Для чего нужны программы чпу

Содержание

Спасибо, вы успешно подписаны на рассылку!

Главная Для начинающих Как создать управляющую программу для станка с ЧПУ

Узнайте все о станках с ЧПУ: возможности, виды, способы управления. Расскажем, как написать управляющую программу для станка с ЧПУ вручную, на стойке и с помощью CAD/CAM-систем.

Станки ЧПУ упрощают процессы производства, позволяя сменить тяжелый ручной труд на более точный и быстрый с использованием машин. Применение таких устройств позволяет снизить риски ошибок из-за человеческого фактора, делает производство деталей более безопасным для промышленного предприятия. Создание управляющей программы для станка с ЧПУ является обязательным условием работы. Ее можно задавать вручную или с помощью компьютера.

Настроенный прибор будет создавать однотипные детали, обрабатывать их одинаковым способом при минимальной погрешности. Правильно запрограммированный ЧПУ поможет выточить в сотни раз больше изделий без брака, в отличие от человека. Чтобы приобрести станок на производство или работать над его программой, следует детально изучить правила и способы взаимодействия с ним и распространенные ошибки, которые могут привести к незапланированным расходам.

Основные программы для работы на ЧПУ станках. Artcam, Autocad, PowerMill.

Возможности программ для станков с ЧПУ

Станки ЧПУ используются в сферах производства, где требуется высокая точность. Чаще всего это токарное дело, фрезерное или сверлильное направление. Производство таких деталей вручную потребует гораздо больше времени. Высокой точности без помощи машины добиться сложно. С помощью ЧПУ можно изготавливать изделия любой формы с изображением гербов, логотипов, барельефов и других объемных украшений. Разработка управляющих программ для высокоточных станков с ЧПУ выполняется по этапам:

Сбор информации по необходимой для изготовления детали, либо процессам ее изготовления.
Создание трехмерной модели детали на основе чертежей.
Запись очередности команд в виде программы.
Коррекция кодировки при необходимости.
Тестирование записанной программы при выпуске опытного экземпляра продукта.

На этапе сбора информации о процессе создания детали и ее свойствах определяется не только первичный список будущих команд, но и инструменты, необходимые для производства. Необходимо учитывать следующие качества:

Тип поверхности детали.
Описание материала заготовки с учетом подходящего для него температурного режима и плотности.
Значения возможного припуска.
Дополнительные манипуляции, в которые могут входить шлифовка, разрезание, сверление, гравировка и многое другое.

Полученные сведения помогут понять, какие операции нужно будет выполнять станку ЧПУ во время создания детали. После того, как сбор информации завершится, нужно построить ее макет в 3D формате. Без нее можно изготавливать только детали низкой сложности без отверстий и переходов. В интернете доступны библиотеки с готовыми трехмерными моделями.

Найденную фигуру необходимо тщательно проверить попараметрам и скорректировать их значения, при необходимости. После изготовления трехмерной модели вручную или с помощью программ задается алгоритм из нескольких строчек. Программа с 70 строками считается простой, со 130 — средней. Большее количество относится к категории сложных и требует специального программного обеспечения.

Виды станков с ЧПУ

ЧПУ станки различаются в зависимости от возможностей работать с разными инструментами, выполнять операции. Техника может поддерживать различные типы операций, выполнять определенные функции для изготовления одной детали или отдельные этапы ее производства. Единственное, что объединяет все ЧПУ станки – возможность программирования и автономной работы. Существуют несколько типов техники:

Сверлильная. Станок работает со сверлами, которые помогают создавать цилиндрические отверстия в детали. С изделий убираются отходы в виде металлической стружки. Для создания отверстий могут использоваться несколько видов сверл (для точения, долбления, работы без направляющего отверстия и др.).
Фрезерная. Включает инструменты для резки, которые могут работать горизонтально или вертикально, поскольку станки могут иметь несколько степеней свободы в виде осей для перемещения и заготовки инструментов. Фрезы могут быть концевые, в формате спирали, для фасовки и других видов;
Токарная. Как и во фрезерной технике применяются режущие инструменты, которые в отличие от нее могут быть только одноточечными. Их используют для черновой или чистовой работы, помогать в создании резьбы. Отдельные станки ЧПУ могут менять инструменты автоматически в процессе работы с деталью.

Станки ЧПУ изготавливают в полноценных стационарных или настольных вариантах. Первый формат применяется в масштабной промышленности. Второй может служить для небольшого производства. Как правило, настольные станки работают с легкими материалами (древесина, пенопласт или пластмасса). Они производят миниатюрные детали.

Настольные ЧПУ оснащают граверами, резаками, плоттерами и другими механизмами для выполнения разного типа работ.

Разработка программ для станков с ЧПУ

Когда собрана вся информация по деталям, рассчитаны действия для работы ЧПУ, пишется программа станка. Описание доступных для оборудования команд, алгоритмы работы с программным обеспечением можно найти к инструкции. Наборы команд делятся на следующие виды:

технологические (запуск и окончание работы, определение инструмента);
геометрические (организация рабочих процессов);
заготовочные (взятие деталей с их подачей, определение режима функционирования);
вспомогательные (включение и выключение вспомогательных функций, очищение механизмов).

Управление станком может осуществляться через компьютер или с человеко-машинного профиля на стойке. ПК взаимодействует с контроллером через подключенную флешку. Большинство изготовителей ЧПУ предоставляют вместе со станком интерфейс для управления на основе кода, им можно пользоваться в готовом виде, либо подстроить под собственное производство с помощью новых программ.

Написание программы вручную

Чтобы написать программы ЧПУ ручным способом, необходимо рассчитать координаты точек опоры и установить последовательность действий для движения от одной к другой. Метод используется для деталей, которые имеют простую геометрию и применяется для втулок и колец. Написание управляющих программ для высокоточных станков с ЧПУ доступно в любом текстовом редакторе — например, обычном блокноте.

Плюсы такого подхода заключаются в следующем:

Скорость написания. В простых редакторах работать гораздо быстрее, чем использовать другие способы создания программ.
Каноничность.

Написание программы на стойке

Через стойку ЧПУ можно программировать станок в диалоговом окне. Наладчику необходимо ввести данные параметров детали, указать особенности ее геометрии, условия составления разреза, подходы, отходы, пространство безопасности и другие режимы, которые требуются для конкретного процесса. После получения данных стойка ЧПУ самостоятельно создает последовательность команд, которые помогут изготовить деталь с заданными параметрами. В отличие от ручного процесса, можно запустить процесс симуляции изготовления детали, чтобы проверить правильную работу программы.

Достоинства программирования через стойку:

Визуальное восприятие. Писать программу можно не отходя от станка, проверяя правильность ее работы за счет режима симуляции;
Возможность быстрого внесения корректировок. Отладку можно осуществить без использования компьютера сразу через диалоговое окно стойки.

Простой станка и потеря времени оператора. Пока происходит создание программы станок не работает, поэтому появляется простой, который можно оценить как потерю денег. Написание программы с помощью стойки ЧПУ быстрее, чем вручную, но при 130 строчках действия и их большем количестве, рекомендуется применять другие способы.
Возможность барка. Режим симуляции не может показать разрез или наличие припусков, поэтому при запуске создания реальной детали могут потребоваться опытные образцы.
Невозможно работать с деталями, которые имеют сложную форму. Через введение параметров невозможно создать изделия, имеющие множество изгибов.

Написание программы в CAD/CAM- системе

Программы в CAD/CAM-системе создают с помощью 3D-модели или 2D-контура. После их загрузки которых можно приступать к написанию последовательности действий. Движение режущих элементов определяется в G-кодах после чего поступает в ЧПУ. Выведение последовательности происходит через постпроцессор, за счет есть схожесть с работой переводчика.

САПР или CAD – это ПО, которые позволяет проектировать алгоритмы работы ЧПУ станков автоматически без привлечения человека на основе заданных параметров. Они могут создавать чертежи, двухмерные и трехмерные модели. Данное программное обеспечение может использоваться не только для составления алгоритмов на основе чертежей, но и для определения свойств деталей и их оценке.

CAM – еще одно программное обеспечение, которое позволяет автоматизировать изготовление деталей на станках ЧПУ. Они помогают получать технические данные о производимых продуктах, формируя их в код, который используется в качестве набора команд для работы оборудования.

Плюсы создания программы через CAD/CAM- системы:

Короткие сроки создания программы. Период работы над последовательностью действий сокращается на 70%.
Отсутствует вероятность создания бракованных изделий, так как программа разрабатывается на основе трехмерной модели.
Отсутствует возможность поломки станка. За счет проверки написанной программы исключается порча инструментов и несвоевременная подача материалов.

Высокая стоимость. CAD/CAM- системы нужно приобрести, чтобы использовать. Производители, обычно предоставляют тестовый период, после его окончания нужно оплатить платную версию.
Необходимость обучить или нанять специалиста. Системами может пользоваться только квалифицированный сотрудник. Существуют ограниченные бесплатные и полноценные платные программы обучения.

Отладка программы, устранение ошибок

После разработки программы для управления следует выполнить отладку станка. Ее делают на ПК, либо при введении ЧПУ в эксплуатацию непосредственно на заводе во время производства опытной детали. В тех случаях, когда ПО содержит ошибки, корректировка необходима, иначе детали будут значительно отличаться от установленного стандарта и ожиданий. Ошибки могут быть двух видов:

Геометрические. Они могут возникнуть, если есть погрешность в определении параметров детали и плотности материала. Скорректировать их несложно. Достаточно заново измерить заготовку и ввести новые значения в программу. Менять последовательность действий не придется;
Технологические. Такие ошибки возникают в программе и для решения требуют подключения разработчика. Он проведет проверку действующей системы и выявит наличие проблем, скорректирует настройки.

Как только все корректировки выполнены, ошибки исправлен можно приступать к автоматическому выпуску продукции.

Полезные советы

Станок ЧПУ считается сложным механизмом, при работе с которым следует руководствоваться техникой безопасности. В нем содержится множество электронных систем и механических узлов, которые необходимо изучить перед тем, как приступать к программированию и изготовлению деталей. Специалисты советуют учитывать ряд факторов при работе с ЧПУ, которые помогут делать работу максимально эффективно:

При определении максимальной скорости, который может достигнуть станок следует учитывать температуру нагрева детали. Если она возрастает сверх нормы может произойти деформация, впоследствии на станке будут изготовлены некачественные детали, непригодные для эксплуатации.
Станок должен быть загружен максимально, чтобы не было простоев. Избежать их поможет грамотное программирование и своевременная отделка процессов.
Программируя станок, следует заранее предусмотреть наличия сопутствующих механизмов, которые могут вмешиваться в процесс работы, иначе могут возникать ошибки системы.
Всю необходимую по программированию и эксплуатации станков информацию можно получить в инструкции к ним и непосредственно у разработчиков.
Написать программу вручную самостоятельно можно даже без навыков программирования, если уделить этому вопросу время и детально изучить само устройство.

Умные станки ЧПУ позволяют сократить время работы и увеличить прибыль, но только при грамотном использовании и отсутствия ошибок в программировании. Чтобы избежать поломок, сократить количество брака следует строго следовать инструкции устройства и своевременно проходить обучение, курсы повышения квалификации.

Заключение

Станки ЧПУ — сложные многофункциональные устройства, которые могут применяться в любых промышленных отраслях. Устройства могут работать с разными типами инструментов для выполнения определенных задач, вытачивания не только целых деталей, но и отдельных элементов на них. Станки могут программироваться вручную, через стойки или современным способом на основе смарт-систем. После запуска программы важно протестировать ее работу, чтобы избежать ошибок, которые могут привести к браку или поломке устройства. Со станками ЧПУ на основе CAD/CAM- систем должны работать квалифицированные специалисты, прошедшие обучение, чтобы программировать их в соответствие с инструкциями устройства.

Источник: blog.rubrain.com

Разработка управляющей программы для станков с ЧПУ

Управляющая программа для станков с ЧПУ – компонент, благодаря которому выполняется точная обработка детали по заданным параметрам.

Предназначение

Управляющая программа обеспечивает контроль над станками на числовом программном управлении. без необходимости постоянного слежения. Она представляет собой комплекс команд, которые подаются рабочему оборудованию.

При помощи команд:

перемещаются инструменты;
перемещаются заготовки;
контролируется скорость обработки.

Написание программы осуществляется под конкретные заготовки. Для ее создания необходимо установить на компьютер специальную программу. Наличие подобного софта позволит создать методики контроля самостоятельно при наличии базовых навыков.

программа для чпу станка

Программное управление бывает дискретным и контурным. Первый вариант используется для обработки заготовок с простыми формами. Он позволяет выполнить базовые функции. УП второго типа предназначен для сложной обработки. Он чаще всего используется на токарных и фрезерных станках. Обработка осуществляется в зависимости от характеристик конкретного прибора.

На их основе выполняются заданные функции.

Чтобы создать технологическую операцию, необходимо получить информацию о:

поверхности детали;
рабочих инструментах;
величине припуска;
числе проходов для каждой поверхности;
режиме резания.

Также необходимо запомнить, в каком положении инструменты находились изначально, и по какой траектории они будут двигаться. Определение траектории вычисляется на основе координат опорных точек.

При помощи управляющей программы можно выполнить:

токарные работы;
фрезеровку;
шлифовальные работы.

Софт может использоваться для нескольких задач сразу.

Его можно скачать в интернете бесплатно, или же воспользоваться платными приложениями. Платные приложения могут отличаться наличием дополнительных возможностей.

Создание

Методика создания УП включает несколько этапов. На первом этапе создания управляющей программы строится цифровая модель изделия. После этого проводится программный анализ. С его помощью модель можно разделить на точки, чтобы разработать систему координат. По ней будут двигаться инструменты и заготовка в ходе работы.

3D-фрезерование в программе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ 3D

Создать программу без трехмерной модели изделия не получится. Данная задача выполняется специалистом. Также уже готовые модели можно скачать в интернете, но нет гарантии, что они подойдут для нужной работы.

При изготовлении программ для станков с ЧПУ можно использовать системы автоматизированного программирования, самыми популярными из которых являются:

AutoCAD;
NanoCAD;
T-FlexCAD;
ArtCam;
SolidWorks.

При помощи программного обеспечения можно изменить характеристики будущего изделия. Чем больше будет собранного информации, тем более точной будет обработка. На завершающем этапе разрабатываются управляющие команды, которые будут объединены в файл.

Обработкой файла будет заниматься процессор. Информация с файла считывается последовательно. Поэтому команды выполняются друг за другом. Программу легко записать на обычном компьютере и подключить ее при помощи флешки. Затем она будет записана в память компьютера, управляющего станком, и использовать ее не понадобится.

С самой программой можно будет осуществлять серийную разработку деталей.

Основной составляющей управляющих программ является G-код. Он состоит из числовых символов. Символы числовой системы могут быть различными командами:

технологическими;
геометрическими;
подготовительными;
вспомогательными.

Первый тип отвечает за определение рабочего инструмента, скорость обработки, включение и выключение прибора. Второй тип определяет и контролирует заданные координаты. Третий тип позволяет программе управлять станком, а также задает режимы производства. Последний тип включает и выключает отдельные механизмы. Разобраться в коде может технолог-программист.

При покупке оборудования следует инструкция, в которой указано, как правильно создавать числовое программное управление, и использовать различные типы команд.

ImaGcode - программа генерирации G-кода из изображений

Виды программ

При создании программы для станков необходимо учесть целый комплекс вопросов:

на каких оборотах способен работать шпиндель;
на каких скоростях он может работать;
с какой производительностью способен работать станок;
насколько может перемещаться рабочий инструмент;
сколько инструментов может использовать станок.

Большинство вопросов связаны с характеристиками станка. Для определения необходимых данных достаточно воспользоваться инструкцией, которая следует вместе с оборудованием при его покупке. Некоторые управляемые станки могут иметь дополнительные функции. Их также нужно учитывать при программировании, иначе обработка может осуществляться неточно. Список дополнительных функций также имеется в инструкции.

Не существует универсальных программ для передачи команд станку. Список самых востребованных состоит из программ для:

разработки трехмерных моделей;
быстрого просмотра и редактирования трехмерных моделей;
конвертации файлов из одного формата в другой;
создания и предварительного просмотра УП;
выполнения задач на станке.

Управляющие программы позволяют станкам изготовлять сложные изделия. Детали со сложной формы могут быть изготовлены из древесины, металла, камня. На специальных станках можно обработать менее используемые материалы.

надписи на станке чпу

Преимущества

Управляющая программа помогает упросить производственный процесс в несколько раз. На станках с ЧПУ не требуется больше одного оператора агрегата, и работает по простой методике. УП экономят время и повышают точность обработки.

Они используются при:

изготовлении рекламных баннеров;
производстве мебели;
дизайнерском оформлении помещения;
порезке и раскрое листового материала;
изготовлении сувенирных изделий.

При помощи современных приложений составить управляющую программу может человек, не имеющий образования в области программирования. Благодаря поддержке различных операционных систем, запустить УП можно практически на любом компьютерном устройстве, связанным со станком с системой числового программного управления. Недостаток программных приложений заключается в периодическом возникновении ошибок.

витрина на станке чпу

Виды ошибок

Ошибки возникают чаще всего при разработке УП для обработки деталей, имеющих сложные формы. Наиболее частой причиной является недостаточная подготовка оператора-программиста. Поэтому УП должны разрабатываться подготовленными сотрудниками.

Ошибки бывают трех типов:

герметического;
технологического;
перфорационного.

Первый вид ошибок возникает на этапе расчетов. В большинстве случаев они связаны с нарушением параметров заготовки, вычислении координат опорных точек, определения положения рабочих инструментов станочного прибора.

Технологические ошибки возникают, когда станок настраивается. Их причина заключается в неправильно заданной скорости, параметров обработки, и других команд, задаваемых для оборудования с ЧПУ. Третий тип ошибок возникает в перфорированной ленте или перфораторе.

Источник: vseochpu.ru

Как программируют станки на заводах

Программисты востребованы везде, даже на производстве. Дело в том, что изготавливать каждую деталь вручную долго, поэтому нужна автоматизация. А где автоматизация, там программы и алгоритмы. Сегодня покажем вам направление в ИТ, о котором мы ещё не говорили: программирование станков с ЧПУ.

Токарный станок с ЧПУ, который вытачивает детали из металла.

Что такое станки с ЧПУ

Чтобы понять, что такое станок с ЧПУ, нужно сначала понять, что такое обычный станок, например токарный. У тебя есть некая металлическая заготовка, например цилиндр. Ты закрепляешь его на станке. Место закрепления начинает вращаться (это место называют шпинделем), вместе с ним вращается закреплённая заготовка, а токарь с помощью специального резца может вырезать из заготовки деталь нужного размера и формы. Пока что всё вручную.

Что на производстве можно запрограммировать

Запрограммировать можно всё, в чём есть блок ЧПУ — хоть станок для работы по дереву, хоть установку для лазерной резки, хоть манипулятор с точечной сваркой. Главное, чтобы нужные части производственного агрегата были снабжены приводами и датчиками.

Привод — это то, что заставляет что-либо двигаться. Например, чтобы сделать роборуку, нужно 5–6 приводов, которые будут приводить в движения сочленения роборуки. Приводу можно сказать: «Разогнись на столько-то градусов» или «Повернись так-то», и он будет приводить в движение то, что к нему присоединено.

Датчик — это штука, которая собирает какие-то данные. Например, скорость вращения, температуру, нажим, угол сгиба. Благодаря датчикам можно сказать: «разгибай привод такой-то, пока не почувствуешь датчиком нажима такую-то силу нажима».

Как пишутся программы для ЧПУ

Есть два варианта: автоматически создать программу из макета детали или написать её с нуля.

Чаще всего используют первый вариант — сначала рисуют в деталь в 3D (для этого есть специальный софт), а потом программа сама формирует нужный код для станка, чтобы получилась нарисованная деталь. Минус такого подхода в том, что код может получиться неоптимальным: будет выполняться слишком долго или в процессе получается много отходов.

Трёхмерная модель детали, на основе которой будет сгенерирован код для станка.

Второй подход — написать программу вручную с нуля. Для этого нужно идеально знать все параметры станка и возможные состояния каждого датчика. Это сложнее, зато даёт больший контроль над тем, как изготавливается деталь.

На практике обычно делают так: рисуют трёхмерную модель, выгружают на основе неё код для ЧПУ, а потом дорабатывают его, если требуется.

Программа сгенерировала код для станка, который можно сразу поправить, если нужно.

На чём пишут такие программы

Код для станков с ЧПУ пишут на языке программирования G-code. Это относительно общий стандарт для всех станков с ЧПУ, но детали, коды и последовательности у разных производителей отличаются. Проще говоря, нельзя просто так перенести программу со станка одной фирмы и запустить на станке другой фирмы — команды могут не совпасть.

Язык G-code так называется потому, что в нём почти все команды начинаются с буквы G, за которой идут числа — команды для станка. Ещё есть буква M — она используется для обозначения дополнительных кодов и O — для подпрограмм. Но это деление условно и может меняться у каждого производителя станков.

Как выглядит программа для ЧПУ

Если мы заглянем в код, то увидим такое:

N1 G17 G20 G34 G40
N2 T1 M16
N3 S8600 M2
N4 G54
N5 M8
…

N-код отвечает за номер строки — они могут пригодиться, если нам нужно перепрыгнуть на какую-то определённую строку или пропустить часть команд. M отвечают за детали, например, команда N3 S8600 M2 означает, что нужно раскрутить рабочий шпиндель (за него отвечает M2) до скорости 8600 оборотов в минуту (команда S8600).

Так команда за командой станок выполняет определённые действия, и на выходе получается нужная нам деталь.

Особенность программирования станков

В отличие от компьютера, где для каждой программы и переменной выделяется новый и пустой участок памяти, в станках всё по-другому. Дело в том, что программа в момент запуска не знает, в каком положении находятся резцы, закреплены ли направляющие и так далее. Если просто запустить программу без подготовки, ЧПУ, например, может подвинуть ещё левее резец, который и так находится в самом левом положении, и тогда может сломаться привод или крепление резца.

Чтобы такого не было, перед каждым запуском в программу встраивают команды обнуления и инициализации, чтобы каждый элемент вернуть в исходное положение. Это лучше, чем просто проверить, что где находится — после обнуления мы точно будем знать, что все элементы станка находятся в известной нам позиции и программа сможет с ними правильно работать.

Также важно понимать, что станки работают с живым материалом: металлом, деревом, акрилом, камнем и т. д. Материал несовершенен, может иметь внутренние дефекты, может плавиться и трескаться. Резцы и шпиндели тоже сделаны из каких-то материалов, у которых есть пороги нагрева, прочности и скорости.

Если в компьютерном коде ошибиться и вызвать переполнение памяти, то компьютер просто зависнет. Ты его перезагрузишь, и всё. А у станка можно сломать резец или повредить шпиндель. А стоит это хозяйство будь здоров.

Получается, это такое же программирование и алгоритмы, как и на других языках?

Независимо от того, программируем ли мы сервер или станки на заводе, в основе всего лежат алгоритмы: логика работы, переменные, циклы, подпрограммы и проверки условий. Поэтому если вы знаете, как устроены алгоритмы и можете программировать на любом языке программирования, то и освоить программирование для ЧПУ будет намного проще.

Главное — не перегрейте резец.

Источник: dzen.ru