برنامه نویسی یا برنامه‌نویسی CNC چیست؟
مترجم زهرا ذولفقاری
برنامه‌نویسی CNC چیست؟ برنامه‌نویسی CNC (برنامه‌نویسی کنترل عددی کامپیوتر) بخشی از برنامه‌نویسی ماشین‌های CNC برای ساخت قطعات است. یک برنامه CNC، یک فایل متنی شامل کدهای g (g-codeها) می‌باشد. g-code زبانی است که برای کنترل ماشین‌های CNC به کارگرفته‌می‌شود. یکی دیگر از انواع برنامه‌نویس‌های CNC، برنامه‌نویسی CAM است که از طراحی CAD، g-code تولید می‌کند.
آیا تا کنون به انواع مختلف نرم‌افزارهای CNC و اینکه چگونه همه آنها در کنار هم کار می‌کنند فکر کرده‌اید؟
نرم‌افزار CNC را به‌عنوان یک ابزار دیجیتال در نظر بگیرید. این مقاله شما را به دنیای انواع مختلف نرم‌افزارهای CNC می‌برد.
چرا باید نرم‌افزار CNC را به‌عنوان یک ابزار دیجیتال در نظر گرفت؟
با توجه به هزینه ترجمه تخصصی مطالب هر گونه کپی برداری قطعا از طرق پلیس فتا پیگیری خواهد شد.
ماشین‌کارهای دستی این حرف را زیاد شنیده‌اند که: «همانقدر که برای ماشین هزینه می‌کنید، برای ابزارآلات هم هزینه کنید». آنها درست می‌گویند. اگر به‌عنوان یک ماشینکار بخواهید تمام ابزارآلات مورد نیاز خود را در دسترس داشته‌باشد، می‌توانید حتی ابزارهای اندازه‌گیری را از بودجه‌بندی خود حذف کنید و تمام تمرکز خود را بر نگهداری از کار، نصب‌کردن، نگهداری از ابزار، کاترها و مانند اینها می‌گذارد. همچنین اگر DRO و یا منابع تغذیه دیگری مانند آن بر روی ماشین نصب نشده‌باشد، آن هم باید تهیه شود. یک میله‌اتصال برقی نیز احتمالا مورد نیاز باشد. همانطور که می‌بینید تهیه ابزارآلات به هیچ‌وجه ارزان تمام نمی‌شود!
اما هنگامیکه CNC وارد کار می‌شود، خواهید دید که بسیاری ازاین ابزارها دیگر مورد نیاز نیستند. می‌توانید یک برنامه CAD برای انجام طراحی‌ها تهیه کنید که خروجی آن به‌عنوان ورودی برنامه CAM به‌کار گرفته می‌شود تا g-code مورد نیاز ماشین تولید شود.
ابزارآلات دیجیتال: ما برای آنکه CNC کارهای موفقی باشیم، همانقدر که نیاز به ابزارآلات سخت‌افزاری داریم، به نرم‌افزارهای CNC هم نیازمندیم.
در این مقاله، یک مرور کلی بر انواع مختلف نرم‌افزارهای CNC خواهیم داشت.
نرم‌افزارهای CAM و CAD : برنامه‌نویسی ماشین‌های CNC
در این قسمت نگاهی داریم بر چگونگی انتقال بیشتر g-code ها از نرم‌افزار به یک ماشین، تا در آنجا اجرا شده و یک قطعه تولید شوند. برای برنامه‌نویسی ماشین CNC نیاز به یک نرم‌افزار CNC است. اغلب اوقات از نرم‌افزارهای CAMCAD برای این منظور استفاده می‌شود. g-code زبان پایه‌ای است که به ماشین CNC فرمان می‌دهد. شکل زیر شمای کلی از چرخه کار یک نرم‌افزار CAMCAD در یک فرز CNC، روتر، ماشین تراش یا چاپگر سه بعدی است.
چرخه کاری نرم‌افزار CAMCAD: از طراحی CAD، تا G-Code تا تولید قطعه
نرم‌افزارهای CAM و CAD : برنامه‌نویسی ماشین‌های CNC
در این قسمت نگاهی داریم به چگونگی تبدیل g-code ها از نرم‌افزار به یک ماشین، تا در آنجا این کدها اجرا شده و یک قطعه تولید شود. برای برنامه‌نویسی ماشین CNC نیاز به یک نرم‌افزار CNC است. اغلب اوقات از نرم‌افزارهای CAMCAD برای این منظور استفاده می‌شود. g-codeزبان پایه‌ای است که به ماشین CNC فرمان می‌دهد. شکل زیر شمای کلی از چرخه کار یک نرم‌افزار CAMCAD در یک فرز CNC، روتر، ماشین تراش یا چاپگر سه بعدی است.
در این چرخه کاری، می‌توان از انواع نرم‌افزارهای CNC استفاده کرد:
- نرم‌افزار CAD: که برای طراحی قطعات به‌کار گرفته می‌شود. خروجی CAD، طراحی‌ها و مدل‌های جامد است.
- نرم‌افزار CAM: نرم‌افزار CAM طراحی‌های CAD را تحلیل می‌کند. این نرم‌افزار از ماشینکار یا برنامه‌نویس، ورودی می‌گیرد و برای کنترل‌کننده ماشین، g-code تولید می‌کند.
- نرم‌افزار تکه‌کننده “slicer” : این نرم‌افزار مانند CAM برای یک چاپگر سهبعدی عمل می‌کند، با این تفاوت که بسیار ساده‌تر از نرم‌افزار CAM است. نرم‌افزار CAD با استفاده از CAM یا slicer نهایتا به یک فایل g-code منتهی می‌شود. سپس ماشین CNC یا چاپگر سهبعدی از این فایل استفاده کرده و قطعه را تولید می‌کند.
نرم‌افزارهای CNC دیگری نیز برای تسهیل این فرآیند وجود دارند. مانند:
دیگر اپلیکیشن‌های برنامه‌نویسی CNC: انواع مختلفی از دیگر نرم‌افزارهای CNC مبتنی بر g-code که برای برنامه‌نویسان CNC مفید هستند. از جمله: شبیه‌سازهای G-Code، ویرایشگرهای G-Code، نرم‌افزارهای اعتبارسنجی G-Code .
برنامه‌های سودمند CNC: برنامه‌های سودمند CNC مختلفی برای محاسبه ورودی‌ها، سرعت و دیگر عملکردها وجود دارند.
دیگر نرم‌افزارهای Shop Floor و نرم‌افزارهای تولید: نرم‌افزارهایی که برای مدیریت فهرست ابزارآلات، برآورد هزینه کارها و دیگر کارهای مرتبط با مدیریت و بیشینه‌کردن سود ماشینکاری و عملیات تولید در دسترس هستند.
با توجه به هزینه ترجمه تخصصی مطالب هر گونه کپی برداری قطعا از طرق پلیس فتا پیگیری خواهد شد.
نرم‌افزار CADومدل‌سازی جامد: خلق طرح
نرم‌افزار CAD برای طراحی مدل‌هایی استفاده می‌شود که نقطه شروع بسیاری از پروژه‌های CNC هستند. بازارهای مختلفی نیز برای طراحی‌های CAD وجود دارد. بازار ماشین‌های CNC بر خلاف بازارهای معماری، تا حد زیادی با CAD های مکانیکی در ارتباط است. متداول‌ترین برنامه‌ها در بازار CAD مکانیکی عبارت است از:
AutoCad و Inventor : نرم‌افزار CAD از شرکت Autodesk
Solidworks: یکی از پیشتازان بازار در طراحی CAD پارامتری که توسط شرکت Dessault Systems ساخته شده‌است.
Rhino3D: مدل‌سازی سهبعدی با استفاده از روش مدل‌سازی صریح (explicit) (که به آن دستکاری مستقیم نیز گفته‌می‌شود).
Fusion360 و Onshape: نسل جدید نرم‌افزارهای CAD ابری.
به نظر می‌رسد از میان این نرم‌افزارها، Rhino3D، Fusion360، Onshape و Solidworks محبوبیت بیشتری دارد.
پکیج CAD خود را به دقت انتخاب کنید. این نرم‌افزاری خواهد بود که بیشتر وقت خود را به کارکردن با آن خواهید گذراند. فوت و فن‌های زیادی برای طراحی یک مدل سهبعدی از قطعه موردنظر وجود دارد. این طراحی کاملا متفاوت از طراحی بر روی کاغذ است و دستیابی به مهارت دراین زمینه می‌تواند بسیار خسته‌کننده و اضطراب‌آور باشد.
نگران نباشید! حتی سرسخت‌ترین افراد نیز توانسته‌اند آموزش ببینند و در نهایت طراحی‌های فوق‌العاده‌ای خلق کنند. این را هم بدانید که همه ما از آموختن یک نرم‌افزار CAD جدید متنفریم!
مدل‌سازی پارامتری در مقابل مدل‌سازی مستقیم 3D CAD
یک مدل‌ساز پارامتری از قیدها (یا پارامترها، یعنی اسامی) برای تعیین ابعاد و مختصات نسبی شی در مدل‌سازی آن استفاده می‌کند. در روش مدل‌سازی صریح یا مستقیم، هیچ سابقه‌ای از پارامترها نگهداری نمی‌شود. در این روش هر شی تازه می‌تواند بدون وجود هرگونه پارامتری تولید شود.
مزایا و معایب این روش‌ها در چیست؟
روش پارامتری برای مدت طولانی کاراترین روش در طراحی محسوب می‌شد. اخیرا این روش کمی زیر سوال رفته و به مدل‌سازی صریح با دقت بیشتری توجه می‌شود. درهرحال هردوی این روش‌ها در اواسط کار به هم ملحق می‌شوند، زیرا نرم‌افزار CAD پارامتری ویژگی‌های مدل‌سازی صریح تولیدمی‌کند و برعکس.
مدل‌سازهای CAD پارامتری در دو زمینه پیشرو هستند:
- تولید خانواده‌هایی از محصولات مشابه. فرض کنید می‌خواهید برای پیچ‌های کلاهکدار سرسوکتی در اندازه‌های مختلف مدل‌سازی کنید. با استفاده از روش پارامتری، کافی است بر اساس ابعاد استاندارد SHCS، یک مدل پارامتری‌شده بسازید و آن را برای مدل‌سازی این پیچ‌ها به کار ببرید. در روش مدل‌سازی صریح برای هریک از پیچ‌ها باید یک مدل جدید ساخته‌شود.
- توانایی مدیریت تغییرات در حین مدل‌سازی. فرض کنید فرآیند تولید میان شرکت‌های مختلف تقسیم شده‌باشد. در چنین فرآیندی معمولا دستورات تغییر بسیاری در حین ساخت رد و بدل می‌شود. با استفاده از یک مدل پارامتریک مناسب می‌توان این تغییرات را به خوبی مدیریت کرد.
چنانچه می‌بینید، روش پارامتریک به معنای ساخت نمونه‌های مختلف از یک مدل است. با استفاده از یک پکیج پارامتری CAD می‌توان این کار را با بازدهی حداکثری انجام داد. از طرف دیگر، مدل‌سازی صریح (یا مدل‌سازی مستقیم) زمانی مفید است که تنها نیاز به ساخت یک مدل داشته‌باشید و این مدل را پس از ساخت، چندان تغییر ندهید. اگر دقیقا می‌دانید که چه می‌خواهید، بهتر است از روش مدل‌سازی مستقیم استفاده کنید. تنظیم تمام پارامترها در یک مدل‌سازی پارامتری نیاز به تلاش زیادی دارد. علاوه بر این، یادگیری پکیج‌های مدل‌سازی صریح بسیار ساده‌تر است. برای استفاده از روش پارامتری نیاز به آموزش و تجربیات قبلی است.
دوبعدی در مقابل سهبعدی
امروزه استفاده از پکیج‌های دوبعدی کارایی چندانی ندارد. می‌توان با صرف اندک هزینه بیشتر، یک پکیج کامل سهبعدی تهیه کرد. بسیاری از طراحی‌های دوبعدی نیز با پکیج‌های سهبعدی قابل انجام است. البته اگر بنا بر استانداردهای سازمانی نیاز باشد تعداد زیادی طراحی دوبعدی انجام دهید، باید پکیج مناسبی برای این کار تهیه‌کنید.
نرم‌افزار ابری یا دسکتاپ؟
ما در عصر اینترنت زندگی می‌کنیم و نرم‌افزارهای ابری CNC در فضای اینترنت اهمیت پیدا می‌کنند. CAD نیز از این قاعده استثنا نیست. در حال حاضر دوتا از معروف‌ترین پکیج‌های ابری CAD عبارت اند از Onshape و Autodesk’s Fusion360. هردوی این پکیج‌ها بسیار قدرتمند و جدید هستند. هردوی آنها پکیج‌های آموزشی رایگان دارند که قبل از خرید می‌توانید آنها را امتحان کنید. بزرگترین مشکل این پکیج‌ها این است که ویژگی‌های غنی نرم‌افزارهای دسکتاپ CNC را ندارد و نمی‌توانند فایل‌ها را به همان شکل ادغام و رد و بدل کنند. اما به سرعت در حال پیشرفت هستند و می‌توانند بسیار ارزان‌تر از نرم‌افزارهای دسکتاپ CNC باشند.
در میان نرم‌افزارهای ابری، Fusion 360 به دلیل داشتن یک نرم‌افزار CAM با کیفیت که در درون آن تعبیه شده بسیار محبوب است.
نرم‌افزارهای CAM: از طراحی تا g-code ها
نرم‌افزار CAM یک طراحی را از CAD دریافت می‌کند و g-code هایی تولیدمی‌کند که می‌توانید آنها را در نرم‌افزارهای کنترل ماشین خود تعبیه کرده و ماشین را به کار بیندازید. CAM مخفف “Computer Aided Manufacturing” است (تولید با کمک کامپیوتر). بسیاری از برنامه‌های CAD در درون خود یک قابلیت CAM دارند و برعکس.
استفاده از یک نرم‌افزار ترکیبی، ایده‌آل است اما ضرورت ندارد. همچنین برخی از این نرم‌افزارها بسیار گران هستند. یکی از استثناها در این زمینه Fusion360 است که دو نرم‌افزار بسیار کاربردی CAM و CAD را در یک پکیج ادغام کرده‌است.
در این عرصه نرم‌افزارهای مختلفی وجود دارند، از جمله:
Meshcam: ساده‌ترین پکیج CAM در دنیا
HSMWorks: نگاهی تازه به CAM که بسیار قدرتمند است و حتی در فضای ابری نیز از طریق Fusion360 قابل دسترسی است.
OneCNC و Mastercam.
چطور یک پکیج CAM را انتخاب کنیم؟
پکیج‌های مختلف CAM باید ارزیابی شوند تا پکیجی انتخاب شود که برای کار شما مناسب باشد. این ارزیابی را می‌تواند از طریق دموهای فروش پکیج مورد نظرتان انجام بدهید. دموها معمولا یکدست‌تر از واقعیت هستند و کمک چندانی به ارزیابی پکیج‌ها نمی‌کنند. ایده‌آل آن است که بتوانید عملکرد این پکیج‌ها را بر روی قطعاتی که در حال تولید آنها هستید مورد بررسی قرار دهید.
در هنگام انتخاب یک پکیج CAM باید به این سوالات توجه کرد:
- آیا مشتریان شما می‌خواهند طراحی‌هایتان به یک فرمت خاص انجام شود؟ اگر اینطور است، اطمینان حاصل کنید که پکیج CAM با آن فرمت به خوبی کار می‌کند. اگر پکیج‌های CAM و CAD شما با هم ادغام شده هستند، بسیار مهم است که پکیج CAM بتواند با فایل‌های پکیج CAD که با آن ادغام شده‌است به‌خوبی کار کند.
- آیا می‌توانید به‌راحتی برنامه‌نویسانی را استخدام کنید که به این نرم‌افزار مسلط باشند؟ در نظر داشته‌باشید که تغییر نرم‌افزار CAM از CAD بسیار سخت‌تر است. نرم‌افزار CAM پیچیده‌تر از CAD است و تنوع بسیار بیشتری هم نسبت به آن دارد.
- آیا نرم‌افزاری که انتخاب کرده‌اید مناسب نوع کاری که انجام می‌دهید هست؟ بهترین پکیج‌های ماشینی دوبعدی، نمی‌توانند کار ماشین‌های سهبعدی را انجام بدهند. همین مساله درباره ماشین‌های ۴ و ۵ محوره هم صادق است.
- آیا نرم‌افزاری که انتخاب کرده‌اید، مجموعه فعال آنلاین از کاربرانی دارد که بتوانید برای درخواست کمک و محصولات جانبی به آنها رجوع کنید؟
- آیا مسیرابزارها (toolpath) و دیگر ویژگی‌های اصلی بهره‌وری دستگاه مانند مسیرابزاری که بر روی پسماند قطعات بزرگتر کار می‌کند، در دسترس هستند؟
- هزینه پیشامدهای غیرمترقبه و انعطاف پذیری، بخصوص در ارتباط با پس‌پردازنده‌ها (post processor)، چقدر است؟
- کیفیت آموزش برای ارتقای بهره‌وری کارتان به چه صورت است؟
شکل‌های زیر، برخی قطعات و پروژه‌های ساخته‌شده با ماشین فرز سی ان سی را نشان می‌دهد:
یک سر سیلندر موتورسیکلت CNC
ربات‌های جنگی پنگوئنی
پوشش‌های سوپاپ
چرخ‌های ارابه کودک
یک سرسیلندر موتورسیکلت CNC
ربات‌های جنگی پنگوئنی
پوشش‌های سوپاپ
چرخ‌های ارابه کودک
این قطعات همچنانکه استعداد بالای سازندگان خود را نشان می‌دهند، نشان‌دهنده برخی قابلیت‌های نرم‌افزار سی ان سی هم هستند. بعید است یک g-coder یا ماشینکار دستی بتوانند بدون تلاش بسیار زیاد این قطعات را بسازند. اما انتخاب برنامه CAM مناسب، امکان ساخت این قطعات را فراهم می‌کند.
سخنی درباره فرمت فایل‌ها
خوب است که گزینه‌های مختلفی برای فرمت فایل‌ها در دسترس داشته‌باشیم. برای هر کاری فرمت فایل متفاوتی مناسب است که برخی از آنها از بقیه بهتر هستند. این قطعه را در نظر بگیرید که یک تراش علامت دار دارد. برای ساختن این قطعه نیاز به منحنی‌های صیقلی است.
تراش چندوجهی نشان می‌دهد که g-code از خط‌های صاف استفاده کرده‌است، درحالیکه احتمالا بهتر بود از منحنی استفاده کند.
ماشینکار برای ساخت این قطعه اخیرا یک فرمت DFX برای CAD را به فایل‌های STL تغییر داده و برش آغاز شده‌است. مشکل اینجاست که فرمت فایل‌های STL هیچ راهی برای نمایش یک منحنی مسطح یا حتی قوس‌ها ندارد و همه‌چیز را تبدیل به مثلث می‌کند:
یک شبکه STL تولید شده در نرم‌افزار MeshFlatten
این مساله الزاما هیچ مشکلی را ایجاد نمی‌کند، فقط لازم است نسبت به آن آگاه باشید. نرم‌افزارهای CAD و CAM میزان استقامت‌ها (tolerance) را مشخص می‌کنند، به این معنی که شبکه طراحی‌شده تا چه حد با قطعه سهبعدی ایده‌آل مطابقت دارد؟ اگر میزان استقامت به اندازه کافی کوچک باشد، برش‌ها محو می‌شوند. مساله دیگر آن است که اگر نرم‌افزار CAM شما نسبتا هوشمند نباشد، مجبورید ماشین را وادار کنید که صدها یا حتی هزارها حرکت خط صاف کوچک برای شکل دادن برش‌ها انجام بدهد.
نرم‌افزار کنده‌کاری
استفاده از نرم‌افزار کنده‌کاری، یکی دیگر از روش‌های ساده‌سازی CAM است. ایده اصلی در نرم‌افزار کنده‌کاری cnc ، تبدیل یک طرح بیتی (bitmap) به یک g-code است. طرح‌های بیتی گاهی راحت‌تر از مدل‌های سهبعدی به دست می‌آیند. این اتفاق به خصوص در اپلیکیشن‌هایی که برای ساخت علامت‌ها و کنده‌کاری به کار می‌روند متداول است. نقطه ضعف این روش آن است که طرح‌های بیتی اطلاعات عمق را منتقل نمی‌کنند و مسطح هستند. در نتیجه برنامه باید بر اساس رنگ یا تُن پیکسل‌ها در طرح بیتی، فرضیاتی را بسازد.
با این وجود، اگر هدف ساختن قطعات تزیینی باشد و نه قطعات دقیق، نرم‌افزارهای کنده‌کاری می‌توانند به صرفه‌جویی در زمان کمک کنند. زیرا این نرم‌افزارها نسبت به طراحی‌های CAD در تولید قطعات تزیینی، معمولا راحت‌تر یک تصویر خوب را تولید می‌کنند. نرم‌افزار کنده‌کاری MeshCAM Pro را در پروژه‌های خود امتحان کنید.
نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی محاوره‌ای CNC : G-Code سریع و ساده بدون نیاز به CAD یا CAM
ماشین‌کارهای دستی معمولا اعتقاد دارند CNC چندان برای طراحی قطعات تکی مناسب نیست، زیرا انجام طراحی‌های CAD و اجرای آنها از طریق یک برنامه CAD برای برگرداندن g-code زمان زیادی می‌طلبد. حق با آنهاست. چرا باید در تولید یک بازوئی مستطیل با تعدادی سوراخ برای طراحی وقت صرف کرد درحالیکه می‌توانید پشت ماشین بنشینید و سریعتر از هر طراحی CAD و CAM، مستقیما آن را بسازید؟
CNC محاوره‌ای که گاهی به آن Wizards هم گفته می‌شود، برای آن طراحی شده‌است که ایجاد برنامه‌های g-code های ساده را بدون CAM، CAD یا برنامه‌نویسی دستی ممکن کند. مجموعه‌ای از Wizard ها را برای تولید g-code ساده در نظر بگیرید. با برنامه محاوره‌ای CNC می‌توانید به سرعت g-code را برای عملیاتی نظیر آنچه ماشین‌کارها بدون نیاز به طراحی CAM یا CAD انجام می‌دهند، تولید کرد. این روش بسیار سریع و ساده است.
با توجه به هزینه ترجمه تخصصی مطالب هر گونه کپی برداری قطعا از طرق پلیس فتا پیگیری خواهد شد.
ماژول CNC محاوره‌ای ویرایشگر G-Wizard
CNC محاوره‌ای گاهی با نرم‌افزاهای کنترلر CNC در دسترس قرار می‌گیرند، اما اغلب به صورت یک نرم‌افزارتکی به فروش می‌رسند.
پکیج‌های تخصصی CAMCAD :
برخی پکیج‌های تخصصی CAMCAD هستند که برای حل برخی مسائل خاص طراحی شده‌اند. یک نمونه عالی از این پکیج‌ها Georatic Gear Design است که توسط آرت فنرتی، تولیدکننده نرم افزار معروف Mach3 CNC ساخته شده‌است.
طراحی Georotic Gear
مزیت این پکیج‌ها آن است که چون به جای انجام کارهای مختلف روی یک مساله مشخص تمرکز دارند، می‌توانند واسط کاربر و ویژگی‌هایی را ارائه دهند که برای تخصص ویژه‌ای که برای آن طراحی شده‌اند ساده‌تر و قدرتمندتر عمل می‌کنند.
دیگرنرم‌افزارهای برنامه‌نویسی CNC : ب
نرم‌افزارهای CNC دیگری نیز برای کمک به برنامه‌نویسان CNC وجود دارد. این نرم‌افزارها بر خلاف Shop Floor قرار است در کنار برنامه CAM به کار برده‌شوند و شامل موارد زیر می‌باشند:
ویرایش‌کننده‌های G-Code، عیب‌یاب (debugger)، شبیه‌سازSimulator)) و اعتبارسنج(Verifier)
اینها برنامه‌هایی هستند که توسط برنامه‌نویسان CNC برای نوشتن، تحلیل یا ارتقای g-code خارج از برنامه CAM به کار برده می‌شوند. چرا ممکن است به چنین برنامه‌هایی نیاز داشته‌باشید؟
دلایل مختلفی وجود دارد:
- بسیاری از برنامه‌نویسان از این برنامه‌ها برای اصلاح G-CODE تولید شده توسط CAM استفاده می‌کنند. با استفاده از این برنامه‌ها می‌توان تنظیمات بسیاری را انجام داد که در نرم‌افزار CAM یا ممکن نیست و یا بسیار دشوار است.
- از این برنامه‌ها می‌توان برای خطایابی در g-code های تولیدشده توسط CAM پیش از اجرای این کدها، استفاده کرد. این خطاها بسیار متداول هستند و اگر فکر می‌کنید نرم‌افزار CAM دچار چنین خطاهایی نمی‌شود اشتباه می‌کنید.
- یکی دیگر از کارکردهای این برنامه‌ها، آموختن g-code است. G-Code بخش مهمی از نرم‌افزار CAM است، اما بسیار پیچیده می‌باشد. با استفاده از یک ویرایشگر g-code مناسب، حتی اگر هیچ‌چیز از g-code ندانید می‌توانید آن را به آسانی بیاموزید. ویرایشگر G-Wizard دقیقا با همین هدف طراحی شده‌است.
- نوشتن g-code ازپایه: این به معنای نوشتن g-code بدون استفاده از نرم‌افزار CAM است. این کار نیز بسیار متداول است و به خصوص برای قطعات ساده که ارزش طراحی شدن توسط CAMCAD ندارند، به کار گرفته می‌شود.
ویراش‌گر G-Wizard G-code یکی از نمونه‌های بسیار خوب ویرایشگر G-Code است. در این نرم‌افزار، شبیه‌سازها و اعتبارسنج‌ها نیز با هم ادغام شده‌اند و یک پکیج نرم‌افزاری کامل را ایجاد کرده‌اند.
ویدئوی زیر، یک گشت سریع است در ویرایشگر G-Wizard . با تماشای این ویدئو دید خوبی از عملکرد این ویرایشگر پیدا می‌کنید:
با توجه به هزینه ترجمه تخصصی مطالب هر گونه کپی برداری قطعا از طرق پلیس فتا پیگیری خواهد شد.
نرم‌افزارهای کنترل CNC :
نرم‌افزار کنترل ماشین به عنوان یک «پنل کنترلی» عمل می‌کند که شامل کنترل‌کننده‌های اصلی OEM و نرم‌افزارهای مبتنی بر PC است. بیشتر کارهای حرفه‌ای CNC توسط کنترل‌کننده‌های OEM تولیدشده توسط شرکت‌هایی مانند Func، Heidenhain، Siemens، Centroid و بسیاری دیگر انجام می‌گیرد. منظور از کنترل‌کننده OEM این است که این شرکت‌ها یک پکیج کامل سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را تولید می‌کنند که معمولا توسط خود تولیدکننده در درون ماشین تعبیه می‌شود. این کنترل‌کننده‌ها همچنین معمولا قابل هماهنگ‌شدن با ماشین‌های قدیمی‌تر به منظور به‌روزرسانی قابلیت‌های آنها نیز هستند.
نرم‌افزارهای مبتنی بر PC نیز برای تبدیل یک PC به کنترل‌کننده ماشین استفاده می‌شوند. برنامه‌های مختلفی در این دسته وجود دارند از جمله:
- مجموعه Mach تولید شده توسط Artsoft
LinuxCNC- که تحت سیستم عامل لینوکس اجرا می‌شود. محبوبیت این پکیج‌ها مدام افزایش یافته و جایگزین Mach3 روی ماشین‌های Tormach شده‌اند
TurboCNC – DeskNC/DeskWinNC-
اگرچه این برنامه‌ها در میان افرادی که به صورت تفننی کار می‌کنند محبوبیت زیادی دارد، کارایی و قابلیت‌های آنان معمولا کمتر از کنترل‌کننده‌های اصلی OEM است.
DNC و برنامه‌های مدیریت فایل
برنامه‌هایی که بر تمام g-code های شما نظارت می‌کنند PDM یا Product Data Management نامیده می‌شوند. DNC یک نرم‌افزارCNC است که برای دانلودg-code در یک ماشین به‌خصوص با استفاده از یک لینک RS-232 یا LAN به‌کارمی‌رود.
چرا باید از PDM استفاده کنید؟ زیرا PDM نظارت بر تمام g-code هایی که با آنها سر و کار دارید را آسان‌تر می‌کند. کاربرد مهمتر PDM آن است که راهی برای کنترل ورژن و بک‌آپ گرفتن فراهم می‌کند. کنترل ورژن از این جهت اهمیت دارد که تضمین می‌کند شما از جدیدترین ورژن‌های G-code استفاده می‌کنید و اگر تغییری در ورژن فعلی رخ دهد ورژن جدید را جایگزین می‌کنید. با ذخیره‌کردن متمرکز تمام g-code ها به‌جای قراردادن آنها در ماشین‌های مختلف، کلیدهای USB، فلاپی دیسک‌ها و دیگر رسانه‌ها، می‌توانید بک‌آپ‌های متمرکز از این داده‌ها بگیرید تا در صورت گم‌شدن دیسک و دیگر اتفاقات نامطلوب، داده‌ها از دست نروند.
DNC مسئول انتقال برنامه g-code از CAM یا فضای ذخیره PDM به کنترل‌کننده ماشین است. بسیاری از ویرایش‌کننده‌های g-code نیز شامل DNC تعبیه‌شده در درون خود هستند.
نرم‌افزار کنده‌کاری
برخی از انواع نرم‌افزارهای CNC نیز برای سریع و آسان کردن تولید g-code مورد نیاز برای متن‌های کنده‌کاری هستند. برخی از این نرم‌افزارها قابلیت تولید شماره‌های سریال و دیگر انواع متن‌های افزایشی خودکار را دارند. 2linc یکی از فراهم‌کنندگان نرم‌افزارهای کنده‌کاری است.
کاوش
نرم‌افزار کاوش ممکن است برای اطمینان حاصل کردن از انجام درست کار در حین انجام فرآیند، صفرکردن یک نصب، مهندسی معکوس یک قطعه و یا دیگر اهداف استفاده شود.
CMM و سنجش‌شناسی
نرم‌افزارهای تخصصی CNN برای سنجش‌شناسی و CMM، در ارتباط نزدیک با نرم‌افزارهای کاوش کار می‌کنند.
نرم‌افزارهای تولید و Shop Floor
این نرم‌افزارها موارد مختلف، از نرم‌افزار مدیریت فهرست Tool Crib و نرم‌افزار تخمین گرفته تا نرم‌افزار پیشرفته ERP (Enterprise Resource Planning) را در بر می‌گیرند. این نرم‌افزار CNC بر جنبه تجاری کارهای CNC تمرکز دارد.
نرم‌افزارهای تخمین و قیمت‌گذاری کار
نرم‌افزار تخمین برای کمک به فروشگاه‌ها طراحی شده تا بتوانند در مزایده‌های کاری هزینه‌هایشان را برآورد کنند. برخی فروشگاه‌ها سعی می‌کنند با در نظرگرفتن قطعات قبلی که ساخته‌اند برآورد هزینه انجام بدهند. برخی از آنها برای برآورد هزینه از CAM استفاده می‌کنند تا یک g-code به دست بیاورند و به یک تخمین زمانی قابل اعتماد برسند. این کار بسیار هزینه‌بر است زیرا شما باید برای هریک از کارهایی که در مزایده برنده می‌شوید تعداد زیادی قیمت‌گذاری انجام بدهید.
نرم‌افزار تخمین، کار تخمین قیمت را سریع و ساده می‌کند. این نرم‌افزارها هم برای قیمت‌گذاری مناسب هستند و هم برای زمانی که می‌خواهید برای یک قطعه قرارداد فرعی در نظر بگیرید و مایلید بدانید «چه قیمتی باید روی آن گذاشت؟»
مدیریت دیتای ابزار (TDM)
مدیریت دیتای ابزار شامل ثبت پیگیری آفست، طول، قطر و دیگر خصوصیات ابزار برش است. برای این منظور ممکن است از نرم‌افزارهای CNC برای تنظیم آفلاین ابزارها، فهرست جعبه ابزار، فرسودگی و غیره استفاده شود. اگر از TDM به‌درستی استفاده شود، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که ابزارهای شما مناسب کاری که می‌خواهید انجام بدهید هستند. همچنین TDM به شما کمک می‌کند کارآیی ابزارها را ارزیابی کنید، زمان مورد نیاز برای راه‌اندازی ابزارها را کاهش دهید و دید خوبی نسبت به فهرست ابزارآلات خود پیدا کنید که قبلا نداشتید.
ویرایشگر G-Wizard دارای یک قابلیت تعبیه‌شده TDM ساده است که مناسب فروشگاه‌های کوچک می‌باشد.
همچنین می‌توانید از TDM هم فراتر رفته و از مدیریت دیتای محصول (PDM) استفاده کنید. PDM تمام جنبه‌های کاری شامل برگه‌های راه‌اندازی، لیست ابزارآلات و دیگر داده‌های مورد نیاز برای انجام کار را در بر دارد. CimoPDM یک نمونه خوب از PDM است.
مجموعه تولید داده (MDC)
کار این مجموعه، جمع‌آوری داده درباره کل روند تولید در Shop Floor است. این مجموعه داده‌ها را از ماشین‌ها، بارکدخوان‌ها و دیگر منابعی که به چنین سوالاتی پاسخ می‌دهند، جمع‌آوری می‌کند:
برای تولید هر قطعه چه مقدار زمان ماشین صرف شده‌است؟
وقتی ماشین کار نمیکرده‌است چقدر زمان صرف شده؟
هزینه فرسایش ابزارآلات برای هر قطعه چقدر بوده‌است؟
نرم‌افزارهای ERP
این نرم‌افزارها برای نرم‌افزار CNC یک پدر محسوب می‌شوند. در این نرم‌افزارها تلاش شده‌است تمام جنبه‌های کسب و کار شامل تولید، مسائل مالی، زنجیره تامین کالا، فروش‌ها، مدیریت پروژه و مدیریت رابطه با مشتری یکپارچه‌سازی شوند. نصب نرم‌افزارهای ERP پیچیده است اما استفاده از آن برای تولیدکنندگان بزرگتر ضروری است.
نرم‌افزارهای Nesting
فرض کنید می‌خواهید صدها قطعه را از یک صفحه بزرگ مسطح برش بزنید. ممکن است برای این منظور از CNC Router، Plasma Table، Waterjet، Punch Press، OxyFuel Cutter، Laser Cutter و دیگر ابزارها استفاده کنید. حتی اگر در حل پازل بسیار ماهر باشید، باز هم انجام این کار به صورت دستی نمی‌تواند بهترین نتیجه را داشته‌باشد و مقدار زیادی از مواد را به هدر خواهید داد.
نرم‌افزارهای CNC Nesting اینجا به کار میایند تا میزان هدر رفتن این موارد را به حداقل برسانند.
نرم‌افزارهای چاپ سهبعدی
این نرم‌افزارها یک دسته کاملا جدید از نرم‌افزارهای CNC هستند. نرم‌افزارهای چاپ سهبعدی را «تولید افزایشی» نیز می‌نامند که متفاوت از ماشین‌کاری‌های متداول (تولید کاهشی) است و از ابزارهای متفاوتی نیز استفاده می‌کند. سه نوع از این ابزارها را بررسی می‌کنیم: کنترل ماشین، تکه‌کننده (Slicer) و چک‌کننده‌های مدل.
چاپگرهای سهبعدی هم مانند CNC های معمولی دارای نرم‌افزار کنترلی هستند. نقش این نرم‌افزارها هماهنگ‌سازی عملکردهای چاپگر سهبعدی است. این نرم‌افزارها معمولا g-code را اجرا می‌کنند، اما ممکن است قادر به اجرای Slicer ، کالیبره‌کردن چاپگر و دیگر کارها نیز باشند.
تکه‌کننده (Slicer) یک مدل سهبعدی که معمولا یک فایل STL از CAD یا دیگر منابع است گرفته و آن را به لایه‌هایی تکه‌بندی می‌کند که بعدا چاپ خواهندشد. هرلایه به‌صورت g-code هایی نشان داده می‌شود که نازل را در اطراف چاپگر هدایت کرده و لیفچه‌ها را دور می‌اندازد. دیگر فرآیندهای سهبعدی ممکن است به طریق متفاوتی اجرا شوند. مثلا یک چاپگر رزین DLP-based فقط تصویر هر قطعه را روشن می‌کند و به هیچ g-code ای نیاز ندارد.
تکه‌کننده‌ها، در واقع حکم CAM را در دنیای چاپ سهبعدی دارند. بسیاری از آنها نسبتا ساده هستند، اما انواع پیچیده‌تر آنها نیز در حال ساخت هستند. همانطور که درباره مسیرابزارهای CAM صادق است، درباره تکه‌کننده‌ها نیز مسیر دقیقی که آنها برای فرودآوردن لایه‌ها انتخاب می‌کنند اهمیت دارد. با گذر زمان باید منتظر پیچیدگی بیشتر در کارهایی باشیم که یک تکه‌کننده قادر به انجام آنهاست.
کار چک‌کننده‌های مدل بررسی و احتمالا تعیین زمانی است که یک مدل سهبعدی (که معمولا در قالب فایل STL است) آماده چاپ می‌باشد. ممکن است مدل‌های سهبعدی وجود داشته‌باشند که تکه‌کننده را تا حد زیادی گیج کرده و در چاپ نتیجه خوبی به دست ندهند. نقش چک‌کننده این است که لااقل وجود این مشکل را تشخیص داده و در صورت امکان مدل را اصلاح کند.
سوالات متداول CNC
نرم‌افزار CNCچیست؟
ابزار دیجیتالی است که برای ماشین‌های CNC برنامه تولید می‌کند. انواع مختلفی از این نرم‌افزارها وجود دارند، اما متداول‌ترین آنها CAD و CAM هستند.
ساده‌ترین نرم‌افزار CNC برای افراد مبتدی چیست؟
افراد مبتدی باید نرم‌افزار CAD را برای طراحی، نرم‌افزار CAM را برای تبدیل g-code طرح‌ها و نرم‌افزارهای Feeds و Speeds را برای تعیین محتوی و سرعت‌های مناسب برای نرم‌افزار CAM مورد استفاده‌شان بیاموزند.
معروف‌ترین نرم‌افزار CAD برای CNC کدام است؟
با استناد به آمارهای CNCCOOKbook، Fusion 360 و Solidworks معروف‌ترین پکیج‌های نرم‌افزاری CAD در میان کاربران CNC هستند.
معروف‌ترین نرم‌افزار CAM کدام است؟
با استناد به آمارهای CNCCOOKbook، Fusion 360، Vectric/Aspire و Mastercam معروف‌ترین نرم‌افزارهای CAM هستند.
با توجه به هزینه ترجمه تخصصی مطالب هر گونه کپی برداری قطعا از طرق پلیس فتا پیگیری خواهد شد.
