Программа FreeCAD. G-код для ЧПУ

муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования «Станция юных техников»

города Каменск-Шахтинский

Принята на методическом совете

Протокол №______ от «___» _________ 20___г

G-код для ЧПУ

(Для учащихся 3 года обучения робототехнических объединений учреждений дополнительного образования)

Автор: Барышев Е. В.

педагог дополнительного образования.

2025

Пояснительная записка

Данная методическая разработка предназначена для изучения учащимися 3 года обучения начальных навыков, при создании G-кода объекта при помощи программы FreeCAD. Содержание методической разработки содержит описание программы FreeCAD, иллюстрирует интерфейс в примерах создания простой детали и G-кода для фрезеровки этой детали на СПУ станке.

Методическая разработка является частью приложения к образовательной программе «Робототехника» («Знакомство с компьютерными программами» 3 год обучения, Раздел 1.4), рассчитана на учащихся 14 – 18 лет и направлена на развитие конструкторских способностей детей и формирование пространственного представления за счет освоения базовых возможностей среды векторных редакторов.

Основные задачи методической разработки:

Образовательные:

• научить основным принципам построения композиции при создании графических изображений;

• способствовать формированию знаний и умений при работе с G-кода.

Развивающие:

• способствовать развитию креативности, нестандартного мышления и пространственного воображения;

• способствовать развитию творческих способностей, фантазии и эстетического вкуса.

Воспитывающие:

• способствовать формированию потребности к осознанному использованию компьютерных технологий при обучении в школе и в повседневной жизни.

Для освоения руководства по использованию компьютерных технологий в 3D моделировании предлагается следующая методика изучения:

• повторение знаний физических основ черчения и рисования в рамках школьного курса;

• использование персонального компьютера;

• самостоятельная работа в программах AutoDesk 123D и Inkscape.

Сохраняя общую направленность материала, определяемую предлагаемой методической разработкой, преподаватель, должен иметь свой авторский демонстрационный материал (готовые проекты, фото и видео материал). Учащийся может использовать данную методическую разработку как шаблон, для создания своей научно - исследовательской работы в области компьютерных технологий.

1. Основная часть

Векторная графика с каждым годом ставится всё более популярной и востребованной на рынке. Правда, продвинутые редакторы (к примеру, продукция от компании Adobe) стоит немалых денег. Один из наиболее удачных векторных редакторов, который можно скачать абсолютно бесплатно – FreeCAD-0.19.

Программа позволяет создавать 3D-модели различной сложности. Она применяется в области технического проектирования, конструирования, а также прочих сферах деятельности, которые сопряжены с проведением инженерно-технических работ.

С помощью программы можно создавать и код для фрезерных станков с прошивкой GRBL (программное обеспечение с открытым исходным кодом, которая позволяет управлять движением для станков с ЧПУ). GRBL использует G-код в качестве ввода и выводит управление движением через Arduino.

Схема управления движением ЧПУ через Arduino.

Создание простой детали и G-кода для фрезеровки.

Создаем деталь, выбираем верстак Path

В панели инструментов жмем Создать объект Задания Пути.

Ставим галочку в Массивы и давим Ок.

В выпавшем окне Setup выбираем Greate Box (Отличная коробка). Проверяем размер детали.

Далее в этом же окне выбираем меню Output и в строке Processor выбираем grbl.

Переходим в меню Tools и нажав на Add выбираем фрезу и жмем Открыть.

Установим скорости, перемещения по осям и скорость шпинделя (двойным кликом, 200, 200, 3000). Фрезу по умолчанию выделяем и удаляем, нажав на Remove. Жмем Ок.

Выбираем грани (поверхность) для обработки, нажав Ctrl и выделяем все стороны детали. Жмем на иконку Обработать всю модель, выбранные грани или края.

Выставляем в строке Start Depth - начало фрезеровки (обычно это 0,00мм). В строке Final Depth глубину фрезерования (толщина заготовки -10.00мм), в строке Step Down шаг углубления фрезы за один проход. Жмем Ок.

Выбираем внутреннюю поверхность и жмем на иконку фрезеровать внутри. Выставляем в строке patern (шаблон) Offset и переходим во вкладку Глубины.

В строке Start Depth - начало фрезеровки (обычно это 0,00мм). В строке Final Depth глубину фрезерования (толщина заготовки -5.00мм). Step Down шаг углубления фрезы за один проход. Жмем Ок. На модели появляется траектория движения фрезы.

Посмотреть траекторию движения фрезы можно в симуляторе, если нажать иконку Симуляция пути G-кода. Нажав на кнопку Пуск симулятор покажет траекторию обработки детали.

Чтобы получить G-код для запуска ЧПУ станка нужно нажать на иконку Постобработка выбранного Задания в инструментах.

В выпавшем окне написать имя файла, выбрать папку куда будет сохранен файл и нажать Сохранить.

Выпадает окно с готовым G-кодом, нужно выделить, скопировать и вставить в Текстовый документ (*txt) (блокнот) и сохранить.

1. Заключение

Данная методическая разработка была апробирована в робототехническом объединении учащимися 3 года обучения.

Конструкторские и изобретательские навыки при моделировании в программе позволили учащимся проанализировать работу, усовершенствовать, и добавить свои конструкторские мысли в методическую разработку.

В данной методической разработке описаны основные функции интерфейса программы при создания G-кода для фрезерного ЧПУ станка. В дальнейшем планируется продолжить серию методических разработок в которых будут приведены примеры различных проектов с пояснениями и иллюстрациями.

1. Источники информации

Литература:

1. Погорелов, В. AutoCAD 2009: 3D-моделирование / В. Погорелов. - СПб.: BHV, 2009. - 400 c.

2. Полещук, Н.Н. AutoCAD 2007: 2D/3D-моделирование / Н.Н. Полещук. - М.: Русская редакция, 2007. - 416 c.

3. Сазонов, А.А. 3D-моделирование в AutoCAD: Самоучитель / А.А. Сазонов. - М.: ДМК, 2012. - 376 c.

4. Тозик, В.Т. 3ds Max Трехмерное моделирование и анимация на примерах / В.Т. Тозик. - СПб.: BHV, 2008. - 880 c.

5. Трехмерное моделирование в современном мире https://habr.com/ru/post/451266.

6. Как сделать управляющую программу G CODE в FreeCad для фрезерного ЧПУстанка. https://rutube.ru/video/d041f9b3edc5f59451da8c0262842981/

7. Inkscape - редактор векторной графики https://www.softportal.com/software-19140-inkscape.html.

13