دليل عملي لبرمجة CNC للمبتدئين والمحترفين

يحتاج مبرمج CNC إلى تحديد عملية التصنيع من خلال تحليل رسم الأجزاء وكتابة برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وفقًا لذلك. لكي يتحول المبتدئ إلى مبرمج CNC، فهو يحتاج إلى معرفة احترافية باستخدام الحاسب الآلي، واستخدام بارع للغة G-code، وإتقان العديد من برامج برمجة CAD/CAM.

ما هو برنامج CNC؟

يشير برنامج CNC إلى تعليمات برنامج CAM المشفرة للتحكم في تشغيل أ آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. وهو برنامج تحكم يستخدم مباشرة لتصنيع المدخلات من خارج نظام CNC، ويسمى برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

من أجل تلبية احتياجات التصميم والتصنيع والصيانة والترويج، من حيث أكواد الإدخال وأنظمة الإحداثيات وتعليمات التشغيل والوظائف المساعدة وتنسيقات البرامج، تم تشكيل معيارين عامين دوليًا، وهما معيار المنظمة الدولية للمعايير (ISO) ومعيار معهد الصناعات الإلكترونية (EIA).

يتكون برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي من كلمات وظيفية مختلفة وفقًا للتنسيق المحدد. إن الفهم الصحيح لمعنى كل كلمة وظيفية، والاستخدام الصحيح للكلمات الوظيفية المختلفة، وكتابة البرامج وفقًا للتعليمات الموصوفة هي مفاتيح تجميع البرامج.

يجب على مبرمجي CNC إتقان المعرفة المتعلقة بالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي، بما في ذلك مبدأ العمل ونظام إحداثيات محور XYZ وهيكل البرنامج وتعليمات CNC الشائعة.

ما هي برمجة CNC؟

تشير برمجة CNC إلى عملية إنشاء برنامج تصنيع CNC تلقائيًا بمساعدة جهاز كمبيوتر، وبرامج رسم وتصميم CAD، وبرامج نمذجة وتصنيع CAM للتحكم في ماكينة CNC للعمل.

برمجة CNC هي أحد المحتويات الرئيسية في مرحلة التحضير لتصنيع CNC، والتي تتضمن عادةً تحليل نمط الجزء، وتحديد عملية التصنيع، وحساب مسار الأداة، والحصول على بيانات موضع الأداة، وإنشاء برنامج تصنيع CNC، وصنع وسيط التحكم، ومراجعة البرنامج واختبار تصنيع الجزء.

كيف نفعل البرمجة باستخدام الحاسب الآلي؟

تستخدم برمجة CNC لغة G-code لوصف شكل القطعة وعملية التصنيع والمعلمات والمعلومات المساعدة وفقًا للقواعد، ثم يقوم الكمبيوتر تلقائيًا بإجراء الحسابات الرقمية وحساب مسار حركة مركز الأداة وما بعد المعالجة لإنشاء قائمة برامج معالجة القطعة ومحاكاة عملية التصنيع. بالنسبة للأجزاء ذات الأشكال المعقدة والملفات المنحنية غير الدائرية والأسطح ثلاثية الأبعاد والأجزاء الأخرى، فإن طريقة البرمجة التلقائية فعالة وموثوقة.

أثناء عملية البرمجة، يمكن لمبرمج CNC التحقق مما إذا كان البرنامج صحيحًا في الوقت المناسب وتعديله إذا لزم الأمر. نظرًا لأن الكمبيوتر يحل محل المبرمج لإكمال عمل الحساب العددي الممل ويوفر عبء العمل المتمثل في كتابة قائمة البرنامج، فيمكنه تحسين كفاءة البرمجة بعشرات أو حتى مئات المرات، وحل مشاكل برمجة العديد من الأجزاء المعقدة التي لا يمكن حلها بالبرمجة اليدوية.

كم عدد أنواع برمجة CNC؟

هناك نوعان من برمجة CNC الأكثر شيوعًا في السوق، بما في ذلك البرمجة اليدوية والبرمجة التلقائية.

ما هي البرمجة اليدوية؟

البرمجة اليدوية تعني أن جميع مراحل البرمجة تتم يدوياً. باستخدام أدوات الحساب العامة، من خلال طرق رياضية مختلفة، يتم إجراء حساب مسار الأداة يدويًا، ويتم تجميع التعليمات. هذه الطريقة بسيطة نسبيًا، وسهلة إتقانها للمبتدئين، وتتمتع بقدرة كبيرة على التكيف. إنها مناسبة للبرامج متوسطة التعقيد وبرمجة الأجزاء بكمية صغيرة من الحسابات. يجب أن يتقنها مشغلو الأدوات الآلية.

خطوات البرمجة اليدوية

تتضمن خطوات البرمجة اليدوية إكمال عملية CNC لمعالجة الأجزاء يدويًا، وتحليل رسومات الأجزاء، واتخاذ قرارات العملية، وتحديد مسار المعالجة، واختيار معلمات العملية، وحساب البيانات الإحداثية لموضع الأداة، وكتابة قائمة برامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، والتحقق من البرنامج، والبرمجة اليدوية.

الايجابيات

يتم استخدامه بشكل أساسي لمعالجة النقاط (مثل الحفر والتوسيع) أو معالجة الأجزاء ذات الأشكال الهندسية البسيطة (مثل المستوى والأخدود المربع)، ومبلغ الحساب صغير، وعدد مقاطع البرنامج محدود، والبرمجة بديهية وسهلة التنفيذ.

سلبيات

بالنسبة للأجزاء ذات الأسطح ذات الشكل الحر والتجاويف المعقدة، يكون حساب بيانات مسار الأداة مرهقًا للغاية، وعبء العمل كبير، وهو عرضة للخطأ للغاية، ومن الصعب التدقيق اللغوي، بل ولا يمكن إكمال بعضها على الإطلاق.

ما هي البرمجة التلقائية؟

تشير البرمجة التلقائية إلى استخدام الكمبيوتر لكتابة البرنامج المصدر للجزء بمساعدة الكمبيوتر للأجزاء ذات الأشكال الهندسية المعقدة، وإنشاء برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بعد المعالجة.

الايجابيات

مع تطور تكنولوجيا التحكم العددي، لا يوفر نظام التحكم العددي المتقدم وظائف تحضيرية عامة ووظائف مساعدة لبرمجة المستخدم فحسب، بل يوفر أيضًا وسائل للبرمجة لتوسيع وظائف التحكم العددي. تتميز برمجة المعلمات لنظام التحكم العددي بالمرونة في التطبيق والشكل الحر. يحتوي على تعبيرات وعمليات منطقية وتدفقات برامج مماثلة بلغات كمبيوتر عالية المستوى، مما يجعل برنامج المعالجة موجزًا ​​وسهل الفهم، ويحقق الوظائف التي يصعب تحقيقها في البرمجة العادية.

سلبيات

إن برمجة الحاسب الآلي لها لغة خاصة بها مثل برمجة الكمبيوتر، ولكن الاختلاف هو أن الحاسب الآلي تطور الآن ليحتل السوق العالمية مع نظام التشغيل Windows من Microsoft كميزة مطلقة له. ولكن آلة الحاسب الآلي لم تتطور إلى مستوى الاستخدام المتبادل، أي أن اختلافها في الأجهزة يجعل أنظمة الحاسب الآلي الخاصة بها غير متوافقة مع بعضها البعض لفترة من الوقت. لذلك، عند تصنيع قطعة فارغة، من الضروري أولاً تحديد نوع النظام الذي تستخدمه الآلة.

ما هو برنامج CNC؟

مبرمج CNC هو الشخص الذي يقوم بتجميع برامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يدويًا أو باستخدام برنامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر وفقًا لمتطلبات التصنيع للأجزاء. يجب أن يتمتع مبرمج CNC بمهارات قوية 3D الخيال الفضائي، والرؤية الطبيعية، والأطراف المرنة، والقدرة القوية على الحوسبة. يعمل معظم مبرمجي CNC في شركات التصنيع الكبيرة والشركات التي لديها معالجة أجزاء صعبة. لدى الأولى تقسيم واضح للعمل داخل المؤسسة، مما يتطلب من فنيي التصنيع CNC أن يكون لديهم مهارات متخصصة، وأصبحت برمجة CNC واحدة من الوظائف المستقلة. نظرًا لصعوبة البرمجة، يجب أن يكون لدى الأخير مبرمجون خاصون لإكمال العمل المقابل.

كيف تعمل برامج CNC؟

يجب على مبرمج CNC اختيار الأدوات والتجهيزات ومعدات المعالجة والأدوات المناسبة وفقًا للعملية ومتطلبات المعالجة، وتجميع وتحرير برامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ثنائي المحور وثنائي المحور يدويًا. ثم قم بتنفيذ 3D نمذجة وبرمجة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي متعدد المحاور ومتعدد الأنواع. وأخيرًا، تحليل ومراقبة جودة التصنيع للأجزاء.

اتبع الخطوات الخمس المدرجة سهلة الاستخدام للمبتدئين والمبرمجين.

الخطوة 1. تحليل الرسم التخطيطي للجزء لتحديد العملية.

تحليل الشكل والحجم والدقة والمادة والفراغ المطلوبة بواسطة رسم الجزء، وتوضيح محتوى المعالجة والمتطلبات؛ وتحديد خطة المعالجة، ومسار الأداة، ومعلمات القطع، واختيار الأدوات والتجهيزات.

الخطوة 2. الحساب العددي.

وفقًا للحجم الهندسي للجزء ومسار المعالجة، يتم حساب نقطة البداية ونقطة النهاية وإحداثيات مركز قوس العناصر الهندسية على مخطط الجزء.

الخطوة 3. اكتب برنامج التشغيل.

بعد إكمال الخطوتين المذكورتين أعلاه، وفقًا لرمز تعليمات الوظيفة وتنسيق الكتلة المحدد بواسطة نظام CNC، اكتب قائمة برنامج التصنيع.

الخطوة 4. أدخل البرنامج في نظام CNC.

يمكن إدخال مدخلات البرنامج مباشرة إلى نظام التحكم العددي من خلال لوحة المفاتيح، ويمكن أيضًا إدخالها إلى نظام التحكم العددي من خلال واجهة الاتصال بالكمبيوتر.

الخطوة 5. إجراءات التفتيش والقطع التجريبي للجزء الأول.

استخدم وظيفة العرض الرسومي التي يوفرها نظام CNC للتحقق من صحة مسار الأداة. قم بإجراء أول تجربة قطع للجزء، وتحليل سبب الخطأ، وتصحيحه في الوقت المناسب حتى يتم قطع الأجزاء المؤهلة تجريبيًا.

قائمة برامج برمجة CNC

العناصر المدرجة هي أفضل برامج CAD/CAM المجانية والجزئية التي يستخدمها معظم مبرمجي CNC بشكل متكرر للبرمجة.

UG

Unigraphics هي مجموعة من 3D برنامج بارامتري يدمج وظائف CAD وCAM وCAE طورته شركة Unigraphics Solution في الولايات المتحدة. وهو البرنامج الأكثر تقدمًا في مجال التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتحليل والتصنيع اليوم. والآلات العامة والإلكترونيات وغيرها من المجالات الصناعية. يحتل برنامج UG مكانة رائدة في مجال CAM. تم إنتاجه بواسطة شركة McDonnell Douglas Aircraft Company في الولايات المتحدة وهو أداة البرمجة المفضلة لتصنيع أجزاء الطائرات باستخدام الحاسب الآلي.

كاتيا

CATIA هو منتج أطلقته شركة Dassault الفرنسية. تم تطوير وتصميم طائرات Mirage الفرنسية المقاتلة، وطائرات Boeing 737 و777 باستخدام CATIA. يتمتع CATIA بوظيفة نمذجة سطحية قوية ويحتل المرتبة الأولى في جميع برامج CAD. 3D برنامج CATIA. يستخدم على نطاق واسع في شركات الفضاء المحلية ومعاهد البحث، ويحل تدريجياً محل UG كخيار أول لتصميم الأسطح المعقدة. يتمتع CATIA بقدرة برمجة قوية ويمكنه تلبية متطلبات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للأجزاء المعقدة. في الوقت الحاضر، تتبنى بعض المجالات نمذجة تصميم CATIA وبرمجة UG والمعالجة، ويتم الجمع بين الاثنين واستخدامهما معًا.

برو / E

Pro/E هو برنامج تم تطويره بواسطة شركة PTC الأمريكية (Parametric Technology Co., Ltd.) وهو البرنامج الأكثر شهرة 3D نظام CAD/CAM (التصميم والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر) في العالم. يُستخدم على نطاق واسع في الصناعات المدنية مثل الإلكترونيات والآلات والقوالب والتصميم الصناعي والألعاب. مع تصميم الأجزاء وتجميع المنتجات وتطوير القوالب والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي وتصميم النماذج وغيرها من الوظائف.

CIMATRON

Cimatron هو منتج CAD/CAM/PDM من إنتاج شركة Cimatron الإسرائيلية. يوفر النظام واجهة مستخدم مرنة نسبيًا، ونمذجة ثلاثية الأبعاد ممتازة، ورسم هندسي، وتصنيع CNC شامل، وواجهات بيانات عامة وخاصة متنوعة وإدارة بيانات المنتج المتكاملة. يتمتع نظام Cimatron CAD/CAM بشعبية كبيرة في صناعة تصنيع القوالب الدولية، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة تصنيع القوالب المحلية.

MASTERCAM

MasterCAM هو برنامج CAD/CAM قائم على الكمبيوتر الشخصي طورته شركة CNC في الولايات المتحدة. يتميز هذا البرنامج بالنمذجة الهندسية المريحة والبديهية. يوفر برنامج MasterCAM بيئة مثالية لتصميم شكل الأجزاء. يمكن لوظيفة النمذجة القوية والمستقرة تصميم أجزاء منحنية ومعقدة. يتميز برنامج MasterCAM بوظائف خشونة السطح والتشطيب السطحي القوية. هناك خيارات مختلفة للتشطيب السطحي، والتي يمكن أن تلبي متطلبات معالجة السطح للأجزاء المعقدة، ولديها وظائف تشغيل متعدد المحاور. نظرًا لسعره المنخفض وأدائه المتفوق، فقد أصبح الخيار الأول لبرامج برمجة CNC في الصناعة المدنية.

ميزةCAM

FeatureCAM هو برنامج CAM كامل الميزات قائم على الميزات طورته DELCAM في الولايات المتحدة. يحتوي على مفهوم جديد للميزات، والتعرف الفائق على الميزات، ومكتبة مواد تعتمد على قاعدة المعرفة بالعملية، ومكتبة أدوات، ووضع برمجة قائم على بطاقة العملية للتنقل بين الأيقونات. يوفر البرنامج كامل الوحدات، من الطحن على 2-5 محاور، إلى الخراطة والطحن، ومن تشغيل الأسطح إلى قطع الأسلاك، حلاً شاملاً لبرمجة الورشة. وظيفة التحرير اللاحق لبرنامج DELCAM جيدة نسبيًا.

EdgeCAM

EdgeCAM هو برنامج برمجة CNC احترافي ذكي أنتجته شركة Pathtrace البريطانية، والذي يتم تطبيقه على برمجة آلات CNC مع الخراطة والطحن وقطع الأسلاك. في ضوء المجمع الحالي 3D تتميز معالجة السطح بتصميمها المريح والموثوق به من خلال ميزات التصنيع السطحي، وقد صممت EdgeCAM طريقة معالجة أكثر ملاءمة وموثوقية، وهي شائعة في صناعات التصنيع الأوروبية والأمريكية.

فيريكوت فيريكوت

VERICUT VERICUT هو برنامج محاكاة تصنيع CNC متقدم لأغراض خاصة أنتجته شركة CGTECH في الولايات المتحدة. يعتمد VERICUT على تقنية العرض ثلاثية الأبعاد المتقدمة والواقع الافتراضي لمحاكاة عملية تصنيع CNC إلى مستوى واقعي للغاية. لا يمكن للصورة الملونة ثلاثية الأبعاد فقط إظهار العملية الكاملة لقطع الفراغ لتشكيل الجزء، ولكن يمكن أيضًا محاكاة حامل الأداة والتثبيت وحتى عملية تشغيل أداة الماكينة وبيئة المصنع الافتراضية، ويكون التأثير كما هو على الشاشة. شاهد مقطع فيديو لآلة CNC تقوم بتصنيع جزء هنا. يستورد المبرمجون برامج تصنيع CNC التي تم إنشاؤها بواسطة برامج برمجة مختلفة إلى VERICUTVERICUT، ويمكن للبرنامج التحقق من أخطاء الحساب الناتجة في برمجة البرنامج الأصلي وتقليل معدل حوادث التصنيع الناتجة عن أخطاء البرنامج أثناء المعالجة. في الوقت الحاضر، بدأت العديد من الشركات المحلية ذات القوة القوية في تقديم هذا البرنامج لإثراء نظام برمجة CNC الحالي، وحققت نتائج جيدة.

أشياء للإعتبار

تم ترقية برنامج برمجة CNC إلى مرحلة جديدة في تصنيع CNC. تظهر المنتجات الجديدة في تيار لا نهاية له، وتزداد الوحدات الوظيفية دقة وتطورًا. يمكن للفنيين تصميم تصميمات علمية ومعقولة بسهولة على الكمبيوتر. كما يجعل برنامج برمجة CNC المخصص تصنيع CNC أسهل وأكثر ملاءمة.

من خلال قراءة هذه المقالة، يجب أن يكون لديك فهم شامل لبرمجة CNC. ما عليك القيام به في المستقبل هو كيفية استخدام برامج CNC بكفاءة في تصنيع CNC، والنمو من مبتدئ إلى مبرمج CNC محترف خطوة بخطوة.