Методы программирования для станков с ЧПУ с примерами

За последние 20 лет технологии ЧПУ перешли в новую эру, компьютеры стали намного мощнее, чем раньше, а вычислительная графика претерпела революционные изменения, что привело к существенным улучшениям в технологии и позволило использовать новые методы для программирования. В этой статье мы подробно рассмотрим методы программирования ЧПУ и некоторые переменные, влияющие на процесс выбора метода программирования.

Способы создания программ для ЧПУ

Программы для станков с ЧПУ могут быть созданы несколькими способами:
✅ Написание G-кодов (кодов по стандарту ISO) вручную в текстовом редакторе (Hard Typed в файле .NC );
✅ Использование программного обеспечения CAM (автоматизированное производство) для создания программы для ЧПУ;
✅ Программирование с помощью встроенного в станок с ЧПУ программного обеспечения для диалогового программирования;
✅ Использование стандартных или специальных постоянных циклов для создания операций обработки;

Все эти методы можно использовать в программировании ЧПУ, каждый метод имеет разные сценарии использования. Прежде чем принять решение о более подходящем методе программирования, необходимо проверить форму детали и свойства обрабатываемой заготовки. Более сложная геометрия заставляет использовать программное обеспечение CAM, а простые можно запрограммировать в контроллере или с помощью G-кодов и стандартных циклов. Прежде чем выбрать метод, нужно подумать о некоторых важных переменных, которые приведут к наилучшему варианту программирования. Рассмотрим эти переменные и другие факторы, указанные ниже.

✅ Количество элементов на детали.

✅ Сложность деталей. Являются ли они сложными или основными геометрическими формами?
✅ Количество операций механической обработки.
✅ Время завершения работы, рекомендованное системой, владение САМ.

Ответы на эти вопросы помогут понять природу процесса выбора метода программирования. Конкретная методика оказывает очень важное влияние на успешное выполнение задач механообработки. Давайте посмотрим на эти переменные, чтобы вы могли увидеть, как работает процесс выбора метода программирования ЧПУ.

✅ Количество функций. Количество функций определяет время выполнения задания, большее их количество означает больше времени и затрат, и оно влияет пропорционально времени и методу программирования. Давайте считать так: одну функцию можно легко запрограммировать вручную с помощью G-кодов, однако, если таких функций 10, управлять программой сложно, поэтому лучший способ сделать это – ПО CAD/CAM или работа с помощью встроенного контроллера станка.

✅ Сложность детали. Форма детали и ее элементы могут быть сложными или просто плоскими поверхностями и координатами. Например, прямоугольную деталь можно легко запрограммировать с помощью рукописного G-кода, однако профиль со шлицами и кругами затруднит программирование, а такие ситуации потребуют много времени и денег.
✅ Количество операций механической обработки. В машиностроении существует огромное количество типов станков, все они имеют специальные возможности для обработки заготовок. С компьютеризированной обработкой на одном станке можно выполнять много различных процессов обработки. Другими словами, круглые и плоские детали можно обрабатывать на одном и том же станке с ЧПУ. Благодаря системам CAD/CAM и высокоточным контроллерам ЧПУ фрезерный станок может использовать оси X и Y для обработки окружности или отверстия.
Поэтому VMC (вертикальный обрабатывающий центр) это универсальное оборудованием, где можно выполнять сразу много различных операций. В традиционной металлообработке нужна комбинированная стратегия программирования, которая сильно затруднит использование контроллера станка с ЧПУ для его программирования.

✅ Владение CAD-CAM. Отсутствие навыков программирования может привести к тому, что вы будете часами сидеть перед контроллером ЧПУ или компьютером, независимо от геометрической сложности детали. В такой ситуации вы в основном пытаетесь разгадать секреты метода программирования, который используете. Это приведет к разочарованию и ошибкам, которые навредят вам, детали и станку.

Давайте двинемся дальше и выясним, как мы можем запрограммировать станок с ЧПУ с помощью этих методов.

Написание G-кодов вручную в текстовом редакторе

Это базовый метод программирования ЧПУ. Однако простые вещи иногда могут быть очень полезными. С помощью G-кодов и M-кодов можно управлять осями X, Y, Z, A, в станке с ЧПУ и перемещать фрезу в декартовой системе координат где угодно. Кроме того, можно указать скорость подачи и скорость вращения шпинделя.

На самом деле другие методы программирования, такие как стандартные циклы, встроенные системы диалогового программирования и программное обеспечение CAM, генерируют для нас коды G и M. Этот метод удобен, если вы просто просверливаете отверстие или выполняете чистовую обработку уступа, а также облицовки плоской поверхности.

Однако, если программа имеет ошибки, ею трудно управлять, и у вас будет больше шансов сломать ваш станок с ЧПУ из-за основных ошибок. Хорошо, что вы можете написать эту программу любыми методами. Давайте воспользуемся этой возможностью, чтобы получить представление о том, как написать рукописную программу ЧПУ с G-кодом.

Это базовый метод программирования ЧПУ. Однако простые вещи иногда могут быть очень полезными. С помощью G-кодов и M-кодов можно управлять осями X, Y, Z, A, в станке с ЧПУ и перемещать фрезу в декартовой системе координат где угодно. Кроме того, можно указать скорость подачи и скорость вращения шпинделя.
На самом деле другие методы программирования, такие как стандартные циклы, встроенные системы диалогового программирования и программное обеспечение CAM, генерируют для нас коды G и M. Этот метод удобен, если вы просто просверливаете отверстие или выполняете чистовую обработку уступа, а также облицовки плоской поверхности.
Однако, если программа имеет ошибки, ею трудно управлять, и у вас будет больше шансов сломать ваш станок с ЧПУ из-за основных ошибок. Хорошо, что вы можете написать эту программу любыми методами. Давайте воспользуемся этой возможностью, чтобы получить представление о том, как написать рукописную программу ЧПУ с G-кодом.

Создание базовой программы ЧПУ

Создадим минимальную программу G-кода VMC-HMC (вертикально-горизонтальный обрабатывающий центр) для сверления двух отверстий:
G21 G90 G54;
G1 М6;
С1000 М3;
М08;
G00;
Х50. Y0.
G43 H1 Z10;
G81 З-20. F120;
Х-50;
G80;
G00;
G91;
G28 Z0;
G28 Х0. Y0;
М05;
М30;
Программа ЧПУ представляет собой комбинацию трех фрагментов кода G и M. Первый фрагмент кода оранжевого цвета — это раздел подготовки всей программы. В этом разделе мы даем команду контроллеру ЧПУ подготовиться к работе. Сообщаем ЧПУ о выборе метрической системы, выборе системы координат, управлении охлаждающей жидкостью, инструментом и скоростью шпинделя. В синем разделе мы перемещаем станок с ЧПУ в процесс обработки, на текущем этапе движения станка видны невооруженным глазом. Если бы у нас было больше отверстий разной глубины, они были бы здесь, потому что мы подготовили машину к перемещению с настройками T1. Если бы у нас была операция с другим инструментом (например, инструментом 2-T2), мы бы использовали оранжевые фрагменты в будущем для подготовки к следующей операции. В фиолетовом разделе мы готовим контроллер к завершению программы. В этом разделе нам нужно закрыть охлаждающую жидкость, верхний шпиндель и отправить ЧПУ в исходное положение для процесса загрузки-выгрузки детали. Ознакомьтесь с этим подробным объяснением, чтобы понять структуру программы и значения G-кода:
ГG21 G90 Г54; -> Выбор (G21) миллиметра в абсолютном режиме (G90) с использованием первой (G54) системы координат:

Т1 М6 ; -> (M6) Крепление (T1) Инструмент-1

С1000 М3 ; -> (M3) Поверните инструмент по часовой стрелке на (S1000) 1000 об/мин.

М08 ; -> Открыть охлаждающую жидкость

G00 ; -> Будьте готовы к быстрому (быстрому) позиционированию

Х50. Y0. -> Перейти к X50. Y0. координаты

G43 H1 Z10. ; -> (G43) Возьмите (H1) смещение высоты инструмента 1 и переместитесь на Z10.

G81 З-20. F120. ; -> В режиме прямого сверления (цикл сверления) просверлите отверстие глубиной 20 мм, двигаясь со скоростью 120 мм в минуту (в X50. Y0.)

Х-45 ; -> Просверлите отверстие в X-45. Y0.

Г80; -> Закрыть цикл сверления, чтобы позиции не повторялись для цикла прямого сверления.

G00; -> Будьте готовы к быстрому (быстрому) позиционированию

G91; -> Измените режим на инкрементную систему, чтобы она двигалась с последней точки

G28 Z0. ; -> Перейти к верхнему пределу оси Z (исходное положение Z)

G28 Х0. Y0. ; -> Перейти к пределам осей X и Y (исходное положение X и Y)

M05 -> Остановить шпиндель (инструмент вращается со скоростью 1000 об/мин)

М30; -> Конец программы (подайте звуковой и световой сигнал, подтверждающий завершение программы.

Использование стандартных циклов для создания программ ЧПУ

Постоянные циклы стандартизированы и готовы к использованию фрагментов кода G&M, вы можете думать о них как об акценте в G-кодах. Контроллер ЧПУ — это компьютер, который управляет движениями станка с ЧПУ. С помощью пары волшебных слов мы можем дать команду контроллеру просверлить глубокое отверстие с тысячами проколов (процессы очистки сверла при сверлении глубоких отверстий). Если мы попытаемся написать программу с помощью G-кода, это будет слишком неудобно.
Например:
G83 X10.0 Y0. Z-10 R3 Q10;
Х-10;
G80;
Этот код в основном сообщает контроллеру, что нам нужны 2 отверстия глубиной 10 мм на X10. Y0. , Х-10 У0. Кроме того, мы даем команду контроллеру использовать цикл сверления с просверливанием G83, с помощью Q10 мы сообщаем контроллеру о необходимости очистки сверла через каждые 10 мм сверления. Как видите, вы можете многое сделать с меньшим количеством G-кода. Однако улучшенные контроллеры имеют более новые циклы, и в наши дни все бренды имеют разный синтаксис циклов, поэтому найти подходящий может быть непросто. Стандартные циклы дают вам большую мощность, и вы можете легко программировать отверстия, прямоугольные карманы без каких-либо CAD/CAM и рукописных жестко закодированных программ ЧПУ.

Наконец, вы можете видеть, что есть много возможностей для создания программ ЧПУ. Рукописные G-коды и стандартные циклы хороши для базовых задач с быстрым откликом. Однако системы CAD/CAM могут быть сложными; однако эти системы CAD/CAM открывают двери для сложной обработки поверхностей и повышения эффективности. Современные производства используют все большее количество систем CAD-CAM, чтобы получить конкурентное преимущество. Выгодней сосредоточиться на системах CAD-CAM.