Что такое программирование ЧПУ?: Руководство

20 мая 2021 г.

Программисты ЧПУ создают и вводят инструкции в компьютер, чтобы он мог управлять оборудованием. Затем оборудование автоматически производит детали для создания конечных продуктов, таких как двигатели, генераторы или даже 3D-принтеры. Если вы разбираетесь в математике, креативны и внимательны к деталям, карьера программиста ЧПУ может быть для вас идеальной. В этой статье мы обсуждаем программирование ЧПУ, типы процессов ЧПУ, отрасли, в которых используются эти станки, обязанности программистов ЧПУ и советы, как им стать.

Что такое программирование ЧПУ?

Программирование с ЧПУ или программирование с числовым программным управлением – это разработка кода или программы направлений для компьютера, чтобы управлять станками и инструментами с ЧПУ. Программист ЧПУ изучает бумажную или цифровую модель детали и вводит в компьютер последовательность инструкций о том, как сделать ее. Затем компьютер, подключенный к электрическим приводам и датчикам, отправляет эти инструкции на моторизованную машину, такую ​​как мельница, фрезерный станок, шлифовальный станок или токарный станок, для ее изготовления. Компьютер управляет движением шпинделя станка, и станок режет, шлифует или прессует материалы, придавая им сложные формы и поверхности.

Программирование ЧПУ позволяет производителям автоматически создавать детали, контролируя процесс вручную. Производители могут использовать станки с ЧПУ для преобразования сырья в готовую продукцию с высокой точностью и большими партиями. Массовое производство с повторяемыми машинными движениями может быть более экономичным, быстрым и стабильным, чем изготовление изделий вручную. Он может даже сделать продукты прочнее и безопаснее. Станки с ЧПУ облегчают изготовление деталей сложной трехмерной геометрии, поскольку компьютеры могут выполнять соответствующие математические расчеты и измерения.

Типы процессов ЧПУ

Существует множество станков, инструментов и процессов, с которыми работают программисты ЧПУ для производства высококачественной продукции. Вот некоторые примеры:

• Программное обеспечение САПР: программное обеспечение САПР (автоматизированное проектирование) позволяет инженерам, архитекторам и другим дизайнерам создавать 2D- и 3D-чертежи и проекты на компьютере с точными техническими характеристиками. Программисты ЧПУ изучают модели САПР, чтобы выяснить, как изготавливать определенные детали.

• Программное обеспечение CAM: программное обеспечение CAM (автоматизированное производство) позволяет программистам станков с ЧПУ давать компьютеру инструкции по изготовлению деталей. Они могут импортировать модели САПР в программное обеспечение, выбирать траекторию перемещения инструмента (или место, где должен проходить шпиндель станка), и программное обеспечение автоматически создает и преобразует правильный код.

• G-код: G-код — это код или язык, который программисты ЧПУ используют для указания компьютерам и станкам с ЧПУ создавать детали. Это международный стандартный язык, который управляет позиционированием и скоростью компонентов машины на основе координат X, Y и Z.

• М-код: М-код — это язык кодирования, управляющий различными негеометрическими функциями, такими как вращение шпинделя и функционирование СОЖ. М-коды могут различаться в зависимости от типа станка с ЧПУ, которым он управляет.

• Фрезерный станок с ЧПУ: Фрезерный станок с ЧПУ — это машина, которая автоматически режет различные материалы, как правило, более мягкие, такие как дерево, композиты, пластмассы и пеноматериалы. Производители могут использовать его для производства таких товаров, как дверная резьба, панели, вывески, рамы, молдинги и детали мебели.

• Токарный станок с ЧПУ: Токарный станок с ЧПУ — это машина, которая режет материалы, удерживая и вращая их на главном шпинделе или оси относительно одного неподвижного лезвия. Токарные станки с ЧПУ могут срезать материал для изготовления таких предметов, как бейсбольные биты, инструменты и ножки стульев.

• Фрезерный станок с ЧПУ: Подобно токарным станкам, фрезерный станок режет или удаляет материал из детали. Однако, в отличие от токарного станка, он вращает многолезвийный или заостренный режущий инструмент против канцелярского предмета.

• Токарно-фрезерный станок: Токарно-фрезерный станок представляет собой гибрид токарных и фрезерных станков в том смысле, что он может фрезеровать (вращать объекты) и токарно (вращать инструменты/резцы). Производители могут использовать эти мощные машины для создания сложных изделий с разнообразными поверхностями.

• Плазменный резак: плазменный резак режет токопроводящие металлы с помощью струи горячей плазмы. Он может выполнять высокоточные разрезы в таких материалах, как сталь, алюминий, латунь и медь.

• Лазерный резак: Лазерный резак режет материалы, часто металл, лучами электромагнитного излучения. Лазеры могут делать очень точные и точные разрезы быстро.

Отрасли, использующие программирование ЧПУ

Хотя некоторые люди не слышали об этом, программирование ЧПУ является важной частью производства продуктов, которые люди используют каждый день. Программисты ЧПУ работают в самых разных отраслях, в том числе:

Транспорт

Программисты ЧПУ, работающие в автомобильной промышленности, создают детали для автомобильных двигателей, включая головки цилиндров, коленчатые и распределительные валы, клапаны, кронштейны и шкивы. Они также могут производить компоненты для салонов и экстерьеров автомобилей, подвески, тормоза и гидравлические системы. Они могут производить детали для обычных автомобилей, гоночных автомобилей или других видов транспорта, таких как поезда и автобусы. Поскольку транспортные средства представляют собой сложные механизмы, состоящие из множества деталей, программисты могут использовать станки с ЧПУ, чтобы обеспечить точность и функциональность деталей, чтобы водители и водители могли оставаться в безопасности.

Защита

Поскольку военные продукты должны соответствовать определенным государственным нормам, программисты могут использовать станки с ЧПУ, чтобы обеспечить их точность и согласованность. В то время как изделия ручной работы подвержены различиям и недостаткам, изделия, изготовленные машинным способом, с большей вероятностью будут каждый раз одинаковыми. Программисты ЧПУ могут создавать военные инструменты, такие как специальные компоненты самолетов, детали ракет и устройства связи. Поскольку они могут работать с опасными материалами, используемыми в оружии, важно, чтобы программисты ЧПУ могли выполнять точные математические расчеты и обеспечивать стабильность продуктов для обеспечения безопасности своих сотрудников и клиентов.

Медицинский

Некоторые программисты ЧПУ производят детали для медицинской промышленности, такие как аппараты МРТ, ортопедические устройства, медицинские инструменты и 3D-принтеры. Эти принтеры производят 3D-компоненты и материалы, и больницы могут использовать их для создания искусственных анатомических частей, таких как замена суставов, черепные имплантаты и зубные реставрации. Поскольку медицинские устройства предназначены для здоровья и выживания людей, важно, чтобы программисты ЧПУ обеспечивали их правильную работу.

Аэрокосмическая промышленность

Программисты ЧПУ производят продукцию для аэрокосмической промышленности, такую ​​как авиационные двигатели, детали шасси, электрические разъемы, рамы, крылья и пропеллеры. Станки с ЧПУ могут обеспечить точность, необходимую для создания деталей самолетов. Например, производителям может потребоваться использовать станки с ЧПУ для формирования конкретных кривых и размеров лопастей несущего винта вертолета. Они также могут использовать эти машины для изготовления космического оборудования, такого как спутники и ракеты. Поскольку они производят продукты, которые люди используют в опасных средах (высокий уровень нагрева и недостаток кислорода), программисты ЧПУ должны убедиться, что они функциональны и безопасны для использования.

Выработка энергии

Программисты ЧПУ могут производить детали для электростанций и машин, включая газовые турбины, генераторы, паровые турбины, котлы, устройства контроля загрязнения и ветряные мельницы. Они могут создавать охлаждающие лопасти, входные лопатки или вращающиеся опорные устройства в качестве компонентов более крупных устройств. Надлежащее производство материалов для производства электроэнергии важно для того, чтобы люди могли использовать энергию для питания домов и зданий.

Строительство

Станки с ЧПУ могут помочь в производстве деталей, используемых при строительстве всех видов домов и зданий. Это потому, что они могут гарантировать точность деталей во всех отношениях, чтобы дома и другие строения были устойчивыми и безопасными для людей. Важно, чтобы детали были квадратными и правильно подходили в процессе сборки, чтобы строители могли возводить прочные фундаменты, стены и потолки.

Чем занимается программист ЧПУ?

Программист ЧПУ преобразует чертеж дизайнера в окончательный физический продукт. Они являются экспертами в математике, программировании и компьютерном программном обеспечении, и они запускают программы, дважды проверяя их соответствие спецификациям чертежей. Вот некоторые из их должностных обязанностей:

• Читать, понимать и интерпретировать чертежи и чертежи, включая символы GD&T (геометрические размеры и символы допусков, описывающие формы и размеры)

• Преобразование бумажного чертежа в чертеж САПР с помощью компьютерного программного обеспечения.

• Работа с программным обеспечением CAD и CAM для ввода G-кодов в станки с ЧПУ и управления ими.

• Узнайте о различных станках с ЧПУ, о том, как они работают, их кодах, ограничениях и настройках.

• Проверяйте продукты, чтобы убедиться в правильном функционировании станков с ЧПУ и соблюдении правил.

• Вести документацию и техническое письмо для рабочих процессов

• Практикуйте постоянное обучение и будьте в курсе достижений в отрасли

• Ремонт и замена инструментов в зависимости от общего износа

Советы для того, чтобы стать программистом ЧПУ

Если вы заинтересованы в создании машин, которые люди используют каждый день, вам может подойти роль программиста ЧПУ. Если приложить правильные усилия, подготовиться и усердно работать, вы сможете стать программистом ЧПУ. Вот несколько советов, которые могут помочь вам в этом процессе:

• Изучите технические навыки. Одним из основных требований к программисту ЧПУ является наличие технических навыков, включая математические расчеты, измерения, компьютерное программирование, компьютерное программное обеспечение и анализ данных.

• Проведите онлайн-исследование. Вы можете найти множество онлайн-учебников и руководств, которые помогут вам узнать больше об основах кодирования, программировании ЧПУ и механических устройствах.

• Устанавливайте связи. Наладьте отношения с опытными профессионалами в области программирования и производства станков с ЧПУ, чтобы они могли рассказать вам об отрасли и сообщить вам о вакансиях.

• Полное обучение. Посещайте техническую школу, чтобы пройти обучение программированию ЧПУ и получить отраслевые сертификаты, которые помогут вам произвести впечатление на работодателей и получить оплачиваемую работу.

• Наберитесь опыта в этой сфере. Попробуйте подать заявку на вакансию программиста ЧПУ начального уровня или на связанную работу, чтобы получить опыт работы, который поможет вам в дальнейшем продвинуться по карьерной лестнице.