Come scegliere un PC per pilotare un sistema CNC?

CNC significa “Computerized Numerical Control”, ovvero “Controllo Numerico Computerizzato”, come si capisce dunque è evidente che un computer deve essere presente in un tale sistema! Come abbiamo spiegato in altri articoli in realtà dipendendo dal caso e dalle esigenze applicative possono essere presenti anche più computer, eventualmente due, ma anche tre. In questo articolo chiariamo quanti e che tipo di computer conviene adottare.

Quando scegli un sisema CNC, in relazione allo scopo d'uso, per quanto riguarda il PC da usare devi soppesare il rapporto fra economia ed affidabilità!

L’aspetto economico ha un peso in questo segmento del sistema CNC, dipendendo da quanto si intende investire si potranno ottenere sistemi “frugali” ad un estremo o sistemi sofisticati e ridondanti all’altro estremo.

In tutti i casi non ti potrai esimere dallo spendere almeno del tempo per preparare adeguatamente un vecchio PC, questo è veramente il minimo indispensabile, diversamente se vuoi spendere qualcosa per questa parte fondamentale del sistema puoi adottare un PC dedicato alla macchina CNC, eventualmente un PC clone per ogni emergenza, ed infine puoi optare per sistemi ridondanti corredati di più PC dedicati, magari protetti da gruppi di continuità UPS.

In buona sostanza, se intendi usare il sistema CNC per hobby può andar benissimo la soluzione più economica, ma se devi lavorarci dai priorità all’affidabilità, la ridondanza e la sicurezza di evitare fermi macchina, lavorazioni interrotte, incidenti od altri problemi che una scelta sbagliata sui PC può causare.

Cosa sono CNC, DNC, CNC “ibrido” e perché la scelta del PC dipende dal controllo numerico scelto.

Partiamo col ribadire che i software di controllo numerico dipendendo dal computer su cui vanno installati si dividono in due grandi categorie oltre ad una terza moderna più recente:

• i software CNC propriamente detti, che si installano in un PC industriale allo stato solido, di alto livello
• i software DNC (Direct Numerical Control, ovvero Controllo Numerico Diretto), che si installano su un ordinario PC
• i software CNC “ibridi” che in parte si installano su un PC industriale allo stato solido ed in parte su un PC ordinario, fra questi ad esempio il nostro Kinetic NC

Se un sistema utilizza un CNC propriamente detto, un PC è di solito opzionale, ma consigliato.

I software CNC propriamente detti in genere si presentano come componente hardware, l'utente non riceve dunque un software da installare, ma un PC industriale preinstallato e già ampiamente preconfigurato da inserire nel sistema CNC, spesso questo tipo di CNC industriale permette di connettere un ulteriore PC ordinario grazie a cui è possibile sia completarne la configurazione specifica per il caso sia di gestirne le funzionalità, ma si distinguono per essere completamente indipendenti da altri PC, per cui è possibile utilizzare il sistema direttamente.

Il software di questi CNC industriali è in genere proprietario e fortemente specifico, altamente specializzato per l’hardware su cui viene installato, solitamente consiste in un vero e proprio sistema operativo specialistico con kernel detto “real time”, ovvero particolarmente reattivo e rapido, capace di compiere operazioni complesse in tempi brevissimi nell’ordine dei meri millisecondi.

Questo genere di software è in genere molto leggero, svolge solo le funzioni necessarie al sistema CNC, può lavorare molto rapidamente ed efficientemente offrendo prestazioni anche drasticamente superiori a quanto siamo abituati a vedere seppur su hardware che sulla carta è molto limitato rispetto ad un normale PC ordinario anche molto potente.

Questo è possibile perché il sistema operativo ed in generale ogni codice di questi CNC è scritto appositamente per lo scopo con linguaggi paradossalmente detti “di basso livello” che sfruttano appieno e molto efficientemente l’hardware su cui vengono installati.

I software CNC propriamente detti sono i migliori, sono forniti come PC industriale specifico per lo scopo, hanno costi elevati, offrono eccellenti prestazioni e sono particolarmente affidabili. Se il sistema CNC che si adotta ne è dotato in teoria non c’è bisogno di altro PC, nella pratica invece, specialmente se si vuole utilizzare un sistema software CAM, è bene avere un PC per la progettazione, il disegno 2D e 3D, la creazione dei percorsi utensili per mezzo appunto di un software CAM.

Il PC ausiliario potrà avere caratteristiche tra le più varie, purché sia in grado di eseguire i programmi scelti per le operazioni sopra dette, potrà dunque essere un qualunque PC ordinario come una potente workstation, questo dipende da quel che si vuol fare.

Computer adatti per utilizzare un sistema DNC

I sistemi software DNC sono scritti per essere installati su un ordinario PC ed ordinario sistema operativo come Windows, Linux, un qualunque unixoide, ad esempio anche un Mac OS. Quasi tutti sono progettati per funzionare su Windows, alcuni su Linux, pochissimi su altri sistemi operativi.

I sistemi DNC possono essere dotati di kernel alternativo di tipo “real time”, ovvero sostitutivo del kernel ordinario, in tal caso sono più affidabili poiché appunto modificano il modo in cui il sistema operativo ordinario funziona rendendolo maggiormente specializzato per gli scopi di controllo numerico.

In generale tuttavia, che sia presente o no un kernel modificato, i sistemi DNC necessitano di un ottimo PC, ben prestante, e di una configurazione del sistema operativo che non impedisca e non interferisca con il software di controllo numerico.

I PC da usare per far funzionare bene un sistema DNC non devono essere necessariamente molto potenti, devono invece essere di ottima qualità e ben configurati. Se di qualità bassa e/o non ben configurati potrebbero non essere in grado di compiere i calcoli critici necessari a svolgere le funzioni di controllo numerico, oppure potrebbero fallire nel farlo in certe situazioni.

I casi di “perdita di passi”, di improvvise movimentazioni erronee, di interruzione anomala della lavorazione in corso, di crash del programma DNC e di conseguenza perdita della lavorazione in corso, eccetera, possono essere infatti occasionali e completamente imprevedibili quando si usa un sistema DNC su un computer non adeguato.

Questo a tutti gli effetti è il caso peggior che causa i guai maggiori, infatti se il PC non è proprio adatto si vede sin da subito, non ci sarà un dubbio al riguardo dell’inadeguatezza dello stesso, se invece di norma svolge bene i compiti, ma occasionalmente da problemi diventa anche difficile a volte capire da dove provengano le anomalie riscontrate!

Ad esempio in combinazione con una macchina CNC con motori brushless passo passo in circuito ad “anello aperto”, se si verifica una perdita di passi, questa perdita cosa sarà dovuta?

• Meccaniche non ingrassate?
• Meccaniche di cattiva qualità, guaste, con problemi in un qualche punto?
• Strategia di lavorazione eccessivamente aggressiva per velocità di avanzamento e/o affondo?
• Velocità di rotazione dell’utensile non sufficiente?
• Problemi di elettroniche driver surriscaldate?
• Problemi di elettroniche driver di cattiva qualità o mal funzionanti, con qualche componente minore guasto?
• Problemi dovuti ad uso di G-Code particolare che non viene interpretato correttamente o che non viene gestito correttamente dal DNC?
• Oppure perdita di passi dovuta a problemi dati dal PC su cui è installato il DNC?

Come si capisce in tali situazioni potrebbe divenire molto difficile individuare di primo acchito cosa sta causando il problema. Capita spesso che sia proprio il PC a non reggere, ma magari è potente, nuovo, buono, e l'utente lo crede necessariamente capace di svolgere il compito, quindi viene escluso dai possibili “colpevoli”.

In queste situazioni può iniziare un doloroso percorso diagnostico che farà perdere molto tempo, se non si decide di provare a cambiare PC questa situazione ambigua farà perdere anche soldi, pazienza, materiali, lavori e guadagni. Cambiando PC a volte si risolve il problema, ma è possibile che anche il nuovo PC dia gli stessi subdoli problemi occasionali.

Un altro errore comune quando si adotta un sistema DNC è di dedicargli un PC portatile. Spesso i PC portatili danno maggiori problemi, questo perché contengono molti più dispositivi per il risparmio di energia, a volte non completamente disattivabili dall’utente, a volte riattivati con aggiornamenti del sistema operativo windows.

I PC portatili possono essere in grado di gestire un sistema DNC, ma la probabilità che si verifichino problemi è più alta, in generale dunque sono sconsigliati.

La scelta del sistema DNC come si capisce è dovuta sopratutto all’aspetto economico, i software DNC costano poco, se ne trovano anche “gratis”. Un software famoso di questo genere è Mach3, ora disponibile anche nella versione Mach4, è universalmente riconosciuto come valido, ma non è esente dai problemi detti sopra. Mach3 può essere utilizzato anche in combinazione con i nostri macchinari CNC, ma non forniamo supporto per questo software, ne possiamo garantire che funzionerà bene, sappiamo per certo che vari utenti lo usano con i nostri controller driver Zero-3 e Zero-4.

Un altro sistema DNC famoso è LinuxCNC, anche questo utilizzabile con i nostri sistemi CNC, è di buona qualità, ma come tutti i sistemi DNC necessita che il PC sia adeguato e perfettamente configurato, spesso per LinuxCNC è anche necessaria un elettronica compatibile da installare sul PC stesso. Anche per LinuxCNC non forniamo supporto, ma è indubbiamente un sistema valido che vari utenti che hanno nostri macchinari usano.

I sistemi DNC che vendiamo sono della casa software Lewetz, i vari software che questa casa offre sono denominati Win PC-NC, tutti DNC eccetto la versione Win PC-NC Professional, dotata di un micro-PC industriale da collegare ad un ordinario PC, quest’ultimo è un sistema CNC “ibrido” di cui parleremo di seguito in questo articolo. Se hai già un PC e vuoi adottare un sistema amatoriale DNC noi consigliamo Win PC-NC, possiamo fornirlo anche completo di PC adeguato al caso, preconfigurato e pronto per lavorare correttamente.

In generale come si comprende dalle spiegazioni date sopra non è affatto semplice consigliare quale PC può andar bene per un sistema DNC, in generale dunque bisogna controllare le specifiche minime richieste dal produttore del software DNC, esaminare tutte le istruzioni date dallo stesso e metterle in pratica con dovizia senza trascurare alcun aspetto, è possibile che l'operazione riesca subito come anche che il PC dia dei problemi, per questo oggi non consigliamo di acquistare sistemi DNC e di non spendere soldi per i computer da dedicargli, spesso computer usati di buona qualità possono andare bene, poiché è possibile che si debba provarne più di uno è possibile che questo approccio sia il più economico.

Abbiamo una soluzione ancor migliore che permette di usare un qualuqnue PC enza dover affrontare la spesa di un CNC classico.

Tuttavia in generale, dal momento che abbiamo una soluzione moderna che offre le qualità principali di entrambe le tecnologie CNC e DNC sopra descritte, ti consigliamo di leggere bene i prossimi paragrafi ed optare per un sistema CNC ibrido valido che funziona molto bene, offre sia la stabilità ed affidabilità dei sistemi CNC propriamente detti classici, sia il basso costo tipico dei sistemi DNC e potrai usare un ordinario PC senza difficoltà di sorta.

PC adeguati per i sistemi CNC “ibridi” come Kinetic-NC e Win PC-NC Professional

I software CNC “ibridi” sono composti di due parti software ed una parte hardware, un software è installato in fabbrica sulla parte hardware, un altro software va installato su un PC ordinario.

Come i controller CNC classici sono dotati appunto di un micro PC che svolge le operazioni critiche in “tempo reale” (Real Time), questo tuttavia è molto più semplice in paragone, ma anche molto più economico. Questo componente hardware permette di evitare in toto tutti i problemi tipici dei sistemi DNC, in questo senso dunque eleva il sistema a “quasi” CNC propriamente detto classico.

Sul micro PC industriale in dotazione ai sistemi CNC “ibridi”, naturalmente gira un software dedicato che lavora in tempo reale, questa combinazione di software ed hardware per l’utente è “trasparente”, ovvero si installa come se fosse una qualunque periferica semplice e non si ha nessuna particolare interazione con lo stesso.

Le uniche due operazioni da compiere per utilizzare questa parte hardware sono di configurare la connessione al PC ordinario che si utilizzerà, operazione semplicissima che si esegue una sola volta al momento dell’installazione, aggiornare il firmware del micro PC quando viene rilasciata una nuova versione, anche questa operazione semplicissima, occasionale, peraltro non obbligatoria.

La parte software che invece funge da interfaccia fra utente e sistema CNC va installata appunto su un PC ordinario, poiché tutti i calcoli critici importanti verranno eseguiti nel micro PC, non ci sono speciali requisiti per il PC ordinario da utilizzare.

Per tutti questi motivi al giorno d’oggi con i nostri sistemi CNC “ibridi” è possibile che un qualunque PC che già hai vada bene, in generale dovrà avere windows 7 o 10 a 64 bit, minimo 8GB di RAM un processore a 64 bit ed un po di spazio sul disco rigido, facile ed economico.

I sistemi CNC “ibridi” che offriamo sono Kinetic-NC e Win PC-NC Professional, per entrambi possiamo fornire un PC dedicato, preinstallato e preconfigurato con tutto quel che occorre.

Consigliamo vivamente Kinetic-NC, più moderno, prestante, potente, sicuramente stabile, tuttavia se sul tuo macchinario CNC vuoi integrare complessi sistemi con molte linee di input ed output potrebbe essere il caso di valutare anche Win PC-NC Professional, più dotato in questo senso, ma anche notevolmente più caro e meno recente, basato su tecnologie non all’avanguardia come quelle di Kinetic-NC.

Conclusioni e consigli sui PC da usare con i nostri sistemi CNC-Step

Come si evince da tutto quanto è stato detto sopra il problema del PC adatto alle soluzioni CNC non è più un dilemma, se si adotta un controller CNC classico non ci sono problemi, idem se si adotta un sistema CNC “ibrido” come Kinetic NC

Sommando i costi del software DNC, del PC da dedicargli e del tempo necessario per assicurarsi che tutto funzioni bene, si vede che un sistema CNC “ibrido” come Kinetic NC costa meno, per cui veramente non c’è più motivo di optare per un DNC, e questo è un altro possibile problema oggi completamente risolto. Se intendi comunque adottare un sistema DNC, o hai già vari PC da provare, o veramente potrebbe non valerne la pena di provare a risparmiare qualche centinaio di euro.

Chiarito che oggi non occorrono PC particolari, ecco i nostri consigli finali, da non sottovalutare!

I consigli utili generali che forniamo dunque in questo articolo sono:

• Evitare PC di bassa qualità
• Assicurarsi che il PC scelto comunque funzioni bene e che abbia il sistema operativo ben installato, ottimizzato, libero da programmi invasivi che lavorano dietro le quinte e che possono interferire con il buon funzionamento del sistema operativo (sono moltissimi in windows)
• Adotta un buon monitor per lavorare comodi con grossi pulsanti sul pannello di controllo della macchina
• Usa un gruppo di continuità UPS per il PC, PC industriale ed elettroniche, dipendendo dal sistema CNC che adotti siamo in grado di fornirti ottimi sistemi UPS in grado di proteggere almeno PC ed elettroniche od anche l’intero sistema, dipendendo dal caso anche l’elettromandrino per permettere di interrompere rapidamente le operazioni e spegnere la macchina se il blackout è prolungato.
• Se non sei sicuro su cosa fare acquista un nostro PC dedicato, preinstallato, configurato, certificato per funzionare bene con la macchina CNC e garantito.
• Considera bene l’opportunità di avere un sistema ridondante, ovvero un secondo PC pronto all’uso in caso il PC principale per qualunque motivo dia problemi o proprio si guasti, vendiamo anche sistemi ridondanti “clonati”, cosicché il passaggio da uno all’altro sia del tutto automatico senza complicazione alcuna
• Evita di usare lo stesso PC dedicato alla macchina per svolgere alte attività mentre la macchina è in funzione, se hai bisogno usa un secondo PC

Acquista un nostro PC dedicato o sistema informatico dedicato ai sistemi CNC

In generale, per i nostri sistemi CNC T-Rex il nostro PC è incluso, per gli altri sistemi è opzionale, se non vuoi correre rischi di perdite di tempo e spese inutili o nono ottimali sappi che vendiamo sistemi CNC comprensivi di uno, due o tre PC in cui uno è ovviamente sempre dedicato al macchinario, un secondo può essere dedicato come clone di sicurezza del PC dedicato alla macchina CNC o dedicato ad altri scopi, se sono tre uno sarà il clone del PC di controllo ed il terzo dedicato ad altri scopi, come ad esempio progettare mentre la macchina lavora.

Possiamo inoltre fornire sistemi informatici più estesi, che vanno oltre le sole esigenze relative al sistema CNC.

Ricorda che forniamo anche sistemi protetti da gruppi di continuità UPS adeguati per proteggere anche l’intero sistema CNC, compreso il macchinario stesso ed eventualmente anche l’elettromandrino. Abbiamo computer di ogni genere per tutte le esigenze e tutte le tasche, semplicemente spiegaci casa intendi fare e quale tetto di spesa intendi dedicare a questa parte del sistema, ti forniremo un preventivo per prodotti adeguati, certificati per essere 100% affidabili per l’uso con i nostri sistemi, chiavi in mano, garantiti.

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