برمجة CNC: خطوات البدء في الإنشاء

نحن نخصص عددًا كبيرًا من الأدلة الكاملة حول تكنولوجيا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. حان الوقت الآن للتقدم خطوة أخرى والتركيز على شيء مثل برمجة سي ان سيوالتي سبق أن أشرنا إليها في مقالات أخرى، ولكننا سنراها بمزيد من التفصيل هنا.

بهذه الطريقة يمكنك التعرف على هذه الأشياء بشكل أفضل رموز البرمجة للآلات الصناعية وكيف يمكن تعديلها أو تحسينها بسهولة لتناسب احتياجاتك.

مقدمة إلى CNC

CNC هو اختصار للتحكم الرقمي بالكمبيوتر. إنها عملية تصنيع تستخدم أدوات آلية يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لقطع وتشكيل مجموعة واسعة من المواد، من المعادن إلى البلاستيك. على عكس الآلات اليدوية، تؤدي آلات CNC مهام متكررة بدقة وسرعة استثنائيتين، باتباع التعليمات الرقمية المبرمجة مسبقًا.

من أجل تنفيذ التصنيع، نبدأ بتصميم الجزء الذي يجب إنشاؤه، وهو أمر يمكن القيام به باستخدام برنامج CAD. يمكن تحويل هذا التصميم آليًا أو يدويًا إلى ما يعرف برمز CNC، وهذا ما سيتم تحويل التصميم إلى جزء حقيقي من خلال ماكينة CNC.

يوجد في قلب الآلة وحدة تحكم CNC، وهي الدائرة التي ستكون مسؤولة عن تفسير برنامج CNC وترجمته إلى إشارات كهربائية تتحكم في حركات الآلة. محاور الآلة. كما تعلمون، الآلات لها محاور مختلفة، اعتمادا على النموذج. الأكثر شيوعًا هي المحور X الذي يتحرك أفقيًا، والمحور Y للحركة المتعامدة مع المحور X، والمحور Z للحركة الرأسية لأعلى أو لأسفل. هذه هي الطريقة التي تتمكن بها الأداة أو الرأس من نحت التصميم المطلوب. بعض الآلات يمكن أن تحتوي على عدد أكبر من المحاور، أو تكون متعددة الأدوات، رغم أن هذا لا يهمنا الآن...

يمكن أن تكون الأداة المستخدمة قاطعة طحن، أو لقمة حفر، أو شفرة دوارة، وما إلى ذلك. هذه هي الطريقة التي يتم بها النحت من خلال الحركات، تمامًا كما يقوم المستند الذي ترسله للطباعة بتحويل الكود إلى الكود المطبوع. تذكر أن المستندات التي سيتم طباعتها يتم تحويلها إلى لغة وصف الصفحة (لغة وصف الصفحة، أو PDL)، مثل PostScript أو PS، أو PCL (لغة التحكم في الطابعة)، وما إلى ذلك. هذه اللغة عبارة عن مجموعة من الإرشادات التي تستخدمها الطابعة لتفسير المستند الورقي وتمثيله.

بالعودة إلى CNC، يمكن أن يكون الجزء ثابتًا، ومثبتًا بقوة على طاولة العمل أثناء تحرك الأداة. وفي أوقات أخرى قد يدور الجزء بسرعة عالية وتظل الأداة ثابتة، مما يؤدي إلى إزالة المواد الزائدة وتشكيل الجزء. ولكن لتحريك القطعة وتحريك الأداة، تحكم باستخدام الحاسب الآلي يعمل كمترجم فوري يترجم لغة البرمجة إلى إجراءات فعلية:

1. قراءة الكود: وحدة التحكم تقرأ سطر برنامج CNC بسطر.
2. ترجمة- يحتوي كل سطر من التعليمات البرمجية على تعليمات محددة، مثل الموضع الذي يجب أن تتحرك إليه الأداة، أو سرعة القطع، أو كمية المادة المطلوب إزالتها.
3. توليد الإشارة: تقوم وحدة التحكم بتوليد إشارات كهربائية يتم إرسالها إلى المحركات المؤازرة التي تتحكم في المحاور والمغزل.
4. إعدام: تستقبل المحركات المؤازرة الإشارات وتقوم بتحريك المحاور والأداة بدقة، مع اتباع تعليمات البرنامج.

برمجة CNC الأساسية

عموما كود CNC ولا تتم كتابته يدويًا، ولكن تتم ترجمته من تصميم CAD تلقائيًا بواسطة البرنامج. ومع ذلك، قد تكون هناك بعض المناسبات عندما تحتاج إلى إنشاء كود CNC من البداية، أو لديك برنامج CNC تم إنشاؤه بالفعل وتحتاج فقط إلى إجراء بعض التحسينات أو التعديلات لإنشاء نسخة مختلفة من الجزء الأولي.

لذلك من المهم معرفة هذه اللغة APT (الأدوات المبرمجة تلقائيًا)وهي لغة برمجة عالية المستوى كانت أساسية في تطوير أنظمة التحكم العددي. على الرغم من أنه تم استبدالها إلى حد كبير بلغات أكثر حداثة وخاصة بالآلات، إلا أن APT تظل مرجعًا تاريخيًا ومفاهيميًا في مجال برمجة CNC:

الحروف الرئيسية

أحد الأشياء التي يجب معرفتها حول كود CNC هي الحروف الرئيسية التي ستظهر في سطور البرمجة والتي يجب أن تعرفها بعمق:

• س – رقم البرنامج- لتحديد برنامج CNC بشكل فريد. يبدأ عادةً بحرف O متبوعًا برقم، على سبيل المثال، O001، والذي يشير إلى البرنامج الأول.
• ن – رقم التسلسل- يستخدم لتحديد ترتيب التنفيذ ضمن برنامج CNC. يبدأ بالحرف N متبوعًا برقم، على سبيل المثال، N100.
• ز – الوظيفة التحضيرية: تحديد الوظيفة التحضيرية للآلة، مثل اختيار نظام إحداثي محدد، أو تشغيل المبرد، أو ضبط وضع تشغيل معين. يبدأ بحرف G متبوعًا برقم، على سبيل المثال، G00، G01، G02. يشير G00 إلى تحديد المواقع بسرعة، وG01 إلى الاستيفاء الخطي، وG02 إلى الاستيفاء الدائري في اتجاه عقارب الساعة...
• X، Y، Z - تسميات المحاور- تحديد إحداثيات الهدف للأداة، ويتبعها قيمة عددية، على سبيل المثال X10.0، Y20.0، Z5.0. في هذا المثال، سيتم نقل الأداة إلى الإحداثيات (10، 20، 5).
• ص - تعيين الراديو- يستخدم لتعيين نصف قطر القوس الدائري أثناء الاستيفاء. على سبيل المثال، G02 X10.0 Y20.0 R5.0، والذي من شأنه أن يخلق قوسًا في اتجاه عقارب الساعة بنصف قطر 5 وحدات.
• F - تحديد السرعة الأمامية- يحدد معدل التغذية، أو السرعة التي تتحرك بها الأداة بالنسبة لقطعة الشغل. على سبيل المثال، يقوم F100 بتعيين معدل التغذية إلى 100 وحدة في الدقيقة.
• S - تحديد سرعة المغزل: تحديد سرعة دوران المغزل. على سبيل المثال، سيولد S2000 سرعة دوران تبلغ 2000 دورة في الدقيقة أو دورة في الدقيقة.
• ح - تعيين إزاحة طول الأداة: الإزاحة بين طرف الأداة ومقدمة المغزل. على سبيل المثال، يشير H1 إلى أنه يحدد إزاحة الأداة رقم 1 التي تم تعريفها بهذا المعرف في جدول أدوات آلة CNC.
• د - تعيين إزاحة نصف قطر الأداة: للإزاحة بين نصف قطر الأداة والمسار المبرمج. يمكن أن يكون المثال D2، مما يشير إلى أنه تم تحديد إزاحة نصف القطر للأداة رقم 2 المحددة في جدول المعرفات.
• T – تعيين الأداة- تحديد رقم الأداة المراد استخدامها. على سبيل المثال، يقوم T4 بتحديد الأداة رقم 4 من جدول الأدوات.
• م – وظائف متنوعة: وظائف متنوعة مثل تشغيل أو إيقاف المغزل أو تفعيل المبرد أو إيقاف البرنامج. على سبيل المثال، يعني M03 وM30 بدء تشغيل المغزل في اتجاه عقارب الساعة وإنهاء البرنامج في نفس الوقت.

تشكل هذه الحروف الرئيسية والوظائف المقابلة لها أساس برمجة CNC، مما يسمح بعمليات تصنيع دقيقة وقابلة للتكرار.

رموز G

يطلق عليهم G أو الرموز العامة، و هم:

• G00: تحديد المواقع عرضية سريعة.
• G01: الاستيفاء الخطي.
• G02: الاستيفاء الدائري، في اتجاه عقارب الساعة (CW).
• G03: الاستيفاء الدائري، عكس اتجاه عقارب الساعة (CCW).
• G17: الطائرة XY.
• G18: طائرة XZ.
• G19: طائرة YZ.
• G20 / G70: الوحدات الإنجليزية أو الإمبراطورية، مثل البوصة، وما إلى ذلك.
• G21 / G71: الوحدات المترية في النظام الدولي للوحدات (SI)، مثل المليمترات، وما إلى ذلك.
• G40: إلغاء تعويض الأداة.
• G41: أداة إزاحة اليسار.
• G42: أداة الإزاحة إلى اليمين.
• G43: تعويض طول الأداة (إيجابي).
• G44: تعويض طول الأداة (سلبي).
• G49: قم بإلغاء تعويض طول الأداة.
• G80: إلغاء الدورات المعلبة.
• G81: دورة الحفر .
• G82: دورة التوسيع.
• G83:دورة الحفر العميق.
• G90: تحديد المواقع المطلقة.
• G91: تحديد المواقع المتزايدة.

رموز M

بين رموز M العامة، لدينا:

• M00: إيقاف البرنامج.
• M01: اختياريا إيقاف البرنامج.
• M02: إنهاء البرنامج.
• M03: أدر المغزل في اتجاه عقارب الساعة.
• M04: قم بتشغيل المغزل عكس اتجاه عقارب الساعة.
• M05: أوقف المغزل.
• M06: تغيير الأداة.
• M08: قم بتشغيل المبرد.
• M09: قم بإيقاف تشغيل المبرد.
• M10: بدوره على الفكين.
• M11: إيقاف الفكين.
• M30: إيقاف البرنامج وإعادة التشغيل عند بدء التشغيل.

تنسيق الكود

الآن بعد أن تعرفت بشكل أو بآخر على رموز CNC، علينا أن نرى التنسيق الذي يجب أن يحتوي عليه البرنامج أو الكود الكامل، نظرًا لأنه يحتوي على تنسيق محدد يُعرف عادةً باسم تنسيق عنوان الكلمة, هيكل قياسي يستخدم لكتابة برامج التحكم العددي بالكمبيوتر. يسمى كل سطر برنامج كتلة ويتكون من عدة تعليمات أو كلمات.

مثال على كود CNC

للانتهاء، سنرى أ مثال على كود CNC ووصف ما سيفعله، حتى تتمكن من معرفة كيفية عمله بطريقة عملية ومرئية أكثر:

N100 G01 X10.0 Y20.0 Z5.0 F100.0 S2000.0 T4 M03

في هذه الحالة، سيقوم الكود بطلب الرقم التسلسلي 100، وإجراء الإعداد 01 للاستكمال الخطي، ثم تحديد إحداثيات وجهة أداة CNC للمحاور X وY وZ (10، 20، 5)، وضبط سرعة التقدم عند 100 وحدة، ستكون دورات المغزل 2000 دورة في الدقيقة، استخدم الأداة 4 وأدر المغزل في اتجاه عقارب الساعة...