Программное обеспечение ЧПУ для обработки представляет собой программный интерфейс оператора для управления промышленным производственным оборудованием. ЧПУ — это сокращение от «компьютерного числового управления». В машину загружаются инструкции по изготовлению продукта на основе его точного, но чисто числового описания.
С изобретением твердотельной электроники и эпохой экспоненциальной миниатюризации, начиная примерно с 1950 года, компоненты коммерческих продуктов требовали соответственно небольших допусков по точности. Было слишком обременительно управлять оборудованием для изготовления таких деталей вручную с помощью рычагов и кулачков. Первые машины с числовым программным управлением читали бумажную ленту с перфорированными отверстиями, закодированными для представления их пространственного положения и для управления их точным движением с помощью серводвигателей.
Современная обработка с ЧПУ, которая произвела революцию в крупносерийном производстве, в принципе остается неизменной. Инструкции, управляющие машиной, хранятся на вращающемся магнитном жестком диске компьютера или статических цифровых флэш-накопителях. Основные операции большинства машин не изменились, а значит, и набор инструкций не изменился. Наиболее существенные изменения произошли в программном обеспечении станков с ЧПУ.
Существует множество типов станков с ЧПУ. Одними из самых распространенных являются токарные станки. Блок материала, такого как дерево или металл, либо удерживается неподвижно, либо точно перемещается, как в случае осевого вращения токарного станка. Формируется вычитанием материала остро заточенным сверлом под конкретную задачу с большим оборотом, перемещающимся по контуру нужной формы. Важнейшей функцией программного обеспечения для обработки с ЧПУ является преобразование или моделирование этой трехмерной формы в декартовы координаты осей xyz.
Термин «обработка с числовым программным управлением» является точным. Токарный станок сначала калибруется по координатам своей цели 0-0-0, а его сверление переходит к следующему назначенному набору пронумерованных координат, а затем к следующему, в соответствии с его нанесенными на карту инструкциями. Во времена зарождения это был буквальный метод. Машины вводились линейной последовательностью набора из трех чисел, все они набирались с цифровой клавиатуры в соответствии с расчетами и измерениями инженера-конструктора.
Почти все современное программное обеспечение для обработки с ЧПУ специально интегрируется с конкретным станком; каждый из них имеет свои механические характеристики и поэтому не может хорошо контролироваться с помощью какого-либо универсального, розничного или кода с открытым исходным кодом. . С увеличением вычислительной мощности электронного оборудования компьютерные программы для станков с ЧПУ стали более мощными и удобными для пользователя. Компьютеры теперь способны преобразовывать аналоговые векторы и кривые, которые определяют большинство форм, в цифровые числа и графические пользовательские интерфейсы, такие как CAD. — автоматизированное проектирование — были включены в программное обеспечение для обработки с ЧПУ.
Станки с ЧПУ были созданы таким образом, чтобы оператор мог просто нажимать кнопки для запуска, завершения и сброса. Сложность программного обеспечения, кроме того, позволяет мастеру стать творческим дизайнером, просто рисуя и автоматически компьютеризируя рисунок, а машина делает его реальным. Достижения в области цифровых телекоммуникаций произвели дальнейшую революцию в промышленном производстве благодаря возможности загружать код на машину, находящуюся за тысячи миль, за один раз. — запустить прототипирование. Доступны новые домашние/гаражные станки с ЧПУ, в том числе 3D-принтеры, которые меняют назначение токарного станка, помещая резервуар материала, такого как пластик, в форму, заданную программным обеспечением, создавая что-то из ничего.
