Choisir la suite logicielle pour votre fraiseuse CNC amateur

Une des problématiques lorsqu’on débute dans l’utilisation d’une fraiseuse CNC, est la maîtrise des logiciels pour la piloter et créer vos fichiers pour vos projets.

Je vous ai prévu plusieurs petits articles pour détailler certains des logiciels que je vais citer, mais pour le moment on va jeter un œil sur l’ensemble de la chaîne logicielle pour arriver à réaliser un projet avec votre CNC .

Pour commencer il faut comprendre qu’entre l’idée que vous avez dans la tête et votre pièce finie, il va falloir plusieurs étapes. Et pour chaque étape correspond un logiciel différent, qui parfois, est intégré dans une seule application sous forme de module, mais qui va être spécifique à chaque action nécessaire.

Un processus en 3 étapes

Le processus est séparé en trois grandes étapes principale que je vais détailler.

Dessiner et / ou Modéliser

La première étape consiste à transformer votre idée en un fichier numérique représentatif de la pièce finie. Après avoir bien réfléchi (c’est toujours une étape utile), et fait quelques croquis (surtout si vous n’avez pas beaucoup d’expérience en CAO), il va falloir commencer par modéliser votre pièce dans l’ordinateur. C’est ce fichier informatique qui va servir de base à la fabrication de votre pièce, il faut donc dessiner la pièce dans les moindres détails.

Mais il faut aussi penser dès maintenant à la fabrication. Selon la complexité de votre pièce, il est important d’imaginer comment vous allez maintenir la pièce dans votre fraiseuse pendant l’usinage, avec quel outil vous allez l’usiner, est-ce qu’il va falloir l’usiner en plusieurs étapes. Penser à ces paramètres dès la conception de votre pièce peut vous simplifier énormément la vie par la suite.

Pour réaliser la modélisation et/ou le dessin de votre pièce on peut passer par différents types de logiciels.

  • Dessiner en 2D : pour cela on va utiliser une application de type DAO (CAD en anglais), qui va permettre de tracer informatiquement un plan 2D. C’est tout à fait suffisant pour bien des applications, dès lors que vous allez essentiellement découper, graver ou usiner en 2,5D (avec différentes profondeurs mais sans surfaces complexes) et que vous travaillez avec des matériaux en panneaux.
  • Modéliser en 3D : les applications de CAO et certains logiciels particulier plus orienté vers la sculpture 3D permettent de modéliser votre idée en trois dimensions. Les applications permettent la modélisation de surfaces complexes et d’ensembles mécaniques. Il y a plusieurs types de logiciels de modélisation 3D, depuis la modélisation mécanique jusqu’à la sculpture numérique de figurines ou de bas-reliefs. Je reviendrais sur ces différents sujets plus tard.
  • Extraire un dessin 2D depuis un modèle 3D : Parfois lorsqu’on a dessiné un modèle 3D complet d’un projet, on peut utiliser une fonction de mise en plan pour récupérer un profil 2D, particulièrement adapté à la découpe. Je l’utilise par exemple pour la découpe de planche de bois pour des ensembles que j’ai modélisé en 3D (comme la petite imprimante 3D que je vous prépare).

Exemple de logiciels : Draftsight, Autocar, Fusion 360, SketchUp, Free CAD, Blender, SolidWorks, Inventor, …

Créer le programme

Une fois que le dessin de votre pièce est terminé, votre fraiseuse n’est pas capable de manger le fichier numérique « tout cru ». Il va falloir cuisiner une petite recette pour expliquer à la machine comment travailler. Créer un programme, c’est transformer la forme de votre dessin numérique en une suite d’instruction qui va décrire les différents parcours d’outils, les vitesses de rotations, les vitesses d’avances et tout les événements qui peuvent intervenir pendant l’usinage, jusqu’à la mise en route de l’arrosage, de l’aspiration, ou je ne sais quoi d’autre. C’est le rôle du logiciel de FAO (CAM en anglais).

Pour cela le modèle de la pièce, une fois importé, va être mis en situation d’usinage. En particulier la première étape va consister à déterminer les paramètres du brut que vous allez utiliser, de l’origine pièce que vous allez utiliser et éventuellement les différents éléments de la machine à prendre en compte (butée, étaux, …).

Une fois ceci fait, il va falloir expliquer au logiciel comment faire pour fraiser votre pièce. C’est à dire avec quel type de fraise la machine va usiner quelle surface. La plupart des logiciels intègrent des bibliothèques d’outils, préprogrammé pour correspondre à vos besoins. Mais bien souvent, ils sont prêts à être utilisé sur des grosses machines industrielles, prenez le temps de valider et tester ces paramètres avant de leur faire confiance. Il y a des quantités de stratégies pour l’usinage. Ce n’est pas l’article qui va les détailler, mais de la découpe de panneau de bois à la sculpture de médailles les logiciels sont adaptés à l’ensemble des situations.

Exemples de logiciels : Fusion 360 CAM, CamBam, FreeCAD CAM

Interpréter le programme

Une fois que vous avez votre programme il va falloir le transformer en petite impulsions électriques capables de mettre en mouvement votre machine. CNC signifiant computer numerical control, il s’agit bien sûr d’avoir un ordinateur pour piloter la machine. Les machines industrielles intègrent un ordinateur spécifique. Pour nos petites machines amateurs nous réservons souvent un vieux PC des familles prêt à prendre la poussière de l’atelier.

Et bien il va falloir installer un logiciel capable de comprendre le G-code que vous avez créé et de le transférer à la machine. C’est ce qu’on appeler un interpréteur g-code. Bien sur ces logiciels vont permettre de piloter entièrement votre machine en plus de l’exécution pure et dur de votre programme. Si les modules de dessin et modélisation sont souvent couplé à des modules de création de programme, l’interpréteur est un logiciel tiers.

Ces logiciels proposent une interface graphique qui va permettre de contrôler entièrement la machine pour les phases préparatoires de mise en place, prise d’origines, arrêt d’urgence, positions, etc. Ces logiciels gèrent aussi des paramètres physiques de la machine, comme la vitesse des moteurs, de la broche, les limites logicielles de courses, bref, tout ce que le logiciel doit savoir pour exécuter correctement le code. C’est donc dans ce logiciel qu’on va paramétrer votre machine, pour savoir de combien de pas le moteur doit tourner pour avancer d’un mm, les courses, les sens des moteurs, etc.

Quand tout est prêt, on lance le programme, et c’est parti ! regardez votre pièce se réaliser sous vos yeux.

 Exemples de logiciels : Mach3 et Mach4, Linux CNC, GRBL, …

Quelques exemples de suite logicielle pour fraiseuse amateur

Pour ma part, j’utilise régulièrement plusieurs logiciels et plusieurs solutions selon mes besoins. Comme beaucoup de choses dans l’informatique, les logiciels évoluent très rapidement. Entre le moment où j’ai commencé à m’y intéresser il y a quelques années et l’arrivé de Fusion 360 qui a rendu les logiciels professionnels accessibles aux amateurs éclairés, tout va très vite.

Je garde donc des vieilles habitudes, que je mixe et améliore en fonction des nouveautés que je teste et que j’adopte ou non :

  • Petites découpes rapides : dessins et programmes avec CamBam
  • Avant : Modélisation sous Solidworks (oui j’ai une vraie licence !) et programme avec CamBam
  • Maintenant pour le blog : Modélisation et programme sur Fusion 360 (il faut une petite courbe d’apprentissage, mais ce logiciel est vraiment bon !)
  • Maintenant pour plein de trucs : Modélisation sous SolidWorks et programme dans Fusion 360

Dans tous les cas j’utilise Mach3 comme interpréteur G-Code. Il n’est pas gratuit, mais très bien. J’ai essayé LinuxCNC, mais j’ai du mal avec l’interface, malheureusement, parce que Linux offre des avantages intéressant pour les machines CNC avec son moteur temps réel.

Pour finir il y existe GRBL qui offre une interface CNC compatible avec Arduino, qui permet de faire des petites CNC assez sympa, et compatible avec pas mal de système, y compris les Macs, or les solutions compatibles Apple ne sont pas courantes. Ce système bénéficie d’une bonne communauté, intéressé par l’utilisation d’Arduino pour leur CNC. Je vais tester ça dans pas longtemps, quand j’ai fini mes imprimantes 3D, j’ai deux fraiseuses open sources dont j’aimerais tester la construction….

Combien ça coûte ?

Le budget de nos CNC amateur étant souvent une problématique, le tarif des logiciels pouvait coûter cher. Mais ça c’était avant, avec les communautés open source et les nouvelles offres de services des éditeurs. Aujourd’hui, il existe de très très bonnes solutions gratuites.

Mon chouchou du moment étant clairement Fusion 360, gratuit pour les amateurs et qui rend CamBam obsolète. Pour ceux que ça intéresse il est à 108€, mais sans mise à jour depuis

Mach3 et Mach4 sont respectivement à 175$ et 200$. C’est un prix qui vaut le coup. Je n’ai pas essayé Mach4 et j’ai l’impression de Mach3 ne va plus durer longtemps, en l’abscence de maintenance et de compatibilité avec les nouveaux windows. Mais puisqu’il faut acheter une licence, je n’ai pas envie de remettre 200$ sur la table pour remplacer une solution qui marche parfaitement chez mois.

Il reste que pour le moment, c’est assez compliquer de piloter un CNC sans un ordinateur linux ou windows dédié à votre machine. Je n’ai pas encore trop trouvé de solution ou l’on branche son PC avec un câble USB comme on branche son imprimante. Affaire à suivre !

Pour résumer, ça peut être totalement gratuit et coûter au maximum quelques centaines d’euros. Un tarif tout à fait acceptable pour la qualité des résultats que l’on peut obtenir.

Quels logiciels choisir pour ma fraiseuse CNC ?

Pas facile de donner un conseil tranché…

Pour ma part, si je devais choisir actuellement un solution, sans avoir quoique ce soit, je pense que clairement la solution CAO et FAO de Fusion 360 est bien au dessus du lot. Une vrai solution Pro, mais conviviale et gratuite… ça va être dur de faire mieux.

Pour l’interpréteur G-code et le pilotage de la machine, je suis bien embêté. J’ai mes petites habitudes sur Mach3, alors j’aurais tendance à vous dire d’acheter Mach4. Mais si vous avez un peu de compétences informatiques, un vieux pc et linux CNC sont très certainement une solution plus performante et gratuite, donc une des meilleures.

A vous de voir, n’hésitez pas à télécharger les versions d’essais, il y en a pour à peu près tous les logiciels que j’ai cité (sauf Solidworks et c’est pas un mal…).

 

Voilà, j’espère que cet article vous aura aidé à y voir plus clair dans la suite logicielle pour votre fraiseuse CNC amateur et/ou pour l’artisanat.

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6 commentaires sur “Choisir la suite logicielle pour votre fraiseuse CNC amateur

  1. Bonjour
    Très intéressant cet article j était justement entrain de parcourir les forum sur internet pour voir quels logiciels prendre. J avais commencer à essayer cambam mais je vois que fusion 360 est bien,en plus je l ai déjà installé sur mon mac donc je pense prendre la suite fusion 360 et mach4. En attendant de construire ma cnc je vais passer du temps à apprendre et utiliser ces logiciels.

    Un grand merci pour votre aide, et bonne continuation à votre blog

    1. Bonjour Jean et merci.

      Fusion 360 est un peu plus complexe que CamBam, mais aussi plus convivial et beaucoup plus complet. Donc si vous prenez le temps d’apprendre, faite le clairement avec fusion 360. Il y a plein de tutos en français sur Youtube, mais je ne retrouve plus la chaîne.

      Si vous êtes sur Mac, pas sur que Mach4 (c’est bizarre..) soir compatible. Sur Mac, il y a la solution GRBL qui à l’aire compatible. Je vais commander une carte pour voir à quoi ça ressemble et faire un article.

  2. salut laurent, j’aime bien lire ton blog et j’aime bien le fait que tu evolues, remettes en questions tes choix precedents et les publies.
    Je vais surement faire fabriquer une CNC aux etudiants de mon ecole l’an prochain et tes retours me permettent de mieux envisager le projet (j’envisage linux CNC).
    Juste quelques commentaires sur l’article.
    DAO n’est pas vraiment l’equivalent francais de CAD : dessin Vs conception (arbre de conception, contrainte parametrique, module FEA)
    Pour nos amis plutot designers qui utilisent les suites graphiques (illustrator, inkscape), je pense qu’il peuvent exporter leur dessin en dxf convertissables en g-code(?)

    1. Yep ! Salut Pierre,

      Effectivement CAD, c’est plus CAO de DAO, je vais corriger.

      J’ai pas parlé des logiciel graphiques, parce que j’ai toujours trouvé compliqué d’exporter les tracés.

      C’est effectivement tout à fait possible, pour importer des logos et autres c’est même pratique.

      Mais c’est aussi très très souvent problématique à cause des besoins de précisions de dessin qui ne sont pas les même. Les boucles ne sont pas toujours bien fermées, il y a des traits en doublon, etc.
      Du coup faire un export propre n’est pas toujours chose aisée, donc si on part de la feuille blanche, je préfère partir d’un logiciel dédié et orienté méca.

      De toutes façons les solutions que je propose sont à tester et s’approprier, mais je ferais peut-être un article là dessus! 😉

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