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CNC 编程:定义、过程和类型

如果您刚刚开始使用计算机数控 (CNC) 铣削或任何其他形式的 CNC 加工,它可能首先会显得令人困惑和具有挑战性。

几十年来,计算机技术在制造业中的使用取得了巨大的增长。先进技术正在控制机械的运行方式,为制造过程带来许多好处。

最好的制造商使用数控机床或服务来生产具有可重复结果的复杂零件。数控铣削是这些行业中最重要的工艺之一。其他包括数控钻孔、数控车削和数控铣削。在这本综合指南中,我们深入探讨了数控铣削的世界。我们希望这里提供的铣床见解能够帮助您满意地开展下一个数控铣削项目。

什么是 CNC 编程?

CNC编程 是指利用软件开发数控机床指令的过程。这些指令控制数控机床在与工件交互时如何移动。使用 CNC 编程的流行 CNC 机床是 CNC 车床和 CNC 铣床。

自诞生以来,数控编程使人们能够通过代码制作令人难以置信的雕刻品和许多其他东西。 CNC 程序使机床和 CNC 机器与工件交互,创造出令人惊叹的东西。

有效地执行编程需要大量的掌握。由于涉及机器和工具,因此涉及一定程度的精细程度。然而,人们可以通过锻炼来掌握这项技能。

大多数 CNC 机床使用 G 代码和 M 代码控制其流程。 G代码用于指示工件或切削刀具的位置。 M 代码具有多种功能,包括激活刀具旋转。

也有使用字母数字代码 CNC编程。这些代码指示特定功能,例如旋转速度、进给速率、刀具编号等。字母数字代码包括 S、T、D 和 F。

CNC 编程如何工作?

即使是最好的 CNC 操作员和程序员也是从基础开始的。这些基础知识涉及如何 CNC编程工作。 CNC 编程有几个步骤。每一步都是前一步的延续。

每个 CNC 编程项目都是从使用计算机辅助设计 (CAD) 软件来设计零件开始的。接下来,将设计应用到计算机辅助制造 (CAM) 软件中。 CAM 软件将先前的指令转换为 CNC 机床可以理解的其他指令。

CNC 加工有多种编程语言,但最流行的是 G 代码。这种语言基于字母数字代码。这些代码控制特定的操作,例如打开冷却液和改变切削刀具的位置。

这些程序按行排列,一行携带命令。 CNC 机床按照写入的顺序激活命令。

现在,要创建 CNC 程序,请执行以下步骤:

第 1 步:零件设计

需要设计零件的 3D 模型。此时使用的软件是CAD软件。 3D 模型概述了零件的所有基本细节 - 细节、特征和尺寸。它是该部件的可视化版本,旨在指导 CNC 程序员。

第 2 步:生成刀具路径

CAM软件在这一步就派上用场了。它有助于生成这些路径,这些路径只是工具生成先前定义的零件所需的操作和移动的定义。为了获得最佳结果,软件将在考虑刀具旋转速度和工件材料特性等因素的情况下定义刀具路径。

第 3 步:生成 CNC 编程

这是 CNC编程过程。程序员通常使用 G 代码来为 CNC 机器发出命令。程序需要在 CNC 程序中突出显示的一些元素是切削深度和起始位置。

第四步:数控机床准备

CNC程序可能已经准备好了,但还有一件事需要准备——数控机床。这是 CNC 程序将被执行的地方。因此,必须正确设置数控机床。

需要检查和设置的一些领域包括系统安全、冷却液、工件夹持机构、进给速度和切削速度。总之,机器中的一切都应该按照数控程序的要求进行。

第五步:程序执行

与任何其他程序一样,CNC 编程过程的最后一步是运行程序。 CNC 机床准备就绪且程序已加载到机床后,就可以运行所有内容了。

CNC 机床被设计为一行一行地读取并执行 CNC 程序。这可能是一个自动化过程,但操作员应在加工过程继续时保持警惕。有时需要进行调整,因此操作员会在那里进行必要的调整。

CNC 编程的类型

CNC 编程分为三种类型。这些是手动 CNC 编程、计算机辅助制造 (CAM) 和对话式编程。以下是这些类型的 CNC 编程的更详细介绍:

手动数控编程

手动 CNC 编程已经存在很长时间了,因此非常流行。操作员可以手动进行编程并将文件传输到机器。或者,CNC程序员可以直接在CNC机床控制器上打出程序。

手动 CNC 编程需要 CNC 程序员利用他或她的知识手动编写 CNC 程序。程序员将知识与有关 CNC 机床附件和工具以及可用编码指令的信息结合起来。

有了这套信息和知识,就可以从头开始实现数控机床编程。 每个专业 CNC 程序员都必须遵循以下特定步骤:

使用 CNC 坐标系定义刀具路径和加工

根据提供的几何信息生成车间图纸

根据工艺步骤安排工具

用G代码编程语言编写CNC程序

将程序传送至控制单元

手动 CNC 编程的优点这种类型的 CNC 编程的无限性对于用户来说是最大的优势。 CNC 程序员在设置 CNC 程序时可以了解最精细的细节。无论是进给速度、循环次数还是旋转速度都无关紧要;您几乎可以使用 CNC 编程的手动版本进行各种形式的调整。

其次,这种编程方法可以培养 CNC 程序员的熟练程度和纪律。任何编写代码的人都必须详细了解零件和加工过程。没有犯错的余地。

字母、空格、点和任何其他细节必须完美放置,CNC 程序才能正常工作。对于面临就业或客户竞争的人来说,拥有这种优势可以发挥作用。

另外,最好了解后端发生了什么。计算机数控编程软件每天都变得越来越复杂。作为监督加工工具和流程的机械师,您的任务是了解一切。

手动编程的缺点手动机器有一些缺点。您会看到,手动编程可能需要很长时间才能完成。从用户和 CNC 程序员的角度来看,这是手动编程的最大缺点。

CNC 程序员不再需要手动创建刀具路径,从而节省了大量时间。与手动过程相比,CAM 软件所需的时间要短得多。

我们都同意,任何手动过程都必然会出现错误。对于手动编程来说,这一挑战是严峻的。对于这种 CNC 编程类型,简单地省略一个数字就足以使整个 CNC 软件代码变得无用。

计算机辅助制造 (CAM)

计算机辅助制造软件在零件生产数控机床编程中发挥着重要作用。 CAM 软件是设计零件与 CNC 加工工具之间的通信方式。

无论您使用的是数控车床、数控铣床还是数控激光机,都没有关系;您需要 CAM 生成代码才能执行这些任务。

CAM 编程功能极其强大,但执行起来却非常简单。机械师无需具备 G 代码编程语言知识。

在这种编程方法中,用户使用软件准备 CAD 设计。该设计包含有关最终部分的许多细节。 CAM 软件与零件的 3D 模型配合使用。

下一步是将设计转移到 CAM 软件。在此,输入刀具路径等加工信息。 CAM 软件利用这些数据生成设计的 G 代码。

在此过程中,G 代码的专业知识毫无用处。用户即使不熟悉 G 代码,仍然可以使用此方法进行 CNC 编程。

使用CAM数控编程的步骤

进行 CAM CNC 编程的方法有多种。以下是这些步骤的概要:

#1.采购并购买 CAM CNC 编程软件

市场上有商业和免费 CNC 编程软件可供选择。无论您选择哪一个,请确保它支持与项目相关的所有功能。最好的 CNC 编程软件还应该与您的加工工艺兼容。

#2. CNC 编程软件安装

CNC 编程软件的供应商应提供有关安装和配置的所有必要信息。与此相关,您需要检查您的计算机是否有能力处理最好的 CNC 编程软件。

#3。零件设计

CAD软件在这个阶段就派上用场了。您可以在此处创建您想要制造的零件设计。这意味着 CAD 和 CAM 软件现在已经在您的系统中。确保 CAD 设计包含有关零件的所有重要细节。

请记住,CAD 软件有修改的空间。换句话说,您可以重新审视设计并进行任何所需的更改。这是开始加工过程之前的重要步骤。 CAD 模型有助于在 CNC 机床上生产零件之前评估零件的适用性。

在此阶段,处理 CAD 模型概念以及与零件设计相关的其他问题的技能和经验至关重要。如果您在这方面没有经验,您可能需要聘请 CNC 编程软件专家。

#4。 CAM设定

您可以在此处表达您想要 CAM 软件执行的具体操作。换句话说,您需要确定加工要素,例如进给率、转速等。

然后,该软件将为其创建刀具路径。刀具路径是 CNC 机床将进行的运动。它定义了加工过程。

设置 CAM 后,机器就可以开始加工了。但您需要进行测试运行。尽管 CNC 程序看起来多么完美,但始终存在潜在的错误。模拟过程有助于识别此类错误,以便有机会纠正它们。

#5。 G代码生成

一旦设置完毕,就可以创建 G 代码了。 G 代码应自动来自 CAM 软件,但设置很重要。数控机床需要G代码来控制加工刀具的运动。

#6。准备工件

现在注意力转向必须为加工过程做好准备的工件。现代 CAM 软件可以帮助用户正确设置工件。这有助于防止人为错误。

#7.数控机床编程

现在,将 G 代码传送到 CNC 机床的工作已全部完成。 CNC 机床的控制器不得正确编程。传输到 CNC 机床控制器的数据示例有 G 代码和刀具路径。工作生产流程现已准备好激活。

#8。过程监督

使用 CAM 软件进行 CNC 编程以及所有相关活动后,人工输入并非完全没有必要。错误仍然会发生,因此可能需要人工干预。同样,现代 CAM 软件具有帮助用户监控流程进度的功能。

CAM 程序的优点与手动 CNC 编程相比,编程时间更短

消除了程序员执行计算的需要

它消除了对专家程序员的需求

由于模拟功能的可用性,编程语言错误不太可能发生

它允许轻松编程复杂的形状

CAM 程序的缺点与手动 CNC 编程选项相比,刀具路径的效率较低

一些基础知识或者学习cnc编程是必要的

操作员无法完全控制过程

对话的

您可以选择使用最简单的 CNC 编程形式——对话式编程。这种类型的编程是入门级程序员或尚未学习 CNC 编程的机器操作员的最佳选择。用户不需要任何特殊知识或技能来实施此 CNC 编程。

相反,数控机床配备了一组预设。使用时只需使用机器的控制台进行配置即可。

CNC 对话式编程的步骤之一是确定加工参数。这些参数包括材料类型、加工类型和刀具类型。

对话式编程除了是入门级用户的最佳选择之外,还建议用于简单的加工零件。对于复杂的刀具路径,您想尝试其他类型的 CNC 编程。

这种编程方法的一个显着特点是操作简单、快捷。它已成为快速原型制作的一个重要因素,因为这里的重点是快速周转。

对话式编程示例如果您正在加工轴并希望使用对话式编程,下面是交互方式的示例:

用户:我想加工一个小轴机器接口:输入轴直径

用户:使用两英寸机器界面:输入长度

用户:使用10英寸机器接口:输入轴材料

用户:我想要低碳钢机器界面:输入粗加工刀具

用户:3/4英寸面铣刀机器接口:起点是什么?

用户:输入起始点参数机器界面:确认参数并准备好加工了吗?

用户:是的。机器界面:选择精加工工具

用户:您可以使用立铣刀机器界面:指定精加工走刀深度

用户:0.10英寸还可以机器接口:确认并机器

用户: 已确认机器接口:机加工轴就绪

对话式编程的优点首先,这种 CNC 编程类型适合所有技能水平的用户。通过具有简单菜单的软件应用程序,任何操作员都可以执行该程序。该类别中最好的 CNC 编程软件甚至还提供培训辅助工具来帮助学习 CNC 编程。操作者可以随意切换到G代码编程。

使用对话技术进行数控机床编程也更适合缩短周转时间。 CAM 编程中的步骤并不像您期望的程序员那样多。没有官僚机构需要处理。较短的交货时间总是有利于企业的盈利能力。

如果您正在寻找更快的原型设计,对话式数控机床编程将是最好的选择。只要您不处理复杂的零件,这种 CNC 编程类型就具有这一优势。

谈到零件几何形状的简单性,对话式 CNC 编程适用于零件设计简单的情况。它既快速又简单,因此许多处理简单设计的商店都会觉得值得。

对话式编程的缺点这种 CNC 编程类型的最大缺点是无法提高循环时间。系统已经有设定的例程了。以下是该 CNC 编程版本的其他缺点:

它不支持复杂的刀具路径

它仅适用于简单的零件几何形状

灵活性较低,特别是与 CAM 编程相比

这些程序不可互换,即它们通常仅与嵌入它们的机器相关

CNC 编程使用哪些代码?

CNC 机床在称为 CNC 代码的特殊字母地址的控制下运行。其中一些地址可以单独使用,其含义取决于随附的 G 代码。

用于 CNC 编程的代码以字母显示。这些字母有好几个,但通常称为 G 代码。现在,我们将定义这些用于 CNC 编程的 CNC 编码方法:

D 代码

此类 G 代码定义刀具偏置。偏移量是刀具从刀柄突出的量,或者是刀具切削刃与中心线之间的距离。该代码对于补偿偏差和刀具直径磨损非常重要。

F 代码

F代码表示数控机床的进给速度。进给速度是加工过程中刀具运动的速度。进给速度可精确到小数点后三位。关于工具运动的这些代码需要注意的重要一点是它们始终带有小数点。

G 代码:

G代码,意为几何代码,是CNC程序中几种指令中最流行的。通常,这些代码指示 CNC 机床控制所需的运动类型。 CNC 机床采用多种运动方式,包括循环进给、快速定位和固定循环。

M 代码:

这些是杂项命令。您也可以将它们称为非几何代码,因为它们专注于 CNC 机床的非几何操作。它们定义等待时间、停止、处理和其他相关的杂项活动。一段代码只能包含一个M代码。

N 代码:

当用户手动生成 CNC 编码时,会出现这种类型。在这方面,它们是标准或值得注意的 CNC 代码块。

您可能在面向 CAM 的代码中找不到 N 代码,因为在这种情况下它们不是必需的。 N代码的主要目的是简化对CNC程序的理解。

S 代码:

它们也称为速度命令。它们用于表面速度、主轴速度、增量速度等。这些速度代码定义了每分钟转数 (RPM) 的速度。该代码始终与 M03 和 M04 一起出现,分别表示顺时针和逆时针旋转。

T 代码:

T代码用于识别数控加工中使用的不同类型的刀具。此 CNC 代码有助于选择刀具。请注意,此代码始终与 M6 一起放置,MXNUMX 是表示换刀的代码。

结语

有了 CNC 编程的背景,现在可以更轻松地为您的项目确定正确的 CNC 编程类型。您对编程类型的熟悉程度以及该类型对您的特定项目的适合程度是此选择的主要标准。

Aria Manufacturing Ltd. 是提供最佳 CNC 编程服务和产品的开拓者。无论您需要哪种 CNC 解决方案,我们都有资源为您提供那种 CNC 零件。我们服务于广泛的行业,因此您可以致电我们询问您所有的 CNC 加工需求。

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