Составление программ на фрезерном станке с чпу. Программы для чпу станков полный набор для начала работы
На рис. 2.21. представлено определение координатных осей станка с ЧПУ с помощью правила правой руки: большой палец – ось Х , указательный палец – ось У , средний палец – ось Z . Для определения координатных перемещений станка правую руку тыльной стороной мысленно располагают на обрабатываемой плоскости заготовки так, чтобы полусогнутый средний палец совпадал с осью вращения инструмента.
|
Можно писать управляющие программы на компьютере в блокноте, особенно если с математикой хорошо и много свободного времени. Или можно сразу на станке, и пусть весь цех подождет, да и заготовку лишнюю не жалко. Есть еще третий способ написания – лучше еще не придумали.
Станок с ЧПУ обрабатывает заготовку по программе в G-кодах. G-код – это набор стандартных команд, которые поддерживают станки с ЧПУ. Эти команды содержат информацию, где и с какой скоростью двигать режущий инструмент, чтобы обработать деталь. Передвижение режущего инструмента называется траекторией. Траектория инструмента в управляющей программе состоит из отрезков. Эти отрезки могут быть прямыми линиями, дугами окружностей или кривыми. Точки пересечения таких отрезков называются опорными точками. В тексте управляющей программы выводятся координаты опорных точек.
Пример программы в G-кодах
|
Текст программы |
Описание |
|
Задаем параметры: плоскость обработки, номер нулевой точки, абсолютные значения |
|
|
Вызов инструмента с номером 1 |
|
|
Включение шпинделя – 8000 об/мин |
|
|
Ускоренное перемещение в точку X-19 Y-19 |
|
|
Ускоренное перемещение на высоту |
|
|
Линейное перемещение инструмента в точку ХЗ Y3 с подачей F = 600 мм/мин |
|
|
Перемещение инструмента по дуге радиусом 8 мм в точку X8 Y3 |
|
|
Выключение шпинделя |
|
|
Завершение программы |
Есть три метода программирования станков с ЧПУ:
- Вручную.
- На станке, на стойке с ЧПУ.
- В CAM-системе.
Вручную
Для ручного программирования вычисляют координаты опорных точек и описывают последовательность перемещения от одной точки к другой. Так можно описать обработку простой геометрии, в основном для токарной обработки: втулки, кольца, гладкие ступенчатые валы.
Проблемы
Вот с какими проблемами сталкиваются, когда программу на станок пишут вручную:
- Долго . Чем больше строк кода в программе, тем выше трудоемкость изготовления детали, тем выше себестоимость этой детали. Если в программе получается больше 70 строк кода, то лучше выбрать другой способ программирования.
- Брак. Нужна лишняя заготовка на внедрение, чтобы отладить управляющую программу и проверить на зарезы или недорезы.
- Поломка оборудования или инструмента. Ошибки в тексте управляющей программы, помимо брака, также могут привести и к поломке шпинделя станка или инструмента.
У деталей, для которых программы пишут вручную, очень высокая себестоимость.
На стойке с ЧПУ
На стойке с ЧПУ программируют обработку детали в диалоговом режиме. Наладчик станка заполняет таблицу с условиями обработки. Указывает, какую геометрию обрабатывать, ширину и глубину резания, подходы и отходы, безопасную плоскость, режимы резания и другие параметры, которые для каждого вида обработки индивидуальны. На основе этих данных стойка с ЧПУ создает G-команды для траектории движения инструмента. Так можно программировать простые корпусные детали. Чтобы проверить программу, наладчик запускает режим симуляции на стойке с ЧПУ.
Проблемы
Вот с какими проблемами сталкиваются, когда программу пишут на стойке:
- Время. Станок не работает, пока наладчик пишет программу для обработки детали. Простой станка – это потерянные деньги. Если в программе получается больше 130 строк кода, то лучше выбрать другой способ программирования. Хотя на стойке с ЧПУ, конечно, написать программу быстрее, чем вручную.
- Брак. Стойка с ЧПУ не сравнивает результат обработки с 3D-моделью детали, поэтому симуляция на стойке с ЧПУ не показывает зарезы или положительный припуск. Для отладки программы нужно заложить лишнюю заготовку.
- Не подходит для сложнопрофильных деталей. На стойке с ЧПУ не запрограммировать обработку сложнопрофильных деталей. Иногда для конкретных деталей и типоразмеров производители стоек ЧПУ под заказ делают специальные операции.
Пока идет создание программы на стойке, станок не приносит деньги производству.
В SprutCAM
SprutCAM – это CAM-система. CAM – сокращение от Computer-Aided Manufacturing. Это переводят как «изготовление при помощи компьютера». В SprutCAM загружают 3D-модель детали или 2D-контур, затем выбирают последовательность изготовления детали. SprutCAM рассчитывает траекторию режущего инструмента и выводит ее в G-кодах для передачи на станок. Для вывода траектории в G-код используют постпроцессор. Постпроцессор переводит внутренние команды SprutCAM на команды G-кода для станка с ЧПУ. Это похоже
на перевод с иностранного языка.
Принцип работы в SprutCAM представлен в этом видео:
Преимущества
Вот какие плюсы при работе со SprutCAM:
- Быстро. Сокращает время на создание программ для станков с ЧПУ на 70 %.
- Внедрение без лишней заготовки. Программа проверяется до запуска на станке.
- Исключает брак. По отзывам наших пользователей, SprutCAM сокращает появление брака на 60 %.
- Контроль столкновений. SprutCAM контролирует соударения с деталью или рабочими узлами станка, врезания на ускоренной подаче.
- Обработка сложнопрофильных деталей. В SprutCAM для многоосевых операций используют 13 стратегий перемещения инструмента по поверхности детали и 9 стратегий управления осью инструмента. SprutCAM автоматически контролирует угол наклона и рассчитывает безопасную траекторию обработки, чтобы не было соударений державки или режущего инструмента с заготовкой.
Составление управляющей программы для своего станка с ЧПУ возможно в полнофункциональной версии SprutCAM . Ее нужно скачать и запустить. После установки необходимо будет пройти регистрацию. Сразу после регистрации SprutCAM начнет работать.
Для тех кто только начал пробовать, мы предоставляем 30 дневную полнофункциональную бесплатную версию программы!
SprutCAM – это 15 конфигураций, в том числе две спецверсии: SprutCAM Практик и SprutCAM Robot. Чтобы узнать, какая конфигурация подходит для вашего оборудования и сколько она стоит, звоните по телефону 8-800-302-96-90 или пишите на адрес info@сайт.
На производстве, где работают различные станки с числовым программным управлением, используется множество различного программного обеспечения, но в большинстве случаев весь управляющий софт использует один и тот же управляющий код. Программное обеспечение для любительских станков, так же базируется на аналогичном коде. В обиходе его называют «G -код ». В данном материале представлена общая информация по G-коду (G-code).
G-code это условное именование языка для программирования устройств с ЧПУ (CNC) (Числовое программное управление). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была одобрена в феврале 1980-о года как RS274D стандарт. Комитет ИСО утвердил G-code, как стандарт ISO 6983-1:1982, Госкомитет по стандартам СССР - как ГОСТ 20999-83. В советской технической литературе G-code обозначается, как код ИСО-7 бит.
Производители систем управления используют G-code в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.
Программа, написанная с использованием G-code, имеет жесткую структуру. Все команды управления объединяются в кадры - группы, состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода строки (ПС/LF) и имеет номер, за исключеним первого кадра программы. Первый кадр содержит только один символ» %». Завершается программа командой M02 или M30.
Основные (в стандарте называются подготовительными) команды языка начинаются с буквы G:
- перемещение рабочих органов оборудования с заданой скоростью (линейное и круговое;
- выполнение типовых последовательностей (таких, как обработка отверстий и резьб);
- управление параметрами инструмента, системами координат, и рабочих плоскостей.
Сводная таблица кодов:
Таблица основных команд:
| Код | Описание | Пример |
| G00 | Ускоренное перемещение инструмента (холостой ход) | G0 X0 Y0 Z100; |
| G01 | Линейная интерполяция | G01 X0 Y0 Z100 F200; |
| G02 | Круговая интерполяция почасовой стрелки | G02 X15 Y15 R5 F200; |
| G03 | Круговая интерполяция против часовой стрелки | G03 X15 Y15 R5 F200; |
| G04 | Задержка на P миллисекунд | G04 P500; |
| G10 | Задать новые координаты для начала координат | G10 X10 Y10 Z10; |
| G11 | Отмена | G10G11; |
| G15 | Отмена | G16G15 G90; |
| G16 | Переключение в полярную систему координат | G16 G91 X100 Y90; |
| G20 | Режим работы в дюймовой системе | G90 G20; |
| G21 | Режим работы в метрической системе | G90 G21; |
| G22 | Активировать установленый предел перемещений (Станок невыйдет за их предел). | G22 G01 X15 Y25; |
| G23 | Отмена | G22G23 G90 G54; |
| G28 | Вернуться на референтную точку | G28 G91 Z0 Y0; |
| G30 | Поднятие по оси Z на точку смены инструмента | G30 G91 Z0; |
| G40 | Отмена компенсации размера инструмента | G1 G40 X0 Y0 F200; |
| G41 | Компенсировать радиус инструмента слева | G41 X15 Y15 D1 F100; |
| G42 | Компенсировать радиус инструмента справа | G42 X15 Y15 D1 F100; |
| G43 | Компенсировать высоту инструмента положительно | G43 X15 Y15 Z100 H1 S1000 M3; |
| G44 | Компенсировать высоту инструмента отрицательно | G44 X15 Y15 Z4 H1 S1000 M3; |
| G53 | Переключиться на систему координат станка | G53 G0 X0 Y0 Z0; |
| G54-G59 | Переключиться на заданную оператором систему координат | G54 G0 X0 Y0 Z100; |
| G68 | Поворот координат на нужный угол | G68 X0 Y0 R45; |
| G69 | Отмена | G68G69; |
| G80 | Отмена циклов сверления | (G81-G84)G80 Z100; |
| G81 | Цикл сверления | G81 X0 Y0 Z-10 R3 F100; |
| G82 | Цикл сверления сзадержкой | G82 X0 Y0 Z-10 R3 P100 F100; |
| G83 | Цикл сверления сотходом | G83 X0 Y0 Z-10 R3 Q8 F100; |
| G84 | Цикл нарезание резьбы | |
| G90 | Абсолютная система координат | G90 G21; |
| G91 | Относительная система координат | G91 G1 X4 Y5 F100; |
| G94 | F (подача) - в формате мм/мин. | G94 G80 Z100; |
| G95 | F (подача)- в формате мм/об. | G95 G84 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411; |
| G98 | Отмена | G99G98 G15 G90; |
| G99 | После каждого цикла не отходить на «подходную точку» | G99 G91 X10 K4; |
Таблица технологических кодов:
Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают такие действия, как:
- Сменить инструмент
- Включить/выключить шпиндель
- Включить/выключить охлаждение
- Вызвать/закончить подпрограмму
Вспомогательные (технологические) команды:
| Код | Описание | Пример |
| M00 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт» на пульте управления, так называемый «технологический останов» | G0 X0 Y0 Z100 M0; |
| M01 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт», если включен режим подтверждения останова | G0 X0 Y0 Z100 M1; |
| M02 | Конец программы | M02; |
| M03 | Начать вращение шпинделя по часовой стрелке | M3 S2000; |
| M04 | Начать вращение шпинделя против часовой стрелки | M4 S2000; |
| M05 | Остановить вращение шпинделя | M5; |
| M06 | Сменить инструмент | M6 T15; |
| M07 | Включить дополнительное охлаждение | M3 S2000 M7; |
| M08 | Включить основное охлаждение | M3 S2000 M8; |
| M09 | Выключить охлаждение | G0 X0 Y0 Z100 M5 M9; |
| M30 | Конец информации | M30; |
| M98 | Вызов подпрограммы | M98 P101; |
| M99 | Конец подпрограммы, возврат к основной программе | M99; |
Параметры команд задаются буквами латинского алфавита:
| Код константы | Описание | Пример |
| X | Координата точки траектории по оси X | G0 X0 Y0 Z100 |
| Y | Координата точки траектории по оси Y | G0 X0 Y0 Z100 |
| Z | Координата точки траектории по оси Z | G0 X0 Y0 Z100 |
| F | Скорость рабочей подачи | G1 G91 X10 F100 |
| S | Скорость вращения шпинделя | S3000 M3 |
| R | Радиус или параметр стандартного цикла | G1 G91 X12.5 R12.5 или G81 R1 0 R2 -10 F50 |
| D | Параметр коррекции выбранного инструмента | M06 T1 D1 |
| P | Величина задержки или число вызовов подпрограммы | M04 P101 или G82 R3 Z-10 P1000 F50 |
| I,J,K | Параметры дуги при круговой интерполяции | G03 X10 Y10 I0 J0 F10 |
| L | Вызов подпрограммы с данной меткой | L12 P3 |
Станки с ЧПУ представляют собой электронно-механическое оборудование, которое создает в автономном или полуавтономном режиме сложные детали из заготовок. Эффективность работы такого оборудования полностью зависит от УП для ЧПУ. Управляющая программа представляет собой порядок действий с четкой последовательностью и уверенностью во временном интервале. В результате получается точная обработка деталей с минимальными погрешностями. Запрограммированный станок способен самостоятельно изготавливать серии однотипных изделий без присутствия человека.
Возможности программ
Высокоточное оборудование с ЧПУ массово используются в фрезерном, токарном, сверлильном и другом производстве для изготовления серийных деталей, на которые человеку понадобится большое количество времени.
Станки с ЧПУ нашли широкое применение в изготовлении сложных деталей. Благодаря такой программе можно создать деталь любой формы, отверстия любой формы. На оборудовании с электронным управлением производится вырезание барельефов, гербов и икон. Производство герба с помощью такой проги перестало быть трудоемким.
Процесс разработки
Разработка управляющих команд для ЧПУ требует специальных навыков и осуществляется в несколько этапов:
- Получение информации детали и процессе производства;
- На основании чертежей создание ;
- Создание комплекса команд;
- Эмуляция и корректировка кода;
- Испытание готового продукта, изготовление опытной детали.
Сбор информации – это самый первый этап создания УП. Он необходим не только для написания управляющих команд, но и для выбора инструмента и учета особенностей материала при создании. В первую очередь выясняется:
- Характер необходимой поверхности детали;
- Характеристика материала: плотность, температура плавления;
- Величина припуска;
- Необходимость проведения шлифовки, резанья и других операций.
Это позволит вычислить операции, необходимые для обработки, а также рабочие инструменты.
Следующим этапом является моделирование детали. Разработать программу для создания деталей средней и более сложности без моделирования невозможно. При создании стандартных изделий можно поискать готовые модели в интернете, но следует тщательно проверить их на соответствие.
Современные средства компьютерной графики сильно облегчают процесс моделирования. Создание управляющей программы в ArtCam, увидевшей свет в 2008 году, позволяет автоматически получить необходимую трехмерную модель из плоского рисунка. Арткам способен экспортировать растровые изображения распространенных форматов, после чего переводить их в трехмерные изображения или рельефы. Использование алгоритмов незаменимо при написании раздела ЧПУ с нанесением гравировки на деталь.
Но основе информации об изделии и модели вычисляется количество проходов инструмента и их траектория, после чего можно приступать непосредственно к разработке ПО для микроконтроллера.
Разработка ЧПУ
После сбора всей необходимой информации, подбора рабочего инструмента и расчета необходимого количества действий создается программа для ЧПУ станка. Информация об управляющих командах и процессе создания программного продукта для каждой конкретной модели находится в инструкции к оборудованию. Управляющие алгоритмы представляют собой набор команд, в числе которых:
- Технологические (включение/выключение, выбор инструмента);
- Геометрические (движение рабочих инструментов);
- Подготовительные (забор и подача деталей, задание режимов работы);
- Вспомогательные (включение и отключение дополнительных механизмов, очистка станка).
Программирование управляющей стойки осуществляется одним из двух способов:
- Через ПК с подключением флешки к контроллеру и записью готового кода;
- С помощью человеко-машинного интерфейса стойки ЧПУ.
Большинство современных производителей поставляют в комплекте со станком софт для написания управляющего кода. Благодаря этому можно составить управляющие воздействия на более удобном интерфейсе или переработать уже существующий программный код.
Учтите факторы
При написании программы для станков с ЧПУ учитывается ряд важнейших факторов:
Максимальное количество одновременно задействованного инструмента на станке, рабочий ход, мощность ЧПУ и максимальная скорость выполняемых станком операций. При выборе скоростного режима учитывается максимальный разогрев детали, ошибки в этой части могут вызвать деформацию изделия. К тому же следует учитывать наличие на станках с числовым программным управлением дополнительных механизмов. В противном случае при выполнении алгоритма может произойти сбой или наблюдаться ошибки в работе.
Подробные инструкции по созданию управляющих алгоритмов, их интеграции в систему числового программного управления, возможности оборудования и наличие дополнительных функциях подробно описываются в инструкциях к станкам. Внимательное прочтение инструкции и самостоятельное обучение на протяжение небольшого промежутка времени позволяет написать программу человеку, ранее не знакомому с управлением устройством.
Отладка программы, распространенные ошибки
После создания управляющей программы для станка с ЧПУ следует ее отладка. Этот процесс выполняется на компьютере или непосредственно на производстве с использованием опытной заготовки. Если программное обеспечение составлено не правильно, а результат будет далек от ожиданий, следует тщательно разобрать ошибки. Они делятся на 2 типа:
- геометрические;
- технологические.
Первые возникают, когда в программах существуют ошибки в расчетах размеров и плотности материала. Чтобы их исправить, необходимо заново произвести все измерения, но создавать программу заново скорее всего не придется. Технологические ошибки – это неправильно заданные параметры самого станка. Обычно они возникают из-за недостаточного опыта разработчика.
В этом случае необходимо тщательно осуществить проверку, лучше всего подойдет пошаговая эмуляция специальными программами на ПК.
После проверки и получения изделия необходимого качества станку можно приступать к автономной работе по выпуску больших партий сложных изделий.
