Как научиться писать программы для станков с чпу
Программирование станков с ЧПУ на современном этапе развития машиностроения и электроники. Плюсы работы в САМ системах, ход написания программ, вопросы оптимизации.
Прогресс микроэлектроники параллельно с повышением требований к качеству обработки, гибкости перенастройки производства вытесняют станки с ручным управлением в сферу ремонта, малого бизнеса и хобби. Программирование станков с ЧПУ – важнейшая часть технологического обеспечения на современных предприятиях.
Программирование заключается в задании взаимосвязанной последовательности команд, представляющих закодированный алгоритм движения рабочих органов, режущего инструмента и заготовки. Наиболее распространенным международным стандартизированным буквенно-цифровым кодом остается ISO 7 bit. Передовые СЧПУ поддерживают как стандартный код, так и фирменные диалоговые языки.
Способы программирования
Процесс программирования можно выполнять:
- Вручную. Технолог составляет программу на удалённом ПК в текстовом редакторе. Затем переносит её в память СЧПУ посредством USB-накопителя, оптического диска, дискеты или через интерфейсные порты, соединенные с ПК кабелем.
- На пульте (стойке) УЧПУ. Команды вводятся с клавиатуры и отображаются на экране. Набор пиктограмм соответствует перечню постоянных циклов, которые можно назначить, сокращая объем записи. Ряд систем (Fanuc система, HEIDENHAIN) поддерживают диалоговый интуитивный интерфейс, где оператор путем последовательного выбора формирует программу обработки.
- Автоматизировано в интегрированных CAD/CAM/CAE системах. Передовой способ, требующий внедрения единой электронной системы на всех этапах производственного цикла.
Первый способ может применяться для программирования простых токарных работ, обработки групп отверстий, фрезерования по двум координатам без обработки профильных кривых. Затраты времени велики, ошибки выявляются на станке.
Программирование с пульта позволяет выполнять всё вышеперечисленное, а при диалоговом языке ввода и более сложные переходы 2,5 и 3-х координатной обработки. Оптимальный вариант для корректировки существующих или создания программ групповой обработки по «шаблону».
Работа в CAM системах, например: MasterCAM, SprutCam, ADEM предполагает получение эскиза, модели из CAD, диалоговый выбор станка, пределов перемещений, приспособлений, инструментов (РИ), режимов, переходов и стратегии обработки, задания корректоров. На основании указанного постпроцессор преобразует траекторию движения РИ в управляющую программу (УП). Виртуальную отработку можно просмотреть на мониторе, исключая явные ошибки (зарезы, неснятый припуск, соударения с оснасткой), оптимизируя траекторию.
Порядок написания программ
Написание программ ЧПУ состоит из последовательности действия, одинаковых для любого способа, выполняемых технологом или автоматически. На подготовительном этапе выполняют:
- Задание параметров заготовки. В САМ системах: габариты, материал, твердость.
- Задание системы координат и нулевых точек.
- Выбор обрабатываемых поверхностей, расчет числа проходов для снимаемого припуска и глубины резания (в САМ предлагаются варианты разбивки).
- Выбор РИ.
- Задание режимов резания: подачи, скорости (числа оборотов) и скоростей ускоренных ходов. САМ системы реализуют автоматический подбор оптимальных, в дальнейшем записываемых в кадрах посредством функций F, S.
- В САМ программах выбирают станок, СЧПУ.
На основном этапе рассчитывается траектория движения центра инструмента, управляющая программа описывает рабочие и холостые перемещения этой точки. При ручном способе технолог рассчитывает координаты всех опорных точек обрабатываемого контура, в которых изменяется направление обхода. Перемещение РИ описывает последовательность кадров, содержащих подготовительную функцию G, устанавливающую вид движения и размерные слова (Х,Y, Z, A, B, C, прочие), задающие перемещения по координатам.
В САМ расчет траектории и формирование программы происходит автоматически.
Далее добавляют вспомогательные функции М, определяющие: остановы, пуски, окончание фрагментов или всей УП. Посредством функций D, H, DR вводят значение корректоров на диаметр, длину, радиус скругления РИ.
Рациональное программирование
Уменьшает число кадров применение подпрограмм, описывающих постоянную последовательность операций или повторяющуюся многократно часть УП. Подпрограммы вызывают из основной командой P. Частным случаем подпрограмм являются стандартные циклы обработки: резьбы, винтовых канавок, пазов, групп отверстий и другие.
Easy Guide 2020 [+ Учебные пособия по обработке]
Изучение основ ЧПУ: общая картина и концепции
Лично я всегда начинаю с общей картины и основных понятий. Они являются основой для более глубокого понимания и дают вам очень важный обзор того, как большие кусочки сочетаются в головоломке. Разобравшись с основами ЧПУ, вы можете углубиться и научиться работать с чпу кусками размером с укус.
Этот общий вид будет выглядеть вполне нормально, если вы планируете зарабатывать на жизнь в мире производства с ЧПУ.Но, для многих любителей, они хотят прыгнуть и купить или построить станок с ЧПУ прямо сейчас.
Вот в чем дело - сначала изучите основы ЧПУ, прежде чем пытаться приобрести станок. Понимание этих основ ЧПУ поможет вам понять характеристики и документацию вашего потенциального нового станка. Они помогут вам понять, о чем говорят люди на форумах (отличные учебные ресурсы!). Это может потенциально сэкономить вам деньги и разочарование.
Вот общая картина, которая поможет вам обойти эти базовые концепции ЧПУ fast .
Изображение большего размера: пошаговое руководство по изготовлению деталей с ЧПУ
Существует 9 шагов для изготовления детали с ЧПУ, описанной ниже. Нажмите на название любого, чтобы развернуть и посмотреть детали для каждого шага.
1
Поставка: создание идеализированной модели CAD детали
Разработайте деталь в программном обеспечении САПР на основе эскизов, фотографий, спецификаций и любых других идей, которые у нас есть для детали. Часть «Идеализирована», потому что мы еще не сделали серьезную домашнюю работу, чтобы оценить, насколько легко будет изготовить деталь.Опытные дизайнеры на этом этапе избегают многих производственных проблем, а новички обнаружат, что им нужно немного изменить, чтобы облегчить изготовление детали.
2
Поставляется: готовая модель САПР + ведомости настройки. Схема изготовления детали
80% стоимости изготовления изделия определяется во время проектирования…
На этом этапе мы оценим, насколько легко изготовить нашу деталь, изменим конструкцию по желанию, чтобы упростить ее изготовление, и составим план изготовления детали, которую мы запишем в нашем Схеме настройки. ,
3
Поставляется: Программа обработки деталей G-Code + Готовый лист настройки
Использование MeshCAM для создания программы обработки деталей G-Code…
Вооружившись моделью САПР и нашим Планом установки, мы готовы погрузиться в CAM, Разговорное программирование, Ручное кодирование или любой другой метод, который мы хотим использовать для создания программы обработки деталей G-Code.
4
Поставка: станок с ЧПУ настроен для выполнения детали
Установка
- это то, где мы получаем станки с ЧПУ, готовые к запуску детали.Мы должны убедиться, что в устройстве смены инструмента есть все нужные инструменты, загружена правильная программа gcode и, в общем, машина готова к работе.
5
Поставка: Программа проверена, готов к запуску детали
Проверка программы - последний шаг перед тем, как мы действительно сделаем реальные сокращения. Целью проверки является проверка правильности программы и правильности настройки станка с ЧПУ, чтобы не было проблем при первом запуске g-кода.Проверка может быть выполнена либо с помощью Cutting Air (простой, но очень трудоемкий), либо с помощью симулятора ЧПУ (также называемого симулятором G-кода).
Щелкните заголовок раздела, чтобы развернуть его и посмотреть, что лучше.
6
Поставка: детали с ЧПУ
После всей подготовки мы наконец-то готовы изготовить несколько стружек и станков с ЧПУ.
7
Поставка: проверенные детали, готовые к чистовой обработке
Закончив обработку на ЧПУ, пришло время для контроля качества.Мы проверим детали, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым спецификациям, допускам и поверхностной отделке.
8
Поставка: часть готова!
Наш последний шаг включает в себя отделку деталей. Это необязательно, поскольку наши запчасти могут не требовать этого. Но существует множество форм отделки, от краски до анодирования, дробеструйной обработки и многого другого.
,Бесплатное учебное пособие [2019]
Вы многому научились. Если вы выполнили последние 5 глав и потратили немного времени на изучение нашего бланка кода g-кода, вы готовы заняться некоторыми простыми программами. Есть еще одна вещь, которую вы должны рассмотреть, и это работа по настройке станка, которая идет рука об руку с любой программой ЧПУ.
Начнем с нуля детали (также называемого нулем программы)
Мы уже обсуждали системы координат ЧПУ в предыдущей главе, поэтому давайте поговорим о том, как настроить систему координат станка так, чтобы она соответствовала той части, которую вы хотите сделать.
Предположим, что вы только что закончили составлять деталь в своем программном обеспечении САПР, и вы готовы сгенерировать для нее некоторый g-код. Одна из ключевых вещей, которую нужно понять, это то, где будет Part Zero. Ваша программа CAD имеет какую-то систему координат, а ваша деталь расположена на чертеже относительно этой системы координат. Если вы никогда раньше не работали с ЧПУ, возможно, вы не обращали особого внимания на это позиционирование. Возможно, вы отодвинули деталь далеко от начала координат 0, 0, 0 в программе CAD, чтобы ее было легче увидеть без слишком близких линий осей.
Возможно, вы захотите пересмотреть эту идею, по крайней мере, пока вы не освоитесь со всеми различными системами координат, которые вы будете использовать для ЧПУ. Вместо этого вам нужно поместить «Part Zero» (на данный момент, происхождение системы CAD или 0, 0, 0) в какое-то место, которое имеет смысл, когда вы будете готовы к обработке материала. Когда ваша программа g-code ссылается на X0 Y0 Z0, это ваш Part Zero. Позже мы можем проявить интерес к рабочим смещениям и другим способам преобразования координат, но при первом запуске станка представьте X0 Y0 Z0 как Part Zero.
Существует множество различных теорий о том, где поставить Part Zero, и важно, насколько простой и естественной будет ваша работа с ЧПУ.
При фрезеровке большое внимание уделяется оси Z. Когда Z = 0, где это должно быть по отношению к детали?
В одной из теорий Z = 0 является вершиной заготовки перед обработкой. Это позволяет узнать, когда ваш резак режет заготовку, а когда - режет воздух. Конечно, когда вы начинаете делать чипы, вы также создаете воздух ниже Z = 0, но все еще приятно знать, где началась эта первоначальная граница.
Другая теория предпочитает, чтобы Z = 0 была некоторой особенностью, которая не перемещается и не будет удалена. Например, это может быть верхняя часть челюсти тисков. Это удобно, если вам нужно удалить свою часть по какой-либо причине. Вам не нужно повторно ссылаться на машину с новым Z0. Это также удобно, если вы обрабатываете детали с немного отличающимися размерами. Например, даже если вы делаете идентичные детали, возможно, вы начинаете с грубого распиленного материала. Точные координаты верха такого материала будут варьироваться от заготовки к заготовке, потому что распиливание не является точной операцией.
Кулинарная книга Рецепт : Мне нравится использовать ноль детали, который соответствует фиксированной челюсти моего тисков, когда я буду использовать тиски для обработки. Как только вы привыкнете делать свои чертежи САПР, имея в виду, это означает, что вы можете подойти к машине, вставить кусок материала в тиски, загрузить программу g-кода, разработанную с этим понятием Part Zero, и немедленно начать механическая обработка после того, как просто навестить машину. Так как тиски, как правило, остаются на машине, не требуется никаких касаний, что является хорошим стимулом для повышения производительности.Если мне нужно переместить тиски или поменять челюсти, не беспокойтесь, я могу просто снова обнулить это место.
Что бы вы ни решили использовать для Part Zero, вы должны знать об этом, и стоит подумать о том, как выбрать Part Zero, который может сэкономить вам немного времени или облегчить понимание.
В чем разница между станком ноль, работа ноль, часть ноль?
Machine Zero - это начало системы координат, которая соответствует перемещению оси станка.Рабочий ноль и частичный ноль - это одно и то же, и они являются источником системы рабочих координат. Другими словами, Work Zero / Part Zero устанавливают WCS, определяя его происхождение. Ваша программа CAM будет иметь возможность указать WCS или Part Zero. При настройке задания вы будете использовать краевые искатели или другие датчики, чтобы точно сказать машине, где находится нулевая точка.
Когда вы запускаете машину, она не обязательно знает что-либо о вашей предпочтительной системе координат. Что он знает, так это то, что называется «Координаты машины».Это фиксированная система координат, которая запекается в машине. Когда вы «переводите» машину в исходное положение или «привязываете оси», вы заставляете ее использовать свои домашние переключатели для точного определения местоположения относительно координат машины. Если ваша машина автоматически не включается, когда вы запускаете ее, было бы неплохо привыкнуть к идее ее поиска, прежде чем делать что-то еще. Если вы столкнулись с аварией или остановились в аварийном режиме, то может быть хорошей идеей поставить машину домой, чтобы она могла восстановить свое потерянное положение.
«Рабочие координаты» - это координаты, о которых вы хотите подумать.Другими словами, рабочие координаты - это те, где станок находится в нулевой точке, когда на его дисплее отображается X0 Y0 Z0. По этой причине Part Zero также может называться Work Zero. Вы можете установить рабочие координаты различными способами. Под словом «установить» я подразумеваю, что вы можете указать машине, как приравнять рабочие координаты к координатам машины.
Система рабочих координат - это то, что ваша машина будет помнить при каждом вызове, хотя вы, вероятно, не должны на это рассчитывать, если не уверены в том, что можете.Поскольку я использую систему Part Zero, совпадающую с точкой на моих челюстях, я могу запустить машину и установить Home, и я знаю, что ожидаемые рабочие координаты. У вас также есть возможность установить несколько систем рабочих координат, что удобно по многим причинам. Мы поговорим подробнее об использовании нескольких систем рабочих координат в следующей статье. А пока давайте сосредоточимся на одном.
Создание системы рабочих координат с помощью «Touch Offs» или «Zeroing»
Давайте поговорим о создании системы рабочих координат с помощью Touch Offs.Мы будем использовать мою систему челюстей, только чтобы сделать обсуждение конкретным, но этот принцип работает для любой рабочей системы координат.
Проще говоря, «Touch Off» - это то место, где вы используете резак для определения рабочего нуля. Мы делаем это по одной оси за раз, поэтому начнем с оси «Z». Есть много способов сделать Touch Offs. Каждый имеет различную точность и требует от вас немного поработать над своей техникой. Метод старой школы использует бумажно-сигаретный рулон, бумага была очень тонкой и общедоступной. Используйте небольшое количество масла, чтобы удерживать бумагу на месте, и медленно перемещайте вращающийся нож, пока он не сдвинет бумагу.Стоп. Резак теперь находится на нуле, за исключением толщины бумаги. Некоторое пробное сокращение и микрометр установят, что это такое. Обязательно используйте один и тот же тип бумаги каждый раз, чтобы толщина была повторяемой.
Более современный и точный метод предполагает использование калибровочного блока. Измерительные блоки подвергаются точной обработке с очень высоким допуском и будут содержать отчет о проверке, в котором будет указано, сколько ошибок в блоке.
НЕ ПЫТАЙТЕСЬ ПРИКЛЮЧИТЬ ИНСТРУМЕНТ С БЛОКА GAGE!
Если вы используете измерительные блоки, ваш резак не должен вращаться.Но независимо от того, вращается ли резак или нет, это плохо для ваших дорогих измерительных блоков и плохо для ваших катеров. Вместо этого переместите режущий инструмент вверх, остановите движение и попытайтесь продвинуть измерительный блок между резцом и заготовкой. В какой-то момент вы будете толкать машину слишком далеко и сможете двигаться назад, пока не сможете скользить между ними.
Вот еще один совет от читателя (спасибо, Пол!), Если вы не хотите использовать измерительные блоки - попробуйте булавку для запястья от двигателя. Они изготовлены из закаленного материала, они точные, они обычно имеют чистовую обработку, и вы можете свернуть их под резаком, чтобы проверить посадку.Фактически, с многих точек зрения форма цилиндра или шарика (большие шарикоподшипники тоже точны!) Имеет большое значение для этого измерения, поскольку они менее чувствительны к тому, является ли поверхность под ними плоской и ровной. Возьмите свой микрометр, чтобы определить диаметр булавки для запястья, и убедитесь, что он не слишком изношен, если он используется.
Когда вы расположите станок на одной оси в точке, которую хотите «обнулить», ваш ЧПУ-контроллер сможет сообщить вам, что это ноль для этой оси.Это важная операция, поэтому убедитесь, что вы знаете, как это сделать на вашем контроллере. Обычно есть одна сенсорная кнопка для обнуления заданной оси и, возможно, другая для обнуления всех осей.
Обратите внимание, что вам не нужно строго измерять частичный ноль. Ваш контроллер будет иметь возможность ввести произвольное значение и сообщить ему, где в данный момент находится подсказка. Это удобно для многих случаев и того, что вы будете делать довольно часто, а также для обнуления. Например, вы можете ввести толщину сигаретной бумаги вместо «0».0000.»
Edge Finders и зонды для установления рабочих координат
Вы не будете долго работать с ЧПУ, прежде чем захотите приобрести Edge Finder или Probe. Это инструменты, которые позволяют быстро и просто найти край какого-либо объекта, чтобы вы могли обнулять его. Искатели кромок бывают разных форм и размеров, от простых вращающихся приспособлений вплоть до причудливых, точных и простых в использовании приспособлений, таких как Haimer 3D «Taster». Да, это не опечатка, они называют их «дегустаторы» из оригинального немецкого языка.
Вот хорошее видеоурок от Tormach о том, как использовать простой инструмент поиска краев:
Простой искатель края…
А вот и демонстрация дегустатора Haimer 3D:
Haimer 3D Taster…
Зонд может быть максимально удобным для выполнения этих операций обнуления. Вот зонд Renishaw, устанавливающий рабочие смещения:
Датчик Renishaw, устанавливающий рабочие смещения на VMC…
Каждый из этих инструментов схож по назначению, только с увеличением возможностей, автоматизации и затрат.Существует множество других инструментов для точного определения местоположения деталей и деталей. Некоторые из них являются более специализированными, например, коаксиальный индикатор Блейка, который используется для определения центров отверстий.
Вы хотите, чтобы некоторые из этих гаджетов были все закреплены в держателе инструмента и были готовы вставлять в шпиндель для настройки работы.
Еще больше примеров того, как найти ноль детали, см. В нашей статье, которая дает 8 способов найти ноль детали.
Мы не будем тратить намного больше времени на такие вещи, так как они более точно являются частью настройки станков с ЧПУ и общих методов измерения для машинистов, чем программирование g-кода как таковое.
Еще больше способов создать нулевую часть
8 способов определения нуля детали на вашем станке с ЧПУ
Упражнения
1. Возьмите руководство к вашему станку с ЧПУ и выясните, как обнулить ваш станок с ЧПУ, чтобы установить рабочие координаты. Посмотрите, как читать координаты машины и рабочие координаты на панели управления тоже.
2. Попробуйте несколько штрихов на вашей машине. Для начала используйте угол лома, застрявшего в тисках, до тех пор, пока не добьетесь успеха.
3. Если у вас есть искатель кромок, 3D Taster или зонд, попробуйте в качестве способа точного определения нуля детали.
4. Решите, какой будет ваша конвенция для Z = 0 и, возможно, Part Zero, и придерживайтесь ее.
,Как сделать программу ЧПУ?
от Helman Jr.
Хотя в станках с ЧПУ, таких как Fanuc, Haas CNC, Siemens Sinumerik и т. Д., Используется несколько систем управления станками с ЧПУ
Но для станков с ЧПУ начального уровня лучше понять и начать изучать станки с ЧПУ элементы управления, которые наиболее широко используются и понятны, и почти любой другой элемент управления cnc имеет некоторые сходства с такими элементами управления cnc.
Таким образом, ЧПУ Fanuc обладает всеми такими свойствами.
Очень просто программировать, учиться и понимать.
Как создать программу ЧПУ
«Как создать программу ЧПУ - серия ЧПУ для начинающих» - одна из статей для начинающих станков с ЧПУ, которые только начали изучать и понимать программирование с ЧПУ / обработка с ЧПУ.
Другие подобные статьи и учебные пособия будут добавлены в будущем.
HelmanCNC.com имеет много таких учебных пособий и примеров программ.
Как сделать программу ЧПУ не работа, вы можете узнать за один или два дня.Чтобы полностью понять работу G-кодов и путей инструментов, потребуется некоторое время.
Терпение и практика - ключ к лучшему пониманию и изучению создания программы ЧПУ.
Вот статья, выбранная для программистов / машинистов с ЧПУ, которые только начали свой путь обработки с ЧПУ.
Очень простая для понимания статья, в которой рассказывается, как сделать программу cnc для токарных станков с ЧПУ.
Программирование ЧПУ для станков с ЧПУ
Ниже приведены некоторые примеры программ, которые помогут вам лучше понять компоновку программы ЧПУ.
Токарный станок с ЧПУ
Токарный станок с ЧПУ Пример программирования
ЧПУ для начинающих и простой пример программирования с ЧПУ
Fanuc G21 Измерение в миллиметрах с помощью токарного станка с ЧПУ Пример программирования
Пример программы для фаски и радиуса с G01
Фрезерование с ЧПУ
Фрезерование с ЧПУ Пример машинного программирования для начинающих
Пример шлицевой фрезерной программы
Пример программы ЧПУ.
