Где брать программы для выполнения различных работ на фрезерном станке с ЧПУ

Для того чтобы обработать деталь на станке с ЧПУ, требуется составить программу, которая представляет собой группу команд, которые выражаются в цифровых параметрах, фрезерным машинам задается план работы.

Разработка плана действий машин с ЧПУ начинается с построения координатных лучей, на которых с помощью числового кода распределяются точки, по ним будет проводиться действие рабочих элементов. Созданием управляющей программы для фрезерного станка занимается инженер-программист.

Общие сведения о программах для фрезерных станков по дереву или металлу

Для работы станка с числовым управлением необходим ЗD редактор. При создании простейших изделий можно обойтись и без этого софта. Для объемных деталей есть свои виды программ, с последующим преобразованием. ПО напрямую зависит от используемой операционной системы.

Их предназначение

Главным достоинством программ управление является создание продукции высокого качества, с наименьшим человеческим участием. Это позволяет снизить затраты на человеческий труд, а также максимально автоматизировать производство. Один оператор может обслуживать сразу несколько станков.

По сути, оператору достаточно запустить программу и наблюдать за выполнением команд. Программное обеспечение включает в себя программу для компьютерного моделирования и непосредственно управляющий софт.

Существующие виды

На данный момент существует 3 наиболее распространенных вида программ для фрезерных станков с ЧПУ:

• CAD программы и программы 3d моделирования.
• САМ программы.
• CNC программы и системы.

CAD программы и программы 3D моделирования помогут на крупных производствах, где все начинается с чертежа и эскиза будущей детали. Здесь понадобятся точные расчеты, которые автомат произведет намного лучше, чем любой человек.

САМ программы помогают подобрать инструмент, оснастку, исходя из данных, которые есть на чертежах. Они же генерируют управляющую программу для обработки детали на фрезерных или токарно-фрезерных станках. CNC ПО и системы предназначены для воплощения систем разработки на станках с ЧПУ. По сути, это программа управления станком.

Все программы делятся на дискретные и контурные.

• Дискретные позволяют выполнять базовые функции и устанавливаются на станки, предназначенные для простой обработки деталей.
• Контурные обрабатывают сложные заготовки и применяются для агрегатов токарного и фрезерного типа с широкими функциональными возможностями.

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.

Как работает 3D-принтер

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.

G-код

На производстве, где работают станки с ЧПУ используется множество различного программного обеспечения, но чаще всего используется наиболее распространенный управляющий софт – G-код. Это условное наименование языка программирования. Он был введен в 1960 году. Окончательная доработка произошла в 80-е годы.

Производители программных систем используют этот код как базовую систему. При этом расширяют ее по своему усмотрению. Продукт, написанный при помощи G-кода, отличается жесткой структурой. Команды по управлению объединены в группы, который состоят из одной или нескольких команд.

Основные команды начинаются с буквы G:

• команды для перемещения рабочего инструмента с заданной скоростью;
• типовые последовательности, например, расточка отверстий или фрезерование;
• управление параметрами инструмента.

Технологические команды начинаются с буквы М.

Подготовительные G-функции ЧПУ

Могут задавать скорость перемещения ножа (гильотины) или выбор плоскости резания, но в блоке всегда записываются первыми. После обязательной литеры – ДЖИ с символами – идут координаты, представленные в виде числовых значений.

В зависимости от своего назначения они определяют позицию рабочего органа, выполняют переключение, компенсируют диаметр и длину, определяют особенности сверления, расточки, резьбования (полный список соответствия мы приведем ниже). Важно, что при составлении алгоритма, в текстовом формате, они остаются наглядными: при должном опыте чтения листинга оператору не составляет труда понять, что содержит каждая из них.

От Vectric

Программы от Vectric сочетают в себе мощность и простоту в обращении. Легко позволяет работать с графическим изображением, создавать точный набор команд для работы со станком ЧПУ.

CUT2D

Это обеспечение создано для расчета 2D траекторий при фрезеровании, а также для операций по гравировке, вырезании. Программа снабжена специальными инструментами для выполнения целого цикла технологических операций.

Есть возможность добавления границ, масштабирования, а также конвертации изображения из разных форматов в векторный рисунок. Редактирование изображения при помощи CUT2D занимает минимальное количество времени.

CUT3D

Это обеспечение для работы с 3D моделями. Отлично подходит для токарного оборудования. Успешно сочетается с моделями, которые подготовлены в графических редакторах AutoCAD, Rhino3D, 3D Studio, а также с использованием лазерного сканера или сенсора. Основное преимущество – удобный интерфейс с пошаговыми инструкциями, позволяющий загрузить модель, задать размеры, просмотреть примерный результат работы.

VCARVE

Используется как простое и понятное обеспечение для агрегатов по дереву. Сюда относятся инструменты для 2D дизайна, для траекторий движения станочного шпинделя, а также функция импорта нескольких 3 D моделей. Панель содержит большое количество возможностей, чтобы настроить самые разные параметры.

PHOTOVCARVE

С использованием этой программы есть возможность выполнять гравировальные работы, доступные до этого только при наличии лазерной системы. При работе изображение или фотография превращается в набор команд для станка. Сочетается практически со всеми форматами изображений.

Aspire

Позволяет превращать 2 D эскизы, фотографии, рисунки и картинки в различные объемные 3D модели. Имеет интуитивно понятный интерфейс, а также уникальный набор инструментов для 3 D моделирования, редактирования и дизайна.

Почему стоит изучать программирование ЧПУ

Ответ очевиден – чтобы уметь писать оптимальные алгоритмы для выполнения конкретной технологической операции. Просто понимать команды и пользоваться готовыми решениями не всегда удобно – в силу следующих причин:

• Стандартные варианты почти наверняка не учитывают специфику производства – в целях оптимизации их нужно адаптировать, а сделать это без знания языка ISO 7 bit крайне сложно.
• Методы постоянно совершенствуются, поэтому необходимо за ними успевать, ведь актуальная год назад последовательность действий сегодня может быть уже морально устаревшей.
• Процесс управления выпуском деталей нуждается в рационализации – в сокращении количества кадров, объединении повторяющихся циклов и в других способах упрощения листинга, воплотить которые в жизнь может только хорошо разбирающийся в вопросе оператор.

ArtCAM

ПО ArtCAM представляет собой набор продуктов для моделирования и проектирования, а также проводит на агрегате с числовым управлением автоматическую обработку. В пакет данного ПО входят инструменты, позволяющие создавать разные виды пространственных рельефов. Применяют ArtCAМ на обувной, мебельной промышленности, для создания форм и изделий из пластика.

ПО обладает следующими функциями:

• создает текстуры для шлифовального оборудования;
• использует 3Д шаблоны для изготовления простейших конструкций;
• самостоятельно генерирует 3D модели из 2D рисунков;
• набор инструментов для создания и редактирования векторных и растровых изображений;
• большое количество стратегий обработки позволяет выбрать оптимальный путь обработки разной сложности.

Это ПО доступно для пользователей с наименьшими базовыми навыками.

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 3D модели;
• 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.

Программное обеспечение SprutCAM для фрезера с ЧПУ

Это отечественный вариант ПО. Применяется, чтобы создать управляющее ПО для большинства операций по обработке заготовок на станках с ЧПУ и центрах обработки. Снабжен полным набором инструментов для работы с высокой производительностью на разных вариантах производства. Имеет несколько вариантов стратегий, базовый набор постпроцессоров, богатым хранилищем с кинематическими схемами.

Программа для станка с ЧПУ зависит от задач, которые на нем будут выполнять, а также особенностей производства. Но большинство перечисленного ПО является универсальным обеспечением с широкими возможностями. Они совместимы с разным видом оборудования и компьютерной техникой.

Таблица вспомогательных (технологических) команд G и М кода для станков ЧПУ

Символ	Описание
М00	остановка до нажатия на «старт»
М01	аналогично предыдущей, но при условии действия режима подтверждения
М02	завершение алгоритма
Начало вращения шпинделя
М03	по часовой стрелке
М04	против
М05	остановка
М06	смена рабочего органа
М07	активация дополнительного охлаждения
Основное охлаждение
М08	включение
М09	выключение
М30	конец вывода данных
М98	начало подпрограммы
М99	ее завершение, возврат к главному алгоритму

Теперь Вы видите, чем между собой отличаются, например, G49, G94 и G99 коды ЧПУ, но ведь есть функции и с другими литерами. Что делают они? Предлагаем разобраться в данном вопросе.

Требования к написанию алгоритмов

Они должны быть четко структурированы и разбиты на кадры, каждый из которых обязан завершаться разделителем CR/LF. В конце необходимо поставить М02 либо М30. Сопутствующие комментарии оставляют в круглых скобках – либо сразу после символов, либо на отдельной строке. Одни и те же функции можно повторять в любой выбранной последовательности и какое угодно количество раз, если это является рациональным решением.

Если алгоритм генерирует САПР, оператору требуется проконтролировать результат. Для этого ему необходимо знать размеры детали, толщину слоя съема, параметры резца, глубину введения лезвия.