Создание программ для чпу станков

Станок с ЧПУ (числовым программным управлением) — сложное устройство, которое применяют для обработки дерева, металла или пластмассы. Он позволяет создавать детали, имеющие различные формы: от простых до максимально сложных. Использование такого оборудования в производстве значительно повышает уровень производительности и качество выпускаемой продукции.

Для работы станков с ЧПУ требуются управляющие программы. Они служат для создания макетов будущих изделий, введения команд управления и чтения инструкций, написанных на специальном языке программирования. Такое программное обеспечение должно быть функциональным и простым в использовании.

Правильно выбрать подходящие программные продукты для станка с ЧПУ поможет знакомство с их видами и особенностями.

Общие сведения о программах

Управляющая программа для станков с ЧПУ — неотъемлемая составляющая станочного оборудования с числовым программным управлением. Она служит для контроля над станком и обеспечивает автономный или полуавтономный процесс обработки заготовок. Благодаря ей существует возможность с высокой точностью производить качественные детали сложной формы без технологических ошибок. Для разработки управляющих программ требуются специальные навыки.

Предназначение

Специальное программное обеспечение дает возможность освободить оператора от постоянного слежения за рабочим оборудованием и необходимости ежеминутно контролировать процесс. Такое ПО включает в себя комплекс команд, которые непрерывно поступают на станок с ЧПУ.

Команды позволяют в автоматическом режиме:

• перемещать инструменты,
• перемещать детали в системе координат,
• контролировать скорость обработки.

В качестве точки отсчета для дальнейших действий каждый раз принимается положение исполнительного инструмента, которое он занимал ранее.

Для каждого вида заготовок пишется отдельная программа. Чтобы ее создать, требуется установить на компьютер специальное программное обеспечение. При наличии такого ПО и базовых навыков обращения с ним появляется возможность самостоятельного создания методик контроля.

Существует 2 разновидности программного управления:

Дискретное. Предназначено для выполнения базовых функций. Его используют для работы на станке с заготовками простой формы. Контурное. С его помощью происходит сложная обработка заготовок. Такое ПУ широко применяют для работы токарного и фрезерного оборудования.

Процесс обработки зависит от технических характеристик отдельных приборов и возможностей оборудования. Эти данные изготовитель станка указывает в технической документации. Именно они определяют возможность выполнения заданных функций.

G-код для станка с ЧПУ

Постановка задач для всех систем ЧПУ происходит с использованием универсального языка программирования в виде управляющего программного кода, который называют G-код. Управляющая программа состоит из последовательного набора кадров, каждый из которых отвечает за один шаг в работе станка.

Готовые задания для обработки деталей представляют собой цепочку отдельных G-команд. Основные команды языка называют подготовительными, их ровно 100: от G00 до G99. Например, линейная интерполяция, функция G01, используется для включения режима движения рабочего инструмента параллельно оси. Для старта режима функционирования в дюймовой системе служит функция G20, а для перехода в миллиметры применяют код G21.

При помощи команд, преобразованных в G-код, происходит:

• линейное и круговое движение рабочих элементов станка с определенной скоростью (регулировка направления вращения, коррекция диаметра или радиуса движения инструмента);
• исполнение типичных последовательностей (стандартные отверстия и резьбы);
• настройка параметров: систем координат станка, плоскостей работы, числа оборотов рабочего инструмента, скорости подачи.

Далее мы подробно рассмотрим управляющие программы для станков с ЧПУ нескольких наиболее популярных разработчиков.

Программы от Vectric

Программное обеспечение от компании Vectric разработано для работы с оборудованием с ЧПУ. Комбинация мощности и простоты в обращении позволяет легко создавать и работать с графическим дизайном моделей, быстро создавать точные наборы команд и программы для управления ЧПУ-станком.

Следующие продукты от Vectric подходят для использования как опытными профессионалами, так и новичками:

Cut2D

ПО было разработано специально для быстрого и простого вычисления 2D-траекторий при вырезании, фрезеровке и гравировке. Наиболее подходит эта программа для фрезерного станка с ЧПУ. Независимо от того, нужна высокая продуктивность производства или индивидуальное выполнение декоративных элементов, программное обеспечение Cut2D включает в себя инструменты, необходимые для эффективного выполнения циклов работы.

Проекты, созданные в Cut2D, могут быть импортированы в несколько форматов файлов (EPS, AI, DXF, DWG, PDF, SKP и т.д.) из чертежа или CAD-пакета, такого как Corel Draw, AutoCAD, SketchUp и др. Здесь включена возможность добавления границ, масштабирования и конвертации изображений из форматов JPEG, TIF, PNG, BMP, PDF в векторный рисунок.

Изображения, редактирование которых займет несколько часов работы в других редакторах, можно импортировать, готовить и обрабатывать за считанные минуты при помощи Cut2D.

Cut3D

Быстрое и простое ПО для обработки 3D-моделей. Подойдет программа для токарного станка с ЧПУ и другого оборудования. Cut3D работает с моделями, разработанными при помощи графических редакторов AutoCAD, Rhino3D, 3D Studio или полученными в результате лазерного или сенсорного сканирования. ПО имеет простой в использовании интерфейс, который пошагово ведет пользователя к процессу загрузки модели, задания размеров, предварительному просмотру будущих результатов и сохранению кода ЧПУ для работы станка.

Слишком большие для обработки на станках 3D-модели, которые не соответствуют длине резака или толщине материала, могут быть «нарезаны» на отдельные составляющие.

VCarve

Представляет собой интуитивно понятное решение для обработки деталей, которое удачно применяется в качестве программы для ЧПУ-станков по дереву. Сюда включены инструменты для 2D-дизайна и расчета 2D- и 2.5D-траекторий движения шпинделя станка, возможность импорта и инструментальной обработки одной 3D-модели (STL, OBJ, SKP и т.д.). Отдельно поддерживается импорт нескольких 3D-моделей Vectric Clip Art (V3M) для создания расширенных 3D-сборок.

VCarve может использовать информацией, поступающую из других программ, импортировать 2D-проекты. ПО предоставляет полный набор инструментов для выполнения и редактирования чертежей. Диапазон возможностей включает все типичные операции, необходимые для 2D- и 2.5D-обработки. Предусмотрена возможность проектирования 2D- и 2.5D-траекторий инструментов на 3D-поверхности. Панели инструментов содержат широкий набор функций для настройки параметров и обеспечения высокого уровня контроля над разными типами операций. Кроме того, есть возможность предварительно виртуально просмотреть все траектории движения инструментов, чтобы узнать, как будет выглядеть готовое изделие. Это способствует оптимизации реального рабочего процесса.

PhotoVCarve

Программа позволяет станкам с ЧПУ выполнять гравировку, которая ранее была под силу только дорогим лазерным системам. PhotoVCarve быстро «превращает» изображения и фотографии в набор команд для станков.

Фотографии или файлы, которые необходимо выгравировать, можно загрузить с цифровой фотокамеры, мобильного телефона, сканера или из интернета. PhotoVCarve поддерживает большинство форматов изображений: JPG, BMP, TIF, GIF, PNG и другие.

Aspire

ПО работает на той же платформе что и VCarve Pro. Оно имеет интуитивно понятный интерфейс, отличается удобством процесса дизайна и написания команд для ЧПУ-станков. Aspire имеет инструменты, которые позволяют превращать 2D-эскизы, фотографии, рисунки и цифровые иллюстрации в детальные 3D-рельефные модели, а затем вычислять процесс точной 3D-обработки формы.

ПО обладает уникальной системой 3D-моделирования и комплексным набором инструментов для дизайна и редактирования в 2D. В Aspire есть возможность импорта уже готовых 3D-моделей, а также создания 2D- и 3D-моделей с нуля.

Требования к ПК

Программные продукты Aspire, VCarve, Cut3D, PhotoVCarve и Cut2D функционируют практически на всех компьютерах и ноутбуках и не требуют дополнительного оборудования в виде мощных видеокарт.

Aspire и продукты VCarve Pro / Desktop, Cut2D Pro / Desktop выпускаются в 2 вариантах: 32-bit и 64-bit. Они работают с 32-битными и с 64-битными операционными системами.

Программы Cut3D и PhotoVCarve 32Bit и 64Bit. — 32-битные. Они работают как на 32-битных, так и на 64-битных операционных системах.

ПО от Vectric не поддерживает Windows 8RT, поскольку это неполное издание Windows.

Графический дисплей: 1024×768.

Минимальные требования для Cut2D:

1. Компьютер:
2. Процессор 2 ГГц, 2 Гб оперативной памяти, 250 Мб свободного пространства на жестком диске.
3. USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
4. 2GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
5. Операционная система: Microsoft Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8 или 10.

Минимальные требования для VCarve и Aspire:

1. Компьютер:
2. Многоядерный процессор 2 ГГц, 4 Гб оперативной памяти, 300 Мб свободного пространства на жестком диске.
3. USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
4. 7.7GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
5. Операционная система: Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8, 8.1 или 10.

Минимальные требования для PhotoVCarv и Cut3D:

1. Компьютер:
2. Процессор Pentium 4 1 ГГц, 512 Мб оперативной памяти, 60 Мб свободного пространства на жестком диске.
3. USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
4. 7.7GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
5. Операционная система: Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8, 8.1 или 10.

Дополнительно: необходимо установить программу для чтения PDF-файлов (например, Adobe PDF Reader).

Программное обеспечение ArtCAM

Этот набор продуктов для моделирования и проектировки изделий, которые будут производиться на ЧПУ-станках, применяется для включения автоматической обработки. В пакет ArtCAM входят инструменты для моделирования изделий, которые дают возможность создавать сложные пространственные рельефы.

Отметим следующие особенности пакета ArtCAM:

• Возможность использования 3D-шаблонов для создания проектов изделий из простых элементов.
• Функция автоматического генерирования 3D-моделей из 2D-рисунков.
• Широкий набор инструментов для создания и редактирования растровых изображений и векторов, импорта моделей и создания сборок.
• Широкая база данных содержит множество стратегий обработки, позволяет подобрать оптимальный путь выполнения работы разной сложности.
• Возможность программирования осевой обработки и создания элементов выдавливания.
• При помощи функций для редактирования готовых объемных моделей можно создавать текстуры для шлифовальных станков.

Среди областей применения пакета ArtCAM:

• производство мебели,
• обувная промышленность,
• производство форм,
• создание изделий из пластика.

Требования к ПК

Минимальные требования для работы ArtCam:

• операционная система: Windows 64-бит;
• процессор: не ниже Intel Core і5;
• оперативная память: от 4 Гб;
• видеокарта: ОП не менее 1 Гб, должна поддерживать OpenGL 2.0;
• графический дисплей: 1920×1200.

ArtCAM — простое и доступное даже для пользователей с базовыми навыками программное обеспечение.

Программа SprutCAM

SprutCAM — это программное обеспечение от российского производителя. Оно служит для создания управляющего ПО, которые используется в процессе обработки деталей на станках ЧПУ и обрабатывающих центрах. Система имеет широкие возможности настройки на любые виды управляемых устройств, она совместима со станками, которые имеют различные кинематические схемы.

В состав SprutCAM входит максимально полный набор инструментов для эффективной работы в разных сферах производства. ПО обладает широким набором стратегий обработки, базовым набором постпроцессов, встроенным модулем симуляции обработки и богатой библиотекой, которая хранит кинематические схемы станков. Мастер дополнений позволяет проводить интеграцию с CAD-системами для прямого обмена данными.

В заключение

Тип оборудования и перечень необходимых для выполнения задач влияют на выбор программы для управления станком с ЧПУ. Разные виды ПО отличаются по своим функциональным возможностям и требованиям к ПК. Однако существуют и универсальные решения, которые совместимы со всеми видами устройств с ЧПУ и современными компьютерами. Помимо описанных выше продуктов, самые распространенные — LinuxCNC, Mach3 и 4, MeshCAM, SimplyCam, CutViewer, CadStd.

Для изготовления сложных деталей на станках с ЧПУ необходима специально написанная управляющая программа. Это набор команд для профессионального оборудования, следуя которым, станок без участия человека, вытачивает деталь.

Программы для создания моделей можно составлять самостоятельно при наличии квалифицированного оператора станка ЧПУ или заказывать в нашей студии.

Что прописывается в stl?

Станок с ЧПУ для автономной или полуавтономной работы должен учитывать и отслеживать сразу несколько параметров:

• Включение и выключение аппарата, подбор и смену инструментов;
• Траекторию движения рабочих инструментов;
• Размещение деталей, их рапсоложение на рабочем поле;
• Использование дополнительных возможностей оборудования.

Такой подход позволяет загружать станок почти на 100%, добиваясь максимальной эффективности. И как следствие, получать готовую деталь за меньшее количество времени, вырабатывать меньший ресурс техники, обеспечивая медленный износ режущего инструмента.

Как создается УП?

Управляющую программу можно создать на любом ПК с предустановленным соответствующим программным обеспечением, а затем перенести на станок. Или же, если позволяет оборудование, создать программу для изготовления модели непосредственно в интерфейсе станка. Большинство видов современного оборудования имеют человеко-машинный интерфейс. Весь этап программирования можно разделить на 3 этапа:

• Получение информации о детали методом загрузки 3д модели. На этом этапе получают информацию, в том числе о типе материала, характеристиках готовой поверхности изделия, необходимости припусков и дополнительной обработки изделия;
• Построение математической матрицы и подбор последовательных команд. Здесь определяется, какой инструмент будет использоваться, в какой последовательности, как будет расположена деталь, какая скорость вращения шпинделя, сколько проходов необходимо сделать;
• Эмуляция кода и внесение корректировок. Этот этап необходим для исключения пересечений траекторий движения инструментов. А также недопущения ошибок при измерении деталей, указания оси координат.

После этого программу можно загружать в станок, настраивать оборудование, подбирать инструмент, после чего запускать производство пробной партии. В ходе работы могут быть выявлены ошибки программирования, которые необходимо исправить до запуска серии.

Программы для ЧПУ. Софт:

Для создания и обработки УП выпускается специализированный софт.

Наиболее популярны следующие программы:

• PowerMill — ПО , разработанное Autodesk Inс, прекрасно подходит для программмирования траекторий для фрезерных ЧПУ,
• ArtCAM — самый популярный вариант для создания моделей и разработки управляющей программы,
• 3DS MAX — вспомогательная программа CorelDRAW X7, чаще всего применяется непосредственно при разработке моделей,
• Linux CNC — бесплатна, интуитивна понятна, подходит для разных станков с ЧПУ, тем не менее непопулярна из-за множества недостатков,
• Math 3 — удобна наличием русифицированной версии, подходит для всех видов станков, даже для самодельных, этим и обусловлена высокая популярность данного ПО,
• также можно работать с T-FlexCAD, Visual CAD/CAM,
• Feature CAM 2011, NanoCAD, Gibbs CAM, AutoCAD, SolidWorks
• и в других программах.

Все программы поддерживают формат 3D файлов STL и на основе заложенной информации после импорта строят математическую модель будущей детали. После преобразования изображения в G-коды, команды для двигателя станка с ЧПУ записываются в файл формата CNC. Именно его загружают в систему ЧПУ для изготовления детали.

Желательно приобретать лицензированный софт, в этом случае вы избежите проблем с зависанием.

Если 3D модель будущего изделия можно создать один раз, а затем использовать для изготовления деталей любого размера и из любого материала, то УП для станков с ЧПУ пишется каждый раз заново.

Даже если изменяются размеры изделия, выбирается другой материал или вносятся какие-либо корректировки, например, добавляется новый тип обработки – управляющую программу нужно будет менять.

Что делать, если вы далеки от программирования?

В этом случае стоит обратиться за помощью к специалистам.

Наша компания с 2005 года занимается разработкой и продажей 3D моделей в stl-формате для ЧПУ станков. В нашем штате трудятся опытные дизайнеры-моделлисты. В нашем каталоге насчитывается больше тысячи разнообразных 3д моделей, подходящих под запросы самых требовательных заказчиков. Также предоставляем услуги по изготовлению управляющих программ для чпу. Заказать УП предельно просто. Достаточно связаться с нами любым удобным для вас способом. Наши менеджеры ответят на все вопросы.

Вы можете воспользоваться одним из предложенных ниже способов:

• info@sprut.ru
• spruttechnology

Вы можете авторизоваться на сайте через:

Автоматизировать

Заказать бесплатно

Также вы можете.

Техническая поддержка

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
по Z 3 мм

Линейное перемещение инструмента в точку ХЗ Y3 с подачей F = 600 мм/мин

Перемещение инструмента по дуге радиусом 8 мм в точку X8 Y3

Есть три метода программирования станков с ЧПУ:

1. Вручную.
2. На станке, на стойке с ЧПУ.
3. 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@sprut.ru.

Почтовый адрес: 423816, г. Набережные Челны, а/я 16108, ООО "СПРУТ-Технология"