La technologie de programmation CNC est une technologie clé dans fabrication de machines modernes, les avantages et les inconvénients du programme CNC affectent directement l'efficacité du traitement, la stabilité du processus, la qualité du traitement et les coûts de traitement.
Au fil du temps, la complexité et la diversité des produits sont devenues de plus en plus importantes. De plus en plus de produits introduisent une variété de modélisation de surfaces courbes, ce qui remet en question la programmation manuelle traditionnelle et offre des opportunités pour le développement de la technologie de programmation CNC automatisée.
Dans le même temps, les progrès de la science et de la technologie favorisent le développement rapide des technologies d’application de l’ingénierie.
Cependant, la programmation CNC est une technologie systématique, il est nécessaire d'explorer la programmation CNC d'un point de vue systématique pour promouvoir efficacement l'application et le développement de la technologie de programmation CNC.
Cet article analyse la composition de la technologie de programmation CNC, se concentre sur le rôle et le rôle de la technologie CAO/FAO dans la programmation CNC, et analyse en même temps le rôle de la technologie de post-traitement et les problèmes clés, et donne un exemple d'étude de la programmation CNC.
Composition et connotation du système
D'un point de vue plus large, la technologie de programmation CNC comprend la technologie des processus, la technologie CAO/FAO et la technologie de simulation d'usinage CNC, etc. Le schéma fonctionnel du système de la technologie de programmation CNC est illustré à la Fig. 1.
La technologie des processus fait principalement référence à la planification des processus, à la sélection des outils, à la sélection des paramètres de coupe et à la planification des trajectoires d'outils en fonction des connaissances du processus.
La technologie CAO fournit principalement un modèle numérique du produit pour générer des procédures d'usinage CNC et fournir des données brutes. La technologie FAO utilise principalement le modèle numérique du produit pour fournir des données brutes.
Technologie FAO pour la planification des parcours d'outils et la génération de programmes CN
- La technologie FAO utilise le module d'usinage du logiciel FAO pour la planification des parcours d'outils et le calcul de position.
- Il génère le programme CN en fonction de la connaissance du processus et du modèle CAO du produit.
- Le fichier de points d'outils, la structure de la machine et le système CNC sont combinés avec le programme.
- Des procédures de post-traitement spécifiques sont appliquées pour générer un programme CN dans un format et un code reconnaissables.
Vérification et optimisation
- Le programme CN généré est testé dans des systèmes de simulation d'usinage CNC comme VERICUT.
- Il simule les conditions d'usinage réelles pour l'inspection et l'optimisation.
- La simulation analyse la sécurité et l'efficacité du programme CNC généré.
- Il permet d'éviter des problèmes tels que l'interférence de la fraise, le serrage de l'outil et l'interférence de la pièce.
- La simulation détecte également les interférences de la machine-outil et optimise les vitesses de coupe le long du parcours de l'outil.
- Enfin, il analyse la pertinence de la trajectoire de l’outil.
Si la simulation prouve que le programme CN est sûr et efficace, l'usinage réel peut être effectué. S'il y a des problèmes avec le programme CN, vous devez utiliser le logiciel de FAO pour modifier le parfait jusqu'à ce qu'il soit sûr et efficace.
Le programme CN final généré pour piloter la machine-outil afin d'effectuer des actions d'usinage, fabriquant ainsi le produit conçu.
Technologie de simulation d'usinage CAO/FAO et CNC
La technologie, en tant que représentant typique du domaine de la fabrication de machines, joue un rôle énorme dans l'aérospatiale, le moulage, l'automobile, les machines générales et d'autres industries.
En raison de la complexité du produit et des exigences de qualité et de précision, la mise en œuvre de la technologie d'usinage CNC moderne est indissociable du support clé de CAM logiciel.
Les grands systèmes commerciaux intégrés de CAO/FAO tels que UG, Proe, MasterCAM, CATIA, Powermill et Cima-tronE, etc. dans les produits d'applications d'usinage CNC sont très courants.
Boeing Aircraft Company a utilisé CATIA pour réaliser une conception et une fabrication intégrées sans dessins, la production réussie du Boeing 777, qui est une application réussie typique de la technologie CAO/FAO.
Simulation d'usinage CNC
Les logiciels de simulation tels que VERICUT, Swan-soft CNCSimulator et CIMCOEdit peuvent vérifier l'exactitude du programme CN. Le logiciel peut optimiser et éditer le programme CN en fonction de certains principes.
Cela garantit la sécurité du processus d'usinage réel. Cela permet d'éviter des problèmes tels que les interférences, les collisions et les coupes excessives.
La simulation permet d'éliminer le besoin de coupes d'essai. Elle réduit également le gaspillage de matières premières. Les programmes CN peuvent être optimisés pour garantir la sécurité de l'usinage et éviter les problèmes.
Ces optimisations permettent d'éviter les interférences, les collisions et les coupes excessives. Nous pouvons éliminer les coupes d'essai, réduisant ainsi encore davantage le gaspillage de matières premières.
Techniques de post-traitement
Le post-traitement consiste à convertir le fichier source de position de l'outil en code NC. Ce code NC peut être reconnu par une machine CNC spécifique.
La technologie de post-traitement est un élément clé de la programmation CNC. Elle détermine si nous pouvons générer le code NC correct. Le code NC généré doit être adapté à la machine d'usinage.
Les logiciels de systèmes CAO/FAO fournissent généralement des procédures de post-traitement préprogrammées. Ces procédures convertissent le fichier source du parcours d'outil en code NC. Une machine-outil spécifique peut identifier le code NC.
Le logiciel permet également aux utilisateurs de personnaliser le programme de post-traitement. Les utilisateurs peuvent personnaliser le programme pour une structure de machine-outil et un système CNC spécifiques.
Cela se fait en combinant le module de post-traitement avec les fonctions du logiciel CAO/FAO. Cela garantit que le programme de post-traitement s'adapte à une machine-outil spécifique.
Créer un programme de post-traitement
Le logiciel UG propose deux méthodes pour créer un programme de post-traitement : l'une est le post-processeur GPM ; la seconde est le post-processeur UG/POST.
Mode post-processeur graphique, la première nécessité est de créer des fichiers de données machine, par le fichier exécutable GPM sur le traitement du fichier source de position de l'outil, et finalement de générer des programmes CNC ;
L'utilisation du post-traitement UG/POST nécessite des fichiers de gestion d'événements et des fichiers de définition de machine. Le constructeur de post-traitement peut générer ces fichiers.
Le post-processeur UG utilise la gestion des événements et les informations du fichier de définition de la machine. Il extrait les informations requises du parcours d'outil de la pièce. Nous utilisons ensuite ces informations pour le post-traitement afin de générer des programmes CNC.
En outre, le système fournit également un constructeur de post-traitement que les utilisateurs peuvent personnaliser pour des machines-outils et des systèmes CNC spécifiques.
Les utilisateurs peuvent analyser la forme de mouvement de chaque axe de la machine. Cette analyse repose sur la structure de la machine et le système CNC.
Les utilisateurs peuvent combiner des langages de programmation comme Matlab et VC++ pour le post-traitement. Ils peuvent créer leurs propres programmes de post-traitement.
Ces programmes convertissent les fichiers sources de parcours d'outils générés par un logiciel de FAO. Les fichiers de parcours d'outils contiennent des commandes telles que GOTO.
Le système convertit les fichiers de parcours d'outils en codes NC. Ces codes NC sont reconnus par des machines-outils spécifiques.
Étude de Cas
1. Modèle CAO
Le cube brut a une longueur, une largeur et une hauteur de 298 mm, 298 mm et 210 mm respectivement. La figure 2 montre le modèle de moule du casque. Le système divise la finition en 3 zones : la zone 1 est la zone raide, la zone 2 est la zone plate et la zone 3 est la zone de transition.
2. Stratégie de traitement
Le tableau 1 montre la planification du processus d'usinage des produits de moulage de casque, en le divisant en ébauche, usinage de semi-précision, usinage de précision des cloisons (finition zonale) et usinage de dégagement des racines (élimination).
La simulation visuelle du parcours d'outil CAM permet d'obtenir l'IPW (ébauche résiduelle) après l'ébauche et la semi-finition, comme illustré dans les figures 3 et 4. La matière résiduelle d'ébauche n'est pas uniforme et les traces d'usinage sont évidentes. Après la semi-finition, la quantité résiduelle devient plus uniforme.
Les figures 5 et 6 montrent la zone de finition 3 et les deux trajectoires d'outil d'usinage à racines claires. Dans la zone 3, le parcours d'outil local du processus de finition montre que la direction du parcours d'outil est difficile à usiner dans les coins avec l'outil de grand diamètre. Par conséquent, la trajectoire d'outil d'usinage à racines claires se produit principalement au niveau de la connexion des surfaces adjacentes.
3. Simulation, vérification et optimisation de l'usinage CNC
Le système de simulation d'usinage CNC VERICUT est principalement divisé en simulation APT-CLSF et simulation G-code. La figure 7 montre le modèle de processus du moule après ébauche et semi-finition dans le cas de la simulation CLS, et la figure 8 montre le schéma de processus instantané lors de la finition de la zone 3.
La figure 9 montre la vue de simulation de la machine de simulation de code G et la vue partielle, la simulation de la vue de la machine peut être proche de l'environnement de traitement réel, ce qui permet d'observer le processus d'usinage à l'avance, de modifier le programme à temps pour éviter les erreurs.
Dans ce cas, la combinaison de l'optimisation du taux d'enlèvement de volume constant et de l'optimisation de l'épaisseur constante des copeaux est utilisée pour optimiser l'ébauche, la semi-finition, la finition et l'enlèvement des racines.
L'ébauche et la semi-finition sont optimisées avec un taux d'enlèvement de matière constant ; la finition et l'enlèvement de racine sont optimisés avec une combinaison d'épaisseur de copeaux constante et de taux d'enlèvement de matière constant.
La comparaison du temps d’utilisation de l’outil avant et après l’optimisation est illustrée dans la Figure 10.
Le temps d'usinage total avant optimisation est de 296.19 minutes. Le temps d'usinage total après optimisation est de 228.05 minutes. Cela représente un gain de temps de 23 %.
Cette optimisation améliore l'efficacité de l'usinage. Elle assure un taux d'enlèvement de volume stable. L'optimisation évite les charges d'impact.
Cela permet une utilisation efficace de la machine-outil. La durée de vie de l'outil et la stabilité du processus d'usinage sont ainsi améliorées. L'optimisation contribue à l'amélioration de la qualité d'usinage des pièces.
Conclusion
La programmation est une technologie systématique, impliquant la technologie des processus, la technologie CAO/FAO et la technologie de simulation d'usinage CNC.
Parmi elles, la technologie FAO est au cœur de la programmation CNC, qui améliore l’efficacité en exploitant pleinement les fonctions du logiciel FAO.
En combinant la connaissance des processus et la technologie CAO, nous pouvons préparer un programme CN raisonnable et efficace pour garantir la précision de l'usinage.
Le logiciel du système de simulation d'usinage CNC simule, inspecte et optimise le code NC généré pour l'édition afin d'éviter les erreurs.
Cela peut garantir efficacement la sécurité et la rationalité du programme CN et éviter des problèmes tels que les interférences, les collisions et les surcoupes.
Dans le même temps, la simulation et l’optimisation peuvent également protéger la machine, les outils et les pièces contre les dommages.
En fin de compte, ces mesures peuvent améliorer l’application de la technologie de programmation CNC et promouvoir le progrès de l’industrie manufacturière.
FAQ:
Qu'est-ce que la technologie de programmation CNC et pourquoi est-elle importante dans la fabrication moderne ?
La technologie de programmation CNC consiste à créer des instructions machine précises pour contrôler des outils automatisés. Elle joue un rôle essentiel dans la fabrication moderne en améliorant efficacité du traitement, précision du produit et contrôle des coûtsUn programme CNC bien conçu influence directement la stabilité de l'usinage et la qualité du produit.
Comment les technologies CAO et FAO contribuent-elles à la programmation CNC ?
CAO (Conception Assistée par Ordinateur) crée des modèles numériques de produits, tandis que FAO (fabrication assistée par ordinateur) Utilise ces modèles pour planifier les parcours d'outils et générer les programmes CN. Ensemble, les technologies CFAO rationalisent l'ensemble du processus de production. réduire le temps de programmation et augmenter la précision d'usinage.
Quels sont les principaux composants de la technologie de programmation CNC ?
La programmation CNC consiste à technologie de processus, Technologie CAD / CAM et Technologie de simulation d'usinage CNCCes composants fonctionnent ensemble pour garantir une planification efficace des parcours d'outils, une génération précise de codes CN et une vérification d'usinage sûre.
Quel est le rôle du logiciel FAO dans l'usinage CNC ?
Le logiciel FAO convertit les modèles CAO en programmes CN exécutables en effectuant planification des parcours d'outils, calcul de position et post-traitement. Les principaux outils de FAO tels que UG, MasterCAM, CATIA et Powermill permettre une automatisation avancée et un usinage de surface de haute qualité dans tous les secteurs.
Pourquoi la simulation d’usinage CNC est-elle importante avant la production réelle ?
Logiciels de simulation tels que VÉRICUT et Simulateur CNC Swan-soft permet aux ingénieurs de tester et optimiser les programmes CN dans un environnement virtuel. Il permet de détecter des problèmes tels que les interférences d'outils, les surcoupes et les collisions.économiser du matériel, du temps et réduire les erreurs coûteuses pendant l'usinage réel.
Qu'est-ce que le post-traitement dans la programmation CNC ?
Le post-traitement est la conversion de fichiers sources de parcours d'outils développement Codes NC que des machines CNC spécifiques peuvent interpréter. Il assure la compatibilité entre les trajectoires générées par logiciel et les exigences de la machine, jouant un rôle essentiel dans précision du code et sécurité des machines.
Comment les ingénieurs personnalisent-ils les programmes de post-traitement pour différentes machines CNC ?
Utiliser des outils comme UG/POST or Post-processeurs GPMLes ingénieurs peuvent définir des paramètres spécifiques à la machine, des mouvements d'axes et des formats de code. Des post-processeurs personnalisés garantissent que le code CN généré correspond parfaitement aux structure de la machine et spécifications du système CNC.
Comment l’optimisation de la simulation CNC améliore-t-elle l’efficacité de l’usinage ?
Processus de simulation et d'optimisation, comme taux d'élimination à volume constant et optimisation de l'épaisseur constante des copeaux— aident à équilibrer l'enlèvement de matière et les forces de coupe. Ces ajustements peuvent réduire le temps d'usinage de plus de 20 % tout en prolongeant la durée de vie de l'outil et en améliorant la stabilité du processus.
Quels sont les avantages de l’intégration des technologies de simulation CAO/FAO et CNC ?
L'intégration de la CAO/FAO avec la simulation CNC permet continuité de la conception à la productionéliminant ainsi les coupes d'essai et les reprises. Il améliore la précision de l'usinage, garantit la sécurité des codes et accélère les cycles de développement de produits dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et du moulage.
Quelle est la tendance future de la technologie de programmation CNC ?
La programmation CNC évolue vers automatisation, intelligence et intégration avec des systèmes de fabrication numérique. Des outils de FAO avancés basés sur l'IA, la simulation en temps réel et l'optimisation intelligente permettront procédés d'usinage autocorrectifs et à haut rendement pour pièces complexes.
