Программирование станков с ЧПУ и его принципы
Программирование контроллера ЧПУ — это своего рода перевод языка общения между людьми и компьютерами. В этом процессе вы возьмете модель автоматизированного проектирования (САПР), которая часто составляется человеком, и превратите ее в набор инструкций, которые машина сможет прочитать, прежде чем воплотить ее в реальность. Существует множество причин, по которым сотрудник или бизнес в целом могут быть заинтересованы в программировании ЧПУ, особенно если обработка на станках и ее бесчисленные процессы являются частью вашей повседневной деятельности. По этой теме можно многое рассказать, так что давайте начнем.
Что такое программирование контроллера с ЧПУ?
Программирование ЧПУ подразумевает, что вы или ваш коллега используете программное обеспечение автоматизированного производства (CAM) для преобразования файла CAD в язык, который может читать станок с ЧПУ, будь то режущий, фрезерный или токарный инструмент (хотя их также можно программировать вручную).
Панель управления котроллера ЧПУ
Это интересный процесс получения CAD-моделей в строки информации, которым затем начнет следовать ваш станок. Он начинается с того, что кто-то разбивает 3D-модель CAD, создавая траектории инструмента, которые аналитически описывают все особенности будущей детали, включая геометрию, отверстия, контуры и пазы. Затем ПО CAM создаст пошаговые инструкции на языке станка с ЧПУ (это называется G-кодом), чтобы все было понятно и ничего не терялось при переводе. После того, как станок получит этот G-код, он сможет двигаться дальше и изготовить деталь в соответствии со стандартами производства, указанными в коде.
Что такое программирование контроллера с ЧПУ?
Программирование ЧПУ подразумевает, что вы или ваш коллега используете программное обеспечение автоматизированного производства (CAM) для преобразования файла CAD в язык, который может читать станок с ЧПУ, будь то режущий, фрезерный или токарный инструмент (хотя их также можно программировать вручную).
Панель управления котроллера ЧПУ
Это интересный процесс получения CAD-моделей в строки информации, которым затем начнет следовать ваш станок. Он начинается с того, что кто-то разбивает 3D-модель CAD, создавая траектории инструмента, которые аналитически описывают все особенности будущей детали, включая геометрию, отверстия, контуры и пазы. Затем ПО CAM создаст пошаговые инструкции на языке станка с ЧПУ (это называется G-кодом), чтобы все было понятно и ничего не терялось при переводе. После того, как станок получит этот G-код, он сможет двигаться дальше и изготовить деталь в соответствии со стандартами производства, указанными в коде.
Важные коды для программирования ЧПУ
Хотя «G-код» является наиболее часто используемым термином для описания языка программирования ЧПУ, его можно разбить на несколько других типов. G-код может относиться ко всему программированию, но он также относится исключительно к геометрической части кода. Вот почему будет полезно знать также следующие термины:
D-коды: этот тип кода может указывать на два разных расстояния: либо смещение инструмента станка от центральной линии, либо величину, на которую он выступает из держателя инструмента.
F-коды: Буква «F» позволяет легко запомнить, что этот тип кода относится к скорости подачи и различным скоростям, с которыми должен работать инструмент во время обработки.
G-коды: они передают геометрию модели машине, чтобы она точно знала, где и когда начинать, останавливаться и как ей следует двигаться между точками.
M-коды : это термин для кода, который не подходит ни под одну из других категорий кодов. M означает «разное», охватывая такие аспекты, как управление охлаждающей жидкостью и шпинделем.
N-коды : Они отслеживают машинный код для вручную написанных преобразований. Они не нужны, если вы используете программное обеспечение CAM для написания и преобразования инструкций.
S-коды : это различные скорости шпинделя, которые станок с ЧПУ должен будет достигать, поддерживать и переключать. (Их также легко запомнить: S = скорость шпинделя!)
T-коды : эти коды помогают станкам понять, какой тип инструмента необходим для определенных участков детали.
Написание собственного кода для ЧПУ
Если вы формально не обучены искусству кодирования ЧПУ, вам предстоит пройти довольно сложную кривую обучения, когда дело дойдет до написания собственного кода. Это выполнимо (с большими усилиями), но мы рекомендуем пройти несколько профессиональных уроков. Они дадут вам хорошее понимание обработки на станках с ЧПУ и программирования, необходимого для различных процессов. Вы также узнаете все тонкости программного обеспечения CAD/CAM и языков, которые используются между компьютерами и станками. Получив эти базовые знания и опыт, вы, скорее всего, предпримете следующие шаги для кодирования языка ЧПУ:
Экспорт: Первый шаг — экспорт модели, созданной в программе CAD, в программное обеспечение CAM. В настоящее время существуют новые приложения, которые интегрировали эти два типа программ, поэтому проверьте, есть ли у вас такая возможность.
Траектории движения инструмента: Далее вы можете либо позволить ПО CAM разработать траектории движения инструмента для предполагаемых элементов, либо сделать это вручную, что обычно лучше для базовых деталей.
Проверка: дважды проверьте правильность траекторий движения инструмента, протестировав их с помощью моделирования в используемом вами приложении (не беспокойтесь, если в программе нет такой функции; доступно множество сторонних программных средств проверки) .
Загрузка на станок с ЧПУ. После создания и проверки кода он готов к загрузке на станок с ЧПУ с помощью флэш-накопителя или локального подключения. После этого станок сможет считать код и приступить к работе.
Ниже представлено изображение 3-осевого станка с ЧПУ, который является одним из примеров инструмента, использующего программирование и коды ЧПУ. Станки с ЧПУ могут обрабатывать все виды материалов, включая пластик, композиты и металлы .
D-коды: этот тип кода может указывать на два разных расстояния: либо смещение инструмента станка от центральной линии, либо величину, на которую он выступает из держателя инструмента.
F-коды: Буква «F» позволяет легко запомнить, что этот тип кода относится к скорости подачи и различным скоростям, с которыми должен работать инструмент во время обработки.
G-коды: они передают геометрию модели машине, чтобы она точно знала, где и когда начинать, останавливаться и как ей следует двигаться между точками.
M-коды : это термин для кода, который не подходит ни под одну из других категорий кодов. M означает «разное», охватывая такие аспекты, как управление охлаждающей жидкостью и шпинделем.
N-коды : Они отслеживают машинный код для вручную написанных преобразований. Они не нужны, если вы используете программное обеспечение CAM для написания и преобразования инструкций.
S-коды : это различные скорости шпинделя, которые станок с ЧПУ должен будет достигать, поддерживать и переключать. (Их также легко запомнить: S = скорость шпинделя!)
T-коды : эти коды помогают станкам понять, какой тип инструмента необходим для определенных участков детали.
Написание собственного кода для ЧПУ
Если вы формально не обучены искусству кодирования ЧПУ, вам предстоит пройти довольно сложную кривую обучения, когда дело дойдет до написания собственного кода. Это выполнимо (с большими усилиями), но мы рекомендуем пройти несколько профессиональных уроков. Они дадут вам хорошее понимание обработки на станках с ЧПУ и программирования, необходимого для различных процессов. Вы также узнаете все тонкости программного обеспечения CAD/CAM и языков, которые используются между компьютерами и станками. Получив эти базовые знания и опыт, вы, скорее всего, предпримете следующие шаги для кодирования языка ЧПУ:
Экспорт: Первый шаг — экспорт модели, созданной в программе CAD, в программное обеспечение CAM. В настоящее время существуют новые приложения, которые интегрировали эти два типа программ, поэтому проверьте, есть ли у вас такая возможность.
Траектории движения инструмента: Далее вы можете либо позволить ПО CAM разработать траектории движения инструмента для предполагаемых элементов, либо сделать это вручную, что обычно лучше для базовых деталей.
Проверка: дважды проверьте правильность траекторий движения инструмента, протестировав их с помощью моделирования в используемом вами приложении (не беспокойтесь, если в программе нет такой функции; доступно множество сторонних программных средств проверки) .
Загрузка на станок с ЧПУ. После создания и проверки кода он готов к загрузке на станок с ЧПУ с помощью флэш-накопителя или локального подключения. После этого станок сможет считать код и приступить к работе.
Ниже представлено изображение 3-осевого станка с ЧПУ, который является одним из примеров инструмента, использующего программирование и коды ЧПУ. Станки с ЧПУ могут обрабатывать все виды материалов, включая пластик, композиты и металлы .
Типы программирования ЧПУ
Мы перечислили три основных метода программирования ЧПУ, которые подходят для большинства типов обработки на станках с ЧПУ, хотя существуют и более узкоспециализированные типы.
1. Руководство.
Ручное программирование — это именно то, как оно звучит, и выполняется программистом, вручную вводящим информацию в консоль управления станка с ЧПУ. Это самая базовая форма, и это не идеальный метод, когда вы пытаетесь запрограммировать сложную геометрию, особенности и действия. Этот метод имеет более высокую вероятность ошибки, просто потому, что программист — человек. Он также не может предупредить вас, если были допущены ошибки или что-то вот-вот пойдет ко дну. Несмотря на это, этот метод все еще используется, потому что он довольно удобен для изготовления простых деталей.
2. Автоматизированное производство.
Это наиболее распространенный тип программирования ЧПУ, который может создавать как простые, так и сложные детали благодаря своей точности и быстрому программному обеспечению. Он может предоставить программистам визуализацию проекта, чтобы лучше его понять и выявить любые потенциальные ошибки. Используя это программное обеспечение, вы сможете увидеть траектории движения инструмента, а программное обеспечение также предупредит вас об ошибках. Программы CAM, как известно, дороги, но они могут сэкономить много времени, энергии и денег, поскольку они могут выполнять все необходимые преобразования между станками с ЧПУ.
3. Диалоговый метод программирования.
Это один из наиболее интересных и удобных вариантов программирования. Этот тип программного обеспечения встроен в определенные станки с ЧПУ и не требует от программиста ввода G-кода. Вместо этого программист может отвечать на вопросы, предлагаемые системой, или записывать что-то на своем стандартном языке, который программное обеспечение станка будет автоматически конвертировать. В настоящее время он используется для более простых деталей, но в отрасли определенно есть место для более продвинутого диалогового программного обеспечения.
Примеры программного обеспечения
Приложения постоянно меняются и развиваются, но ниже приведен список некоторых наиболее распространенных программ, которые вы, скорее всего, будете использовать в наши дни:
1. Руководство.
Ручное программирование — это именно то, как оно звучит, и выполняется программистом, вручную вводящим информацию в консоль управления станка с ЧПУ. Это самая базовая форма, и это не идеальный метод, когда вы пытаетесь запрограммировать сложную геометрию, особенности и действия. Этот метод имеет более высокую вероятность ошибки, просто потому, что программист — человек. Он также не может предупредить вас, если были допущены ошибки или что-то вот-вот пойдет ко дну. Несмотря на это, этот метод все еще используется, потому что он довольно удобен для изготовления простых деталей.
2. Автоматизированное производство.
Это наиболее распространенный тип программирования ЧПУ, который может создавать как простые, так и сложные детали благодаря своей точности и быстрому программному обеспечению. Он может предоставить программистам визуализацию проекта, чтобы лучше его понять и выявить любые потенциальные ошибки. Используя это программное обеспечение, вы сможете увидеть траектории движения инструмента, а программное обеспечение также предупредит вас об ошибках. Программы CAM, как известно, дороги, но они могут сэкономить много времени, энергии и денег, поскольку они могут выполнять все необходимые преобразования между станками с ЧПУ.
3. Диалоговый метод программирования.
Это один из наиболее интересных и удобных вариантов программирования. Этот тип программного обеспечения встроен в определенные станки с ЧПУ и не требует от программиста ввода G-кода. Вместо этого программист может отвечать на вопросы, предлагаемые системой, или записывать что-то на своем стандартном языке, который программное обеспечение станка будет автоматически конвертировать. В настоящее время он используется для более простых деталей, но в отрасли определенно есть место для более продвинутого диалогового программного обеспечения.
Примеры программного обеспечения
Приложения постоянно меняются и развиваются, но ниже приведен список некоторых наиболее распространенных программ, которые вы, скорее всего, будете использовать в наши дни:
- MasterCAM
- Компас 3D
- Вектрич
- Meshcam
- Fusion360
- Solidworks
- Карбид 3D
- HiperMill
