CNC Step – Die Software: Was ist dabei und wie funktioniert’s?

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Wie versprochen gibt’s für den interessierten CNC-Blog Leser jetzt Bericht zur Software meiner CNC Maschine. Einige begeisterte Leser haben mich auch schon per E-Mail kontaktiert und konnten diesen neuen Artikel gar nicht früh genug bekommen – aber das Warten hat ein Ende und hier ist er nun und ich hoffe Ihr freut euch genauso wie ich darüber 🙂

Die CNC Toolkette

Da die unterschiedlichen Aufgaben von der 2D/3D Konstruktion (CAD) über die Maschinenprogrammerstellung (CAM) bis hin zur Maschinenablaufsteuerung (CNC Software) recht vielfältig sind, benutzt du dafür jeweils spezialisierte Softwarepakete. Weil du dabei mit deinen Daten immer von einem Softwaretool in die nächste wechselst spricht man dabei von der so genannten “Toolkette“.

Die CAD/CAM Toolkette – Theorie

Um von der 3D Konstruktion zum fertigen Produkt zu gelangen, kann man generell folgende Schritte durchlaufen:

1. CAD: Konstruktion eines Teils in 2D/3D CAD-Software und Export der 3D Daten als .step oder bei 2D Daten als .dxf Datei
2. CAM: Erstellen des G-Codes aus den 3D Daten mit Hilfe der CAM-Software
3. CNC-Steuerung: Import des G-Codes und Ablauf des Programms.

Im Übrigen kann man zumindest die 2D CAD Konstruktion bereits in vielen CAM Softwarepaketen erledigen, sodass man da den ersten Punkt bei 2D Teilen überspringen kann.

Die CAD/CAM Toolkette – Praxis

Eine übliche Toolkette zur Verwendung mit der Fräsmaschine ist:

1. 2D CAD Software: Filou-NC (oder beispielweise auch ConstruCam 3D)
2. CAM Software: Filou-NC
3. CNC Steuerungssoftware: WinPC-NC

Hinweis: Das ist aber nur eine von fast unendlich vielen Möglichkeiten, eine Toolkette zusammenzustellen. Du kannst deine Maschine genauso mit z.B. Catia, Solidcam, Mach 3 o.ä. bedienen.

Die CNC Software

Viele CNC Softwarepakete findet man auch als kostenlose Demo-Versionen:

http://cnc-step.de/en/service-support/downloads/software-and-trial-versions.html

http://www.machsupport.com/

http://www.cnc-shop.mobasi.com/Software/Demos:::3_4.html

Soweit ich gesehen habe ist bei den Maschinen von CNC Step immer mindestens WinPC-NC light inklusive. Du kannst dir aber auch ein Upgrade auf WinPC-NC USB beschaffen oder eine ganz andere Software wie z.B. Mach 3 verwenden.

Da es, wie schon erwähnt, eine Vielzahl an Anbietern im Bereich CAD, CAM und CNC Software und damit Kombinationsmöglichkeiten gibt, stelle ich hier einfach mal beispielhaft die Softwarepakete Filou-NC und WinPC-NC vor.

Kurzvorstellung Filou-NC – so klappt’s mit der CAD/CAM Software!

Was ist Filou-NC?

Mit Filou-NC hast du eine CAD/CAM Software, mit welcher du schon einfache 2D Zeichnungen machen kannst. Aus den 2D Zeichnungen erstellst du dann einfach einen 2D oder auch 2,5D Fräscode. Und nachfolgend kannst du auch noch sehr einfach eine 3D Frässimulation erstellen, um deinen vorher erstellten Code nochmals zu überprüfen.

In diesem Artikel zeige ich dir, was der Unterschied zwischen 2,5D Fräsen und 3D Fräsen ist.

Und das Schöne an Filou ist, dass du ganz ohne Programmwechsel von einem Schritt zum nächsten übergehen kannst und dabei meiner Meinung nach gut Zeit sparen kannst. Gerade für jemanden, der ohnehin ausschließlich in 2D fräst, sollte Filou ein brauchbares Programm sein.

So funktioniert Filou-NC

Ein sehr hilfreiches Einsteiger-Tutorial zu Filou NC12 gibt es auf der Seite von Hr. Lewetz:

www.lewetz.de/download/hbfilouncwtutd.pdf

Im Bild rechts siehst du die Bedienoberfläche nach dem Starten der Software. Es gibt 4 Hauptreiter: “Geometrie“, “CAM“, “Editor” und “Simulation“. In dieser Reihenfolge erfolgt auch der Ablauf beim Erstellen des CNC Programms.

Im Reiter Geometrie kannst du mit den Grundkörpern (Rechteck, Kreis, Linie usw…) eine 2D Zeichnung erstellen. Diese Grundkörper lassen sich durch Drehen, Spiegeln, Skalieren, Schneiden, Trimmen oder auch Verrunden zu komplexeren Geometrien formen.

Alternativ kannst du dir auch externe DXF Vorlagen herunterladen und einfügen.

Im Reiter CAM kannst du bestimmen, was mit deiner zuvor gezeichneten 2D Kontur geschehen soll. Du kannst z.B. die Kontur mit dem Fräser nachfahren oder das Innere der Kontur wegfräsen. Zusätzlich gibt es die Option, weitere Taschen, Text oder Muster hinzuzufügen. Außerdem musst du in den CAM Einstellungen deinen Werkstücknullpunkt setzen, deine Werkzeuge ins Programm einfügen und weitere Bedingungen zum Anfahren und Verlassen der Fräskontur (z.B. tangential, direkt…) angeben. Auch die Frässtrategie (Gegenlauffräsen, Gleichlauffräsen) wird hier bestimmt.

Im Reiter Editor siehst du, wie dein NC-Programm (G-Code) bisher aussieht. Du kannst Kommentare hinzufügen und manuell Ergänzungen/Korrekturen durchführen.

Im Reiter Simulation kannst du zunächst deinen Code analysieren lassen und danach die Analyse in die Simulation übernehmen. Mit einem Klick auf den Startpfeil startet dann auch schon die 3D Frässimulation und du kannst überprüfen, ob das Fräsergebnis deinen Erwartungen entspricht.

So, nachdem du so fleißig warst und deine Zeichnung erstellt, Fräsbahnen berechnet und dein Fräsergebnis simuliert hast, kannst du als Belohnung deine Fräsdatei an die CNC Steuerungssoftware übergeben. Auch das ist kein Hexenwerk. Wie’s genau funktioniert zeige ich dir jetzt:

Übergabe der Daten von Filou NC12 an WinPC-NC

WinPC-NC öffnen. In Filou wird die Datei mit einem Klick auf “Datei” und “Senden an WinPC-NC” direkt übergeben.

Das war’s schon mit der Datenweitergabe, jetzt erkläre ich dir kurz wie du WinPC-NC bedienst:

Kurzvorstellung WinPC-NC – So klappt’s auch mit der Steuerungssoftware

In meinem letzten Artikel zur Inbetriebnahme habe ich dir schon gezeigt, wie der erste Start von WinPC-NC funktioniert und wie dabei die Software parametriert wird. Wenn du die Software gerade gestartet hast, dann musst du zuerst die Referenzfahrt durchführen.

Nachdem du die Daten von Filou rübergeholt hast, kannst du jetzt dein Rohmaterial auf der Maschine einspannen.

Werkstücknullpunkt bestimmen

Bei meinem allerersten Start habe ich den Fehler gemacht und sofort auf Start gedrückt. Dann kam die Fehlermeldung “z-Nullpunkt und Sicherheitsabstand negativ“. Das lag daran, dass der Maschine gar nicht klar war wo mein Teil liegt. Damit die CNC Software aber auch weiß wo genau gefräst werden soll, musst du noch vorsichtig den Nullpunkt deines Werkstücks anfahren und speichern.

Aber keine Angst, auch das schaffst du als zukünftiger Profifräser ganz schnell 🙂 Und zwar geht das so:

Im Menü unter “Fahren” auf “Manuell Fahren” Klicken. Dann durch einen Klick auf die jeweiligen Pfeile den XYZ-Nullpunkt deines Werkstücks vorsichtig anfahren. Mit einem Klick auf “Speichern” wird der Nullpunkt gespeichert und die Maschine fährt sofort auf den im Parameterreiter eingestellten Sicherheitsabstand zurück.

Das Anfahren der Werkstückkanten machst du entweder mit einem Kantentaster oder es geht auch mit einem eingespannten Fräser, wenn du gut aufpasst und diesen nicht zu nah an das Werkstück anfährst.

Einschub: Beim Absaugen meiner Maschine habe ich öfters den Nullpunkt verloren, ich denke durch die statische Aufladung meines Staubsaugers beim Saugen und anschließendem Berühren von Metallteilen der Maschine gibt es hier störende statische Entladungen. Ich vermute ein geerdeter Staubsaugerrüssel sollte hier Abhilfe verschaffen, bin mir aber nicht ganz sicher.

Wenn du hier mehr weißt bitte einen kurzen Kommentar hinterlassen.

 Werkstückposition und Abmessungen

Die Position und die Maße deines Werkstücks kannst du auch manuell unter “Parameter” und dann “Koordinaten” ablesen bzw. eingeben.

Deine Fräsgeometrie kannst du im Werkstückbereich auch zusätzlich noch verschieben, drehen, zentrieren und skalieren wenn du möchtest.

So. Du hast alles vorbereitet. Werkstück eingespannt. Nullpunkte bestimmt. Alles ist kontrolliert. Zur Sicherheit liegt die Hand am Not-Aus Knopf. Falls doch etwas wider Erwartens schief läuft.

Mit einem Klick auf “Fahren” und “Start” fährt die Maschine los und  zerspant dein erstes Teil 🙂

Die ersten Werkstücke

Das sind sie nun, die ersten Werkstücke. Links die imnArtikel besprochene Rechtecktasche, erstellt mit Filou NC und gefräst mit WinPC-NC. Rechts noch ein kleines Herz, damit auch die Freundin dem Thema CNC etwas abgewinnen kann 😉

Also liebe Leser nicht vergessen: Ihr seid die besten und auch ihr schafft es, das zu Fräsen, was ihr wollt!

Die Artikelreihe zur CNC Step High-Z S-400T

1. Die Artikelübersicht – Auswahlkriterien und Technische Daten der High-Z S-400T

2. Die Palette ist da! Die Anlieferung der CNC Fräse und der Inhalt meines Pakets.

3. Die Inbetriebnahme – So klappt der Aufbau und das Anschließen der S-400T.

4. Die Software – Was ist dabei und wie funktioniert’s?

5. Die Software – Teil 2: Schriftzug Fräsen mit ConstruCAM 3D

6. Der Usability Test – So funktioniert die Bedienung der Maschine.

7. Hilfreiche Tools – Mit diesem Zubehör machst du dir das Leben leichter.

8. Die Mechanik – Stabilität und Genauigkeit der High-Z S-400T unter die Lupe genommen.

9. Die Fräsleistung – Das leistet die Maschine im Betrieb.

10. Die ersten Fräsergebnisse – Fräsen verschiedener Materialien und Geometrien.