數控機床編程與操作

  那么小編帶大家來(lái)了解下我們數控機床的的一些簡(jiǎn)單的原理為了更好地了解成功將Rhino數據用于數控機床控制的加工或切割類(lèi)型操作所涉及的問(wèn)題，您需要了解數控機床流程及其工作原理。希望下面小編講的會(huì )對你們有所幫助。

首先，有幾個(gè)定義

  數控機床計算機數字控制– 采用數字化數據，計算機和CAM程序用于控制、自動(dòng)化和監控機器的運動(dòng)。該機器可以是銑床、車(chē)床、路由器、焊機、磨床、激光或水刀切割機、鈑金沖壓機、機器人或許多其他類(lèi)型的機器。對于較大的工業(yè)機器，計算機一般是機載專(zhuān)用控制器。但對于更多愛(ài)好者類(lèi)型的機器，或經(jīng)過(guò)一些改造，計算機可以是外部 PC、數控機床控制器與一系列電機和驅動(dòng)組件一起工作，以移動(dòng)和控制機器軸，執行編程的運動(dòng)。在工業(yè)機器上通常有一個(gè)復雜的反饋系統，它不斷地監控和調整刀具的速度和位置。

  臺式數控機床有許多較小的模型制作愛(ài)好者風(fēng)格的臺式數控機床機器。一般來(lái)說(shuō)，它們比工業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品重量更輕、剛性更低、精度更低、速度更慢且更便宜，但可以很好地用較軟的材料（如塑料、泡沫和蠟）加工物體。一些臺式機可能會(huì )像打印機一樣運行。其他人有自己的封閉式命令系統，甚至可能有專(zhuān)用的CAM軟件。少數也將接受標準G代碼作為輸入。一些工業(yè)標準臺式機確實(shí)存在帶有專(zhuān)用控制器的用于執行精確的小型工作。

  CAM–計算機輔助加工或制造– 指使用各種軟件包來(lái)創(chuàng )建刀具路徑和NC代碼，以根據3D計算機模型(CAD)數據運行CNC控制的機器。當兩者一起使用時(shí)，這通常稱(chēng)為CAD/CAM。

  注意：CAM 并不實(shí)際運行數控機床，而只是為其創(chuàng )建代碼以供遵循。 導入您的CAD模型并輸出正確的NC代碼也不是自動(dòng)操作。CAM 編程與3D建模一樣，需要在運行程序、制定加工策略以及了解在每種情況下使用哪些工具和操作以獲得最佳結果方面的知識和經(jīng)驗。雖然有一些簡(jiǎn)單的程序可以讓沒(méi)有經(jīng)驗的用戶(hù)輕松上手，但更復雜的模型需要投入時(shí)間和金錢(qián)才能精通。

   NC代碼數控機床機器可以理解和執行的一種特殊的相對簡(jiǎn)單的計算機語(yǔ)言。這些語(yǔ)言最初開(kāi)發(fā)用于直接在機器鍵盤(pán)上對零件進(jìn)行編程，而無(wú)需借助CAM程序。它們一一告訴機器要執行什么動(dòng)作，并控制其他機器功能，例如主軸和進(jìn)給速度、冷卻液。最常見(jiàn)的語(yǔ)言是G代碼或ISO代碼，這是一種為70年代最早的數控機床開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單字母數字編程語(yǔ)言。

  后處理器- 雖然G代碼被視為標準，但每個(gè)制造商都可以修改某些部分，例如輔助功能，從而造成為一臺機器制作的G代碼可能不適用于另一臺機器的情況。還有很多機器制造商，比如海德漢或馬扎克，都開(kāi)發(fā)了自己的編程語(yǔ)言。因此，為了將 CAM 軟件的內部計算路徑轉換為數控機床機器可以理解的特定NC代碼，有一個(gè)稱(chēng)為后處理器的橋接軟件軟件。后處理器一旦配置正確，就會(huì )為所選機器輸出適當的代碼，因此至少在理論上，任何CAM系統都可以為任何機器輸出代碼。CAM 系統可以免費使用后處理器，也可以額外增加成本。

以下是將數字模型導入數控機床所需的步驟摘要：

  數控機床控制的機器，數控機床可以有多個(gè)運動(dòng)軸，這些運動(dòng)可以是線(xiàn)性的，也可以是旋轉的。許多機器都有這兩種類(lèi)型。像激光或水刀這樣的切割機通常只有兩個(gè)線(xiàn)性軸，X和Y數控機床通常至少有三個(gè)，X、Y 和 Z并且可以有更多的旋轉軸。五軸銑床是一種具有三個(gè)線(xiàn)性軸和兩個(gè)旋轉軸的機床，允許刀具在完整的180o半球內運行，有時(shí)甚至更多。五軸激光器也存在。一個(gè)機器人手臂可能有五個(gè)以上的軸。

  數控機床控制機器的一些限制根據它們的年齡和復雜程度數控機床機器可能會(huì )受到其控制和驅動(dòng)系統功能的限制。大多數數控機床控制器只理解直線(xiàn)運動(dòng)和圓弧。在許多機器中，圓弧也被限制在主要的XYZ平面上。旋轉軸運動(dòng)可以被視為線(xiàn)性運動(dòng)，只是度數而不是距離。要創(chuàng )建與主軸成一定角度的圓弧運動(dòng)或線(xiàn)性運動(dòng)，兩個(gè)或多個(gè)軸必須一起插補（以同步方式精確移動(dòng)）。線(xiàn)性軸和旋轉軸也可以同時(shí)插補。對于五軸機床，所有五軸機床必須完全同步——這絕非易事。機器控制器接收和處理傳入數據、向驅動(dòng)系統傳輸命令以及監控機器速度和位置的速度至關(guān)重要。較舊且較便宜的機器在這方面的能力顯然較弱，這與舊計算機在處理要求苛刻的任務(wù)時(shí)的性能較差且較新的計算機相比更慢（如果有的話(huà)）非常相似。

  首先解釋您的3D和樣條數據一個(gè)典型的問(wèn)題是如何設置您的文件并進(jìn)行CAM編程，以便執行您的零件的機器能夠順利有效地使用數據。由于大多數CNC控件只理解圓弧和直線(xiàn)，因此任何不能用這些實(shí)體描述的形式都需要轉換為可用的東西。需要轉換的典型事物是樣條曲線(xiàn)，即不是圓弧或直線(xiàn)的一般 NURBS 曲線(xiàn)和3D曲面。一些臺式機系統也不能理解圓弧，所以所有的東西都必須轉換成折線(xiàn)。

  樣條曲線(xiàn)可以分解為一系列線(xiàn)段、一系列切線(xiàn)或兩者的組合。您可以將第一個(gè)選項想象為您的樣條上的一系列和弦，在每一端接觸樣條，中間有一定的偏差。另一種方法是將您的樣條線(xiàn)轉換為多段線(xiàn)。您使用的段越少，近似值就越粗糙，結果的面也就越多。更精細會(huì )增加近似的平滑度，但也會(huì )顯著(zhù)增加段的數量。你可以想象一系列的弧可能能夠用更少、更長(cháng)的零件在公差范圍內近似您的樣條。這是首選圓弧轉換而不是簡(jiǎn)單折線(xiàn)轉換的主要原因，尤其是在您使用舊機器時(shí)。有了新的，問(wèn)題就少了。

   把曲面想象成同一種樣條近似，只是在橫向上乘以多次，中間有一個(gè)空間（通常稱(chēng)為步距）。通常，曲面是使用所有線(xiàn)段完成的，但在某些情況下，也可以使用圓弧或直線(xiàn)和圓弧的組合。

   段的大小和數量由所需的精度和選擇的方法決定，并將直接影響執行。太多的短段會(huì )使一些舊機器窒息，而太少會(huì )造成刻面零件。CAM系統通常是進(jìn)行這種近似的地方。熟練的操作員知道用戶(hù)需要什么并且機器可以處理，通常沒(méi)有問(wèn)題。但是某些CAM 系統可能無(wú)法處理樣條曲線(xiàn)或某些類(lèi)型的曲面，因此您可能需要先在CAD軟件(Rhino) 中轉換實(shí)體，然后再進(jìn)入CAM。從CAD 到CAM的轉換過(guò)程（通過(guò)IGES、DXF 等中性格式）也可能偶爾會(huì )出現問(wèn)題，這取決于程序的導入/導出功能的質(zhì)量。

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