初心者とプログラマーのための CNC プログラミング ガイド
CNC プログラマーは、部品の図面を分析して加工プロセスを決定し、それに応じて CNC 加工プログラムを作成する必要があります。初心者が CNC プログラマーに成長するには、専門的な CNC の知識、G コード言語の熟練した使用、およびさまざまな CAD/CAM プログラミング ソフトウェアの熟練が必要です。
CNC プログラムとは何ですか?
CNCプログラムとは、機械の動作を制御するためのコード化されたCAMソフトウェア命令を指します。 CNCマシンCNCシステムの外部から加工入力を直接行う制御プログラムをCNC加工プログラムといいます。
設計、製造、保守、普及のニーズを満たすために、入力コード、座標系、加工命令、補助機能、プログラム形式に関して、国際標準化機構（ISO）規格と米国電子工業会（EIA）規格という2つの一般的な規格が国際的に制定されています。
CNC加工プログラムは、指定されたフォーマットに従ってさまざまな機能語で構成されています。各機能語の意味を正しく理解し、さまざまな機能語を適切に使用し、規定の指示に従ってプログラムを作成することが、プログラムをコンパイルする鍵となります。
CNC プログラマーは、動作原理、XYZ 軸座標系、プログラム構造、一般的な CNC 命令など、CNC 加工に関連する知識を習得する必要があります。
CNCプログラミングとは何ですか?
CNC プログラミングとは、コンピュータ、CAD 描画および設計ソフトウェア、CAM モデリングおよび製造ソフトウェアの支援を受けて CNC 加工プログラムを自動的に作成し、CNC マシンの動作を制御するプロセスを指します。
CNC プログラミングは、CNC 加工の準備段階の主な内容の 1 つであり、通常、部品パターンの分析、加工プロセスの決定、ツール パスの計算、ツール位置データの取得、CNC 加工プログラムの作成、制御媒体の作成、プログラムの校正、部品加工テストなどが含まれます。
CNC プログラミングを行うには？
CNCプログラミングは、Gコード言語を使用して、部品の形状、プロセス、パラメータ、および補助情報を規則に従って記述し、コンピュータが自動的に数値計算、ツールセンターの動作軌道計算、および後処理を実行して部品処理プログラムリストを生成し、加工プロセスをシミュレートします。複雑な形状、非円形曲線プロファイル、3次元表面などの部品の場合、自動プログラミング方法は効率的で信頼性があります。
プログラミングプロセス中、CNCプログラマーはプログラムが正しいかどうかを適時に確認し、必要に応じて修正することができます。コンピュータがプログラマーに代わって面倒な数値計算作業を完了し、プログラムリストの作成作業を軽減するため、プログラミング効率が数十倍、さらには数百倍も向上し、手動プログラミングでは解決できない多くの複雑な部品のプログラミング問題を解決できます。
CNC プログラミングにはいくつの種類がありますか?
市場で最も一般的に使用されている CNC プログラミングには、手動プログラミングと自動プログラミングの 2 種類があります。
手動プログラミングとは何ですか?
手動プログラミングとは、プログラミングのすべての段階を手動で行うことを意味します。一般的な計算ツールを使用して、さまざまな数学的方法を通じて、ツールパスの計算を手動で実行し、命令をコンパイルします。この方法は比較的単純で、初心者でも習得しやすく、適応性も高く、中程度の複雑さのプログラムや計算量が少ない部品のプログラミングに適しています。工作機械のオペレーターは必ず習得する必要があります。
手動プログラミング手順
手動プログラミングの手順には、部品加工の CNC プロセスの手動完了、部品図面の分析、プロセスの決定、加工ルートの決定、プロセス パラメータの選択、ツール位置の座標データの計算、CNC 加工プログラム リストの記述、プログラムの検証、および手動プログラミングが含まれます。
メリット
主に点加工（穴あけ、リーマ加工など）や単純な幾何学形状（平面、四角い溝など）の部品加工に使用され、計算量が少なく、プログラムセグメントの数が限られており、プログラミングが直感的で実装が容易です。
デメリット
自由曲面や複雑なキャビティを持つ部品の場合、ツールパス データの計算は非常に面倒で、作業量が多く、エラーが極めて発生しやすく、校正が難しく、完了できない場合もあります。
自動プログラミングとは何ですか?
自動プログラミングとは、複雑な幾何学的形状を持つ部品に対して、コンピュータの助けを借りて部品のソースプログラムを記述し、加工後に CNC 加工プログラムを生成することを指します。
メリット
数値制御技術の発展に伴い、先進的な数値制御システムは、ユーザープログラミングのための一般的な準備機能と補助機能を提供するだけでなく、数値制御機能を拡張するためのプログラミング手段も提供しています。数値制御システムのパラメータプログラミングは、応用が柔軟で形式が自由です。高級コンピュータ言語での表現、論理演算、および同様のプログラムフローを備えており、加工プログラムを簡潔で理解しやすくし、通常のプログラミングでは実現が難しい機能を実現します。
デメリット
CNC プログラミングには、コンピュータ プログラミングのように独自の言語がありますが、違いは、現在、コンピュータは Microsoft の Windows を絶対的な優位性として世界市場を占有するまでに発展している点です。しかし、CNC マシンは相互使用のレベルまで発展していません。つまり、ハードウェアの違いにより、しばらくの間、CNC システムは互いに互換性がありません。したがって、ブランクを加工する場合、まず、マシンがどのタイプのシステムを使用しているかを判断する必要があります。
CNC プログラマーとは何ですか?
CNCプログラマーは、部品の加工要件に応じて、CNC加工プログラムを手動で、またはコンピュータ支援製造ソフトウェアを使用してコンパイルする人です。CNCプログラマーは、強力な 3D CNCプログラマーには、空間想像力、正常な視力、柔軟な手足、強力なコンピューティング能力が必要です。CNCプログラマーのほとんどは、大規模な製造会社や難しい部品加工を行う会社で働いています。前者は企業内で明確な分業体制があり、CNC加工技術者に専門的なスキルが求められ、CNCプログラミングは独立した職種の一つになっています。プログラミングの難しさから、後者は対応する作業を完了するために専門のプログラマーが必要です。
CNC プログラマーはどのように働くのでしょうか?
CNCプログラマーは、プロセスと処理要件に応じて適切なツール、固定具、加工装置、ツールを選択し、2軸および2軸セミNC加工プログラムを手動でコンパイルおよび編集する必要があります。次に、 3D 多軸・多種CNC加工のモデリングとプログラミング。最後に、部品の加工品質を分析・制御します。
初心者やプログラマー向けにリストされている 5 つの簡単な手順に従ってください。
ステップ 1. 部品図を分析してプロセスを決定します。
部品図に要求される形状、サイズ、精度、材質、ブランクなどを分析し、加工内容と要件を明確にし、加工計画、工具パス、切削パラメータを決定し、工具と治具を選択します。
ステップ2.数値計算。
部品の幾何学的サイズと加工経路に応じて、部品のアウトライン上の幾何学的要素の円弧の始点、終点、中心座標が計算されます。
ステップ 3. 加工プログラムを作成します。
上記2つのステップを完了したら、CNCシステムで指定された機能命令コードとブロック形式に従って、加工プログラムリストを書き込みます。
ステップ 4. プログラムを CNC システムに入力します。
プログラムの入力は、キーボードを介して数値制御システムに直接入力することも、コンピュータ通信インターフェースを介して数値制御システムに入力することもできます。
ステップ5. 検査手順と第1部品の試作切断。
CNC システムが提供するグラフィック表示機能を使用して、ツールパスの正確性を確認します。部品の 1 回目の試し切りを実行し、エラーの原因を分析し、合格部品の試し切りが行われるまで時間内に修正します。
CNCプログラミングソフトウェアリスト
リストされている項目は、ほとんどの CNC プログラマーがプログラミングに頻繁に使用する、最高の無料および一部の CAD/CAM ソフトウェアです。
UG
Unigraphicsは、 3D 米国Unigraphics Solution社が開発したCAD、CAM、CAE機能を統合したパラメトリックソフトウェア。今日のコンピュータ支援設計、解析、製造のための最も先進的なハイエンドソフトウェアです。 、一般機械、エレクトロニクスなどの産業分野。 UGソフトウェアはCAMの分野で主導的な地位にあります。米国のMcDonnell Douglas Aircraft Company社によって製造され、航空機部品のCNC加工用の推奨プログラミングツールです。
CATIA
CATIAはフランスのダッソー社が発売した製品です。フランスのミラージュシリーズ戦闘機、ボーイング737、777はすべてCATIAを使用して開発・設計されています。CATIAは強力なサーフェスモデリング機能を備えており、すべてのCADの中でも最先端に位置しています。 3D ソフトウェア。国内の航空宇宙企業や研究機関で広く使用されており、複雑な表面設計の第一選択肢として徐々にUGに取って代わりつつあります。CATIAは強力なプログラミング能力を備えており、複雑な部品のCNC加工要件を満たすことができます。現在、一部の分野ではCATIA設計モデリング、UGプログラミングおよび処理を採用しており、この1つを組み合わせて一緒に使用しています。
Pro / E
Pro/EはアメリカのPTC（パラメトリックテクノロジー株式会社）が開発したソフトウェアで、最も人気のある 3D 世界初のCAD/CAM（コンピュータ支援設計および製造）システム。電子機器、機械、金型、工業デザイン、玩具などの民間産業で広く使用されています。部品設計、製品組み立て、金型開発、CNC加工、モデリング設計などの機能を備えています。
シマトロン
Cimatron は、イスラエルの Cimatron 社の CAD/CAM/PDM 製品です。このシステムは、比較的柔軟なユーザー インターフェイス、優れた 3 次元モデリング、エンジニアリング図面、包括的な CNC 加工、さまざまな一般および特殊データ インターフェイス、および統合された製品データ管理を提供します。Cimatron CAD/CAM システムは、国際的な金型製造業界で非常に人気があり、国内の金型製造業界でも広く使用されています。
MasterCAM
MasterCAM は、米国の CNC 社が開発した PC ベースの CAD/CAM ソフトウェアです。便利で直感的なジオメトリ モデリング機能を備えています。Mastercam は、部品の形状を設計するための理想的な環境を提供します。強力で安定したモデリング機能により、複雑な曲線や湾曲した部品を設計できます。MasterCAM には強力な表面粗化機能と表面仕上げ機能があります。表面仕上げにはさまざまなオプションがあり、複雑な部品の表面処理要件を満たすことができ、多軸加工機能を備えています。低価格と優れた性能により、民間産業における CNC プログラミング ソフトウェアの第一の選択肢となっています。
フィーチャカム
FeatureCAM は、米国 DELCAM 社が開発したフィーチャーベースのフル機能 CAM ソフトウェアです。新しいフィーチャー概念、スーパーフィーチャー認識、プロセス知識ベースに基づく材料ライブラリ、ツールライブラリ、アイコンナビゲーション用のプロセスカードベースのプログラミングモードを備えています。2 軸から 5 軸のフライス加工から旋削とフライス加工、表面加工からワイヤーカットまで、フルモジュールソフトウェアは、ワークショッププログラミングに包括的なソリューションを提供します。DELCAM ソフトウェアのポスト編集機能は比較的優れています。
EdgeCAM
EdgeCAMは、英国のPathtrace社が開発したインテリジェントなプロフェッショナルCNCプログラミングソフトウェアで、旋削、フライス加工、ワイヤーカットなどのCNCマシンのプログラミングに適用されます。現在の複雑な 3D EdgeCAM は、表面加工機能に加えて、欧米の製造業で人気のある、より便利で信頼性の高い加工方法を設計しました。
ベリカットベリカット
VERICUT VERICUTは、米国のCGTECHが製造した先進的な専用CNC加工シミュレーションソフトウェアです。VERICUTは、先進的な3次元表示と仮想現実技術を採用し、CNC加工プロセスを極めてリアルなレベルでシミュレートします。カラー3次元画像でブランク材を切断して部品を形成するプロセス全体を表示できるだけでなく、ツールホルダー、固定具、さらには工作機械の実行プロセスと仮想工場環境をシミュレートでき、その効果は画面上のようなものです。CNCマシンが部品を加工するビデオをここでご覧ください。プログラマーは、さまざまなプログラミングソフトウェアによって生成されたNC加工プログラムをVERICUTVERICUTにインポートし、ソフトウェアは元のソフトウェアプログラミングで生成された計算エラーをチェックし、処理中のプログラムエラーによる加工事故率を減らすことができます。現在、多くの国内の実力のある企業がこのソフトウェアを導入し、既存のCNCプログラミングシステムを充実させ始めており、良好な成果を上げています。
考慮すべき事柄
CNC プログラミング ソフトウェアは、CNC 加工の新たな段階にアップグレードされました。新製品は次々と登場し、機能モジュールはますます洗練されつつあります。技術者はコンピューター上で科学的かつ合理的な設計を簡単に行うことができます。また、パーソナライズされた CNC プログラミング ソフトウェアにより、CNC 加工がより簡単かつ便利になります。
この記事を読むことで、CNC プログラミングについて総合的に理解できるようになります。今後必要なのは、CNC 加工で CNC プログラムを上手に使用し、初心者からプロの CNC プログラマーへと段階的に成長することです。
参考文献
CNC ルーター用語集の簡単なガイド
CNC ルーター マシンについて何かを学びたい場合は、CNC、CAD、CAM、G コードなどについて用語集から理解する必要があります。
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この記事では、アジアとヨーロッパでの CNC ルーターの価値について説明し、2 つの地域のさまざまな価格とさまざまなコストを比較するとともに、予算に最適なマシンを選択する方法について説明します。
CNC ルーターは何に使用されますか?
CNC ルーター マシンは、自動木工、石の彫刻、金属のフライス加工、プラスチックの彫刻、フォームの切断、ガラスの彫刻に使用されます。
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