Linux CNC для ЧПУ – это мощная и гибкая система управления станками с ЧПУ на базе Linux. Она позволяет создавать сложные траектории обработки, управлять различными типами станков и предоставляет широкие возможности для кастомизации. Данное руководство охватывает основные аспекты установки, настройки и использования Linux CNC для ЧПУ, поможет разобраться в особенностях системы, подбору оборудования и подготовке к запуску вашего станка.
Что такое Linux CNC и для чего он нужен?
Linux CNC (ранее известная как EMC2) – это бесплатная система управления станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Она использует операционную систему Linux в реальном времени (RTOS), чтобы обеспечить точное и надежное управление двигателями станка. Linux CNC способна управлять различными типами станков, включая фрезерные, токарные, плазменные, лазерные и другие.
Основные преимущества использования Linux CNC:
  - Бесплатность и открытый исходный код:  Нет необходимости платить за лицензию, и можно свободно изменять и адаптировать систему под свои нужды.
- Гибкость и настраиваемость: Linux CNC позволяет конфигурировать практически все аспекты работы станка, от параметров двигателей до логики управления.
- Поддержка различных интерфейсов: Linux CNC поддерживает различные интерфейсы управления станком, такие как параллельный порт, Ethernet (например, Modbus TCP) и специализированные платы управления.
- Мощный язык программирования: Linux CNC поддерживает язык G-code, а также Python и Lua для создания собственных расширений и скриптов.
- Активное сообщество:  Большое и активное сообщество пользователей Linux CNC всегда готово помочь с решением проблем и поделиться опытом.
Выбор оборудования для Linux CNC
Для работы Linux CNC вам понадобится следующее оборудование:
  - Компьютер:  Компьютер должен иметь достаточно ресурсов для работы Linux CNC и обеспечения реального времени. Рекомендуется использовать процессор Intel или AMD с тактовой частотой не менее 2 ГГц и оперативной памятью не менее 2 ГБ.
- Операционная система:  Linux CNC обычно устанавливается на базе дистрибутива Linux с ядром реального времени (RT).  Рекомендуемые дистрибутивы: Ubuntu (с патчем RT), Debian (с патчем RT), или специализированные дистрибутивы, такие как LinuxCNC.
- Интерфейс управления:  Это может быть параллельный порт (для старых станков), Ethernet (например, Mesa Ethernet cards) или специализированные платы управления (например, платы от Mesa Electronics).
- Драйверы двигателей:  Драйверы двигателей необходимы для управления двигателями станка.  Тип драйверов зависит от типа двигателей (шаговые или серводвигатели).
- Двигатели: Шаговые или серводвигатели. Выбор зависит от требований к точности, скорости и мощности станка.
- Блок питания:  Блок питания должен обеспечивать достаточное напряжение и ток для всех компонентов станка.
Пример конфигурации оборудования
      | Компонент | Описание | Пример | 
      | Компьютер | Старый ПК или Raspberry Pi 4 | Dell OptiPlex 755, Raspberry Pi 4 Model B | 
      | Операционная система | Ubuntu 20.04 LTS с ядром RT | Скачать готовый образ с LinuxCNC.org | 
      | Интерфейс управления | Mesa 7i96S | Mesa Electronics 7i96S | 
       | Драйверы двигателей | Leadshine DM556 | Leadshine DM556 | 
      | Двигатели | NEMA 23 шаговый двигатель | Wantai 57BYGH115-003 | 
Данные предоставлены в ознакомительных целях. Все параметры необходимо проверять в официальной документации производителей.
Установка Linux CNC
Существует несколько способов установки Linux CNC:
  - Установка с Live CD/USB: Скачайте образ Live CD/USB с сайта LinuxCNC.org и загрузитесь с него. Это самый простой способ попробовать Linux CNC без установки на жесткий диск.
- Установка на существующую систему Linux:  Можно установить Linux CNC на существующую систему Linux, добавив репозитории LinuxCNC и установив необходимые пакеты. Инструкции по установке можно найти на сайте LinuxCNC.org.
- Установка с помощью скрипта Buildbot:  Скрипт Buildbot позволяет собрать последнюю версию Linux CNC из исходного кода. Этот способ рекомендуется для опытных пользователей, которые хотят получить доступ к самым последним функциям и исправлениям.
Пошаговая инструкция установки с Live CD/USB
  - Скачайте образ Live CD/USB с сайта LinuxCNC.org.
- Запишите образ на DVD-диск или USB-накопитель.
- Загрузитесь с DVD-диска или USB-накопителя.
- Следуйте инструкциям на экране для установки Linux CNC на жесткий диск.
Настройка Linux CNC
После установки Linux CNC необходимо настроить систему для работы с вашим станком.  Это включает в себя настройку параметров двигателей, интерфейса управления и других параметров.
Основные этапы настройки
  - Создание файла конфигурации:  Файл конфигурации описывает параметры вашего станка, такие как количество осей, тип двигателей, интерфейс управления и другие параметры.  Для создания файла конфигурации можно использовать утилиту StepConf Wizard, которая входит в состав Linux CNC.
- Настройка параметров двигателей: Необходимо настроить параметры двигателей, такие как количество шагов на оборот, максимальная скорость и ускорение.  Эти параметры зависят от типа двигателей и механической конструкции станка.
- Настройка интерфейса управления: Необходимо настроить интерфейс управления, чтобы Linux CNC могла взаимодействовать с драйверами двигателей.  Это включает в себя выбор правильного порта (параллельный порт, Ethernet и т.д.) и настройку пинов.
- Калибровка осей:  Необходимо откалибровать оси станка, чтобы Linux CNC знала, сколько физического перемещения соответствует одному шагу двигателя.
- Тестирование: После настройки необходимо протестировать систему, чтобы убедиться, что все работает правильно.  Для этого можно использовать тестовые G-code программы.
StepConf Wizard
StepConf Wizard – это графическая утилита, которая упрощает процесс создания файла конфигурации.  Она позволяет интерактивно выбрать параметры вашего станка и автоматически создать файл конфигурации.  Для запуска StepConf Wizard введите команду stepconf в терминале.
Использование Linux CNC
После настройки Linux CNC можно начинать использовать систему для управления станком.  Это включает в себя загрузку G-code программ, управление станком вручную и мониторинг состояния станка.
Основные функции
  - Загрузка G-code программ: Linux CNC поддерживает язык G-code, который является стандартным языком программирования для станков с ЧПУ.  Вы можете загружать G-code программы из файлов или вводить их вручную.
- Управление станком вручную: Linux CNC позволяет управлять станком вручную с помощью клавиатуры, мыши или джойстика.  Это полезно для позиционирования станка и выполнения простых операций.
- Мониторинг состояния станка: Linux CNC отображает состояние станка, включая текущие координаты, скорость, обороты шпинделя и другие параметры.
Примеры G-code
Вот несколько примеров G-code программ:
; Пример G-code для фрезерования квадратаG21 ; Единицы измерения - миллиметрыG90 ; Абсолютное позиционированиеG00 X0 Y0 Z5 ; Быстрое перемещение в точку X0 Y0 Z5G01 Z-2 F100 ; Подача вниз до Z-2 со скоростью 100 мм/минG01 X10 F200 ; Подача в X10 со скоростью 200 мм/минG01 Y10 F200 ; Подача в Y10 со скоростью 200 мм/минG01 X0 F200 ; Подача в X0 со скоростью 200 мм/минG01 Y0 F200 ; Подача в Y0 со скоростью 200 мм/минG00 Z5 ; Быстрое перемещение вверх до Z5G00 X0 Y0 ; Быстрое перемещение в точку X0 Y0M30 ; Конец программы
Продвинутые возможности Linux CNC
Linux CNC предлагает широкий спектр продвинутых возможностей, таких как:
  - Поддержка различных типов станков: Фрезерные, токарные, плазменные, лазерные и другие.
- Компенсация люфтов: Linux CNC может компенсировать люфты в механической системе станка, что повышает точность обработки.
- RTCP (Rotation Tool Center Point):  Функция RTCP позволяет управлять станками с поворотными осями, что упрощает создание сложных траекторий обработки.
- HAL (Hardware Abstraction Layer): HAL предоставляет гибкий интерфейс для взаимодействия с аппаратным обеспечением станка.
- Создание собственных расширений: С помощью Python или Lua можно создавать собственные расширения для Linux CNC, добавляя новые функции и возможности.
Надеемся, что это руководство помогло вам разобраться в основах Linux CNC для ЧПУ.  При правильной настройке и использовании Linux CNC может стать мощным инструментом для управления вашим станком и создания высококачественных изделий.  Не забывайте обращаться к документации и сообществу Linux CNC за помощью и советами. Наши специалисты из компании Hymetals всегда готовы помочь с выбором оборудования.