Software di programmazione CNC con G-code

Autodesk Fusion 360, una piattaforma software di modellazione 3D, CAD, CAM, CAE e PCB basata sul cloud per la progettazione e la realizzazione di prodotti. Offre strumenti integrati CAD, CAM e di programmazione CNC per soluzioni di lavorazione 2D e 2,5D, a 3, 3+2 e 5 assi. Sono disponibili diverse opzioni di abbonamento, tra cui una versione gratuita per uso personale, un abbonamento commerciale e una serie di estensioni che consentono di utilizzare tecnologie aggiuntive per soddisfare la richiesta di applicazioni più avanzate.

La programmazione di macchine CNC (Computer Numerical Controlled) è un processo in cui varie istruzioni vengono combinate per definire i movimenti e il funzionamento di una macchina CNC. Eseguendo queste istruzioni, la macchina CNC trasforma alcuni tipi di materie prime in un prodotto finito. La programmazione CNC consente di gestire un'ampia gamma di tipi di macchine, tra cui fresatrici, frese, torni, macchine di tornitura motorizzata e tornio-fresatrici, centri multifunzione, sistemi di elettroerosione a filo (EDM, Electrical Discharge Machining) e robot industriali. 

Indipendentemente dal tipo di macchina utilizzata, le istruzioni vengono fornite in uno dei due modi seguenti: tramite l'immissione manuale dei dati (MDI) utilizzando un tipo di interfaccia utente integrata nella macchina CNC oppure generando un file digitale mediante il software CAM (Computer-Aided Manufacturing) offline.

Negli ultimi anni, la complessità delle parti è aumentata notevolmente. Questa tendenza, insieme alla crescente pressione per migliorare la qualità delle parti e aumentare l'efficacia complessiva delle operazioni (OOE), ha spinto la maggior parte dei produttori ad abbandonare la programmazione CNC manuale (MDI) e ad investire nel software CAM.

Il software CAM, come Autodesk Fusion 360, viene utilizzato per creare un file digitale (programma NC) che contiene le istruzioni necessarie per controllare il funzionamento della macchina. Il software CAM consente di definire l'intero processo di lavorazione e spesso utilizza un gemello digitale della macchina, degli utensili di taglio e dei dispositivi di bloccaggio che verranno utilizzati. Poiché questa programmazione "offline" consente di sviluppare il processo di lavorazione lontano dalla macchina fisica, i problemi possono essere simulati ed evitati molto prima della lavorazione effettiva sulla macchina. Grazie al software CAM, i produttori possono ottimizzare l'utilizzo delle macchine CNC ed evitare i costosi tempi di inattività delle macchine causati dall'immissione di dati non necessari.

Esistono tre metodi di base per la programmazione CNC:

1) Immissione manuale dei dati (MDI), in cui un operatore qualificato immette manualmente i vari codici M e G per definire il programma NC. Questo tipo di programmazione è più adatto per parti semplici.
2) Mediante il CAM (Computer-Aided Manufacturing), in cui il software CAM dedicato viene utilizzato per generare uno o più percorsi utensile che verranno impiegati per la lavorazione della parte. Il software CAM consente di esportare questi percorsi utensile in programmi NC che contengono i codici M e G adatti per l'esecuzione su una macchina CNC specifica. Il software CAM è più adatto per geometrie o applicazioni più complesse, come la programmazione di macchine a 5 assi continui.
3) Programmazione conversazionale, in cui un operatore della macchina utilizza routine predefinite per eseguire semplici operazioni di lavorazione (ad esempio, mediante una procedura guidata per programmare automaticamente una semplice tasca rettangolare). Questo tipo di programmazione è più adatto per parti semplici.

Un programma NC in genere combina codici G e M per creare una serie di istruzioni che verranno eseguite da una macchina CNC.

I codici G (o codici geometrici) generalmente controllano come e dove deve muoversi una macchina (ad esempio spostando un asse lineare/rotativo da una posizione all'altra).
I codici M (o codici macchina) vengono utilizzati per controllare diverse modalità o funzioni all'interno della macchina (ad esempio, l'attivazione dell'uso del refrigerante, il caricamento dell'utensile di taglio nel mandrino, l'attivazione e la rotazione in senso orario del mandrino o il posizionamento della macchina in modalità assoluta o incrementale).

La lunghezza di un programma CNC varia in base al componente che verrà lavorato. Ad esempio, è possibile che un semplice programma che esegue alcuni fori in un componente sia costituito solo da alcune righe di codice, che abbia dimensioni di alcuni kilobyte e che venga generato nel software CAM in uso in pochi secondi. Man mano che le dimensioni e la complessità di una parte aumentano, aumentano di conseguenza anche le dimensioni del programma CNC necessario per crearla, nonché il tempo di elaborazione e di esecuzione del programma su una macchina CNC.