Khám phá, Kỹ thuật và máy móc
Lập trình máy CNC và toàn bộ kiến thức quan trọng nhất
Lập trình máy CNC là công việc không thể thiếu để có thể vận hành các loại máy gia công được điều khiển bằng hệ thống máy tính như: Máy phay CNC, máy tiện CNC, máy mài CNC, máy cắt laser…. Vậy, lập trình máy CNC? Có các loại chương trình CNC khác nhau không? Làm thế nào để bạn đảm bảo lập trình CNC của bạn mang lại kết quả thành công? Đọc tiếp khi chúng tôi cung cấp thêm thông tin chuyên sâu.
Lập trình điều khiển số máy tính, hoặc lập trình máy CNC, là quá trình viết mã hoặc một bộ hướng dẫn mà máy tính có thể sử dụng để điều khiển các công cụ và máy CNC để tạo ra một bộ phận hoặc sản phẩm.
Người lập trình CNC kiểm tra mô hình CNC kỹ thuật số hoặc giấy của một bộ phận trước khi nhập một loạt lệnh máy tính. Để tạo ra các bộ phận, máy tính lập trình CNC, cùng với các cảm biến và truyền động điện, truyền các hướng dẫn này đến một máy tự động, chẳng hạn như máy nghiền, bộ định tuyến, máy mài hoặc máy tiện. Máy ép, nghiền hoặc cắt vật liệu thành các dạng và bề mặt phức tạp dưới sự điều khiển của máy tính.
Lập trình máy CNC hoạt động như thế nào?
Nhiều bước liên quan đến việc biến một thiết kế thành mã chương trình để máy CNC sử dụng . Dưới đây là bảng phân tích từng bước về cách thức hoạt động của nó.
Lập trình viên truy cập mô hình 3D hoặc CAD của sản phẩm hoặc bộ phận mong muốn, đây là thiết kế dành cho gia công CNC .
Chuyển đổi mô hình CAD sang CAM bằng phần mềm CAM. Phần mềm CAM sẽ tạo các đường chạy dao cho máy CNC. Đường dẫn được tạo sẽ theo các tính năng có trong thiết kế, chẳng hạn như khe, lỗ hoặc đường viền bề mặt.
Sau khi tạo Đường dẫn, phần mềm CAM cho CNC cũng tạo mã gia công, còn được gọi là mã G.
Sau đó, lập trình viên sẽ cung cấp mã G này vào máy CNC và nhấn nút bắt đầu chu kỳ để bắt đầu sản xuất bộ phận.
Các loại lập trình máy CNC
Lập trình CNC là một thuật ngữ chung. Có nhiều loại lập trình CNC khác nhau mà các nhà sản xuất sử dụng để chế tạo các bộ phận. Chúng bao gồm:
Lập trình máy CNC thủ công
Phong cách cơ bản nhất của lập trình máy CNC là phương pháp thủ công. Nó đòi hỏi phải nhập lệnh thủ công vào bảng điều khiển liên quan cho máy CNC. Lập trình thủ công là lý tưởng để sử dụng khi gia công các bộ phận đơn giản. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là quá trình này có thể tốn nhiều công sức.
Ngoài ra, vì không có cảnh báo hoặc thông báo nào về các lỗi có thể xảy ra nên quá trình này thường dễ xảy ra lỗi, dẫn đến làm hỏng công cụ hoặc máy CNC. Xu hướng lỗi cao làm cho phương pháp lập trình này không lý tưởng để gia công các bộ phận phức tạp.
Lập trình đàm thoại
Sử dụng máy CNC có giao diện lập trình đàm thoại tích hợp được gọi là lập trình đàm thoại. Thay vì G-code, giao diện này cho phép người dùng nhập lệnh bằng tiếng Anh đơn giản. Để xác định hoàn toàn công việc, một số hệ thống sẽ hỏi người vận hành một loạt câu hỏi có hướng dẫn.
Giống như lập trình thủ công, lập trình đàm thoại được sử dụng tốt nhất cho các thiết kế đơn giản. Bên cạnh đó, việc lập trình CNC này đơn giản và nhanh hơn so với lập trình CNC thủ công.
Lập trình CAM
Phần mềm sản xuất có sự trợ giúp của máy tính là một trong những loại lập trình CNC được sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt là đối với gia công CNC nguyên mẫu . Điều này là do sự phù hợp của nó trong việc tạo ra các bộ phận bất kể độ phức tạp. Sử dụng phần mềm CAM để lập trình mang lại tốc độ và độ chính xác chưa từng có so với lập trình CNC thủ công.
Với phần mềm CAM, lập trình viên có thể trực quan hóa đường chạy dao, do đó đảm bảo họ phát hiện ra những thách thức tiềm ẩn trong quá trình gia công. Bên cạnh đó, phần mềm CAM cung cấp cho các lập trình viên sự linh hoạt hơn, vì có thể chuyển mã từ máy này sang máy khác mà không cần viết lại toàn bộ chương trình.
Danh Sách Các Mã CNC Quan Trọng Nhất
Mặc dù được gọi chung là mã G, nhưng có một số mã được sử dụng trong lập trình CNC. Các mã này, được biểu thị bằng bảng chữ cái, cho biết công cụ cắt hoặc khoan gia công ở đâu và làm thế nào để tạo hình phôi. Vì vậy, ngoài G-code và M-code , đây là danh sách các mã ngôn ngữ lập trình CNC quan trọng khác.
Mã T : Mã T chỉ định công cụ lý tưởng để gia công một tính năng cụ thể trên phôi. Nói cách khác, nó được sử dụng để nhận dạng công cụ.
Mã S : Các mã S hoặc mã tốc độ này cho biết tốc độ trục chính của dụng cụ mong muốn trong suốt quá trình gia công.
Mã N : Các dòng hoặc khối mã máy có mã N có thể nhận dạng được. Người lập trình CNC có thể sắp xếp và hiểu mã CNC được sản xuất thủ công tốt hơn với sự trợ giúp của các nhãn dòng. Hầu hết thời gian, mã do CAM tạo ra không cần số dòng.
Mã M : Còn được gọi là mã linh tinh, chúng điều khiển các hoạt động phi hình học của máy CNC. Ví dụ, mã M kiểm soát trục chính và chất làm mát.
Mã G : Còn được gọi là mã hình học, hướng dẫn máy cách di chuyển, khi nào, di chuyển từ đâu và dừng di chuyển ở đâu.
Mã F : Đây là các mã cho tốc độ nạp. Chúng đại diện cho các tốc độ cắt khác nhau mà công cụ phải di chuyển.
Mã D : Các mã này mô tả độ lệch dao của máy CNC, có thể là phép đo khoảng cách dao nhô ra khỏi giá đỡ dao hoặc khoảng cách giữa đường tâm của dao và lưỡi cắt.
Làm Cách Nào Để Tạo Mã Hóa CNC?
Bạn cần làm quen với các nguyên tắc cơ bản của gia công CNC, phần mềm CAD/CAM và ngôn ngữ lệnh máy G-code trước khi bạn có thể tạo mã CNC. Ngoài ra, điều quan trọng là phải hiểu phần mềm CAM, cách thức hoạt động của nó và những gì người lập trình phải làm. Dưới đây là các bước đơn giản về cách lập trình.
1. Tạo và xuất mô hình 3D
Để bắt đầu quá trình viết mã, điều quan trọng trước tiên là xuất mô hình CAD 3D sang phần mềm CAM. Tuy nhiên, một số hệ thống CAD có phần mềm CAM, cho phép bỏ qua bước này.
2. Tạo đường dẫn cho công cụ
Dịch các mô hình CAD thành các đường dẫn công cụ theo cách thủ công, cách này hoạt động tốt nhất cho các phần đơn giản hoặc sử dụng phần mềm CAM để tự động tạo các đường dẫn công cụ. Các tính năng của bộ phận mong muốn và dụng cụ có sẵn phải được tính đến khi chọn dụng cụ.
3. Xác nhận Đường dẫn Công cụ
Nó là cần thiết để xác nhận đúng đường dẫn công cụ. Điều này giúp ngăn máy móc đâm vào đồ đạc hoặc phôi. Có thể hoàn thành giai đoạn này theo cách thủ công, tự động (bằng cách mô phỏng đường chạy dao trong phần mềm CAM) hoặc bằng phần mềm xác nhận đường chạy dao bên ngoài.
4. Tải Code Về Máy CNC
Bước cuối cùng trong việc tạo mã CNC là nhập mã đó vào máy CNC. Việc chuyển mã có thể xảy ra thông qua ổ đĩa flash và các thiết bị lưu trữ di động khác hoặc tải trực tiếp vào máy qua mạng cục bộ.
Những phần mềm lập trình máy CNC phổ biến nhất hiện nay
Việc chọn công cụ mã hóa CNC tốt nhất cho một nhiệm vụ phụ thuộc vào việc sử dụng nó. Phần mềm đơn giản hơn đưa người dùng đến các biến quan trọng nhất, nhưng phần mềm nâng cao cung cấp nhiều tùy chọn và phân tích giúp tối ưu hóa quy trình gia công.
Một số chương trình phần mềm lập trình CNC hàng đầu dành cho người mới bắt đầu hiện có trên thị trường bao gồm:
Solidworks ® : Phần mềm này là sự kết hợp giữa CAD/CAM với nhiều tính năng mạnh mẽ. Tuy nhiên, CAM của nó là một mô-đun bổ trợ và thường không thân thiện với túi tiền.
Meshcam : Đây là một trong những phần mềm lập trình CNC tốt nhất cho người mới bắt đầu do tính đơn giản của nó. Meshcam cũng có khả năng lập trình tốc độ cao cho các bộ phận đơn giản.
Fusion 360 ® : Giống như phần mềm Solidworks, Fusion cũng là sự kết hợp giữa CAD/CAM. Phần mềm này được đóng gói tính năng. Nó có phiên bản miễn phí và trả phí, lý tưởng cho người mới bắt đầu và các lập trình viên CNC chuyên nghiệp. Nó cũng có tính năng chỉnh sửa mã g để chỉnh sửa mã được viết trên phần mềm khác.
Vectric : Đặc biệt dành cho các ứng dụng định tuyến và khắc CNC, Vectric cung cấp một loạt các gói phần mềm nổi bật, bao gồm VCarve, Cut2D và Aspire. Mặc dù hơi phức tạp, nhưng phần mềm này cho phép các lập trình viên tạo, quản lý và tạo các đường chạy dao chính xác để điều khiển máy CNC một cách hiệu quả.
Mastercam : Mastercam có một số chức năng CAD trong khi là phần mềm CAM. Gói CAM của nó rất mạnh mẽ và dễ sử dụng. Nó là một lựa chọn phổ biến cho các lập trình viên vì nó đã có mặt trên thị trường hơn 30 năm.
Những ứng dụng cho lập trình máy CNC
Lập trình CNC đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nó cũng tạo điều kiện cho việc sản xuất nhiều loại sản phẩm, bao gồm tạo nguyên mẫu và các bộ phận.
Chăm sóc sức khỏe
Các bệnh viện có thể sử dụng lập trình CNC để tạo ra các bộ phận giải phẫu nhân tạo, bao gồm thay thế khớp, cấy ghép sọ và phục hồi răng. Các thiết bị y tế rất quan trọng đối với cuộc sống và sức khỏe của con người, do đó các nhà sản xuất có thể sử dụng lập trình CNC để thử nghiệm và sản xuất các thành phần thiết bị y tế tiên tiến.
Điện tử dân dụng
Lĩnh vực điện tử tiêu dùng sử dụng gia công CNC và lập trình của nó để tạo nguyên mẫu tối ưu và sản xuất máy tính xách tay, điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác. Công nghệ gia công chính xác bắt nguồn từ CNC khiến nó trở nên lý tưởng để chế tạo các bộ phận chi tiết như bảng mạch trên quy mô lớn.
Hàng không vũ trụ và máy bay
Ngành hàng không vũ trụ là một trong những ngành hưởng lợi chính từ lập trình CNC, vì nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất nhiều bộ phận và sản phẩm. Ví dụ, cánh quạt, cánh, khung, bộ phận hạ cánh và động cơ đều là sản phẩm của lập trình CNC.
Lập trình CNC giúp người chơi trong ngành gia công CNC tạo ra các bộ phận chất lượng cao với độ chính xác cao, chẳng hạn như cánh quạt máy bay trực thăng. Những máy này cũng có thể được sử dụng để tạo ra tàu vũ trụ như vệ tinh và tên lửa.
ô tô
Các bộ phận cho động cơ ô tô, chẳng hạn như đầu xi-lanh, trục khuỷu, trục cam, van, giá đỡ và ròng rọc, được chế tạo bởi các lập trình viên CNC trong lĩnh vực sản xuất ô tô.
Bên cạnh đó, họ có thể chạy máy CNC để sản xuất các bộ phận cho hệ thống chất lỏng, hệ thống giảm xóc và nội ngoại thất ô tô. Họ có thể điều khiển các máy CNC để sản xuất các bộ phận cho ô tô chạy trên đường phố, ô tô đua hoặc các phương thức vận tải khác như xe buýt và xe lửa.
Kinh nghiệm lập trình máy CNC hiệu quả và dễ dàng nhất
Biết lập trình máy CNC phù hợp là bước đầu tiên để sản xuất các sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp. Đó cũng là một cách để giảm tỷ lệ lỗi và hư hỏng công cụ. Dưới đây là một số mẹo để lập trình máy CNC thành công.
Được căn cứ vào những điều cơ bản
Trước khi thực hiện một dự án, tốt nhất là đảm bảo rằng bạn đã nắm vững kiến thức cơ bản về lập trình máy. Khi sử dụng lập trình thủ công và bảo tồn, cần kiểm tra lại các tính toán để đảm bảo sử dụng đúng thông số kỹ thuật của máy. Hãy nhớ rằng độ chính xác của máy phụ thuộc vào độ chính xác của toán học cơ bản.
Tùy chỉnh tốc độ nguồn cấp dữ liệu
Người vận hành nên dành nhiều thời gian để tinh chỉnh chương trình trong bất kỳ dự án CNC khối lượng nào để đảm bảo chương trình hoạt động đúng, hiệu quả và nhất quán. Khi điều này được thực hiện và ứng dụng bị khóa, người vận hành có thể “cài đặt và quên nó đi”. Tuy nhiên, quy trình sản xuất có thể được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh các yếu tố cụ thể của mã máy CNC.
Xem xét các loại bồi thường
Đơn giản chỉ cần chịu đựng và tính đến những sai lệch không lường trước được là bồi thường. Người vận hành nên hiểu các hình thức bồi thường điển hình nhất để họ có thể lập kế hoạch phù hợp.
Các công cụ thiết lập trước tự động của máy CNC có thể được sử dụng để lập trình bù hoặc chấp nhận đầu vào thủ công. Một số loại bù gia công bao gồm bù cho đồ gá, độ mòn dụng cụ, bù bán kính dao cắt và bù chiều dài dao.
Làm cho chương trình đơn giản
Phần lớn các ứng dụng gia công CNC sử dụng mã G làm tiêu chuẩn. Tuy nhiên, lập trình từng hoạt động riêng lẻ có thể tốn thời gian. Người vận hành có thể giảm đáng kể thời gian lập trình cho các quy trình gia công bằng cách sử dụng các chu kỳ đóng hộp.
Làm sao để có thể tìm được phương pháp lập trình máy CNC phù hợp nhất?
Tìm kiếm loại lập trình CNC phù hợp với nhu cầu của bạn là một bước tuyệt vời để đạt được thành công lớn khi gia công CNC. Dưới đây là các yếu tố cần xem xét khi chọn loại lập trình.
Ngân sách
Ngân sách của bạn là điểm gọi đầu tiên khi tìm loại lập trình CNC phù hợp với nhu cầu của bạn. Nếu ngân sách eo hẹp, tốt nhất bạn nên chọn các loại lập trình như thủ công và đàm thoại, vì chúng không yêu cầu bất kỳ khoản đầu tư lớn nào.
Cấp độ kỹ năng
Lập trình thủ công và đàm thoại đòi hỏi rất nhiều kỹ năng của người vận hành để đảm bảo thành công. Nếu bạn là nhà điều hành được chứng nhận, các quy trình này có thể lý tưởng cho nhu cầu của bạn. Tuy nhiên, nếu bạn không có bộ kỹ năng cần thiết, tốt nhất là nên lập trình CAM.
Mức độ chính xác
Mức độ chính xác bạn cần là một yếu tố khác cần xem xét khi tìm loại lập trình CNC cho nhu cầu của bạn. Nếu ưu tiên độ chính xác cao, thì lập trình CAM là lý tưởng, vì nó được tự động hóa, ít khả năng xảy ra lỗi hơn so với lập trình thủ công và đàm thoại.
Những câu hỏi thường gặp
Lập trình viên CNC làm gì?
Nhiệm vụ viết chương trình CNC thuộc về người lập trình CNC. Người lập trình CNC có hai tùy chọn để tạo mã CNC: viết thủ công hoặc sử dụng phần mềm lập trình CNC. Ngoài việc viết mã, lập trình viên còn chạy máy.
Lập trình CNC có khó không?
Khó khăn trong việc lập trình CNC phụ thuộc vào chương trình, mục tiêu của nó và máy. Chẳng hạn, in 3D dễ dàng hơn, trong khi lập trình máy cắt kim loại lại khó.
Ngôn ngữ nào thường được sử dụng để lập trình CNC?
Mã G thường được sử dụng trong lập trình CNC. Đó là ngôn ngữ mà các máy CNC hiểu được. Điều quan trọng cần lưu ý là có các mã nhỏ hơn theo chức năng.
Mong rằng, qua những thông tin trên có thể giúp bạn biết được lập trình máy CNC là gì? các phương pháp lập trình máy CNC phổ biến nhất hiện nay, cũng như những kinh nghiệm lập trình máy CNC hiệu quả… Nếu muốn mua
