Cnc станок для начинающих

Домашний ЧПУ-фрезер как альтернатива 3D принтеру, часть первая — выбор станка

Последнее время на хабре все чаще появляются топики, посвященные 3D-печати вообще и домашним 3D-принтерам в частности. И почти в каждом в комментариях вспыхивает холивар между романтиками, в жизни не видевшими 3D отпечатков, и практиками, единожды потрогавшими и разочаровавшимися. При этом вторые почему-то не приводят адекватных альтернативных технологий, комментарии носят либо чисто критический характер, либо предлагают заведомо более дорогие альтернативы. Тем не менее, достойная альтернатива есть — домашний фрезерный станок с ЧПУ.

Звучит удивительно, да? Как-то само слово станок в народе ассоциируется с производством, с отдельными помещениями и специально обученным персоналом. В действительности, существует большой класс ЧПУ-станков, рассчитанных на настольное использование в офисе и на малых производствах, а при желании — и дома. При этом цена маленьких ЧПУ-фрезеров приближается (чтобы не сказать равна) к реальной цене 3D-принтеров.

Читайте также:  Оптико шлифовальный станок с чпу

Жизнь сложилась так, что последний год с гаком я занимаюсь изготовлением литьевых форм для полиуретановых изделий на ЧПУ-фрезере. Поскольку до этого 10 лет оттрубил в IT ритейле, а образование не имеет никакого отношения ни к инжинирингу, ни к ЧПУ, осваивать технологии пришлось с нуля. За прошедший год я подрос с должности оператора-фрезеровщика до инженера-конструктора, а затем и до замдиректора по технологиям, моими стараниями ЧПУ-парк предприятия вырос с одинокого старенького роланда до 5 разнокалиберных станков. В связи с чем еще свеж и актуален опыт выбора, покупки, пусконаладки, тюнинга, эксплуатации и ремонта различных ЧПУ-станков.

И вот — решил поделиться опытом с сообществом. Я осознаю сам, и прошу принимать во внимание читателей, что я — самоучка без базового инженерного образования, все нижеизложенное основано исключительно на личном опыте.

После долгих мук выбора, писать статью-противопоставление или статью-обзор технологии победил третий вариант: написать цикл статей, описывающий слегка абстрагированный опыт ЧПУшника — от выбора станка, пусконаладки и инструментов, через подбор материалов, ПО и режимов работы, до тюнинга и доводки.

Под катом первая статья цикла — краткое описание подсистем ЧПУ-фрезеров, с комментариями и рекомендациями по выбору.

Что купить и как выбрать

В первую очередь определяемся с задачами.
Поскольку мы смотрим на альтернативы 3D принтерам для домашнего/хоббийного использования, основными рабочим материалами у нас будут пластики, дерево, МДФ, ДСП, фанера, текстолит и немножко цветмета. Размеры — не менее домашние 20*30 см — размер листа А4.

Шпиндель

Шпиндель — рабочий инструмент станка, вращающий фрезу. Мощность шпинделя является производной от желаемой скорости съема материала: у меня есть вполне неплохой опыт фрезеровки алюминия 60Вт шпинделем, но с убого маленькими подачами и заглублением. В большинство китайских станков устанавливаются шпиндели 600-800 Вт, чего вполне достаточно для чистого съема пластика/дерева глубиной 1 мм со скоростью 2 метра в минуту.
Отдельно предостерегу от использования шпинделей Kress FHE/FE серии: по сравнению с китайцами они в разы более шумные и менее точные. Если продавец предлагает установку такого шпинделя, лучше закажите сами нормальный шпиндель на алиэкспрессе, а еще лучше — найдите другого продавца.

Читайте также:  Лаззари станок лазари форматно раскроечный запчасти

На хоббийных станках в лучшем случае рама будет представлена конструкционным профилем в основании и 10-15 мм алюминием на стойках портала и оси Z. В принципе, этого достаточно для домашних-хоббийных задач, главное — проследить, чтобы это было. На моей памяти есть один китаец безрамной конструкции, у которого самая длинная ось была безрамной — ее функция была переложена на стол. Естественно, станок был крайне слабым.

Источник

ЧПУ в хоббийной мастерской (часть 1)

Работа программиста имеет один существенный недостаток: как правило, мы не можем потрогать результат своего труда. Можем наслаждаться красотой кода, восторгаться оригинальностью алгоритма, но пощупать программу, увы, никак. Меня этот нюанс профессии всегда расстраивал. Чтобы как-то компенсировать виртуальность результата в основной сфере деятельности, несколько лет назад я завел себе вполне материальное хобби — столярничество. По началу все шло хорошо, но очень скоро стали сказываться профессиональные болезни любого программиста — лень и перфекционизм. Особенно, добивал тот факт, что когда нужно сделать 10 одинаковых деталей я не мог качественно сделать одну и скопировать ее еще 9 раз. В общем, вы поняли, через некоторое время в мастерской появился ЧПУ. Этот рассказ о двухлетнем опыте владения этим чудом техники.

Муки выбора

Приняв решение обзавестись CNC-станком я встал перед дилеммой: купить готовый или собрать самодельный. Мне нужен был агрегат приличных размеров, т.к. в планах было использовать его в мебельных делах. Но, с другой стороны, я был сильно ограничен в выборе двумя вещами: бюджетом и размером мастерской (в моем распоряжении было 9 квадратных метров, уже изрядно заставленных). После тщательных измерений стало понятно, что девайс больше чем метр в длину поставить будет проблематично. Соответственно, нужно искать вариант с размером стола метр на 50 — 60 сантиметров.

Вот основные параметры выбора:

  1. Размер стола 1000х500
  2. Хорошая жесткость стола и портала
  3. Реечная передача по осям X и Y

Последний пункт важен: для столярных дел нужна хорошая скорость перемещения портала. Винтовая передача ооочень медленная.

Почитав тематические форумы мне стало понятно, что не имея опыта работы с металлом в обозримом будущем нормальный станок сделать не получится, а в многолетний проект с неясным результатом влазить тоже не хотелось.

Оставалось купить готовый. Искать что-то дешевое в Китае показалось не логичным — доставка 80-100 килограммов железа обещало вылететь в копеечку. Несколько месяцев мониторил авито, но там продавали либо промышленные станки большого размера, либо не очень качественные маленькие самоделки.

Поизучав московский рынок производителей ЧПУ, более-менее в моем бюджете я нашел 3 компании (описываю события двухлетней давности, сейчас ситуация может быть другая). Чтобы не расстраивать НЛО, не буду приводить их названия. Станок с подходящими характеристиками нашелся у одного из этих 3 производителей. На тематических форумах отзывы об этом производителе были не самые лестные, но откровенно ругательных было тоже немного. Основной посыл отзывов был «Комплектующие — Китай, сервис хреновый, но за эту цену ничего лучшего нет». К слову, «эта цена» роутера со шпинделем была в районе 115k вечно деревянных…

Покупка

Цена кусалась и я уже не был уверен хочу ли этих жертв. Но помог случай: совершенно неожиданно со мной расплатились по одному старому проекту на котором я уже давно поставил крест. Сумма примерно соответствовала стоимости станка. Это был знак свыше, в тот же день сделал заказ и перечислил 50% стоимости на счет производителя.

Спустя месяц поехал забирать свой девайс. Компания располагалась на территории какого-то завода. Похоже, спрос на ЧПУ в Москве хороший: помимо моего станка в коридоре стояло еще с десяток готовых станков поменьше.

Первый запуск и первый облом

Для станка еще нужен компьютер. У себя в закромах нашел старый Pentium4 с LPT портом. Будучи в душе линуксоидом в качестве управляющего софта я выбрал CNC Linux (http://www.linuxcnc.org/). Быстро был скачен/установлен дистрибутив. С некоторым волнением включаю тумблер, станок ответил оптимистичным жужжанием.

Вот оно будущее, уже рядом! Нажимаю Reset и пытаюсь клавишами курсора подвигать каретку. Тут случился первый облом: по осям Y и Z все работает прекрасно, но с X серьезные проблемы. Дело в том, что в моем станке на оси X два шаговых двигателя (по одному на правой и левой направляющей) и при попытке перемещения крутился один из них, а второй мертво стоял на месте. Таким образом, родной конфиг, который прилагался к станку не работал в среде CNC Linux.

Следующие несколько часов прошли в изучении форумов и курении доков. Но максимум чего удалось добиться, чтобы задвигались оба шаговика, но делали они это нехотя и с разной скоростью. По не характерному звуку и по тому как дергается портал, в какой-то момент, я понял, что такими темпами я скоро сломаю, к чертям, эту дорогущую железку и усилием воли прекратил эксперименты с CNC Linux.

Mach3

На следующих выходных продолжил попытки запустить станок. На этот раз четко следовал инструкции изготовителя. Установил Microsoft Windows for Legacy PCs, отключил почти все службы, выключил скринсэйвер и энергосбережение. Поставил Mach3. Загрузил конфиг. И случилось чудо, станок заработал.

Второй облом

Неприятность случилась примерно через пару недель после удачного запуска. Я оставил станок включенным в режиме ожидания, а сам отошел на пару минут. По возвращению меня ждал неприятный сюрприз, станок вел себя как Шварценеггер-Терминатор когда его Кристанна Локен заразила нано-роботами. Портал хаотично дергался в конвульсиях. Я быстро обесточил девайс. Через пару минут включил. Все было тихо, но минут через 5 нано-роботы вернулись.

Настроение скатилось куда-то под плинтус. Я живо себе представил путешествие через всю Москву в сервисный центр. Да и просто вытащить 70 килограммовый кусок железа из тесного подвала то еще удовольствие.

Для очистки совести я решил заглянуть в китайские потроха. В моем ЧПУ вся электроника смонтирована на задней стенке портала. Вскрыть коробку оказалось не сложным. Под крышкой расположено 2 блока — блок питания и блок управления. Последний сразу вызвал подозрение. Точнее, не сам блок, а то что было на нем. На нем было 2 очень подозрительных вентилятора. При подаче питания не включился ни один! Вскрытие одного из них меня слегка шокировало. Такое впечатление, что китайцы отлили его из одного куска г пластика, включая подшипники и провода.

Оба вентилятора были отправлены в помойку (к сожалению, я тогда не сфотографировал) их место занял один большой куллер от компьютерного блока питания.

Для лучшего охлаждения в задней крышке я насверлил дырок:

С тех пор, вот уже два с лишним года, электроника станка никаких проблем не доставляет. Риторический вопрос: почему это нельзя было учесть на производстве? Цена вопроса — 100 рублей. Не думаю, что я единственный кто столкнулся с такой проблемой…

Компьютер

Отдельно хочу рассказать об управляющем компьютере. Как уже писал выше, изначально, я подключил станок к старенькому Pentium4. Сейчас уже не вспомню на каком он был чипсете,
для своего времени это была неплохая машинка. С первых же дней начали наблюдаться небольшие проблемы. Как правило, они заключались в единичных пропусках шагов. Еще очень раздражало то, что «0» по оси Z медленно но верно «уплывал». Особенно это было заметно при большом количестве повторений. Например, когда я делал экраны на батареи мне нужно было в листе фанеры проделать несколько сотен фигурных отверстий. Где-то на середине работы «0» по Z у меня «ушел» вниз на сантиметр, насквозь просверлив жертвенный стол.

В тот момент я грешил на контроллер станка, как-никак, пока я не поменял родные куллеры он у меня пару раз серьезно перегревался. Но, через некоторое время, я обратил внимание на закономерность. Иногда, при включении компьютера наблюдался такой эффект: при запуске любого приложения в Windows сначала гас экран на пару секунд, после этого приложение запускалось. Если такой эффект имел место быть, то и станок работал как хотел — пропускал шаги, терял «0». Для исправления ситуации достаточно было перегрузить компьютер. Если после рестарта этого эффекта не наблюдалось, все работало как надо.

Разбираться с этим не было ни времени ни желания. Я просто перегружал комп если мигал экран при запуске Mach3. Так продолжалось длительное время. Но с какого-то момента я стал понимать, что с компьютером что-то происходит. По-началу, было достаточно одной перезагрузки при старте. Но со временем, для запуска системы в нормальном режиме, приходилось делать по 5-6 рестартов. Ну и в довершении всего стала «слетать» клавиатура. Лечилась выниманием/вставлением usb-разъема. В общем, пришло понимание того, что компьютеру пора на свалку.

Решил больше не экспериментировать и купить то, что рекомендует производитель. А производитель настоятельно советовал найти что-то на старом Intel Atom. Задача представлялась мне элементарной. Дерзкий план заключался в том, чтобы поехать на Горбушку и за 20 минут купить за 2 копейки то, что мне нужно. Энтузиазм быстро улетучился столкнувшись с суровой реальностью. Я облазил весь Горбушкин двор, все найденные там комиссионки, найти atom с lpt не получилось.

Далее был Avito. Я обзвонил c десяток продавцов, у кого в объявлении был intel atom, результат тот-же: как только узнавали, что мне нужен atom с lpt, разговор заканчивался. Но, кто ищет тот найдет, после долгих мытарств я, наконец, нашел благодетеля, у которого была новая(!) плата на Atom D2700 с LPT, да еще за смешные 2500р.

После замены компьютера наступил, наконец, праздник: станок заработал как часы, шаги не пропускаются, «0» стоит как прибитый. С тех пор, мой ЧПУ стал приносить исключительно положительные эмоции.

На этом заканчиваю первую часть. Вторая будет целиком посвящена механике. Про то, как мне удалось приспособить обычный ЧПУ-роутер для решения не характерных для него задач. Обещаю, будет интересно.

Источник

Программирование станков с ЧПУ с нуля до профи

Программирование ЧПУ — важнейшая составляющая процесса проектирования и производства. От того, насколько чистым будет код, зависит время тестирования, отладки и запуска детали в производство. Станки с числовым программным оборудованием различаются по назначению и методам программирования.

Типы станков с ЧПУ

Одна и та же деталь может подвергаться обработке на разных станках. В зависимости от геометрии модели, наличия или отсутствия отверстий, деталь может проходить несколько последовательных технологических операций на разных станках с ЧПУ:

  • токарном — для придания формы, отрезания, нарезания канавок, подрезания;
  • фрезерном — для резания плоскостей, создания лысок, пазов;
  • сверлильном — для создания технологических отверстий и долбления;
  • шлифовальном — с целью окончательной или черновой обработки деталей, удаления сварных швов;
  • многоцелевом, который производит все операции предыдущих станков.

Как правило, на предприятии есть различные типы станков с ЧПУ, которые позволяют выполнять все необходимые технологические операции для создания как простых серийных деталей, так и сложных в стереометрическом отношении моделей.

Программирование станков с ЧПУ

Для того чтобы оборудование могло выполнять операции, ему необходимо задать набор команд, так называемый G-код. Он трансформируется из программы, написанной разработчиком, в постпроцессоре. Отсюда система управления станком получает информацию о задаче и этапах ее выполнения, затем формирует профиль, и станок выполняет технологические операции.

Чтобы в реальности воплотить конструкторские или инженерные разработки, нужно написать программу для создания конкретной детали. Это делает программист с помощью CAD-софта.

Важно! В зависимости от поколения станков, управляющей системы, типа оборудования применяются различные платформы программирования.

Методы программирования на станках с ЧПУ

Способов написания программ для оборудования с ЧПУ несколько:

  • ручной — разработчик или проектировщик создает код на удаленном ПК, затем переносит готовую программу в станок с помощью CD-диска, флеш-накопителя, дискеты или посредством интерфейсного кабеля;
  • с пульта ЧПУ — оператор с клавиатуры вводит набор предустановленных команд, которые выполняет станок;
  • автоматизированным методом с помощью интегрированных CAD/CAE/CAM систем.

Важно! Автоматизированные методы применимы только в станках последних поколений, включенных в единую компьютерную систему производственного процесса.

Ручной способ программирования чаще всего применяют для однотипных и простых токарных работ, на фрезерных станках для обработки по двум координатам, для сверления групп отверстий.

Программирование с пульта позволяет осуществлять запуск тех же операций, что и при ручном методе, плюс переходы при 2,5–3-координатных перемещениях. Такой метод удобен для запуска однотипных операций или корректировки текущих.

Самая сложная и одновременно самая гибкая система — программирование в CAM-средах. Здесь нужно сначала получить эскиз и модель из CAD, выбрать станок в диалоговом окне, задать приспособления, пределы перемещений, инструменты, режимы, способы обработки и коррекции. Постпроцессор, получив данные, преобразует их для генерации в управляющую систему. При этом оператор в удаленном режиме видит виртуальную модель и может в реальном времени вносить коррективы в работу оборудования.

Ручное программирование

Подавляющее большинство предприятий применяют именно станки, программируемые вручную. Это связано с тем, что основные выполняемые операции — простые и однотипные. Поэтому приобретать современные станки, интегрированные в единую электронную систему, нет необходимости.

Ручное программирование требует скрупулезной точности и выверенности параметров. Оператор должен в совершенстве владеть G-кодом и знать все его команды. Программу технолог создает на своем компьютере в текстовом редакторе. Расширение файла — .txt. Программа включает координаты, по которым двигается инструмент, обрабатывая деталь, и набор кодов. После написания программы ее переносят в управляющую систему станка.

Важно! Для малых предприятий или мелкосерийных производств станки с ЧПУ с ручным программированием — оптимальное решение. Они эффективно справляются с работой, а от технолога или оператора требуется только один раз написать необходимые программы, либо писать их нечасто — по мере необходимости.

На пульте

Многие станки с ЧПУ оборудованы дисплеем и клавиатурой. Поэтому задавать программу оборудованию можно непосредственно с пульта. Производители предусмотрели два варианта постановки задачи станку:

  • ввод G и M кодов с клавиатуры;
  • использование диалогового окна.

Важно! Станки с ЧПУ, оборудованные дисплеем, позволяют запустить имитацию обработки детали с визуализацией на экране. Эта опция дает возможность провести отладку программы до запуска станка.

Автоматизировано

Для предприятий, выпускающих детали высокой точности и сложной конфигурации, оптимальной считается CAM-система. Она существенно повышает производительность, поскольку автоматически вычисляет траекторию перемещения инструмента, производящего обработку заготовки.

Предприятия, на которых станки с ЧПУ выполняют большое разнообразие технологических операций, также предпочитают оборудование полностью автоматизированное. Потому что временные затраты на написание программ в ручном режиме будут несопоставимыми со временем работы станков. Либо придется существенно увеличивать штат технологов и операторов.

Преимущества автоматизированных систем:

  • избавляют технолога или проектировщика от громоздких и длительных математических расчетов;
  • на одном и том же базовом языке генерируют УП (G-код) для станков всех типов;
  • имеют набор готовых функций, сокращающих время составления программы;
  • загрузка готового кода в память станка прямо с ПК технолога.

Важно! CAM-системы могут быть языковыми или графическими. Первые требуют знания определенного языка программирования, вторые ведут диалог с разработчиком в интерактивном режиме и значительно более просты в освоении.

Как составлять программы для станков с ЧПУ?

Чтобы написать программу для оборудования с числовым программным управлением, нужно придерживаться определенных правил:

  • деталь рассматривают как геометрическое тело;
  • взаимодействие инструмента и заготовки должно учитывать их одновременное перемещение относительно друг друга;
  • траектория рабочего инструмента задается его центром;
  • инструмент перемещается из одной области в другую, причем эти области могут быть дугами, кривыми, прямыми;
  • точки пересечения областей (опорные, или узловые точки) включаются в качестве координат в управляющую программу;
  • УП создается покадрово, где каждому кадру соответствует описание.

Чем сложнее деталь, тем больше кадров будет содержать УП.

Модели САПР

Системы автоматического проектирования с появлением ПК стали называть CAD-системами — компьютерного проектирования. Тем не менее аббревиатура САПР прочно закрепилась, и технологи, разработчики, программисты, проектировщики любой софт для проектирования по-прежнему называют САПР.

  1. AutoCAD — лидер среди всех систем, программа, позволяющая программировать в 2D и 3D-средах. В AutoCAD можно строить чертежи, трехмерные модели и многое другое. Кроме того, это платформенный софт, то есть не узкоспециализированный, а предназначенный для любых видов проектирования — машиностроительного, автомобильного, дорожного и пр.
  2. Bricscad — альтернатива предыдущему софту. Включает инструменты вариационного моделирования, поддерживает напрямую формат DWG и BIM-технологии.
  3. Autodesk Inventor — профессиональная система 3D-проектирования для промышленного производства. Этот софт поддерживает импорт моделей и файлов из других САПР, интегрирован с иными программными средами линейки — 3ds Max, AutoCAD, Revit и другими. Адаптирован для российских стандартов при проектировании, проведении расчетов, моделировании, создании документации. Включает большой набор стандартизированных моделей, функций, параметров и инструментов.
  4. Компас 3D — отечественный софт для параметрического моделирования. Предназначен для машиностроения, строительства и приборостроения. Полностью поддерживает ЕСКД и ГОСТ.
  5. РТС Creo — «тяжелая» САПР для параметрического проектирования больших сборок (например, для авиа- или кораблестроения).
  6. NX — предназначена для моделирования и проектирования сложных изделий, включая многосоставные. Работает практически на любых ОС, поддержка кросс-функциональной многопользовательской команды, продвинутые возможности для промышленного дизайна. Этот софт позволяет даже моделировать поведение мехатронных систем.
  7. Fusion 360 — облачная САПР, работающая в виртуальной среде. Сохраняет большинство функций десктопного софта, при этом позволяет взаимодействовать пользователям удаленно.

Важно! При выборе ПО следует учитывать задачи, стоящие перед технологом или проектировщиком, объем работы, возможности программы и поддержку ее интегрирования в общую электронную систему производства.

Конвертации файлов

Предприятия, которые используют устаревшее ПО, часто сталкиваются с проблемой открытия файлов, созданных в более свежих версиях софта или программах, расширения файлов которых не поддерживает и не понимает старая программа.

Заменить ПО на новое не всегда возможно: лицензионный софт стоит дорого. А кроме того, современные программы попросту не будут работать на устаревших ПК с ОС Windows XP или 7. Замена же компьютерного парка и вовсе многим предприятиям не по карману.

Поэтому у проектировщиков есть три пути — установить бесплатное ПО, поддерживающее требуемый формат файлов, воспользоваться облачными программами или специальными конвертерами.

Autodesk выпустил программу DWG TrueView, которая не дает просматривать файлы, но конвертирует их в нужный тип. Правда, она занимает много места на жестком диске, зато бесплатная. Альтернативный вариант — DWG Converter. Он не требует установки, позволяет конвертировать как одиночные, так и пакетные файлы

Онлайн-конвертер CAD Exchanger способен трансформировать в нужный формат практически любой тип файлов. При этом следует помнить, что бесплатно в сутки и месяц можно обработать не более 10 файлов.

Типы программного обеспечения

Для обеспечения работы оборудования с числовым программным управлением предусмотрены виды софта:

  • CAM — система автоматизированного производства, которая работает с готовыми CAD-проектами;
  • CAD — система автоматизированной разработки — ПО для проектирования и создания 3D-объектов на основе определенных параметров;
  • CAE — вспомогательный софт, необходимый на предварительном этапе: подготовки проекта, анализа, моделирования, планирования;
  • CAD/CAM-пакеты для полнофункциональной разработки и внедрения проекта в модуль ЧПУ.

Для токарных станков с ЧПУ

Лучшие CAD-программы для станков данного типа:

  • AutoCAD — полифункциональная проектировочно-чертежная система;
  • SolidWorks — ПО для проектирования 2D и 3D объектов любого назначения и сложности;
  • Pro/ENGINEER — пакетный софт для решения инженерных и конструкторских задач.

Эти программы дают широкие возможности для проектирования любых деталей — от простых до геометрически сложных.

CAM-софт для формирования управляющей программы:

  • SprutCAM — отечественная разработка для формирования УП по токарной обработке любых деталей и изделий;
  • Fusion 360 — комплексная система, позволяющая и проектировать и ставить задачи управляющей системе станка;
  • EdgeCAM — эффективное ПО, позволяющее формировать УП для токарного станка.

Эти программы трансформируют созданную в CAD-софте модель в понятный для станка код.

Важно! Для экономии можно устанавливать сразу пакетные системы, совмещающие в себе функции CAD/CAM. Например, AutoCAD или «Компас-3D».

Для фрезерных станков с ЧПУ

В зависимости от стоящих перед технологом задач, подбирают ПО для работы с фрезерным станком. Для создания эскизов для плоской резки подойдут:

  • CorelDraw — графический редактор для векторных изображений;
  • LibreCAD — программа, создающая 2D-чертежи;
  • Adobe Illustrator — программа для создания и обработки векторных изображений.

Для работы с 3D-моделями можно использовать тот же софт, что и для токарного станка.

Дополнительно стоит присмотреться к программам:

  • MasterCAM — софт для 2D/3D моделирования и формирования управляющих команд для станка;
  • ArtCAM — система, работающая с векторной и растровой графикой, позволяет выстроить траекторию движения фрезы для создания рельефных поверхностей;
  • Mach3 — программа для управления фрезерным станком на базе ОС Windows, она позволяет создавать пользовательские коды, управлять фрезерованием по шести осям, генерировать G-коды.

Написание программ для станков с ЧПУ

Для создания программы, которая осуществит реализацию инженерной разработки, технолог должен владеть специальным кодом, который схож с C# или Basic. Это специализированный G-code, который способны распознавать управляющие системы станков с числовым программным управлением.

G-коды

G-коды содержат цифровую маркировку от 00 до 97 и каждый из них соответствует определенной операции или настройке станка — от прямолинейных и круговых перемещений, выбора плоскостей, ввода метрических данных до коррекции и контроля скоростей инструментов и двигателей.

Блоки G –кода

Набор команд для станка с ЧПУ объединяют в блоки. Их записывают в одну строку и управляющая система будет считывать их последовательно слева направо. Если строки недостаточно, код будет продолжен в следующей, и машина перейдет к ней.

  • G17 G54 G90 — этот блок задает параметры (плоскость, нулевую точку и абсолютные значения);
  • G0 X-19 Y-19 — ускоренное перемещение в точку с указанными координатами;
  • G1 ХЗ Y3 F600 — линейное перемещение инструмента в точку с указанными координатами и подачей 600 мм/мин.

Операторы и технологи знают G-коды наизусть, поэтому для них не составляет труда быстро формировать нужные программы.

Программ G –кода

Команды даются последовательно и логично, поэтому программа состоит, как правило, из этапов:

  1. Пуск.
  2. Загрузка инструмента.
  3. Включение шпинделя.
  4. Подача охлаждения.
  5. Перемещение инструмента в исходное положение.
  6. Запуск процесса обработки.
  7. Отключение охлаждения.
  8. Останов шпинделя.
  9. Возвращение шпинделя на исходную позицию.
  10. Завершение программы.

Если обрабатываться будет серия заготовок, то повторяться будут команды со 2 по 9.

Модальные и адресные коды

Модальные необходимы для активации и отключения определенных функций станка, например, охлаждения или запуска шпинделя.

Адресные коды включают координаты по осям для перемещения исполнителя.

Самые распространенные G-коды

Чаще всего оператор или технолог используют коды, которые обозначают наиболее типичные движения:

Станок использует обе оси, чтобы максимально быстро доставить инструмент в нужную точку

Перемещает исполнитель по прямой

Дуга по часовой/против часовой стрелки

Обеспечивает плавное перемещение инструмента к заданным координатам через промежуточные, которые и задают дугу

Дает команду станку, в какой из плоскостей совершить дуговое перемещение

Компенсация длины инструмента

Задает длину исполнителя относительно оси Z

M-коды

Это машинные коды, которые отличаются на разных станках с ЧПУ. Они управляют функциями оборудования (его агрегатов, двигателей и узлов). Например, подача или отключение охлаждения, вращение шпинделя или направление его движения.

Как написать программу ЧПУ станка с нуля?

Для того чтобы составить правильный набор команд, нужно понимать принцип работы оборудования, знать режимы и инструменты резания, допуски и посадки, технологический процесс производства детали, основы программирования в G и M кодах. Последнее — самое простое из того, что нужно знать.

Сам процесс программирования состоит из последовательности действий:

Значение соответствующего инструмента

Запуск вращения главного шпинделя со скоростью 1000 об/мин по часовой стрелке/против часовой стрелки

Быстрое перемещение исполнителя в заданные координаты

Работа исполнителя по дуге по часовой стрелке

Важно! Чтобы самостоятельно составлять программы для станков с ЧПУ, недостаточно знать команды, нужно предварительно построить чертеж в координатной сетке, чтобы понимать, куда и зачем будет передвинут режущий инструмент.

Самоучители для начинающих по основам программирования станков с ЧПУ

Научиться собственно программированию несложно. В сети есть много самоучителей для начинающих, вот некоторые из них:

  • Пайвин А. С., Чикова О. А. Основы программирования станков с ЧПУ;
  • Должиков В. П. Основы программирования и наладки станков с ЧПУ;
  • Сосонкин В. Л. Методика программирования станков с ЧПУ на наиболее полном полигоне вспомогательных G-функций;
  • Учебное пособие оператора станков с ЧПУ;
  • Основы программирования ЧПУ;
  • Ловыгин А. А., Теверовский Л. В. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM-система;
  • Уроки ЧПУ начинающим;
  • Турчин Д. Е. Программирование обработки на станках с ЧПУ.

Эти пособия и онлайн-уроки рассчитаны на начинающих и предназначены для освоения программирования для разных типов станков. Все они включают знакомство с G-кодированием, содержат полное описание и назначение всех команд и помогают разобраться в особенностях выбора инструмента для той или иной операции, задании координат, модальных и адресных кодах.

Программированием ЧПУ овладеть несложно. Обычно этот процесс занимает не больше нескольких недель. Конечно, под руководством опытного наставника процесс пойдет быстрее, но это не всегда осуществимо. Начинать освоение программирования ЧПУ нужно со знакомства с самим оборудованием и технологическими операциями по обработке деталей.

Источник

Оцените статью