2009年10月27日 星期二

直接用Gcode編寫刀具路徑


※ CNC:Computer Numerical Control (電腦數值控制)

※G-code則是一種語言,就好像是我們說國語、老美說美語、德佬說德語

你跟機器透過電腦溝通就得說機器語,這邊這種語言叫做G-code,只是一種語言,倒也沒什麼特別

就好像國語、英語說得流利雖然很厲害,但言之有物更可貴!


曾經發過幾篇刀具路徑的文章,卻沒提過整個流程

先用電腦繪製3D圖形,再以軟體輸出刀具路徑又是另一種作法,這邊就不提了,因為我不會,哇哈哈~

首先:提筆畫圖...

下面這張畫的是漫畫,我只是拿來充數


設計好需要的零件...

當然下面這張也不對,因為角度畫錯了...


G-code的指令上百條,其實我只用了幾個:

G00:直線快速進給到??座標、

G01:依指定速度直線進給到??座標、

G02/G03:依順、逆時針畫圓、畫弧、

G17-G19:切換平面、

G83/G80:深孔啄鑚

再來就是根據選用的刀具半徑、標示其空間座標

還記得小時候老姊上學都要跟我賽跑,每次都是一直跑,跑到下個紅綠燈為止(第一道指令)

然後看交通號誌、觀測左右來車,走到對面再重新開始(第二道指令)...

標示座標就標在那些路口處,讓刀子從這個路口跑到下一個路口、過馬路又是另一道指令...

我這邊選用8mm刀,半徑4mm,於是我將工件外形往外退4mm

這就好像是我們家外面,與大馬路總是隔著水溝、花圃、騎樓...什麼的

家的輪廓就是我要的零件形狀,那些個環繞在外面的什麼,就是刀具路徑

我們總不希望水溝流進家裡面吧?所以刀具半竟有多寬,其座標就該退開工件外形多少


為什麼不用G41、G42補正指令?(只要標示工件外形、再輸入刀具半徑,電腦會自動根據工件往左、往右退開)

這指令雖然好用,不過還蠻常出包,以下為其中兩例:

階梯高度少於刀具半徑,工件會少掉一角:

狹縫底部寬度少於刀具直徑,依然會被錯挖:


出包的實例我也提過:

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=36068&prev=36221&next=35952&l=f&fid=8

所以,座標該怎麼標示?(國小、國中幾何)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34422&prev=34534&l=f&fid=8

轉彎處即使不是R角(圓弧),路徑竟然要走圓弧?(中學最短路徑問題)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=33306&prev=33561&next=32912&l=f&fid=8

不規則形的工件上,根據某斜邊給定一點,這點關於整個座標系又落在哪裡?(大一線性代數座標轉換)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34534&prev=34789&next=34422&l=f&fid=8

大概有過半數的時間,都只用到國中的三角函數,看下圖就知道有多基本了...


與幾何證明(主要證明哪個角等於幾倍的另一角)


如果是相當複雜的外形,反正我們知道機器的最小刻度是多少(最小步伐),例如說0.01mm或什麼的

那麼我們可以用離散傅立葉轉換,求出每個地方的座標,再以直線啦、圓弧啦...什麼的連起來

唉呀!反正就是求出各點座標再連連看啦...

用的數學工具越多,做出來的東西越準確

像我上面提到的轉彎怎麼轉、斜邊怎麼走...,退開一個刀具半徑後,形狀都與原工件不同了

業界的作法、或是電腦自動生成刀具路徑,多半要你換比較小的刀子

雖然退開刀具半徑,但還是照著工件輪廓走

看過前文就知道:這樣還是有不該削的被削去、該挖的沒挖到,反正只是讓誤差變小一點而已

但扣除震刀、機台剛性...等先天因素,能把誤差消滅為什麼不消滅?先天因素就已經有不少誤差咧!

下面是刀具路徑輸出的圖


阿下圖是成品


有溝有槽、有孔有曲線...


7075 T6整塊切削,但因適當的偷輕,比用5052折出來的還輕


該怎麼偷輕最好?該保留哪些加強肋才能讓零件最堅固?甚至哪些斷面形狀能提升整體剛性?

這又屬於應用力學的範疇了,不過回歸基本仍是物理與數學

我還是想說:中學前的基礎教育不光只是拿來考試的...

當年高中聯考,台中市的學校沒一家能上,如果當初好好念就好了...


24 則留言:

  1. 姊上學怕遲到 你走路又慢 所以想出此計吧...
    其它ㄉ都看不懂
    [版主回覆10/28/2009 09:47:11]姊應該不會看這種文章,所以應該不會看到這段...

    是說娘現在怎麼有機會用電腦?

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  2. 圖一你是在畫貓咪吧~


    [版主回覆10/28/2009 10:33:24]是啊...

    該死的傢伙,不針對主題回應,討厭啦

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  3. 第一張圖的氣氛......有點恐怖。
    那個用精密機械設計來虐殺好人的恐怖電影,變態主角大概也是在這樣的氣氛中設計他的殺人機器吧....
    是說...Looka在畫圖,那...照片是誰拍的...???? 莫非....
     
     
     
    Looka交女朋友了....
     
    [版主回覆10/28/2009 12:48:13]老大,那個氣氛不恐怖

    我用右手畫圖、左手拍照,那個詭異的姿勢才嚇人

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  4. 嗯 嗯  我也覺得 第一張圖  很恐怖  那專注的表情  很像 住校生 半夜 點一盞小燈  偷看  黃色書刊 一樣   
    [版主回覆10/29/2009 07:59:43]既然向住校生偷看A書,那應該是很幸福才是啊,何來恐怖哩?

    除非偷看的時候,教官正站在窗外,這樣才會恐怖的啦

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  5. 改天做個CNC飯匙好了~
    [版主回覆10/29/2009 07:59:50]功能?

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  6. 哇~~畫貓咪的神情.............. 帥到不行!!! 
    旁邊還有椅子嗎 ?      可以         一起坐嗎 ?
    [版主回覆10/29/2009 08:18:47]因為我趴在地板畫,所以旁邊也只有木頭地板可以坐

    皇后不介意與平民同高度的話請坐啊~

    話說...樓下有兩個人都說氣氛很詭異哩

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  7. 那些草圖上的角度與算式都是筆算的嗎?如果一開始把坐標先在電腦中設定好再繪圖, 只要用電腦量角度及尺寸會不會比較簡單?就算有修改, 各點的坐標值也會一併update. 我只是以我常用的autocad做發想而已.
    [版主回覆10/29/2009 08:52:39]的確都是筆算的,如果是用電腦繪圖,不管AutoCAD、還是SolidWorks...之類

    對於不規則形狀、對人的感官相當直覺的東西,像下面這個link所示

    http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34534&prev=34789&next=34422&l=f&fid=8

    都蠻簡單是沒錯,不過我的電腦很老、容量很小,再也裝不下任何軟體

    所以在我有新電腦之前,大概都得作苦力...

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  8. 呃..............魯卡的燈是否要再加強了丫?
    看起來蠻昏暗的哩.......
    匠子對眼睛不好喔~

    [版主回覆10/29/2009 10:28:42]阿呵~我只開一盞小桌燈

    下次改進、改進

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  9. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年10月28日 晚上8:44

    使用補正指令最常遇到就是你第五張說的"插角",因為補正下達時,通常一個block跑完才會歸正,兩路徑短距離換進給角度就容易會出現此問題,造成控制器ALARM(通常設定是會檢查干涉等等)。
    我如果做簡單教學,也是會跟我的學生說簡單切就下MDI用G40自行補償外徑上去就好,因為再開軟體有時比較偷懶。
    如果銳角切割是兩刀路徑重疊,如果放電機這個會留下一個痕跡(倍數切割),造成尺寸不正確(我通常會轉角減速跟減小放電量來減少重疊切割損失)。
    但是如果用圓刀洗第張圖的那個底角(算外角),我想就算用G40法也做出不來,畢竟圓刀再小那個也是無法絕對垂直。通常遇到這種,就要用放電電極或是做清角處理了。
    不過如果後面夠深,可以轉向用洗刀由外往內去洗出直角。
    不過還是佩服魯卡大大啦,我已經好久沒自己算這個了,慚愧 :P
    [版主回覆10/29/2009 13:32:32]您說了這麼這麼多很棒的資訊,何來最後得慚愧呢

    我還得跟您多學學^__^

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  10. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年10月28日 晚上8:58

    不過,以一般工件來說,很少會留下那種直角/銳角的,因為考量實際物件使用,除非沒有應力需求,不然很容易會裂開,大致上都會刻意倒個R過去,加工上也比較方便。
    粗割跟精修使用的刀具也不同,加工法也不依樣,即使像是深階梯形狀的工件也可以加工到很精密直角,如果要合上沖,這樣就要做清角了,

    手寫NC或用CAM轉出,其實各有利弊啦。如果兩種都會使用,再加工上會有很大的便利性,尤其複雜又精密的圖形加工,往往用手寫NC無法考量太多外在因素,加上效率問題,所以目前加工機大半以上都是採G41/42方式加工,因為這樣才能動態隨時去補正一些誤差。

    如果要做精密加工,首先就要把座標系統改成G90(絕對座標才行),用G91的跑到最後誤差會很大。要設計肋材這部分就有的說了,我想一般高中大學不會考這個吧(除非是科班出身才有可能)。

    魯卡大大果然是高手咩~~~
    [版主回覆10/29/2009 13:36:00]是啊,留下的稜稜角角,多半是為了要公母配合用的

    不然留個R角會比較耐久

    這個R角還用在哪邊?

    當視網膜有破洞時,眼科醫生會用雷射...

    雷射可以補破洞就新鮮了...

    其實眼科醫師是用雷射,在不規則破洞旁邊圈一個圓

    這樣才不會繼續往旁邊裂開...

    這是R角在眼科的應用...

    因為加工方面在您前面吐不出個新鮮事,所以在這邊借我姊的專長來做個補充^__^

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  11. 請問......這就是所謂的"鑿璧借光嗎"?你上進的心實在太感人了....
    改天抓螢火蟲給你用用ㄏㄟ!
    [版主回覆10/29/2009 17:32:12]聽說生營火比較亮說...

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  12. 陳氏兄弟紙藝設計2009年10月29日 凌晨2:47

    好精細的線稿~我知道我這樣說很沒水準~我覺得像...畫產道分析圖~喵~
    [版主回覆11/04/2009 10:41:00]產道?是指婦產科的產道嗎?

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  13. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年10月29日 清晨5:46

    哈哈,老大您說的非常多阿,還有實作,跟您比起來,小弟所學並沒有實用,所以當然慚愧阿。
    您說的眼科的那種做法,其實就是模具界的清角法。
    刻意把應力釋放方向補R角,或是部份壓力集中區作R角,來減少沖壓時的壓力集中崩潰。
    不過,您可以應用到這樣的程度,真的很佩服啦。
    [版主回覆11/04/2009 10:47:58]哦~看來拉我老姊來做加工是個不錯的選擇

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  14. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月4日 清晨7:28

    您姐要想朝加工的方向走的話,如果來南部我可以幫個小忙喔 ^__^
    [版主回覆11/05/2009 07:59:14]這則新聞您一定要看:

    http://news.cts.com.tw/cts/general/200911/200911030339123.html

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  15. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月5日 清晨7:59

    這個新聞我有看ㄟ~~~ 這位小姐真的不簡單。
    女生對這種機械結構也是很強的,最近的教學就遇到一個年輕小媽媽,對連續沖壓的技巧跟操作,比一般男生更利害呢~~  所以不可以小看女孩子喔 :P
    您姐姐如果要進入這個範圍,雖然車~铣~鑽床等小弟我不會,但是如果是沖壓/射出/放電/雷射等等領域,在下可以提供實務經驗給您姐參考啦 ^___^
    [版主回覆11/06/2009 07:41:56]據說汪老師、毛弟他們都有接觸到學加工的女生,但跟新聞裡的不太一樣...

    他們多半是為了接家業而學,如果跟新聞女主角一樣,家業一定旺!

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  16. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月6日 凌晨4:35

    我遇到的有不少是為了興趣而學喔 ^__^  不過為了討生活而學的還是多數啦,為了興趣而學的真的學比較快。
    我這次遇到的這個小媽媽,自己學商的,但是在旁邊一直偷看我教學,看著看著自己就會了。
    真是非常聰明的女孩子~~
    [版主回覆11/07/2009 18:12:36]挖ㄙㄞ~神人小媽媽...

    她老公好福氣

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  17. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月7日 清晨6:49

    對阿,這次我的學生作品就是她做的。
    她還想學其他的機械加工,我一直覺得她應該是入錯行了 :P
    [版主回覆11/08/2009 00:38:41]趕快勸她轉行吧:P

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  18. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月9日 清晨6:14

    哈哈,好主意,我去跟她說咩。
    不要做會計乾脆去畫圖~~
    [版主回覆11/11/2009 07:08:06]她做會計嗄...

    加工廠的老闆到技術員他都能全包啦

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  19. 你真的太優秀~~
    cnc都讓你搞定
    專業~~
    [版主回覆11/11/2009 07:04:03]搞定CNC的人材台灣有很多,我只是業餘哩...

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  20. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年11月12日 清晨6:55

    哈哈,她可是老闆的女兒咩,以後自然會接這家工廠。
    魯卡大大您太謙虛,您已經算是高手級了咩。
    小弟可是在您這學不少呢
    [版主回覆11/13/2009 07:40:34]啊...原來是千金小姐...

    很高興這邊有東西值得學習,您那邊我還在努力看懂,哈~

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  21. 喂...你自己說多久沒發金工了, 都只有一堆數學

    有種你就用CNC做個"一體成型"TA01/02馬達座, 來堵我的嘴阿~


    啦!! 啦!! 啦!!


    [版主回覆11/15/2009 18:13:10]哇靠...我到底做過幾個版本的TA馬達座啦...

    現在你的嘴越來越大,怎麼堵啊?

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  22. 怎麼堵...






    做出來就行了!!

    [版主回覆11/18/2009 11:42:48]好了啦=.=

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  23. 魯卡大大  謝謝嚕

    [版主回覆11/19/2009 08:28:58]不客氣咧

    安亞業林先生人很好

    我買機器時,什麼加工都不懂,還是靠他啟蒙的

    您不妨打電話問問看

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  24. good!
    [版主回覆05/21/2012 17:46:38]thx

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