Programare CNC

Mașinile ne ajută să creăm produse rapid și de calitate de zeci de ani. Aflați ce pot face mașinile computerizate controlate numeric, dar și cum să le programați. 

Automatizarea lucrului și lăsarea activității pe seama mașinilor este un proces care se dezvoltă de câteva decenii. Astfel, se accelerează procesul de muncă, se evită erorile umane, dar crește și nivelul de securitate la muncă. Primele mașini controlate numeric au fost introduse la mijlocul secolului XX.

Aceste mașini pot executa comenzi precum frezare, tăiere, rotire, sudare, găurire etc. Pe baza operațiilor, este clar că programarea CNC se aplică, în primul rând, în industriile clasice, orientate pe producția în masă. 

Ce este programarea CNC?

Ca să știm cum să programăm o mașină, trebuie să știm cum să o „învățăm” ce să facă. De fapt, programarea CNC (Computer Numerical Control) reprezintă control automatizat al mașinii, adică oferirea de instrucțiuni pentru rezolvarea sarcinilor. Mașina CNC este un instrument automatizat care primește instrucțiuni prin calculator. Instrucțiunile se emit printr-un limbaj de programare scris în G-code.

Acest limbaj este dezvoltat în colaborare cu industria aeronautică și cu centrul științific american MIT. Rezultatul acestei colaborări este posibilitatea realizării computerizate a comenziilor cu mașini. Modul de introducere a comenzii este simplificat cu timpul, dar funcționarea de bază a sistemului nu este foarte schimbată. 

Scopul este ca comenzile să acopere întregul proces, astfel încât oamenii doar să monitorizeze procesul. Asta înseamnă că omul trebuie să supravegheze funcționarea mașinii. Procesul complet se face independent după modul definit anterior. Astfel, se permite un nivel ridicat de autonomie în lucrul cu mașinile, cu care se reduce factorul uman. 

Acest lucru, în primul rând, este util atunci când vorbim de o muncă repetitivă, dar grea. Dacă mașina știe ce trebuie să facă, aceasta o va face fără greșeală. Astfel de situații pot fi lucrul cu materiale periculoase sau lucrul în condiții grele. Astfel, se automatizează procesul de lucru, se reduc costurile de producție, se garantează calitatea lucrării și se asigură un nivel ridicat de securitate a angajaților. Totuși, mașinilor trebuie să li se „explice” ce trebuie să facă. 

Procesul de programare a mașinilor 

Mașinile pot face o mulțime de activități, dar trebuie scrise instrucțiuni detaliate. În cazul mașinilor moderne, acestea se conectează la un calculator care ulterior dă comenzi. Înainte, instrucțiunile se dădeau folosind cartele și benzi perforate. Ulterior, au fost introduse modalități moderne de scriere a instrucțiunilor. Procesul trebuie descris complet pentru ca munca să fie automatizată în totalitate. În acest caz, munca omului este de a supraveghea procesul de producție. 

Trebuie ținut cont de faptul că mașinile pot folosi mai multe tipuri de instrumente pentru lucru. De aceea, este important să se ofere instrucțiuni detaliate, respectiv când și cum trebuie utilizat un anumit instrument. Când este totul planificat în detaliu și prelucrat într-un software CAD, se accesează programarea, adică instrucțiunile sunt transformate în limbajul știut de mașină. 

Este interesant faptul că în proces sunt foarte importanți și experții care proiectează produsele în, de exemplu, AutoCAD. Apar posibilități suplimentare dacă, pe lângă cunoștințele dobândite, aveți și certificate Autodesk foarte apreciate.

Utilizarea lui G-code

Pentru început, este necesară proiectarea produsului și crearea unei soluții de design. După aceea, expertul CAD transferă conceptul într-un program pentru proiectare, apoi totul trebuie explicat mașinii. Pentru asta, se folosește limbajul G-code, care creează un fișier cu lista de comenzi care definesc mișcările mașinii. 

Programarea mașinii cu ajutorul computerului se referă la programarea automatizată, ceea ce se face cu ajutorul unui software special. Astfel, se definesc dimensiunile, instrumentele, mișcarea (în trei axe) etc. Pentru ca mașina „să înțeleagă” comenzile, se folosește limbajul G-code. Acest limbaj, cunoscut și după numele de RS-274, traduce instrucțiunile în limbajul mașină. 

Acesta permite crearea de instrucțiuni descriind mișcările în spațiu. Această mișcare se bazează pe poziția de-a lungul axei sistemului de coordonate din spațiu (X, Y și Z) și trei rotații în jurul fiecărei axe. Pentru programarea cât mai precisă a mașinii, fiecare motor trebuie să aibă funcția definită. În procesul de programare CNC, se calculează coordonatele, adică ce axă trebuie să fie și unde. Astfel, se controlează servomotoarele mașinii care mută instrumentul sau editează partea. 

Principalele comenzi în programarea mașinilor 

Comenzile în G-code sunt alcătuite din caractere și cifre (de exemplu, G6). Fiecare cifră reprezintă o acțiune specifică. Există un număr mare de variații de coduri, care sunt deseori specifice pentru un model de mașină. Totuși, există unele comenzi de bază care sunt universale:

• F – reprezintă viteza cu care se deplasează instrumentul prin material, de obicei se măsoară în milimetri pe minut;
• G0 – această comandă arată munca la viteza maximă; 
• G1 – muncă în linie dreaptă;
• G2, G3 – muncă ciclică în sensul acelor de ceasornic și invers;
• G4 – timpul de așteptare;
• X, Y, Z – coordonatele direcției;
• S – adresa specificată de modul de executare;
• T – adresa determinată de instrument.

Pentru operații mai avansate, trebuie folosit și un cod simbolic – M-code. Acestea sunt comenzile care controlează activitatea mașinii: 

• M3 – activarea instrumentului în sensul acelor de ceasornic;
• M4 – activarea instrumentului în sensul opus acelor de ceasornic;
• M5 – oprirea activității instrumentului;
• M6 – schimbarea instrumentului;
• M30 – sfârșitul programului.

Acestea sunt câteva dintre comenzi, așadar avem și G50 sau M216, dar și multe altele. De cunoștințele angajaților depinde cât de precis va fi scris programul și cât va fi de calitativ. 

Cariera în domeniul CNC

Ca să vă ocupați de această muncă, nu trebuie să aveți toate cunoștințele din lanțul de producție. În funcție de ce vă interesează, trebuie să învățați programare, proiectare sau să știți să monitorizați și să programați mașinile. Deși programatorii CNC nu sunt atât de cunoscuți la noi cum sunt designerii web sau experții PHP, este vorba despre o profesie foarte apreciată în lume. Chiar sunt foarte bine plătiți și angajații care lucrează cu aceste mașini. 

Dacă vă interesează exclusiv programarea CNC, ar fi bine să învățați mai multe despre limbajele de programare și modurile de îmbunătățire a întregului proces. Există multe cursuri care vă vor ajuta să deveniți un profesionist cu o carieră de succes în programarea mașinilor numerice.