Программист станков с чпу
Программирование станков с ЧПУ (станков с числовым программным управлением) — это создание программных инструкций для управляющих станком контроллеров. Станки с ЧПУ — неотъемлемая часть автоматизации производства, которая повышает его эффективность и прибыльность. Эта статья расскажет вам о том, что такое ЧПУ, какие типы станков с ЧПУ существуют, как составлять и писать программы для станков с ЧПУ.
Введение
У каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, эта статья фокусируется на процессе обработки на станках с ЧПУ, обрисовывая основы процесса, а также различные компоненты и инструменты станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процесса обработки с ЧПУ. Здесь вы узнаете о том, как составлять программы для станков с ЧПУ, то есть — самые основы написания программ для станков с ЧПУ — вот о чем эта статья.
1. Программирование станка с ЧПУ: общие сведения
Источник:autodesk.com
Обработка на станках с ЧПУ применяется в производстве разного масштаба — от небольших мастерских до крупных представителей промышленности.
«ЧПУ» означает «числовое программное управление», а определение обработки на станках с ЧПУ строится на том, что это производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные элементы управления и станки для удаления материала из заготовки. Этот процесс подходит для различных материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пену и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как автопром и аэрокосмос.
Если говорить о самом станке с ЧПУ — это любой станок для обработки или создания деталей, который управляется заданной программой и выполняет действия автономно, без участия оператора; включая в том числе, но не исключая неназванных: фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, лазерные граверы и резаки, многофункциональные обрабатывающие центры, станки электроэрозионной резки, станки абразивной резки, 3D-принтеры любого типа также являются станками с ЧПУ, хоть и используют аддитивный а не субтрактивный процесс; существуют также устройства, совмещающие в себе процессы удаления и добавления материала (МФУ — многофункциональные устройства, обычно это гибрид фрезера с ЧПУ и 3D-принтера).
Пятиосевой фрезерный станок с ЧПУ / Источник: i.ytimg.com
Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка на станках с ЧПУ, отличаются от аддитивных производственных процессов, таких как 3D-печать, или процессов формовочного производства, таких как литье под давлением и штамповка. В то время, как процессы вычитания удаляют часть материала заготовки для создания нужных форм и конструкций, аддитивные процессы добавляют материал, а процессы формирования изменяют его форму без изменения объема. Автоматизированная обработка на станках с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали и обеспечивать экономическую эффективность при выполнении единичных и средних объемов производства. Несмотря на то, что обработка на станках с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности получаемых деталей и экономическая эффективность в ее рамках ограничены.
2. Типы станков с ЧПУ
Источник: autodesk.com
В зависимости от выполняемой операции, используются различные станки с ЧПУ. Для изготовления одной детали на разных стадиях может применяться разное оборудование. Общим для всех станков с ЧПУ остается сам принцип автономной работы и программного управления.
2.1. Сверлильный станок с ЧПУ
Источник:proakril.com
В сверлении используются вращающиеся сверла для образования цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет отходам металла, то есть стружке, падать с заготовки. Существует несколько типов сверл, каждый из которых используется для конкретного применения. Доступные типы сверл включают: сверла для точения (для изготовления мелких или направляющих отверстий), сверла для долбления (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для сверления без направляющего отверстия) и другие.
2.4.Фрезерное оборудование с ЧПУ
Фрезерный станок со сменой инструмента VENO UA481-2040-A4 / Источник: top3dshop.ru
Для фрезерования используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты. Фрезерные инструменты ориентированы горизонтально или вертикально, это могут быть концевые фрезы, спиральные и фасочные фрезы и другие виды фрез.
Фрезерные станки с ЧПУ могут быть ориентированы горизонтально или вертикально, иметь три и более степени свободы — геометрические оси взаимного перемещения инструментов и заготовки.
2.3.Токарное оборудование с ЧПУ
Источник: besplatka.ua
В токарной обработке используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами для черновой, чистовой обработки, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезания и обработки канавок. Многие токарные станки с ЧПУ снабжены системой автоматической замены инструмента в процессе работы.
2.4. Модели станков с ЧПУ
Источник: rozetka.com
Станки с ЧПУ доступны в стандартных и настольных моделях. Стандартные станки с ЧПУ — это типичные станки промышленного форм-фактора, настольные станки с ЧПУ — это небольшие, более легкие станки. Обычно настольные модели работают с более мягкими материалами, такими как дерево, пенопласт и пластик, производят более мелкие детали и подходят для легких и умеренных объемов производства. Доступные типы настольных станков с ЧПУ включают: лазерные резаки и граверы, фрезерные станки размером с плоттер и другие.
3. Как составлять программы для станков с ЧПУ
Источник: vseochpu.ru
Раньше для программирования станков с ЧПУ использовались перфоленты, перфокарты и прямой ввод операций в контрольный блок. Сейчас управляющая программа составляется как правило заранее, в специальном ПО, и либо переносится на станок с помощью переносного носителя информации (например USB-флешки), либо передается напрямую по внутренней сети предприятия.
Разработка программы для станков с ЧПУ включает в себя следующие этапы:
- Разработка модели САПР
- Преобразование файла CAD в программу ЧПУ
- Подготовка станка с ЧПУ
- Выполнение операции обработки
3.1. Модели САПР
Источник: ostec-3d.ru
Процесс обработки начинается с создания в ПО цифровой модели детали. Программное обеспечение САПР позволяет разработчикам и производителям создавать модель своих деталей и изделий вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для дальнейшего изготовления.
Размеры и геометрия детали ограничены возможностями станка и инструмента. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, дизайн инструмента и его характеристики также ограничивают возможности проектирования, вводя такие обязательные величины как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также сложность внутренних полостей и элементов.
По завершении проектирования в САПР проектировщик экспортирует модель в совместимый с системой станка формат файла.
3.2. Конвертация файлов САПР
Источник: rflira.ru
Отформатированный файл проходит через программу CAM, в которой модель преобразуется в управляющий код для станка.
Станки с ЧПУ используют несколько форматов исполняемого кода, такие как G-код, M-код и другие. Наиболее известный и применяемый из них — G-код. М-код может управлять вспомогательными функциями машины.
Как только программа работы сгенерирована, оператор загружает ее в станок с ЧПУ.
3.3. Подготовка станка с ЧПУ
Источник: pinterest.com
Прежде чем оператор запустит программу, он должен подготовить станок к работе, в первую очередь — установить исходную заготовку и инструмент, убедиться в исправности станка и функционировании всех систем, при необходимости провести калибровку.
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 к созданию чертежей САПР, помните, что вы можете подойти к машине, вставить кусок материала в тиски, загрузить программу g-кода, разработанную с учетом этого понятия 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.
,Задумывались ли вы, что такое различные виды программного обеспечения ЧПУ и как они все сочетаются друг с другом?
Думайте о программном обеспечении с ЧПУ как о цифровом инструменте. Эта статья познакомит вас со всеми видами «инструментов» программного обеспечения с ЧПУ, которые вы можете получить, для чего они нужны и как все это сочетается.
Затем я перешел на ЧПУ и начал замечать, что многие инструменты больше не нужны. Хотя мне бы хотелось иметь 4-ю ось, мне, например, не требовался поворотный стол.Но неожиданно у меня появилась совершенно новая категория инструментов. По крайней мере, мне была нужна программа CAD для создания чертежей, которые я затем передал бы в программу CAM, чтобы сгенерировать gcode, который должен был быть действительно продуктивным с машиной.
Редакторы G-Code, калькуляторы кормов и скоростей не отставали. Существует много других видов программного обеспечения для ЧПУ, которые я назвал «Цифровой инструмент», которые важны для работы с ЧПУ.
Digital Tooling: нам нужно столько же инструментов для ЧПУ, сколько и сложных инструментов, чтобы стать успешными пользователями ЧПУ…
Некоторые машинисты забавляются о Digital Tooling.Я разговаривал с машинистами, которые тратят сотни на нестандартные фрезы и хотят сохранить их жизнь как можно дольше, но стоят 79 долларов за сложный калькулятор подачи и скорости, который является ключом к увеличению срока службы инструмента. Это не займет много сэкономленных резцов очень долго, чтобы полностью заплатить за этот калькулятор подачи и скорости!
Или, в другом случае, они гордятся тем, что у них есть название бренда, а не клоновый Haimer 3D Taster или Blake Coaxial Indicator, но им нужна дешевая или бесплатная часть программного обеспечения с ЧПУ.Пойди разберись.
С ЧПУ ваш цифровой инструмент будет иметь большее влияние на производительность, чем любой ваш «настоящий» инструмент. Как обычно, лучше иметь лучший инструмент, но с ЧПУ особенно важно иметь хорошее программное обеспечение с ЧПУ. Только в ЧПУ программное обеспечение ЧПУ может полностью преобразовать вашу производительность способами, о которых даже не мечтали при ручной обработке.
Простая аналогия позволяет понять, почему Digital Tooling так важен для ЧПУ:
ЧПУ для ручной обработки, как текстовый процессор для пишущей машинки.
ЧПУ для ручной обработки, как обработка текста для ручной пишущей машинки.
Я люблю сладкого Монарха 10EE так же, как и следующий парень. Но ЧПУ невероятно более продуктивен, особенно если у вас нет многолетнего опыта, который делает хорошего ручного машиниста непревзойденным мастером, которым он является. Для большинства из нас конечный результат от ЧПУ выглядит гораздо лучше и с гораздо меньшими усилиями. Я был так счастлив, что нашел его, почти с самой первой части, которую я сделал на своем ЧПУ.
Если мы продолжим аналогию с инструментами для пишущих машинок / текстовых процессоров, то пишущим машинкам понадобятся бумага, ленты и корректирующая жидкость. В текстовых процессорах по-прежнему используются принтеры, для которых может потребоваться бумага и картриджи с тонером, но им не нужно исправлять жидкость. Более того, существует мир нового программного обеспечения, которое открывается, как только мы вводим ПК (в этой аналогии играет роль ЧПУ).
У вас есть текстовый процессор, и разные текстовые процессоры имеют совершенно разные уровни производительности, как вы, вероятно, обнаружили.Внезапно появляются электронные таблицы, программы для создания слайдов и многое другое, чего не было и не могло иметь смысла только с помощью пишущей машинки.
Подумайте, что все это значит в этой аналогии, и вы начнете понимать, как программное обеспечение с ЧПУ так важно для того, чтобы стать лучше!
На этой странице приводится сводная информация о различных видах программного обеспечения с ЧПУ, доступных для пользователей с ЧПУ. Это даст вам представление о том, как все это сочетается.
Примечание для начинающих:
Эта статья является обширным, но не очень глубоким руководством.Он пытается рассказать вам, что делает каждый вид программного обеспечения с ЧПУ, чтобы вы понимали, как все это сочетается. Но, если вы хотите сосредоточиться на самостоятельном изготовлении деталей, вам также следует ознакомиться с нашим Руководством для начинающих по созданию лучшего программного обеспечения CADCAM.
Он ориентирован на лазерную обработку всего лишь трех программных пакетов, которые вам понадобятся начинающим, и полон удивительных инструкций по покупке, советов по оценке, идей для обучения и, самое главное, содержит руководство по секретным предложениям на сеть, чтобы получить вам самое популярное программное обеспечение как можно дешевле.Это эксклюзивные предложения, которые мы исследовали, о которых мало кто знает. Так что проверьте это, если вы хотите начать работу с собственным программным обеспечением ЧПУ в ближайшее время.
CAD CAM Software: Программирование с ЧПУ
Давайте начнем с краткого обзора того, как большинство gcode перемещается из программного обеспечения на компьютер, где его можно выполнить для создания детали. Это программное обеспечение ЧПУ, необходимое для программирования станков с ЧПУ. По большей части мы говорим о программном обеспечении CAD CAM, но не исключительно.
Кстати,Gcode - это основной язык, который говорит вашему станку с ЧПУ, что делать. Вы можете узнать все об этом из нашего бесплатного учебника по GCode.
Если у вас есть обычный фрезерный станок с ЧПУ, токарный станок, токарный станок или 3D-принтер, вот как выглядит базовый рабочий процесс программного обеспечения CAD CAM:
CADCAM Software Workflow: от чертежа САПР, до кода GCode, до детали…
В этом рабочем процессе используются следующие типы программного обеспечения ЧПУ:
- CAD Software : Используется для проектирования деталей.Результатом работы САПР являются чертежи и твердотельные модели.
- Программное обеспечение CAM : программное обеспечение CAM анализирует чертеж САПР, получает данные от машиниста или программиста и выводит g-код для контроллера станка.
- Программное обеспечение «Slicer» :
Представьте, что это CAM для 3D-принтеров. Однако обычно это намного проще, чем программное обеспечение CAM.
CAD, а затем ПО CAM или Slicer Software приводят к созданию файла GCode, который затем передается на ваш станок с ЧПУ или 3D-принтер.Затем машина выполнит GCode, чтобы выполнить вашу часть.
Для облегчения этого процесса доступно множество других видов программного обеспечения с ЧПУ, таких как:
- Другие приложения для программирования с ЧПУ: доступно множество других видов программного обеспечения с ЧПУ, ориентированного на g-код, полезного для программистов с ЧПУ, в том числе симуляторы G-кода, редакторы G-кода и программное обеспечение для проверки G-кода.
- управляющее программное обеспечение с ЧПУ. Контроллер станка может быть автономным программным обеспечением или может представлять собой запатентованную комбинацию программного и аппаратного обеспечения.Его работа заключается в том, чтобы взять g-код и произвести правильные электрические выводы, чтобы заставить станок с ЧПУ двигаться.
- Утилиты ЧПУ: Для расчета скорости подачи и скорости и многих других функций доступно множество утилит ЧПУ.
- Другое программное обеспечение для производственного цеха и производства: Программное обеспечение для управления запасами инструментов, оценки стоимости работ и выполнения многих других функций, связанных с управлением операциями и максимизацией прибыльности обработки и производственных операций.
Хорошо, теперь давайте рассмотрим и рассмотрим каждый из них более подробно.
CAD и программное обеспечение для твердого моделирования: создание чертежа
Программное обеспечениеCAD используется для создания чертежей, которые являются отправной точкой для многих проектов ЧПУ. Существует множество различных рынков для САПР. ЧПУ в значительной степени занимаются механическими САПР, в отличие от таких рынков, как архитектурный. Наиболее распространенные программы на рынке механических САПР включают:
- AutoCad и Inventor: программное обеспечение САПР от Autodesk
- Solidworks: лидер на рынке параметрических САПР от Dassault Systems
- Rhino3D: 3D-моделирование с явным моделированием (также называемое прямым манипулированием).
- Fusion360 и Onshape: программное обеспечение Cloud CAD нового поколения.
Я перепробовал все эти программы, и моя любимая - Rhino3D, за которой следуют Fusion360, Onshape и Solidworks. Я не рекомендую ни одного из них по сравнению с другими - я просто говорю вам о своих предпочтениях.
Чтобы найти наилучший пакет для ваших собственных нужд, попробуйте CNCCookbook - 3 шага для выбора программного обеспечения CAD .
Первая часть, которую я когда-либо делал, была нарисована в Rhino 3D и была сделана для проекта цангового патрона на моем старом токарном станке с ручным управлением
Тщательно выбирайте свой пакет САПР.Скорее всего, это программное обеспечение с ЧПУ, с которым вам придется больше всего времени проводить. Существует существенная кривая обучения, связанная с превращением
в изящную 3D-модель детали, которую вы планируете сделать. Это совершенно другой процесс, чем рисование эскизов на обратной стороне салфетки, и пока вы не станете опытным специалистом, он может быть крайне разочаровывающим и пугающим.
Не волнуйтесь - даже самые заядлые эксперты проходят обучение и, в конце концов, улыбаются и могут создавать удивительные рисунки.И все мы ненавидим изучать новое программное обеспечение САПР, LOL!
Для своего первого программного обеспечения САПР я купил копию Rhino 3D версии 3 и обнаружил, что она проста. Я начал с пробной версии, которая ограничена 25 сохранениями или чем-то подобным. Я пробовал их два основных урока в пробной версии, и когда я получил свою официальную копию, я смог вытащить заднюю панель патрона 3 вида примерно за час. Я подумал, что это не так уж плохо, учитывая все обстоятельства!
Сегодня я, вероятно, смогу выполнить эту работу за 10 минут, учитывая, что я намного лучше знаком с Rhino3D.
Готовимся «вычесть» отверстия
на задней панели…
Я использую шестиугольники или другие многоугольники, чтобы выложить болты
кругов…
Параметрическое и прямое редактирование 3D CAD
Это важное различие, чтобы хорошо понимать. Параметрический разработчик моделей использует ограничения (или параметры, отсюда и название) для определения размеров и относительной ориентации моделируемых объектов.Явное моделирование не поддерживает историю параметров. Каждый новый объект может быть создан самостоятельно.
Какие плюсы и минусы? Сегодня различие между ними является довольно горячей темой в мире САПР. Долгое время параметрический считался самой высокой производительностью. В последнее время люди начинают подвергать сомнению это предположение и более внимательно изучают явное моделирование. По всей вероятности, они встретятся где-то посередине с параметрическим программным обеспечением САПР, которое будет разрабатывать функции явного моделирования и наоборот.Если вам интересно, есть несколько хороших статей, чтобы проверить.
Мне нравится думать об этом так. Параметрический САПР выделяется в двух областях:
- Создание семейств похожих продуктов. Например, представьте, что вам нужно создавать модели для всех разных размеров болтов с цилиндрической головкой. С помощью параметрической вы создаете одну модель, параметризованную в соответствии со стандартными размерами SHCS, и все готово. При явном моделировании вам придется создавать новую модель для каждого винта с нуля.
- Работа с большим количеством заказов на изменение. Предположим, вы вовлечены в производственный процесс, который распределен по нескольким компаниям. Поскольку связь по таким длинным каналам не очень хорошая, все делается с помощью заказов на изменение, и есть много заказов на изменение. Правильно созданная параметрическая модель позволяет легко реагировать на изменения.
Как вы можете видеть, параметрический - это создание множества версий одной модели. Когда это вызов, вы получите максимальную производительность с помощью параметрического пакета САПР.С другой стороны, явное моделирование (также называемое прямым моделированием) выгодно, когда вы, скорее всего, собираетесь создать только одну модель, и вы не сильно ее измените после ее создания. Если вы знаете, что хотите, гораздо быстрее это сделать с помощью явного моделирования. Настройка всех различных параметров в параметрических требует много дополнительных усилий. Кроме того, гораздо проще выучить явные пакеты моделирования. Параметрическое мышление не особенно естественно и требует некоторой подготовки и опыта, прежде чем оно станет второй натурой.
2D против 3D
Мне тяжело волноваться о 2D-пакетах в наши дни. Получить полноценный 3D-пакет не намного дороже, и вы можете использовать множество 3D-пакетов для создания достойных 2D-чертежей. Вопрос о том, нужно ли вам делать много 2D-чертежей, возможно, из-за организационных стандартов, хорош ли выбранный вами пакет или нет.
Облачное или настольное программное обеспечение с ЧПУ?
Мы живем в эпоху Интернета, и вместе с Интернетом приходит Cloud CNC Software.CAD не является исключением. На момент написания этой статьи двумя самыми популярными облачными CAD-пакетами являются Onshape и Autodesk Fusion360. Оба довольно мощные, и совершенно новые. У них есть бесплатные пробные пакеты, которые позволят вам попробовать их перед покупкой. Их самая большая проблема заключается в том, что они не настолько многофункциональны, стабильны или не способны интегрировать и обмениваться файлами, а также программным обеспечением для настольных ПК. Но они быстро улучшаются, и они могут быть намного дешевле, чем настольное программное обеспечение с ЧПУ, поэтому стоит попробовать.
Fusion 360 стал особенно популярным, потому что он включает в себя встроенное высококачественное программное обеспечение CAM, поэтому он может быть просто универсальным магазином для пользователей ЧПУ.
CAM Software: чертежи для G-кодов
Программное обеспечение CAM берет чертеж из САПР и выдает g-коды, которые вы можете ввести в свое программное обеспечение управления машиной для управления машиной. CAM означает « C omputer A с номером M anufacturing». Часто возникает путаница относительно его связи с САПР, и многие программы САПР имеют встроенную возможность САМ или наоборот.
Полностью интегрированное решение является желательным, но не обязательным, а некоторые могут быть очень дорогими или могут заставить вас пойти на компромисс, который вы не сделали бы иначе.Исключением из этого правила является Fusion360, в котором есть как хорошие CAD, так и CAM, включенные в один пакет
В этой категории доступно множество программ, в том числе:
- Meshcam : самый простой в мире пакет CAM. Мне очень понравился MeshCAM, и я решил стать для них дилером.
- HSMWorks : новый взгляд на CAM, чрезвычайно мощный и даже доступный в облаке с помощью Fusion 360.
- OneCNC : Первый пакет CAM, который я выучил, он прост в использовании и очень популярен в нашем опросе CAM.
- Mastercam : лидирующий на рынке пакет CAM по многим параметрам.
и многие другие. Мы периодически проводим недельный опрос посетителей CNCCookbook, чтобы узнать, какой пакет CAM они использовали. Стоит просмотреть статью за результатами.
Чтобы получить представление о том, что такое CAM, ознакомьтесь с нашей статьей «Секреты CAM для начинающих». В нем мы шаг за шагом проведем вас через создание одной и той же детали с помощью двух разных недорогих пакетов - MeshCAM и CamBam.Он быстро подскажет, что делает CAM и как вы его используете.
Как выбрать пакет CAM?
Как вы должны оценить пакет CAM? Выберите самый популярный? Выбрать самый мощный?
Я предпочитаю задавать ряд вопросов, предназначенных для получения сбалансированного представления о том, какой пакет будет подходить для ваших нужд. Оценка пакета CAM для определения того, какой из них подходит вам, - серьезный бизнес, в который стоит вложить определенные усилия. Вы можете получить демонстрации продаж пакетов, которые вы рассматриваете, но в идеале вы хотели бы, чтобы они были выполнены с использованием ваших собственных конструкций деталей, которые вы будете производить.Избегайте консервированных демонстраций, потому что они всегда выглядят более гладкими, чем они есть на самом деле. Многие из тех же вопросов, которые мы упоминаем для CAD, возникают и при выборе CAM:
- Ваши клиенты могут принести вам рисунки, созданные в определенном формате? Если это так, убедитесь, что пакет CAM хорошо работает с этим форматом. Я не сторонник необходимости интегрировать CAM в мой пакет САПР, но одна вещь, которую он гарантирует, это то, что САМ будет действительно хорошо работать с файлами пакета САПР, с которым он интегрирован.
- Насколько легко нанять программистов, которые уже знают программное обеспечение? Переключить CAM намного сложнее, чем CAD, только потому, что он сложнее и разнообразнее.
- Хорошее ли программное обеспечение для тех видов работ, которые вам нужны? Лучшие 2/1-мерные пакеты обработки могут не быть лучшими в 3D, а 4-х или 5-ти осевая - это еще одна игра в мяч.
- Существует ли активное онлайн-сообщество пользователей, к которому вы можете обратиться за помощью и дополнительными продуктами?
- Хотите интегрированную комбинацию CAD / CAM?
- Доступные траектории и другие ключевые функции производительности, такие как остальная обработка.(См. Сводную страницу траектории для получения дополнительной информации о траекториях, а также на странице Методы фрезерования траекторий)
- дополнительные расходы и гибкость, особенно в отношении постпроцессора. (См. Мою статью о постпроцессорах, чтобы узнать больше о постпроцессорах и покупке CAM)
- Качество обучения, чтобы начать вашу производительность.
Делая покупки для CAM, я решил взглянуть на сообщества пользователей для каждого пакета и проверить, какие детали были изготовлены
с помощью различных программ.Позвольте мне показать некоторые из
частей и проектов, с которыми я столкнулся в своих поездках:
A Головка цилиндра мотоцикла с ЧПУ…
Боевые бои пингвинов!
Клапанные крышки…
Шлепок для детской повозки Bling…
Было намного больше, чем это, но это были некоторые из моих любимых из моего первоначального поиска (вы можете видеть, что мой интерес к выбору ЧПУ был связан с автоспортом!).Я думаю, что многие машинисты были бы рады и горды назвать любой из этих проектов своим собственным. Они явно отражают большой талант своих создателей. Тем не менее, они также отражают некоторые возможности программного обеспечения ЧПУ.
Было бы трудно представить, чтобы даже действительно опытный г-кодер или механик-ручник выполнил эти работы без огромных усилий. Я не хочу сказать, что ваш выбор программы CAM облегчает, но, по крайней мере, делает это возможным.
Начинающие и любители: не делайте свой первый CAM-пакет должен быть последним!
Если вы управляете машинным цехом, ваши потребности в CAM начнут быть довольно продвинутыми.Эти пакеты дороже и сложнее в освоении, поэтому вы не хотите делать неправильный выбор. Вы также имеете дело с потенциальными взаимодействиями со сторонними организациями, которые могут повлиять на вашу производительность, поэтому более важным является обеспечение интеграции САПР или обмена файлами с широким спектром входящих источников.
Любители и начинающие находятся в другом месте. Их кривая обучения шире, чем у профессионала, который уже знает обширные вещи, и гораздо менее глубока. Вы не пытаетесь выяснить 5-осевые траектории или программирование поворотных кругов в первый день как любитель.Ваша задача - это как можно быстрее и проще изготовить относительно простую деталь. У вас также нет такого размера бюджета, который может иметь ваш профессиональный партнер.
Исходя из всего этого, я считаю, что вы должны выбрать свой первый CAM-пакет, основанный на простоте использования, а не на выборе самого мощного пакета, на который вы можете положиться. Проще говоря, вы еще не настаиваете на оценке этих мощных пакетов. Вам нужно пройти через большую кривую обучения и получить некоторые детали под свой пояс.Решение этой проблемы - главная причина, по которой мы начали использовать MeshCAM здесь, на CNCCookbook.
MeshCAM была разработана с самого начала, чтобы упростить процесс изготовления деталей, чтобы вы могли добиться успеха раньше. Вероятно, это будет не последнее программное обеспечение CAM, которое вы когда-либо купите, но, скорее всего, это будет самое простое программное обеспечение CAM, которое вы когда-либо пробовали. Вы обнаружите, что можете пойти довольно далеко с этим, и, возможно, вы никогда не достигнете стадии, требующей более изощренного пакета. Но если вы это сделаете, к тому времени, когда вы туда доберетесь, вы будете гораздо лучше осведомлены, и деньги, которые вы тратите на MeshCAM, будут очень скромными.
От одного пользователя MeshCAM я услышал захватывающую историю. Они используют MeshCAM и одну из популярных полнофункциональных программ CAM. Я спросил парня, почему, и он сказал, что MeshCAM настолько быстрее и проще, что ему нравится использовать его для программирования своих приборов. Светильники, как правило, проще, чем детали, и время, затрачиваемое на их изготовление, гораздо менее критично, чем стружка каждую секунду от той детали, которая может потребоваться для изготовления тысяч. Это имело большой смысл для меня и еще больше открыло мне глаза на то, что в вашем программном обеспечении с ЧПУ есть супер простая CAM-программа.
Слово о форматах файлов
Хорошо иметь много вариантов форматов файлов. В зависимости от работы, некоторые лучше, чем другие. Рассмотрите эту часть, которая показывает отмеченную огранку, где должны быть гладкие кривые:
Faceting показывает линии, используемые в g-коде, где дуги могли бы быть лучше…
Фото из резьбы CNCZone. Машинист недавно перешел от использования формата DXF для CAD к файлам STL. Вот когда началась огранка.Проблема в том, что формат файла STL не может представлять плавную кривую или даже дуги. Он превращает все в треугольники:
Сетка STL от программного обеспечения MeshFlatten…
В этом нет ничего плохого, кроме того, что вы должны знать об этом. Ваше программное обеспечение CAD и CAM позволит вам указать допуски - насколько близко сетка должна соответствовать идеализированной трехмерной детали? При достаточно малом допуске грани исчезнут. Обратная сторона в том, что если ваше программное обеспечение CAM не достаточно умное, вы заставите свою машину делать сотни или даже тысячи крошечных прямых движений по этим граням.
Carving Software
Carving Software - еще один подход, который пытается упростить CAM. Идея программного обеспечения для резьбы по чпу заключается в том, чтобы преобразовать растровое изображение в g-код. Иногда растровые изображения легче получить, чем полноценные 3D-модели, особенно для таких приложений, как создание надписей и гравировка. Слабость этого подхода в том, что растровые изображения не передают информацию о глубине - они плоские. Таким образом, программа должна делать предположения на основе цвета или тона пикселей в растровом изображении.
Тем не менее, если целью является декоративное, а не прецизионное изготовление деталей, Carving Software может невероятно сэкономить время, потому что зачастую гораздо проще создать хорошее изображение, чем чертеж CAD для декоративного дизайна. Попробуйте MeshCAM Pro, чтобы придать ему вращение в своих проектах.
,Что такое ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]
Краткая история ЧПУ
Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали на перфоленте. Хотя концепция сразу доказала, что она может сэкономить затраты, она была настолько отличной, что очень медленно завоевывала популярность у производителей.
Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х годов NC начал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.
Например, g-код, почти универсальный язык ЧПУ, который мы имеем сегодня, не существует. Каждый производитель выдвигал свой собственный язык для определения числового управления или программ обработки деталей (программ, которые станки будут выполнять для создания детали).
1959 Станок с ЧПУ: Милуоки-Матик-II был первым станком с устройством смены инструмента…
В течение 1960-х годов ряд ключевых разработок быстро развился с помощью ЧПУ:
- Стандартный язык G-кода для программ обработки деталей. Происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, когда он использовался в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.
- САПР стал самостоятельным и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертежников в 60-х годах. К 1970 году САПР стала достаточно крупной отраслью, в которой были такие игроки, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.
- Мини-компьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.
К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а расходы на занятость росли.С 60-х годов, предоставив прочную технологическую базу, которая была необходима, ЧПУ взлетел и начал неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические трассеры и ручная обработка.
американских компаний в основном начали революцию с ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем американские компании. Японцы повторили ту же формулу в еще более успешной степени и отняли лидерство у немцев всего год спустя, к 1980 году.В 1971 году все 10 крупнейших компаний с ЧПУ были американскими, но к 1987 году остался только Цинциннати Милакрон, и они заняли 8 место.
В последнее время микропроцессорная технология сделала управление ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для хобби и персонального рынка ЧПУ.
Доступное оборудование с ЧПУ также проложило путь к использованию ЧПУ в прототипировании наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось прежде всего производственными цехами.
Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по внедрению контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был запущен NIST, Национальным институтом стандартов и технологий в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был передан в общественное достояние и Open Source, а EMC2 появился немного позже, в 2003 году.
Mach4 был разработан основателем Artsoft Арт Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы на Windows вместо Linux, что делает его еще более доступным для персонального рынка ЧПУ. ArtSoft, компания ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным вне промышленных цехов.
Как программы EMC2 (теперь называемые LinuxCNC), так и программы Mach4 CNC сегодня живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.
Мы прошли долгий путь со времен старых числовых контрольных дней!
