Язык программирования станков с чпу: Языки для программирования обработки

Различные методы программирования станков с ЧПУ

Способы программирования станков с ЧПУ и этапы разработки программ

Станки с ЧПУ применяются в различных отраслях промышленности для вытачивания и обработки различных деталей. Это может быть фрезерное, токарное, лазерное оборудование. Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как «числовое программное управление». Это означает, что работу по созданию или обработке деталей можно организовать автономно, при помощи специальной программы. Её разработку, как и ремонт станков, нужно доверять проверенным специалистам.

Способы программирования станков с ЧПУ

Существует три основных метода разработки программ для оборудования такого типа:

• Ручное программирование. Не самый быстрый и эффективный способ, но его должен освоить в процессе обучения любой программист-технолог. Обычно он используется, когда необходимо изготовить простые детали. Недостаток состоит в том, что все расчёты делаются вручную, заносятся в таблицу и только потом загружаются на электронный носитель.
• Программирование на пульте ЧПУ, который представляет собой клавиатуру с дисплеем. С их помощью программа создаётся и вводится в действие. Данный способ позволяет одному оператору выполнять одновременно несколько задач: запускать и тестировать программу, устанавливать заготовку и следить за обработкой детали. Одновременно с одного рабочего места можно обслуживать много станков.
• Программирование при помощи САМ-систем. Наиболее современный и удобный способ. Программист-технолог использует для работы персональный компьютер. Специальная программа сама выполняет расчёты на основе введённых данных. Команды для станка создаются на одном из языков программирования либо представляются в графическом виде. Затем они автоматически преобразуются в G-код и в виде готовой программы загружаются на пульт управления станком.

Этапы разработки программы для станка с ЧПУ

Независимо от того, какой способ программирования выбран, основные этапы разработки будут практически одинаковыми:

1. Разрабатывается чертеж детали, которую необходимо изготовить. Он может создаваться вручную или с помощью компьютерных программ.
2. Изучается имеющееся оборудование, при необходимости заказываются отсутствующие инструменты, оснастка для станка.
3. Поэтапно описывается технология обработки.
4. Создаётся 3D-модель будущей детали и заготовки для неё.
5. Фиксируется расположение на станке инструментов, необходимых для обработки детали, скорость и глубина резки.
6. Процесс обработки представляется в виде модели или схемы.
7. На основе произведённых расчётов и созданных моделей вручную или на компьютере пишется программа управления.
8. Готовая программа загружается на пульт управления станком и запускается в тестовом режиме.
9. При необходимости вносятся правки, после чего программа сохраняется в архиве.

Полностью автоматизированный и дистанционный способ управления производственным оборудованием значительно экономит временные и трудовые ресурсы предприятия. Однако разработка программы для такого оборудования — ответственная задача, при выполнении которой недопустимы ошибки. Любые неточности в расчётах могут привести к поломке и неизбежному последующему ремонту станков с ЧПУ .

Программирование станков с ЧПУ

Для правильной эксплуатации станков с числовым программным управлением (СЧПУ), с тем, чтобы ими в полной мере реализовывались заложенные в них функциональные возможности, необходимо создание специальных управляющих программ (УП). При создании таких программ используется язык программирования, известный среди специалистов как язык ISO 7 бит или язык G и M кодов. Различают три основных метода создания программ обработки для СЧПУ: метод ручного программирования, метод программирования непосредственно на стойке ЧПУ и метод программирования с использованием CAM-систем.

Следует сразу же подчеркнуть, что любой из перечисленных способов обладает своей нишей применительно к характеру и специфике производства. А потому ни один из них не может быть использован в качестве панацеи на все случаи жизни: в каждом случае должен существовать индивидуальный подход к выбору наиболее рационального для данных конкретных условий метода программирования.

Метод ручного программирования

При ручном написании УП для станка с ЧПУ целесообразнее всего использовать персональный компьютер с установленным в его операционной системе текстовым редактором. Метод неавтоматизированного программирования строится на записи посредством клавиатуры ПК (либо, если в условиях производства наличие ПК не предусмотрено, то просто на листе бумаги) необходимых данных в виде G и M кодов и координат перемещения обрабатывающего инструмента.

Ручной способ программирования – занятие весьма кропотливое и утомительное. Однако любой из программистов-технологов обязан хорошо понимать технику ручного программирования вне зависимости от того, использует ли он ее в реальной действительности. Применяется ручной способ программирования главным образом в случае обработки несложных деталей либо по причине отсутствия необходимых средств разработки.

В настоящее время пока еще существует много производственных предприятий, где для станков с ЧПУ используется лишь ручное программирование. В самом деле: если в производственном процессе задействовано небольшое количество станков с программным управлением, а обрабатываемые детали отличаются предельной простотой, то опытный программист-технолог с хорошим знанием техники ручного программирования по производительности труда превзойдет технолога-программиста, предпочитающего использование САМ-системы. Еще один пример: свои станки компания использует для обработки небольшого номенклатурного ряда деталей. После того, как процесс обработки таких деталей будет запрограммирован, программу когда-либо вряд ли изменят, во всяком случае, в ближайшем будущем она будет оставаться все той же. Разумеется, в подобных условиях ручное программирование для ЧПУ окажется наиболее эффективным с экономической точки зрения.

Отметим, что даже в случае использования CAM-системы как основного инструмента программирования весьма часто возникает необходимость в ручной коррекции УП по причине выявления ошибок на стадии верификации. Потребность в ручной коррекции управляющих программ всегда возникает и в ходе их первых тестовых прогонов непосредственно на станке.

Способ программирования на пульте стойки СЧПУ

Современные станки с ЧПУ, как правило, обеспечены возможностью создания рабочих управляющих программ непосредственно на пульте, оснащенном клавиатурой и дисплеем. Для программирования на пульте может быть использован как диалоговый режим, так и ввод G и M кодов. При этом уже созданную программу можно протестировать, используя графическую имитацию обработки на дисплее СЧПУ управления.

Способ программирования с применением CAD/САМ

САМ – система, осуществляющая в автоматическом режиме расчёт траектории перемещения обрабатывающего инструмента и применяемая при составлении программ для станков с ЧПУ в случае обработки деталей сложных форм при необходимости использования множества различных операций и режимов обработки.

CAD – система автоматизированного проектирования, обеспечивающая возможность моделирования изделий и минимизирующая затраты времени при выполнении конструкторской документации.

Разработка управляющих программ с применением CAD/САМ систем существенно упрощает и ускоряет процесс программирования. При использовании в работе CAD/CAM системы программист-технолог избавлен от необходимости выполнять трудоемкие математические расчеты и получает инструментарий, способный значительно ускорить процесс создания УП.

Программирование ЧПУ: основное руководство

Главная > Программирование ЧПУ: основное руководство

Современные фабрики далеки от песчаных, индустриальных, дымовых и машинных мечтаний энтузиастов стимпанка. Современные фабрики могут похвастаться ошеломляющим количеством технологий; некоторые из них, возможно, гораздо более высокотехнологичны, чем большинство офисов, когда речь идет о разнообразии демонстрируемых технологий.

Вступив на одну из этих фабрик, вы почти наверняка столкнетесь с несколькими станками с ЧПУ. Компьютерное числовое управление (ЧПУ) имеет решающее значение для автоматизации и высококачественной обработки и стало неотъемлемой частью современного завода. Но без опыта в инженерии и программировании вы можете немного запутаться — что такое ЧПУ, как оно работает и что такое программирование ЧПУ?

В этом руководстве мы разберем ЧПУ, подробно описав его историю и способы его использования, прежде чем углубиться в программирование.

Содержание

1. ЧПУ. Начало и основы

• Когда появилось ЧПУ?
• Основные преимущества ЧПУ

• Различные методы программирования ЧПУ
• Что такое G-код?
• Стать программистом ЧПУ

• Трудности
• Финансовые возможности
• Возможности трудоустройства

Начало и основы ЧПУ

Когда появилось ЧПУ?

Технология ЧПУ началась в 1950-х годах с механических перфокарт, которые сообщали определенным машинам, какие действия следует выполнять. Вводя карты, операторы могли «запрограммировать» машину на выполнение набора действий. Однако, хотя ЧПУ зародилось в 1950-х годах, оно не получило широкого распространения до широкого распространения компьютеров и робототехники. Компьютеры позволяли оператору вводить и сохранять определенные программы непосредственно на станке с ЧПУ, а это означало, что даже ввод программы можно было упростить.

Основные преимущества ЧПУ

Что больше всего привлекает ЧПУ? Есть несколько существенных преимуществ

• Контроль качества и согласованность

Теоретически хорошая программа ЧПУ должна каждый раз приводить к получению хорошей детали. Фрезерный станок с ЧПУ удалит такое же количество материала, токарный станок обработает деталь с заданной скоростью — с ЧПУ заданную программу можно повторять практически бесконечно. Для производителя это означает, что весь цикл деталей должен быть согласованным. Первый и последний должны выглядеть одинаково — здесь нет человеческого фактора, приводящего к недочетам и ошибкам.

В то же время ЧПУ значительно упрощает контроль качества. Сначала нужно проверить программу, а не ее части; пока программа правильная, части должны совпадать.

• Автоматизация

Станки с ЧПУ не требуют запуска оператора – только для ввода программы. Квалифицированный оператор мог фактически запрограммировать, а затем запустить несколько машин одновременно, что обеспечило высокую степень автоматизации.

• Простота использования

Не каждый может работать на станке с ЧПУ; требуется определенный уровень технических навыков и знаний. В то же время, как правило, гораздо проще научиться программировать станок с ЧПУ, чем управлять им вручную. При правильном обучении большинство людей могут быть обучены работе на станке с ЧПУ.

Что такое программирование ЧПУ?

Все вышеперечисленное говорит нам о том, когда появилось ЧПУ и какие преимущества оно предлагает; а как же сама технология? Как выполняется программа ЧПУ и как она вводится в первую очередь?

Программирование ЧПУ основано на особой форме кода, происходящей от перфокарт самых ранних ЧПУ. Большинство строк программирования ЧПУ состоят из коротких наборов координат и инструкций, и большинство из них начинаются или раньше начинались с буквы «G».

За буквой следует число, например, G76, указывающее начальную позицию программы. G-код сообщает станку с ЧПУ, куда переместить инструмент, чтобы подготовиться к остальной части программы. Со временем язык программирования ЧПУ стал называться просто g-code.

Различные методы программирования ЧПУ

• Программирование G-кода

G-код — это основная форма программирования ЧПУ; это язык программирования, используемый другими методами. Но этому также может быть труднее всего научиться; оба других метода — это способы обхода фактического программирования непосредственно в g-коде.

• Программное обеспечение CAM

Программное обеспечение автоматизированного производства (CAM) является вариантом программного обеспечения автоматизированного проектирования (CAD). Оба варианта используют компьютерную программу для разработки, компоновки и программирования набора инструкций для станка с ЧПУ. Это сама программа переводит дизайн в инструкции для станка с ЧПУ.

• Программное обеспечение для диалогов

Программное обеспечение для диалогов использует интерфейс для преобразования обычных команд в G-код. Он не такой обширный и универсальный, как g-код, но он работает, чтобы сделать интерфейс намного проще.

Что такое G-код?

Даже после того, как компьютеры стали использоваться для управления станками с ЧПУ, коды должны были быть короткими и понятными; самые ранние станки с ЧПУ, управляемые компьютером, не были приспособлены для обработки длинных и сложных строк кода. Таким образом, простая строка G-кода может выглядеть так:

G01 X1 Y1 F20 T01 M03 S500

Команда G инициирует движение машины, а X и Y задают координаты пункта назначения. F сообщает станку, как быстро двигаться, в данном случае со скоростью 20. T01 дает указание станку использовать инструмент 1 для выполнения задания, M03 запускает движение шпинделя, а S500 устанавливает скорость шпинделя. (Пример взят отсюда.) 

G-код разработан как очень краткий, но мощный язык программирования, передающий всю жизненно важную информацию для самых разных операций. С помощью g-кода фрезерные станки с ЧПУ, токарные и фрезерные станки по металлу могут выполнять целую серию операций, даже менять режущие инструменты в процессе обработки.

Компьютеры предоставили станкам с ЧПУ специальный язык; другие компьютеры сделали программирование в g-коде еще проще. Современные станки с ЧПУ можно интегрировать с программами автоматизированного проектирования (САПР), что позволяет автоматически преобразовывать проект в операцию G-кода.

Стать программистом ЧПУ

Если вы дочитали до этого места и думаете, что операции с ЧПУ могут стать для вас путем, что дальше? Что вы можете ожидать от карьеры в области ЧПУ и куда вам следует обратиться за необходимым обучением?

Что нужно для изучения программирования ЧПУ в G-коде?

Безусловно, лучший способ научиться программировать операции ЧПУ — просто учиться у того, кто уже знает. Возможно, вы сможете найти стажировку или просто начать работать в механическом цехе под руководством обученного оператора ЧПУ.

Чего ожидать от работы с ЧПУ

Трудности

Программирование ЧПУ включает в себя гораздо больше, чем просто ввод некоторых координат в компьютер, отступление назад и запуск станка, пока вы поднимаете ноги. Оператору ЧПУ необходимо иметь хотя бы поверхностное знакомство с тремя отдельными областями, чтобы действительно преуспеть в этой области.

• Общие знания в области обработки

Вам необходимо знать разницу между токарным станком и фрезерным станком; понять, какие машины лучше всего подходят для различных операций; быть в состоянии точно измерить и концептуализировать различные разрезы, движения и повороты, которые требует программа.

• Металлография

Не все детали одинаково реагируют на одну и ту же программу. Металлы сильно различаются по своим свойствам; некоторые тверже, некоторые мягче, некоторые проводящие, а некоторые нет. Каждое из этих свойств может потребовать настройки в базовой программе или, по крайней мере, может повлиять на скорость, с которой ваш станок с ЧПУ выполняет операцию. Квалифицированный оператор ЧПУ будет знать эти характеристики и сможет соответствующим образом отрегулировать их.

• Программирование

Одно дело запустить существующую программу ЧПУ; совсем другое — создать новый с нуля! Вам, вероятно, потребуется хотя бы поверхностное знакомство с программами САПР и способность концептуализировать новые программы на основе проектов или чертежей.

Сложите вместе все эти проблемы, и станет очевидным, что ЧПУ — непростая прогулка по парку. Это сложная, но полезная карьера.

Финансовые возможности

К счастью, изучение программирования ЧПУ имеет ряд преимуществ. Во-первых, по мере роста автоматизации в обрабатывающей промышленности растет и спрос на программистов ЧПУ. Новые технологии, такие как 3D-печать, основаны на многих из тех же принципов, поэтому спрос на опытных программистов, вероятно, будет продолжать расти.

Высокий спрос влечет за собой соответственно высокую заработную плату. Средний доход программистов ЧПУ составляет около 40 000 долларов в год в США. Это во всех штатах — в отдельных штатах средние показатели намного выше. Например, средний показатель в Орегоне составляет более 60 000 долларов. Отдельные операторы с навыками и опытом могут получать гораздо более высокую заработную плату.

Вакансии

Навыки программирования ЧПУ могут помочь найти работу практически в любом производственном секторе. Автомобильная промышленность использует станки с ЧПУ на сборочных линиях и в цехах, и даже сектор производства электроэнергии использует станки с ЧПУ для производства деталей для турбин и другого необходимого оборудования.

Помимо производства, вы найдете работу с ЧПУ в деревообработке. Квалифицированный программист ЧПУ также может найти работу на производстве других станков с ЧПУ или поставщиком станков. В научном секторе даже есть работа с ЧПУ — производство, резка и тестирование деталей.

Одним словом, возможностей трудоустройства для операторов ЧПУ множество. Чем больше у вас опыта и навыков работы с ЧПУ, тем больше шансов, что вы найдете работу на крупном заводе или в небольшом механическом цеху.

Освоение ЧПУ — сложная задача. К счастью, для получения базовых навыков программирования с ЧПУ не требуется ученых степеней или интуитивного понимания компьютерных языков. Сам G-код концептуально прост; это просто система координат и основных команд, используемых для указания станку с ЧПУ, что делать.

Обучение программированию ЧПУ также не требует больших инвестиций. Лучший способ научиться программированию в G-коде — это просто сделать это — нанять работать в механический цех и учиться у более опытного оператора ЧПУ.

Вакансий для операторов ЧПУ довольно много, и, вероятно, их число будет увеличиваться по мере того, как технология становится все более важной для роста автоматизации производства. Средняя заработная плата операторов ЧПУ выше, чем в среднем по стране. Изучение программирования ЧПУ может стать путем к прибыльной и успешной карьере.

Главная | Better MRO

Инновации

Металлообработка

Безопасность

Фрезерование

Практическое руководство

ВИДЕО: Как узнать, подходит ли вам автоматизация

Контент для поставщиков

Джейкоб Санчес приоткрывает завесу над тем, как шлифовальная промышленность использует робототехнику и автоматизацию для повышения производительности процессов, в последнем выпуске How To от MSC.

Безопасность на рабочем месте

Безопасность при падении лидирует в списке 10 основных нарушений OSHA за 12 лет

Шлемы Milwaukee Type II выдерживают удары сверху и сбоку

Фрезерование

ВИДЕО: НАСТРОЙКА — Освоение фрезеровки с помощью Niagara Cutter S IN MANUFACTURING…

Посмотреть подробные и личные интервью с Принимающая сторона MSC и эксперты отрасли.

Займите место в первом ряду (виртуально) на нашей выставке TOOLING UP:

* Лидеры отрасли демонстрируют свои новейшие продукты

* Эксперты предлагают ценные решения современных задач

* Взгляните на новые услуги и обучение, доступные для вас

Partner Insights

Средства индивидуальной защиты

ВИДЕО: M Лучшие устойчивые к порезам рукава CR Safety

Читать Еще от MCR Safety

ИННОВАЦИИ в отрасли

Инновации

ВИДЕО: НАСТРОЙКА ИНСТРУМЕНТА — Как революционизировать сверло с помощью инструментов Walter

Материалы для партнеров

В этом выпуске программы MSC Tooling Up к Митчу Фри присоединяется Саранг Гаруд, менеджер по продукции Walter Tool, для разговора об инновациях в бурении.

Металлообработка

ВИДЕО: Как MSC MillMax® избавляет от догадок при обработке

Услуга MSC MillMax ^® использует простое испытание постукиванием, чтобы помочь металлообработчикам и механическим мастерским оптимизировать производительность и одновременно увеличить срок службы инструмента.

Innovate

ВИДЕО: TOOLING UP – инновации для пользователей

Контент для поставщиков

Головки Seco X.

Innovate

ВИДЕО: Новая плунжерная фреза Accupro VS

Контент поставщика

Новая плунжерная фреза серии Accupro VS представляет собой уникальное сочетание концевой фрезы с изменяемой спиралью и дополнительной возможностью сверления.

Советы по магазинам

Металлообрабатывание

Уравновешивание держателей инструментов в производстве: G2.5 против G6,3

, поскольку скорость шпинделя становится все выше, а допуски более плотные, баланс владельцев инструментов стал необходимостью для современных производителей. Ознакомьтесь с двумя распространенными классами балансировки: G2.5 и G6.3.

Фрезерование

Что нужно знать о трамбовке Ручные фрезерные станки

Стремление американских производителей увеличить объем механической обработки своими силами увеличивает потребность в ручных фрезерных станках, которые часто используются в инструментальных станках, при ремонте мастерские и отделы прототипирования. Вот что вам нужно знать об откатке машин для оптимальной работы.

Технология

Почему вам нужно перестать покупать дешевые режущие инструменты

Вот почему покупка самых дешевых режущих инструментов иногда может привести к неудаче.

Актуальные темы

Управление запасами

Решение проблем с цепочками поставок: семь способов избежать дефицита

Вот семь шагов, которые могут предпринять механические и металлообрабатывающие предприятия, чтобы снизить риск дорогостоящего дефицита.

Оптимизировать

5 лайфхаков для механических мастерских, борющихся с высокой инфляцией

Хотя в 2022 году инфляция подскочила до 40-летнего максимума в 9,1 процента, существуют способы ограничить ее влияние на механические мастерские и производителей, от пересмотра цен до удвоения обслуживание клиентов и разумные инвестиции в автоматизацию.

Инновации

Подготовка механических цехов США к буму производства полупроводников

Благодаря Закону о чипах и науке отечественное производство полупроводников, похоже, набирает обороты. Как американские производители могут подготовиться к ее поддержке?

Нехватка навыков

Связи с работой

Как механические цеха могут преодолеть нехватку рабочей силы

Современный механический цех

Нехватка машинистов

• Нарушения ведения учета
• Сохранить дату: осенний бой
• Заседание Консультативного комитета

от экспертов

Инновации

ВИДЕО: ПОДГОТОВКА ИНСТРУМЕНТА – Советы для каждой работы с Kennametal

Контент для поставщиков

В этом эпизоде ​​программы MSC «Tooling Up Mitch Free» к Кит Хувер, региональному менеджеру по продукции Kennametal, присоединяется Кейт Гувер, региональный менеджер по продукции Kennametal, для обсуждения модульной системы сверления Kennametal, KenTIP. ™ FS и недавно запущенный GOtip™.

Метрология

Высотомер Hexagon-TESA «Швейцарский армейский нож» приносит Индустрию 4.0 в механические мастерские

Контент для партнеров некоторые из технологические возможности Индустрии 4.0

Обработка

Советы M.A. Ford по максимально эффективному использованию высокопроизводительных режущих инструментов

Любой производитель может добиться успеха, используя высокопроизводительные режущие инструменты, говорит эксперт M.A. Ford. Здесь он объясняет, как это сделать.

соответствие требованиям

Безопасность на рабочем месте

Объяснение уровня безопасности OSHA DART и способы его расчета

Узнайте о коэффициенте DART, который разработан, чтобы помочь учреждениям измерить свои показатели безопасности.

Безопасность на рабочем месте

OSHA Регистрируемые и подлежащие регистрации инциденты: как определить разницу

Регистрируемые и подлежащие регистрации инциденты: в чем разница? Узнайте в этом кратком руководстве о соблюдении правил OSHA по ведению документации, 29 CFR 1904.