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Gli strumenti di lavorazione ricevono istruzioni attraverso la programmazione del controllo numerico computerizzato (CNC). Nella maggior parte dei casi, i codici CNC vengono utilizzati per automatizzare il processo di generazione di parti sofisticate, come stampanti 3D, generatori o persino motori, oltre che per tagliare e modellare diversi materiali.
In primo luogo, i programmatori CNC creano e immettono i comandi per un computer per far funzionare le macchine CNC. Il codice della macchina può essere digitato a mano o generato da un post-processore da un programma di produzione assistita da computer (CAM).
Questo articolo illustra l'importanza della codifica CNC per i macchinari CNC e come l'automazione dei controlli numerici computerizzati (CNC) renda la procedura rapida, adattabile, ripetibile e altamente affidabile.
Che cos'è la programmazione CNC?
La programmazione del controllo numerico computerizzato (CNC) è una sequenza di codici e dati che automatizza e dirige le funzioni delle macchine CNC. Nella produzione convenzionale, le macchine CNC ricevono percorsi utensile in codici G per forare o tagliare il materiale da un pezzo per ottenere la forma desiderata.
Il fondamento delle macchine CNC e della programmazione è un particolare tipo di codice. I codici G e i codici M regolano principalmente il processo di lavorazione CNC. Tuttavia, la maggior parte delle linee di programmazione sono costituite da brevi serie di istruzioni e coordinate e la maggior parte di esse inizia con la lettera "G".
Una programmazione CNC accurata è fondamentale per il corretto funzionamento dei macchinari CNC, in quanto una programmazione inadeguata può causare disastri come il cedimento prematuro degli utensili o problemi di tolleranza. L'apprendimento della programmazione CNC è quindi essenziale a causa dell'elevata complessità degli utensili e delle loro diverse risposte ai vari programmi.
Che ruolo ha la programmazione CNC nel controllo delle macchine CNC?
L'implementazione dell'insieme di istruzioni da seguire per una macchina CNC è nota come programmazione CNC. Il computer, collegato a sensori e driver elettrici, trasmette queste istruzioni a una macchina motorizzata, come una fresa, un router, una smerigliatrice o un tornio, per realizzare il prodotto desiderato.
Successivamente, il software legge queste istruzioni e le converte in azioni per far funzionare le macchine CNC. In genere, il programma indica alla macchina quale utensile utilizzare, a quale velocità farlo ruotare, in quale direzione e a quale profondità incidere il materiale.
Il software di programmazione CNC viene utilizzato per costruire programmi in codice G. La macchina viene istruita utilizzando il linguaggio di programmazione standard delle macchine a controllo numerico (NC) noto come codice G. Dopo la creazione, il programma viene salvato come file di testo con estensione .nc o .cnc.
Inoltre, il programma di base in codice G viene inviato dal computer alla macchina CNC tramite USB, Ethernet o disco floppy. Il dispositivo legge il software e mette in atto le direttive.
Quali sono i diversi metodi di codifica CNC?
Esistono tre diversi metodi di programmazione CNC, ognuno dei quali riveste un'importanza significativa per il buon funzionamento delle macchine CNC. Essi sono i seguenti:
1. Programmazione CNC manuale
La programmazione CNC manuale è il tipo di programmazione più noioso e impegnativo, che richiede al programmatore CNC di creare una sequenza di comandi nello stesso linguaggio CNC che i macchinari CNC eseguono, anticipando i risultati del programma.
La programmazione manuale è ideale per creare un percorso utensile estremamente preciso per le macchine CNC e per applicare in modo efficiente le strategie di programmazione parametrica.
2. Programmazione CAM CNC
La programmazione CAM CNC traduce il progetto CAD nel linguaggio di programmazione CNC. Questa programmazione è un'alternativa plausibile al livello di competenza richiesto dalla programmazione manuale e all'estrema semplicità della programmazione conversazionale.
Il software di programmazione CAM CNC offre maggiori possibilità automatizzando la generazione di tutorial in codice G per le macchine in linguaggio CNC. Tuttavia, richiede che l'operatore fornisca gli stessi dati fondamentali, tra cui il nome del pezzo, il numero del pezzo, la geometria del pezzo e l'operazione di lavorazione utilizzata.
3. Programmazione CNC conversazionale o istantanea
Le macchine CNC con programmazione conversazionale dispongono di una modalità simile a una procedura guidata che nasconde la programmazione del codice G o ne evita l'uso, rendendole ideali per gli operatori alle prime armi. Tuttavia, per garantire l'accuratezza del progetto, la strategia di programmazione conversazionale consente all'operatore di verificare i movimenti degli utensili prima di eseguire il programma.
È anche semplice modificare i programmi nella programmazione conversazionale, perché basta ricordare il ciclo e cambiare la variabile.
Cosa sono i codici G e i codici M?
I codici G e i codici M sono inevitabili per il buon funzionamento delle macchine CNC, in quanto entrambi i codici sono necessari affinché il sistema esegua le operazioni desiderate. Discuteremo la funzione dei codici G e M e il modo in cui essi determinano le funzioni delle macchine CNC.
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Codici G
I comandi più diffusi per il funzionamento dei codici G dei CNC sono scritti in stile alfanumerico, il più logico possibile. Un gruppo centrale di codici G è presente su ogni macchina utensile, anche se i produttori possono utilizzarli in modo diverso. Questi codici sono utilizzati da stampanti 3D, torni CNC, fresatrici e fresatrici.
Anche se il funzionamento dei codici G può essere complicato, macchine CNC diverse interpretano il codice in modo diverso e gli errori di comando possono causare gravi complicazioni nel processo di produzione.
La maggior parte degli esempi di codice G inizia con la lettera "G", ma alcuni comandi iniziano con lettere diverse, come A, R, X, Y, Z, N, I, e J.
A: Contribuisce a orientare l'utensile intorno all'asse x.
X, Y, Z: Queste lettere rappresentano l'orientamento dello strumento in tre dimensioni.
N: Indica il numero della riga.
R: R indica il raggio degli archi della macchina.
I e J: Questi valori aiutano ad etichettare il centro incrementale degli archi realizzati dalla macchina.
Ecco l'elenco di alcuni codici G di base e il loro significato.
Codici G per i torni CNC Elenco
| Codice G | Descrizione |
| G00 | Traversata rapida |
| G01 | Interpolazione lineare |
| G02 | Interpolazione circolare CW |
| G03 | Interpolazione circolare CCW |
| G04 | Abitare |
| G09 | Arresto esatto |
| G10 | Ingresso dati programmabile |
| G20 | Ingresso in pollici |
| G21 | Ingresso in mm |
| G22 | Funzione di controllo della corsa memorizzata su |
| G23 | Funzione di controllo della corsa memorizzata disattivata |
Codice G per Elenco fresatura CNC
| Codici G | Descrizione |
| G00 | Traversata rapida |
| G01 | Interpolazione lineare |
| G02 | Interpolazione circolare CW |
| G03 | Interpolazione circolare CCW |
| G04 | Abitare |
| G17 | Selezione del piano X Y |
| G18 | Selezione del piano Z X |
| G19 | Selezione del piano Y Z |
| G28 | Ritorno alla posizione di riferimento |
| G30 | Ritorno alla posizione di riferimento 2ª, 3ª e 4ª |
| G40 | Annullamento della compensazione della fresa |
Cosa sono i codici M?
I codici M sono funzioni non geometriche della macchina e, proprio come i codici G, iniziano con la lettera "M". Questi codici controllano funzioni varie o, per meglio dire, funzioni particolari dell'apparecchiatura, come l'attivazione e la disattivazione del refrigerante, la gestione della rotazione del mandrino e il cambio dei pallet.
I codici M sono un insieme di comandi ausiliari e, rispetto alle basi di programmazione dei codici G, possono essere più specializzati per varie macchine e sono più adattabili e personalizzabili. Quando si impostano i comandi per le macchine CNC utilizzando programmi di lettere, i codici M possono essere solo un comando per blocco, poiché l'utilizzo di più comandi in un blocco può causare problemi di programmazione.
Ecco l'elenco di alcuni codici M di base e il loro significato:
Elenco dei codici M dei torni CNC
| Codici M | Descrizione |
| M00 | Arresto del programma |
| M01 | Arresto del programma opzionale |
| M02 | Fine del programma |
| M03 | Il mandrino si avvia in avanti in senso orario |
| M04 | Avvio del mandrino in retromarcia CCW |
| M05 | Arresto del mandrino |
| M08 | Liquido di raffreddamento acceso |
| M09 | Liquido di raffreddamento spento |
| M29 | Modalità rubinetto rigido |
| M30 | Reset di fine programma |
| M40 | Ingranaggio del mandrino al centro |
Elenco dei codici M di fresatura CNC
| Codici M | Descrizione |
| M00 | Arresto del programma |
| M01 | Arresto del programma opzionale |
| M02 | Fine del programma |
| M03 | Il mandrino si avvia in avanti in senso orario |
| M04 | Avvio del mandrino in retromarcia CCW |
| M05 | Arresto del mandrino |
| M06 | Troppi cambiamenti |
| M07 | Refrigerante ON - Refrigerante a nebbia/ refrigerante attraverso il mandrino |
| M08 | Liquido di raffreddamento ON - Liquido di raffreddamento allagato |
| M09 | Liquido di raffreddamento disattivato |
| M19 | Orientamento del mandrino |
Consigli professionali per i programmatori CNC
Ecco alcuni suggerimenti per i programmatori CNC principianti, per imparare la programmazione senza dover ricorrere a un lungo approccio di apprendimento e per padroneggiare la programmazione CNC in pochissimo tempo.
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Padroneggiare i fondamenti
La padronanza della programmazione di base CNC è inevitabile per tutti i programmatori e gli operatori principianti, poiché il software di programmazione CNC non è infallibile nella fase iniziale.
L'accuratezza della macchina CNC dipende dai dati in ingresso; i meccanici o i programmatori devono verificare che stiano inserendo le specifiche corrette nella macchina CNC.
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Personalizzare le velocità di avanzamento delle macchine CNC
Anche se i programmatori investono molti sforzi per far funzionare i programmi CNC in modo fluido, efficiente e costante per ottimizzare il processo di produzione nel tempo. È fondamentale personalizzare la programmazione della macchina CNC o le velocità di avanzamento del codice G in base ai risultati del prodotto finale.
Ad esempio, una macchina CNC richiede una velocità e un avanzamento per ogni riga di codice che esegue. Spesso, quando l'operatore CNC richiede un mandrino senza fornire istruzioni sulla velocità, la macchina si imposta sull'ultimo numero di giri impostato.
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Comprendere i tipi di compensazione di una macchina CNC
L'accuratezza della programmazione CNC può essere verificata solo al termine della fase di lavorazione, poiché i fattori imprevisti possono influire sui risultati, indipendentemente dall'accuratezza dei codici di programmazione delle macchine CNC. La compensazione delle macchine CNC è quindi l'idea di tenere conto delle variazioni inevitabili.
La compensazione viene programmata principalmente nella macchina CNC manualmente o utilizzando strumenti automatici di preregolazione.
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Cercare di semplificare la programmazione delle macchine CNC
I codici G sono la prassi standard per la programmazione delle macchine CNC, ma sono molto sofisticati e richiedono molto tempo. Per questo motivo sono stati introdotti i cicli in scatola per ridurre i tempi di programmazione dei processi di lavorazione dei fori e contribuire a semplificare la programmazione delle macchine CNC.
L'induzione di cicli in scatola nel software di programmazione CNC può automatizzare il processo di creazione dei fori. Ad esempio, codici come G83 semplificano la programmazione delle macchine CNC riducendo gli errori, risparmiando tempo e snellendo il flusso di lavoro.
Applicazioni della programmazione CNC in diversi settori industriali
La programmazione CNC è ampiamente utilizzata nei settori industriali di tutto il mondo, tra cui
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Medico
La lavorazione e la programmazione CNC aiutano a creare macchine per la risonanza magnetica, ortesi e persino stampanti 3D per l'industria medica che generano parti anatomiche artificiali, tra cui protesi articolari, impianti cranici e restauri dentali.
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Aerospaziale
L'industria aerospaziale è un altro settore importante che fa uso della programmazione CNC. Prodotti come i motori degli aerei, i componenti dei carrelli di atterraggio, i connettori elettrici e le eliche sono prodotti dai programmatori CNC.
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Automotive
I programmatori CNC creano parti di motori automobilistici come alberi a gomito, staffe, valvole, componenti del portabagagli o teste cilindriche.
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Difesa
La programmazione CNC può aiutare a creare attrezzature militari, come parti missilistiche specializzate, parti di aerei e apparecchiature di comunicazione, rispettando i severi requisiti governativi.
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Costruzione
I macchinari CNC Code possono costruire diverse case o edifici residenziali. I programmatori CNC creano parti realmente squadrate che si adattano perfettamente al processo di assemblaggio per aiutare gli operai edili a costruire fondamenta solide.
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Generazione di energia
La programmazione CNC può creare componenti per turbine eoliche, turbine a gas, generatori, turbine a vapore, caldaie e altre apparecchiature per la generazione di energia.
Parole finali
L'industria produttiva ha visto un'enorme crescita nell'uso della codifica e della lavorazione CNC. Grazie ai suoi macchinari sofisticati e alla grande precisione, è possibile creare qualsiasi pezzo con diverse forme geometriche e valori di tolleranza. Questa guida definitiva sulla codifica CNC vi aiuterà a capire come funziona la codifica CNC e come detta le funzioni dei macchinari CNC.
