusion 360 consiglio i seguente articoli con correlati video

Tutorial Fusion 360 CAM 01 - Le strategie 2D 

Tutorial Fusion 360 CAM 02 - I parametri delle strategie 2D

nonchè il seguente tutorial Tutorial Fusion 360 CAM - Creazione scatola porta oggetti con calamite

 BLENDERCAM

Un ulteriore software che ci consente di lavorare con la nostra cnc è BlenderCAM. Quanto detto per FreeCAD, e cioè che in realtà è molto di più di un CAM, vale ancora di più per BlenderCAM. BlenderCAM, infatti, è costituito da una estensione CAM al noto software Blender il quale, come noto, è un applicativo estremamente ampio e ricco. In questa sede ci interessa però specificatamente la parte CAM. Con BlenderCAM entriamo a pieno titolo nella elaborazione 3d. Le funzionalità che questo ci mette a disposizione per la generazione dei percorsi includono le tipiche operazioni su modelli tridimensionali. La comprensione delle sue funzionalità può risultare, da principio, un pò ostica ma gli sforzi iniziali saranno ripagati dalle funzionalità che lo stesso ci mette a disposizione, Per un primo approccio a BlenderCAM consiglio di visionare il seguente video.

 

UNIVERSAL GCODE SENDER (UGS)

Come detto sopra una volta che abbiamo creato il nostro file vettoriale, lo abbiamo trasformato in gcode e ne abbiamo visualizzato l'anteprima siamo pronti per inviarlo alla macchina. A questo punto ci occorre un ulteriore software. Anche in questo caso ci sono varie opzioni. Quella scelta da me è Universal Gcode Sender (UGS). Anche questo è un software open source che svolge la sua funzione in modo egregio. Lo utilizzo senza problemi da anni. Oltre a consentirci di inviare il gcoe alla macchina UGS ci consente anche di gestire i parametri GRBL caricati su Arduino e di settare alcune opzioni specifiche per gestire la nostra macchina.

Una di queste, piuttosto importanti, è la determinazione dello zero pezzo con probe. Premesso che la si può compiere anche senza, dipende molto al tipo di lavorazioni che andiamo a compiere e dal grado di precisione che le stesse richiedono. Per capire come UGS ci consenta di farlo consiglio questo video. per vedere come funziona il probe si può invece vedere questo video.

 Oltre tutto quanto detto sopra ci sono una ulteriore serie di informazioni che occorre avere per poter determinare le lavorazioni. A seconda del tipo di macchina di cui disponiamo, del materiale che andiamo a lavorare e del tipo di lavorazione che abbiamo pensato dobbiamo infatti conoscere, o avere almeno delle nozioni in merito a:

  Per facilitare la modalità di determinazione dei parametri macchina (velocità di avanzamento, rotazione, etc.) consiglio di vedere la spiegazione dell'App Android sviluppata a tale scopo.

 Per approfondire

Costruzione di una CNC 4040 - 03 Gestire i parametri GRBL con UGS

Come costruire una cnc - 13 Gestione dei parametri GRBL con UGS

Utilizzare il PROBE per impostare lo zero pezzo con Arduino e UGS

 

 

 

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