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為了更好地理(li)解成(cheng)功使用Rhino數(shu)據進行CNC控制(zhi)的(de)加(jia)工或切割類型(xing)操作(zuo)所涉(she)及的(de)問題，您需要了解CNC加(jia)工及其工作(zuo)方式(shi)。希望(wang)這個小入(ru)門(men)會(hui)有所幫助。
首先，幾個定義
CNC –計算機(ji)(ji)數(shu)控(kong)–使用數(shu)字化(hua)數(shu)據，計算機(ji)(ji)和CAM程(cheng)序用于(yu)控(kong)制(zhi)(zhi)，自動(dong)化(hua)和監(jian)視(shi)(shi)機(ji)(ji)器(qi)的(de)運(yun)動(dong)。機(ji)(ji)器(qi)可以(yi)(yi)是銑(xian)床(chuang)，車床(chuang)，銑(xian)床(chuang)，焊機(ji)(ji)，磨床(chuang)，激光(guang)或水(shui)刀，鈑(ban)金沖壓機(ji)(ji)，機(ji)(ji)器(qi)人或許多其他類(lei)型(xing)的(de)機(ji)(ji)器(qi)。對(dui)于(yu)較大的(de)工業機(ji)(ji)器(qi)，計算機(ji)(ji)通(tong)常是板載專用控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)。但(dan)是對(dui)于(yu)更多的(de)業余(yu)愛好(hao)者類(lei)型(xing)的(de)機(ji)(ji)器(qi)，或進行一(yi)(yi)些改(gai)裝，計算機(ji)(ji)可以(yi)(yi)是外部(bu)PC。CNC控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)與一(yi)(yi)系列電機(ji)(ji)和驅動(dong)組件一(yi)(yi)起工作(zuo)，以(yi)(yi)移動(dong)和控(kong)制(zhi)(zhi)機(ji)(ji)床(chuang)軸，執行編程(cheng)的(de)運(yun)動(dong)。在(zai)工業機(ji)(ji)器(qi)上(shang)，通(tong)常會有一(yi)(yi)個復(fu)雜的(de)反饋(kui)系統(tong)，該(gai)系統(tong)不斷監(jian)視(shi)(shi)和調(diao)整切刀的(de)速度(du)和位置。
臺式(shi)電腦(nao)數(shu)控系統(tong)(tong)–有許多較小的模型制作(zuo)(zuo)愛好者風格的臺式(shi)電腦(nao)數(shu)控系統(tong)(tong)。通常，它(ta)們(men)(men)比工業上的同類產品重量更(geng)輕，剛度更(geng)低，精(jing)度更(geng)低，速度更(geng)慢且價格更(geng)低廉，但(dan)是(shi)它(ta)們(men)(men)對于用較軟的材料(例如塑料，泡沫和蠟)加(jia)工物體的效果很(hen)好。一些(xie)(xie)臺式(shi)機(ji)可(ke)能像打(da)印機(ji)一樣運行(xing)。其(qi)他人則擁有自己的封閉式(shi)命(ming)令系統(tong)(tong)，甚至可(ke)能還有專用的CAM軟件。少數(shu)人也會(hui)接(jie)受(shou)標準(zhun)G代(dai)碼作(zuo)(zuo)為輸入(ru)。確實(shi)存在一些(xie)(xie)工業標準(zhun)臺式(shi)機(ji)，這些(xie)(xie)臺式(shi)機(ji)配有專用的控制器(qi)來完成(cheng)精(jing)密(mi)的小工作(zuo)(zuo)。
CAM –計(ji)(ji)算機輔助(zhu)加工或制(zhi)造–指基(ji)于(yu)3D計(ji)(ji)算機模(mo)型(CAD)數據，使(shi)用(yong)(yong)各種軟件(jian)包來創(chuang)建刀具路徑(jing)和(he)NC代碼以運(yun)行CNC受(shou)控機床(chuang)。當(dang)兩者一起使(shi)用(yong)(yong)時，通常稱為CAD / CAM。
注意：CAM實(shi)際上(shang)并(bing)不運(yun)(yun)行CNC機(ji)床，而只是創建(jian)要遵循的代碼(ma)。 這也不是導入CAD模型(xing)并(bing)吐出正確NC代碼(ma)的自(zi)動操(cao)作。像3D建(jian)模一樣(yang)，CAM編程(cheng)需要在運(yun)(yun)行程(cheng)序，制定加(jia)工策略以及(ji)了解在每種(zhong)(zhong)情況下(xia)使(shi)用(yong)哪種(zhong)(zhong)工具(ju)和(he)操(cao)作以獲得最佳(jia)結果的知識和(he)經(jing)驗。雖然有一些簡單的程(cheng)序可以讓沒有經(jing)驗的用(yong)戶開始使(shi)用(yong)而不會遇到太大的困難(nan)，但更(geng)復雜的模型(xing)將(jiang)花費(fei)時間(jian)和(he)金錢進行精通。
NC代碼– CNC機器(qi)可以理(li)解和執行的一種(zhong)相對簡(jian)單的特殊計(ji)算機語(yu)言(yan)。這些語(yu)言(yan)最(zui)初是為了在(zai)不借(jie)助CAM程(cheng)(cheng)序的情況(kuang)下(xia)直(zhi)接在(zai)機器(qi)鍵盤上對零件進行編(bian)程(cheng)(cheng)而開(kai)發的。他(ta)們告訴機器(qi)要執行的動作，以及控制(zhi)其(qi)他(ta)機器(qi)功能，例如主軸和進給速度，冷卻液。最(zui)常見的語(yu)言(yan)是G代碼或ISO代碼，這是為70年代最(zui)早的CNC機床開(kai)發的一種(zhong)簡(jian)單的字母(mu)數字編(bian)程(cheng)(cheng)語(yu)言(yan)。
后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)-雖然(ran)G代碼(ma)被(bei)認為是(shi)標準，但是(shi)每(mei)個制造商都可(ke)(ke)以修改某(mou)些零件(jian)(jian)，例(li)如輔助功能，從而(er)造成一(yi)種機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)上使用的(de)(de)(de)G代碼(ma)可(ke)(ke)能不適(shi)用于另(ling)一(yi)臺機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)情況。還有許多機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)制造商，例(li)如Heidenhain或Mazak，已經開發(fa)了(le)自(zi)己的(de)(de)(de)編(bian)程語言。因此，為了(le)將CAM軟(ruan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)內(nei)部計算路徑轉換(huan)為CNC機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)(ke)以理(li)(li)(li)(li)解的(de)(de)(de)特定NC代碼(ma)，有一(yi)個稱為后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)橋接(jie)軟(ruan)件(jian)(jian)。一(yi)旦(dan)正(zheng)確配(pei)置了(le)后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)，就可(ke)(ke)以為所選機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)輸出(chu)(chu)適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)代碼(ma)，因此至少從理(li)(li)(li)(li)論上講，任(ren)何CAM系統都可(ke)(ke)以為任(ren)何機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)輸出(chu)(chu)代碼(ma)。CAM系統可(ke)(ke)以免費提(ti)供后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)，也可(ke)(ke)以增(zeng)加成本(ben)。
這(zhe)里總結了將數字模型(xing)輸入到CNC銑(xian)床(chuang)所需的步驟。
數控機床，通用
CNC機(ji)器可(ke)以有(you)(you)多(duo)個(ge)運動軸，這(zhe)些(xie)運動可(ke)以是(shi)(shi)線(xian)性(xing)(xing)的(de)(de)也可(ke)以是(shi)(shi)旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)。許多(duo)機(ji)器都(dou)有(you)(you)這(zhe)兩種(zhong)類(lei)型(xing)。諸如激光或(huo)水刀之類(lei)的(de)(de)切割機(ji)通(tong)常只有(you)(you)兩個(ge)線(xian)性(xing)(xing)軸X和(he)Y。銑床通(tong)常至少有(you)(you)三個(ge)X，Y和(he)Z，并且可(ke)以具有(you)(you)更(geng)多(duo)的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)軸。五(wu)軸銑床是(shi)(shi)一(yi)(yi)臺具有(you)(you)三個(ge)線(xian)性(xing)(xing)軸和(he)兩個(ge)旋轉(zhuan)(zhuan)軸的(de)(de)銑床，使銑刀可(ke)以在(zai)整個(ge)180º半球中運行，有(you)(you)時(shi)甚至可(ke)以在(zai)更(geng)多(duo)范圍內運行。也存在(zai)五(wu)軸激光器。一(yi)(yi)個(ge)機(ji)械手可(ke)能有(you)(you)五(wu)個(ge)以上的(de)(de)軸。
數控機床的(de)一些(xie)局限性
根(gen)據機器的年齡和(he)復雜程度，CNC機器可能(neng)會受限于其控(kong)制和(he)驅動(dong)系統的功能(neng)。大(da)多數(shu)CNC控(kong)制器僅(jin)了解直線運(yun)(yun)動(dong)和(he)圓弧。在許(xu)多機器中，圓弧也僅(jin)限于主要XYZ平面。可以(yi)將(jiang)旋(xuan)轉軸(zhou)(zhou)(zhou)運(yun)(yun)動(dong)視為線性(xing)(xing)運(yun)(yun)動(dong)，只(zhi)是(shi)(shi)度數(shu)而不是(shi)(shi)距離。為了產生與主軸(zhou)(zhou)(zhou)線成一定角度的弧線運(yun)(yun)動(dong)或線性(xing)(xing)運(yun)(yun)動(dong)，必須將(jiang)兩(liang)個或多個軸(zhou)(zhou)(zhou)插值在一起(以(yi)同步(bu)方式精確(que)移動(dong))。線性(xing)(xing)軸(zhou)(zhou)(zhou)和(he)旋(xuan)轉軸(zhou)(zhou)(zhou)也可以(yi)同時插補。對于五(wu)軸(zhou)(zhou)(zhou)機床(chuang)，所(suo)有五(wu)臺機床(chuang)必須完(wan)全同步(bu)-絕(jue)非易事。
機(ji)器控制器可以接收和(he)處(chu)理傳(chuan)入數據，將命令傳(chuan)輸(shu)到驅動(dong)系統(tong)以及監視機(ji)器的(de)速度(du)(du)和(he)位置的(de)速度(du)(du)至(zhi)關重要。較舊(jiu)且(qie)較便宜的(de)計算(suan)機(ji)顯然(ran)不具(ju)備這種功能，這與較舊(jiu)的(de)計算(suan)機(ji)在較苛刻的(de)任務下比較新的(de)計算(suan)機(ji)工作得更好，運(yun)行(xing)得更慢(man)(如(ru)果有的(de)話(hua))的(de)方式相同。
首先解釋(shi)您的3D和樣條數(shu)據
一個(ge)典(dian)型的問(wen)題是如何設置(zhi)文件和(he)進行CAM編程，以使執行零件的機(ji)器(qi)可以順(shun)利(li)，高效(xiao)地處理(li)(li)數(shu)據。由于大多數(shu)CNC控件僅能理(li)(li)解(jie)弧(hu)線(xian)，因此，這些實體無(wu)法描述的任(ren)何形(xing)式都需(xu)要轉換(huan)為(wei)可用的形(xing)式。需(xu)要轉換(huan)的典(dian)型事物是樣(yang)條曲線(xian)，即不(bu)是弧(hu)線(xian)或直線(xian)的一般(ban)NURBS曲線(xian)以及3D曲面。某些臺式機(ji)系(xi)統也無(wu)法理(li)(li)解(jie)圓(yuan)弧(hu)，因此必須將所有內(nei)容轉換(huan)為(wei)折線(xian)。
樣條(tiao)(tiao)線(xian)(xian)(xian)可(ke)(ke)(ke)以分為一(yi)(yi)系列(lie)線(xian)(xian)(xian)段(duan)，一(yi)(yi)系列(lie)切線(xian)(xian)(xian)弧(hu)或(huo)兩者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組合。您可(ke)(ke)(ke)以將第一(yi)(yi)個(ge)選(xuan)項(xiang)想象為樣條(tiao)(tiao)線(xian)(xian)(xian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)系列(lie)和弦，在兩端(duan)接觸樣條(tiao)(tiao)線(xian)(xian)(xian)，并(bing)在中間有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)。另一(yi)(yi)種方法是將樣條(tiao)(tiao)線(xian)(xian)(xian)轉換(huan)為折線(xian)(xian)(xian)。您使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細分越(yue)(yue)少，則(ze)近似值越(yue)(yue)粗，結果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分面也就越(yue)(yue)多。越(yue)(yue)精細，逼近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)滑(hua)度越(yue)(yue)高，但也大大增(zeng)加了段(duan)數。您可(ke)(ke)(ke)以想象一(yi)(yi)系列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)線(xian)(xian)(xian)可(ke)(ke)(ke)能能夠用更少，更長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件在公差(cha)范圍內近似樣條(tiao)(tiao)曲線(xian)(xian)(xian)。這是首(shou)選(xuan)弧(hu)轉換(huan)而不是簡單多段(duan)線(xian)(xian)(xian)轉換(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin)，尤(you)其是在使用舊機器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下。有了更新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產品，問題(ti)就更少了。
想象(xiang)一下(xia)，表(biao)面就像是(shi)一種樣條曲線(xian)逼近，只(zhi)是(shi)在(zai)橫向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)上相乘了很(hen)多倍(通(tong)常(chang)稱為步進)。通(tong)常(chang)，曲面是(shi)使用所有線(xian)段完(wan)成的，但是(shi)在(zai)某(mou)些情況下(xia)，也可以使用圓弧(hu)或直線(xian)和圓弧(hu)的組(zu)合(he)。
段的(de)(de)(de)(de)大小和(he)數量由所需的(de)(de)(de)(de)精度(du)和(he)選(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)方法確(que)定，并將直接影響執行。太多的(de)(de)(de)(de)短片(pian)段會阻塞一(yi)些較舊的(de)(de)(de)(de)機(ji)器，而太少的(de)(de)(de)(de)片(pian)段會構成(cheng)多面的(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分。CAM系統通常(chang)(chang)是在(zai)這種情況下完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。對于熟練的(de)(de)(de)(de)操作員來說(shuo)，它知道用戶的(de)(de)(de)(de)需求和(he)機(ji)器可(ke)以處理(li)的(de)(de)(de)(de)東西，通常(chang)(chang)是沒有問題的(de)(de)(de)(de)。但是某些CAM系統可(ke)能無法處理(li)樣條曲線或(huo)某些類型的(de)(de)(de)(de)曲面，因此(ci)在(zai)進入CAM之(zhi)前，您(nin)可(ke)能需要先在(zai)CAD軟件(jian)(Rhino)中轉(zhuan)換(huan)實體。從CAD到CAM的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)過(guo)(guo)程(通過(guo)(guo)IGES，DXF等中性格式(shi))有時(shi)也會引起問題，具體取(qu)決于程序(xu)導(dao)(dao)入/導(dao)(dao)出功能的(de)(de)(de)(de)質量。
描述(shu)CNC程(cheng)序時使用(yong)(yong)的通用(yong)(yong)約定(ding)
您的項目可以是：
如果所有(you)切(qie)削均在同一(yi)平面(mian)上(shang)進(jin)行，則為2軸。在這種(zhong)情(qing)況下，刀具在Z(垂(chui)直)平面(mian)上(shang)沒有(you)任何移動能力。通常，X軸和(he)Y軸可以(yi)同時(shi)插(cha)值在一(yi)起(qi)，以(yi)創(chuang)建斜線(xian)和(he)圓弧。
2.5如果所有切削都完全在(zai)與主平面平行的平面上(shang)進行，而不必(bi)在(zai)相同(tong)的高度(du)或深度(du)上(shang)進行，則(ze)為軸。在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，刀具(ju)可以在(zai)Z(垂直)平面中(zhong)移動以更改水平，但不能(neng)與X，Y移動同(tong)時進行。例(li)外可能(neng)是刀具(ju)可以螺旋插補，即(ji)在(zai)X，Y上(shang)做圓，而在(zai)Z上(shang)同(tong)時移動以形成螺旋(例(li)如在(zai)螺紋銑削中(zhong))。
