Программирование лазерного станка с ЧПУ

[Kirilljs]

Подготовил объемный материал на тему - На каких языках пишут программы для лазерной резки, как работают современные интерфейсы управления ЧПУ и почему даже сегодня иногда требуется ручная настройка. Поговорим о ключевых технологиях, параметрах резки и инструментах, которые помогают оптимизировать производство.

Но для начала давай разберемся, как же работают станоки с ЧПУ.

Процесс начинается с CAD-программ (например, CorelDRAW или AutoCAD), где создается векторный макет (в форматах DXF, SVG). Затем файл загружается в CAM-систему (например, Fusion 360), которая преобразует дизайн в G-код — набор команд с координатами, скоростью и мощностью лазера. Готовый код отправляется в управляющую программу станка (LaserCut, LightBurn), которая интерпретирует команды и запускает резку. Станок считывает G-код и выполняет задачу, перемещая лазерную головку по заданным траекториям.

Основные языки программирования для лазерных станков

Начнем с того, что попытаемся разобраться на какие же основные языки используются на станках лазерной резки.
Современные станки лазерной резки работают с разными языками, но чаще всего используются:

G-код — стандарт для ЧПУ.

• Управляет перемещением лазера, скоростью и мощностью.
• Пример команды: G01 X10 Y20 F500 (линейное движение по координатам).

Хотя и g-code используется в основном на фрезерных и токарных станках, он все равно используется в некоторых моделях на лазерах.

Python — для автоматизации и скриптов.

• Интегрируется с ПО станков через API.
• Упрощает массовую обработку файлов.

C++/C# — при разработке кастомных решений.

• Используется для создания уникальных алгоритмов управления.

Современные интерфейсы: от Ethernet/IP до облачных решений

Большинство новых станков поддерживают цифровые интерфейсы под управление Windows, которые упрощают работу:

• Ethernet/IP — передача данных в реальном времени.
• USB и Wi-Fi — для быстрой загрузки проектов.
• Облачные платформы — удаленный контроль и обновления ПО.

Несмотря на автоматизацию, универсальные программы нужны, когда:

• Требуется интеграция со старым оборудованием.
• Нужна оптимизация под уникальные задачи (например, резка сложных 3D-форм).

Помимо аппаратных интерфейсов (Ethernet/IP, Wi-Fi), ключевую роль играют программы для проектирования и управления . Они упрощают подготовку файлов, настройку параметров и контроль станка. Рассмотрим популярные решения:

Программы для создания моделей

Для подготовки файлов к резке используют:

Adobe Illustrator:

• Графический редактор с инструментами для создания векторных макетов.
• Идеален для сложных дизайнов и работы с библиотеками элементов.

CorelDRAW:

• Преобразует растровые изображения в векторные контуры.
• Содержит шаблоны для быстрого старта и поддерживает криволинейные вырезы.

LibreCAD:

• Бесплатное ПО для 2D-проектирования.
• Подходит для простых задач и обучения.

3D-редакторы (AutoCAD, SolidWorks):

• Незаменимы для трехмерной резки и сложных геометрических моделей.

Программы для управления лазерным станком

Для контроля оборудования применяют:

LaserCut:

• Автоматически размещает заготовки на листе.
• Настраивает скорость, мощность и глубину резки .
• Визуализирует процесс до запуска.

LaserWork:

• Управляет координатами начала/конца резки.
• Корректирует маршрут лазера в реальном времени.
• Поддерживает поворотные устройства для цилиндрических деталей.

AutoLaser:

• Регулирует мощность на криволинейных участках.
• Создает до 250 процессов для одного файла (например, комбинация резки и гравировки).

---

Примеры программ для резки пластин 100х100 мм

Практические примеры программ для вырезания пластин 100×100 мм. Покажу вам примеры кода на G-коде, Python и C#, постараюсь объяснить, как адаптировать параметры под материал, и дам пару советов по тестированию.

Пример 1: G-код для квадратной пластины

Допустим, нужно вырезать квадрат 100×100 мм. Вот базовый G-код:

G21 ; Установка единиц измерения (мм)  
G90 ; Абсолютные координаты  
M03 S100 ; Включение лазера (мощность 100%)  
G00 X0 Y0 F500 ; Быстрое перемещение в начальную точку  
G01 X100 Y0 ; Линия вдоль оси X (100 мм)  
G01 X100 Y100 ; Линия вдоль оси Y (100 мм)  
G01 X0 Y100 ; Линия вдоль оси X обратно  
G01 X0 Y0 ; Замыкание контура  
M05 ; Выключение лазера  

Подмечу: Значение S100 — мощность лазера. Для фанеры снижайте до 60-80%, для металла — увеличивайте.
Проверьте толщину материала: при 5 мм и выше добавьте G04 P1000 (пауза 1 сек) для прожига.

Пример 2: Python-скрипт для генерации G-кода

Создадим простой скрипт, который формирует код для пластины 100×100 мм:

def generate_gcode(size=100):  
    gcode = [  
        "G21",  
        "G90",  
        "M03 S80",  
        f"G00 X0 Y0 F500",  
        f"G01 X{size} Y0",  
        f"G01 X{size} Y{size}",  
        f"G01 X0 Y{size}",  
        "G01 X0 Y0",  
        "M05"  
    ]  
    return "\n".join(gcode)  

print(generate_gcode())  # Выведет готовый G-код  

Хочу также отметить то что язык Python - это лишь прокладка между g-code и станком, так как в любом случае Python используется сторонние библиотки для компилирования в g-code.

Как использовать:

• Запустите скрипт, скопируйте результат.
• Вставьте код в ПО станка (например, через Universal Gcode Sender).
• Настройте мощность и скорость в зависимости от материала.

Пример 3: Управление через C# (для продвинутых)

public class LaserController  
{  
    public void CutSquare(int size)  
    {  
        SendCommand("G21");  
        SendCommand("G90");  
        SendCommand("M03 S80");  
        SendCommand($"G00 X0 Y0 F500");  
        SendCommand($"G01 X{size} Y0");  
        SendCommand($"G01 X{size} Y{size}");  
        SendCommand($"G01 X0 Y{size}");  
        SendCommand("G01 X0 Y0");  
        SendCommand("M05");  
    }  

    private void SendCommand(string command)  
    {  
        // Логика отправки команды на станок через COM-порт  
    }  
}  

Примечание: Для работы потребуется библиотека для взаимодействия с COM-портом (например, System.IO.Ports).

Язык C# (Си Шарп), это более продвинутый уровень и используется в более сложных системах для крупной промышленности, хотя он очень схож с языком TypeScript - работать с ним новичку будет гораздо труднее нежели с тем же g-code или Python.

---

От простого к сложному

Начните с G-кода для базовых задач, используйте Python для автоматизации серийных заказов, а C# — для интеграции в промышленные системы.

Хотя в текущих реалиях, умение программировать на том же g-code теряет свой смысл из-за программ которы создают модели. По крайне мере это точно касается нового лазерного оборудования. А вот в токарке или фрезерке - g-code остается попрежнему не заменимым знанием.

На этом все! Если у вас есть вопросы, или дополнения к посту - пишите в комментариях, буду рад обсудить!