Система управления станками кратко

Обновлено: 05.07.2024

Системы ЧПУ для станков: просто о сложном

Многое из того, что мы видим в окружающем нас материальном мире, изготовлено при помощи станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Использование возможностей электроники и вычислительной техники для эффективного и оптимального управления промышленным оборудованием позволило повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции. А при массовом производстве - значительно снизить затраты на ее изготовление.

Немного истории

Однако современный этап истории станков с ЧПУ начался лишь спустя полтора столетия после изобретения Жаккара, в Соединенных Штатах Америки. После окончания второй мировой войны, в конце 40-х годов, Джон Пэрсонс - сын владельца компании Parsons Incorporated, попытался управлять станком при помощи специальной программы, которая вводилась с перфокарт. Какого-либо положительного результата Пэрсонс не достиг, поэтому обратился за помощью к специалистам в Массачусетский технологический институт.

Улучшать представленную их вниманию конструкцию сотрудники институтской лаборатории сервомеханики не стали, и про Пэрсонса быстро забыли. А про его идеи – нет. Создав собственную конструкцию, они инициировали покупку институтом компании, которая выпускала фрезерные станки. После чего руководство Массачусетского технологического института заключило контракт с Военно-воздушными силами США. В контракте шла речь о создании высокопроизводительных станков нового типа для обработки пропеллеров фрезерованием.

Управление работой фрезерного станка, который собрали сотрудники лаборатории в 1952 году, производилось по программе, считываемой с перфоленты. Эта конструкция оказалась слишком сложной, и желаемый результат достигнут не был. Однако история получила огласку, сведения о новой разработке попали в печать и вызвали большой интерес конкурентов. Свои разработки в данном направлении одновременно начали несколько известных фирм.

Наибольшего успеха добились конструкторы компании BendixCorporation. Выпущенное компанией Bendix NC-устройство c 1955 года пошло в серию и уже реально применялось для управления работой фрезерных станков. Новинка приживалась трудно, но благодаря заинтересованности и финансовой помощи военного ведомства, за два года было выпущено более 120 станков ЧПУ, которые существенно повысили производительность труда и точность выполнения станочных работ.

NC – это не Norton Commander

Классификация современных систем ЧПУ

Системы управления и станки с числовым программным обеспечением настолько сложны, что их невозможно классифицировать по какому-то одному признаку. Основные характеристики систем ЧПУ позволяют систематизировать их следующим образом:

1.В зависимости от способа управления исполнительными механизмами станка:

● Позиционные. Здесь инструмент в соответствии с программой ЧПУ движется от одной точки, в которой производится необходимая операция с заготовкой, к другой, где также выполняется обработка, Во время перемещения инструмента никакие другие операции не выполняются.

● Контурные, в которых обработка может производиться по всей траектории движения инструмента.

● Универсальные – системы ЧПУ, в которых могут применяться оба принципа управления.

2.По возможностям и способу позиционирования:

● Абсолютный отсчет – местоположение подвижного механизма станка ЧПУ всегда определяется по расстоянию от начала координат.

● Относительный отсчет при позиционировании осуществляется приращением дополнительного пути к координатам предыдущей точки, которая временно принимается за начало координат. Затем началом координат считается следующая достигнутая точка.

3. По наличию или отсутствию обратной связи в контуре управления ЧПУ:

● Замкнутого типа (закрытые). В системах ЧПУ этого типа координаты положения исполнительных механизмов постоянно контролируется.

4.Поколение. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают системы ЧПУ 1-го, 2-го и 3-го поколения.

5. Количество координатных осей. Различные станки, оборудованные ЧПУ, могут поддерживать режимы работы с различным количеством координатных осей – от двух до пяти. Например, если при движении заготовки на фрезерном станке (3 координаты – X,Y,Z), она одновременно может поворачиваться вокруг своей оси, такой станок называют 4-координатным. Простейшие сверлильные и односуппортные токарные станки имеют две координатные оси.

Его величество компьютер нуждается в программе

В отличие от стандартного персонального компьютера, который является универсальным устройством для обработки информации и способен работать с любыми данными, представленными в цифровом виде, микропроцессор, используемый в конструкции многих станков с ЧПУ, - устройство специализированное. Он не содержит ничего лишнего, и весь набор его функций предназначен для выполнения главной задачи – контроля состояния всех исполнительных органов станка и управления их работой по специальной программе. Чтобы управлять особо сложными современными станками, применяют более производительные и многозадачные устройства – промышленные компьютеры.

При работе станков с ЧПУ используется два вида программ:

● Системные (служебные) программы, которые хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве системы). Они обеспечивают начальный этап работы контроллера после включения, отвечают за настройку станка и всей системы ЧПУ, ее способность понимать команды оператора и взаимодействовать с внешними устройствами.

● Управляющие – внешние программы. Содержат набор команд и инструкций для исполнительных органов станка. Управляющие программы (УП) в контроллер может пошагово вводить оператор, возможен ввод с внешних носителей информации, а в современных системах программы могут поступать прямо с компьютеров разработчиков ПО через компьютерную сеть предприятия.

Заменив человека, который до наступления эры станков с ЧПУ сам успешно справлялся с изготовлением нужных деталей, программируемый блок управления, он же – контроллер, должен обеспечить требуемый результат, пошагово включая и выключая механизмы передвижения стола, заготовки и инструментального магазина, меняя режимы вращения или скорость поступательного движения заготовки. В результате выполнения программы должна быть получена деталь, полностью соответствующая заданию по размерам и чистоте обработки поверхностей.

Компании, которые стояли у истоков разработки и производства систем CNC, на первом этапе программировали свои станки при помощи собственных, специально разработанных команд. Если бы при таком подходе на производство попали станки с ЧПУ от разных производителей, подготовка программ для их работы была бы трудно выполнимой задачей. Чтобы попытаться обеспечить программную и техническую совместимость оборудования различных брендов, язык создания программ для станков с ЧПУ был унифицирован.

Например: G01 X0 Y0 Z110 F180; G02 X20 Y20 R5 F200; G04 P1000.

Например: M3 S2000; M98 P101; M4 S2000 M8.

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

● Написание программы вручную или в текстовом редакторе ПК. Необходимый этап в подготовке специалистов для работы на станках с ЧПУ. Подходит также как основной способ программирования на производствах, где в течение длительного времени выпускают несколько простых деталей, не прибегая к перестройке оборудования.

В некоторых случаях, когда разработчики наделяют свои системы дополнительными возможностями и некоторыми специальными функциями, могут иметь место определенные отклонения программного обеспечения от стандарта создания программ в G и M кодах. В таких случаях следует внимательно изучить документацию, которая должна быть предоставлена производителем оборудования.

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Программное обеспечение для цифровой управляющей системы SINUMERIK, которую выпускает всемирно известная корпорация SIEMENS AG, также базируется на G и M кодах, но содержит и некоторые дополнительные команды, не включенные в стандарт. Современные полностью цифровые системы ЧПУ на базе платформы Sinumerik 840D используются на самых сложных процессах металлообработки, требующих высокой точности и быстродействия.

Многовариантность и гибкость программирования в G и M кодах учтена создателями программных станций и передовых систем ЧПУ HEIDENHAIN. Эта немецкая компания успешно работает в направлении модернизации устаревших станков NC за счет установки новых управляющих систем. Универсальные программные станции от компании Heidenhaih позволяют не только создавать необходимые программы обработки на персональных компьютерах, но и тестировать ПО, подготовленное при помощи CAD-CAM систем.

Системы управления ЧПУ, которые производит японская компания FANUC, известны во всем мире и используются на многих предприятиях. Очень популярны стойки ЧПУ от FANUK LTD и в России. Специалисты этой корпорации одними из первых адаптировали работу своих систем под программы в G и M кодах, и сумели организовать работу самых сложных систем строго в рамках стандарта программирования. Распространенные стойки FANUK серии 0i рассчитаны на работу с 6-8 управляемыми осями (одновременное управление – 4 оси). Стойки серий 30 i -35 i позволяют производить высокоточную обработку на наивысших скоростях, и являются пока недостижимым ориентиром для многих конкурентов.

Успешно работает в России и странах СНГ испанская компания FAGOR AUTOMATION. Ее последние разработки, к которым относится ЧПУ FAGOR CNC 8070, полностью совместимы с
персональным компьютером, имеют феноменальные возможности и могут управлять самыми сложными станками. Возможно управление по 28 (!) интерполируемым осям (4 канала одновременно), может поддерживать по 4 шпинделя и инструментальных магазина. Создатели системы гарантируют скоростную обработку, нанометрическую точность и высочайшую чистоту обработки поверхности.

Станки с ЧПУ прочно вошли в нашу жизнь и стали незаменимыми помощниками человека в производственной деятельности. Без этих систем было бы невозможно изготавливать многие, успевшие стать привычными и обыденными вещи. Причем все необходимые детали станки под управлением ЧПУ обрабатывают быстро и качественно, с недостижимой ранее точностью, а при массовом производстве – невероятно низкой себестоимостью. Дальнейшее развитие систем ЧПУ идет по пути объединения отдельных станков в производственные комплексы, удешевления процесса подготовки производства и снижения стоимости управляющих систем. Пожелаем разработчикам успеха!

Увеличение объемов производства требует автоматизации процессов, ведь с помощью этого экономится немало времени и ресурсов. Сегодня подробно разберем устройство и принцип работы станков с ЧПУ — одной из главных составляющих автоматизированного производства. О станках с ЧПУ и их работе читайте в этой статье.

Что такое станок с ЧПУ

Станки с ЧПУ — это станки с компьютерным управлением. До ЧПУ станки управлялись вручную механиками. С помощью ЧПУ компьютер управляет сервоприводами, которые приводят машину в действие.Таким образом, постоянного человеческого внимания не требуется, хотя для запуска станков все же необходимы операторы.

ЧПУ — это аббревиатура для термина “числовое программное управление”. В основе этого понятия — управление станком с помощью компьютера. Такие устройства являются своего рода роботами.

ЧПУ обработка — это производственный процесс, в котором изготовление деталей происходит под управлением компьютерных программ. Ранее станки работали на основе гидравлической системы, которая обеспечивала производство одинаковых деталей по шаблону. Сейчас же программы могут контролировать все, от движений обрабатывающего центра до скорости шпинделя, включения/выключения охладителя и прочих функций. Применение в станках ЧПУ значительно облегчает задачу массового производства деталей.

Существуют различные виды устройств с ЧПУ, включая 3D-принтеры, фрезерные и лазерные станки, машины для водоструйной и электроэрозионной обработки, электронные разрядные станки, маршрутизаторы с ЧПУ и т. д. Далее мы детально разберем, как работают станки с ЧПУ.

Программисты ЧПУ пишут программы обработки деталей, используя специальный язык программирования G-Code. Программа обработки детали создается либо посредством написания кода с нуля, либо с помощью специального ПО — CAM, которое преобразовывает чертеж детали, созданный в программах CAD, в G-код.

В течение длительного времени станки с ЧПУ использовались только в промышленности, из-за их высокой стоимости. Сегодня же на рынке представлено множество станков в доступном ценовом диапазоне, что позволяет как профессионалам, так и любителям обзавестись станком с ЧПУ для личных целей.

Основные составляющие станка ЧПУ

Устройства ввода данных: используются для ввода программы обработки детали на станке. Существует три самых часто используемых вида устройств ввода: считыватель перфоленты, считыватель магнитных лент и компьютер, работающих через порт RS-232-C.

Блок управления станком (БУС) — это сердце станка с ЧПУ. Он выполняет все управление станка. Среди функций БУСа следующие:

Чтение кодовых инструкций, вводимых в БУС;
Расшифровка кодовых инструкций;
Интерполяция (линейная, круговая и спиральная) для генерации команд движения оси;
Передача команд движения оси в схемы усилителя, для управления механизмами оси;
Получение сигналов обратной связи о положении и скорости каждой оси привода;
Вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охладителя или шпинделя и смена инструмента.

Исполнительный механизм: станок с ЧПУ зачастую имеет подвижный стол и шпиндель, для контроля положения и скорости. Стол станка управляется в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

Система привода: состоит из схем усилителя, приводных двигателей и ШВП (шарико-винтового подшипника). Блок управления станком подает сигналы схемам усилителя о положении и скорости движения каждой оси. Затем сигналы управления усиливаются, чтобы привести в действие двигатели привода, которые вращают ШВП, чтобы настроить нужное расположение рабочего стола.

Система обратной связи: состоит из преобразователей, или датчиков. Ее также называют измерительной системой. Датчики непрерывно контролируют положение и скорость режущего инструмента. БУС принимает сигналы от этих преобразователей и использует разницу между исходными сигналами и сигналами обратной связи для генерации новых сигналов, с целью коррекции положения и скорости.

Пульт управления: на дисплее отображаются программы, команды и другие необходимые данные станка с ЧПУ. Может быть перемещен в удобное для оператора положение.

На фото ниже — структурная схема станка:

Как работает ЧПУ станок

Сначала программа обработки детали вводится в блок управления станка;
В БУС происходит весь процесс обработки данных, он подготавливает все команды движения и отправляет их в систему привода;
Привод контролирует движение и скорость блоков станка;
Система обратной связи фиксирует данные о положении и скорости движения осей и отправляет сигнал в БУС;
В блоке управления сигналы обратной связи сравниваются с исходными, если есть ошибки — он исправляет их и отправляет в исполнительный механизм новые сигналы для корректировки процесса;
Пульт управления с дисплеем используется для просмотра оператором команд, программ и других важных данных.

Основы работы на станках с ЧПУ

Процесс создания детали достаточно прост и состоит из следующих этапов:

Дизайн детали

С помощью программного обеспечения CAD создается 2D или 3D модель детали, которую вы хотите сделать. CAD — система автоматизированного проектирования, в которой можно указывать точные размеры детали.

Программирование для ЧПУ

С помощью программного обеспечения CAM модель детали преобразовывается в g-код.

Настройка станка

Этот этап предусматривает несколько шагов:

Предстартовый. Перед запуском станка убедитесь, что масло и охлаждающая жидкость заполнены по максимуму. Обратитесь к инструкции, если вы не знаете, как это сделать.
Убедитесь, что в рабочей зоне нет посторонних предметов.
Если станку требуется подача воздуха, убедитесь, что компрессор включен и давление соответствует требованиям, указанным в инструкции.
Пуск / Домой. Подключите станок к питанию и запустите. Главный выключатель обычно расположен в задней части устройства, кнопка питания — в левом верхнем углу на панели управления.
Загрузите все инструменты в карусель в том порядке, который указан в списке программы ЧПУ. Для станков с одним инструментом — установите в шпиндель фрезу.
Установите деталь в тиски или закрепите на столе, зафиксируйте.
Установите показатель коррекции на длину инструмента. Переместите инструменты к верхней части детали в порядке, указанном в программе ЧПУ, и затем установите показатели коррекции.
Установите коррекцию осей X и Y. После того, как тиски или другие детали будут правильно установлены, настройте коррекцию на установку заготовки (нулевой позиции), чтобы найти начальную точку X и Y детали.
Загрузите программу ЧПУ в систему управления станком с помощью USB-накопителя.

Изготовление детали

После того, как станок настроен, можно начинать процесс производства. Здесь также предусмотрены несколько шагов:

Заключение

Мы рассмотрели принципы работы станков с ЧПУ, основы работы с ЧПУ, какие бывают станки и для каких целей.

Позиционные . Здесь инструмент в соответствии с программой движется от одной точки, в которой производится необходимая операция с заготовкой, к другой, где также выполняется обработка, Во время перемещения инструмента никакие другие операции не выполняются.
Контурные , в которых обработка может производиться по всей траектории движения инструмента.
Универсальные – системы, в которых могут применяться оба принципа управления.

Абсолютный отсчет – местоположение подвижного механизма станка всегда определяется по расстоянию от начала координат.
Относительный отсчет при позиционировании осуществляется приращением дополнительного пути к координатам предыдущей точки, которая временно принимается за начало координат. Затем началом координат считается следующая достигнутая точка.

4. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают:

Системы 1-го поколения
Системы 2-го поколения
Системы 3-го поколения

Различные станки, оборудованные ЧПУ, могут поддерживать режимы работы с различным количеством координатных осей – от двух до пяти. Например, если при движении заготовки на фрезерном станке (3 координаты – X,Y,Z), она одновременно может поворачиваться вокруг своей оси, такой станок называют 4-координатным. Простейшие сверлильные и односуппортные токарные станки имеют две координатные оси.

Компьютер нуждается в программе

В отличие от стандартного персонального компьютера, который является универсальным устройством для обработки информации и способен работать с любыми данными, представленными в цифровом виде, микропроцессор, используемый в конструкции многих станков с ЧПУ, – устройство специализированное. Он не содержит ничего лишнего, и весь набор его функций предназначен для выполнения главной задачи – контроля состояния всех исполнительных органов станка и управления их работой по специальной программе. Чтобы управлять особо сложными современными станками, применяют более производительные и многозадачные устройства – промышленные компьютеры.

Системные (служебные) программы, которые хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве системы). Они обеспечивают начальный этап работы контроллера после включения, отвечают за настройку станка и всей системы, ее способность понимать команды оператора и взаимодействовать с внешними устройствами.
Управляющие – внешние программы. Содержат набор команд и инструкций для исполнительных органов станка. Управляющие программы (УП) в контроллер может пошагово вводить оператор, возможен ввод с внешних носителей информации, а в современных системах программы могут поступать прямо с компьютеров разработчиков ПО через компьютерную сеть предприятия.

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Современные полностью цифровые системы на базе платформы Sinumerik 840D используются на самых ответственных процессах обработки металлов , требующих высокой точности и быстродействия.

Универсальные программные станции от компании Heidenhaih позволяют не только создавать необходимые программы обработки на персональных компьютерах, но и тестировать ПО, подготовленное при помощи CAD-CAM систем.

Системы управления, которые производит японская компания FANUC, известны во всем мире и используются на многих предприятиях. Очень популярны стойки ЧПУ от FANUK LTD и в России. Специалисты этой корпорации одними из первых адаптировали работу своих систем под программы в G и M кодах, и сумели организовать работу самых сложных систем строго в рамках стандарта программирования.

Распространенные стойки FANUK серии 0i рассчитаны на работу с 6-8 управляемыми осями (одновременное управление – 4 оси). Стойки серий 30i-35i позволяют производить высокоточную обработку на наивысших скоростях, и являются пока недостижимым ориентиром для многих конкурентов.

Возможно управление по 28 (!) интерполируемым осям (4 канала одновременно), может поддерживать по 4 шпинделя и инструментальных магазина. Создатели системы гарантируют скоростную обработку, нанометрическую точность и высочайшую чистоту обработки поверхности.

На российских предприятиях успешно работают и отлично себя зарекомендовали устройства ЧПУ NC-210, NC-220, NC-230. Самые сложные обрабатывающие центры и высокоскоростные многосуппортные станки могут работать под управлением стойки NC-110, которая на сегодня является лучшей в соотношении цена-качество.

Автоматизация процессов производства взошла на новую ступень развития. Компьютеры в системе управления уже давно стали обычным явлением. Многие люди знают, что такое CNC, а производством изделий с этой системой управления занимаются многие известные организации.

Принцип работы CNC

Функционирование ЧПУ станка осуществляется в следующей последовательности:

Для начала программа по обработке деталей вводится в блок управления устройства.
В нем осуществляется весь процесс обработки данных, он готовит все команды движения и посылает их в систему привода.
Привод осуществляет контроль движения и скорость блоков изделия.
Система обратной связи запоминает данные о местонахождении и скорости передвижения осей и направляет сигнал в блок управления.
В БУС происходит сравнение сигналов обратной связи с начальными и если есть ошибки, то он их исправляет и направляет в механизм исполнения новые сигналы, чтобы скорректировать процесс.
Пульт управления с экраном применяется для просмотра команд оператором.

Что такое NC CNC?

CNC или Computer numerical control — одно из направлений в разработке устройств разного назначения, которое базируется на применении электронных аппаратов в системе управления. В России оно известно как числовое программное управление (ЧПУ).

ЧПУ является компьютеризированным комплексом, который управляет рабочими элементами устройства и контролирует выполнение задач. Любые движения таких элементов задаются управляющей программой для этого станка. Она формируется из команд, которые записаны на языке программирования устройства.

Компьютер сохраняет управляющую программу, и оператор всегда может ее использовать для выполнения определенной функции.

Справка : Система CNC расширяет возможности ранее применяемой системы NC. Ее основа — микроконтроллеры, логические контроллеры, а также компьютеры, основанные на микропроцессорах.

Классификация современных систем управления ЧПУ для станков

Международная классификация предусматривает следующие классификацию станков ЧПУ:

NC (Numerical Control). Особенности этой системы заключаются в применении в качестве программного носителя перфоленты или магнитной ленты, из-за чего невозможно внести изменения в программу, так как все алгоритмы работы внедрены аппаратно.
SNC (Stored Numerical Control). Эта система сохраняет функции класса NC, но отличается большим размером памяти, что позволяет сохранить программу в электронном аппарате.
CNC (Computer Numeral Control). Основа этого класса Микро-ЭВМ, которая запрограммирована на выполнение работы ЧПУ. Ее особенность состоит в возможности изменения и корректирования в момент работы как УП обработки детали, так и программ работы самой системы для максимального учета особенностей определенного станка.
DNC (Direct Numeral Control). Управляет устройствами в составе ГПС, автоматизированными частями. Системы этого класса управляются от ЭВМ верхнего уровня.
HNC (Handled Numerical Control). Оперативная система, которая позволяет ввести УП на рабочем месте с пульта.
PCNC (Personal Computer Numerical Control). Это симбиоз ПК и УЧПУ, обладающий большими возможностями и имеющий открытую архитектуру.

Подсистема управления ЧПУ

Центральная часть системы ЧПУ — подсистема управления. Она способна читать управляющую программу и отдавать команды разным аппаратам станка на выполнение определенного вида работ. Также она взаимодействует с человеком и позволяет оператору контролировать обработку.

Открытая

Открытые системы управления имеют аппаратную начинку, которая почти такая же, как и у домашнего компьютера. Их достоинство заключается в доступности и дешевизне электронных элементов, многие из которых можно купить в простом компьютерном магазине. Но надежность таких систем ниже, чем у закрытых.

Закрытая

Закрытые системы управления имеют свои алгоритмы и цикл работы, а также свою логику. У таких систем есть одно важное достоинство: они обладают высокой надежностью, так как все их элементы прошли тестирование на совместимость. Минус системы в том, что невозможно самостоятельно обновить систему ПО и редактировать ее настройки.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм изделия включает в себя рабочий стол и шпиндель. Стол управляется передвижением осей X и Y, а шпиндель осью Z. Подсистема состоит из набора двигателей и винтов, которые нужны для выполнения команд, поступающих из подсистемы.

Ходовой винт является важным элементом исполнительной подсистемы. По сравнению с устройствами, имеющими ручное управление, они имеют высокую точность, что минимизирует трение, появляющееся при движении исполнительного элемента и почти исключающее появление люфтов.

Двигатели — еще один важный элемент подсистемы. Особенности конструкции станка с ЧПУ предусматривают серводвигатели и шаговые электрические двигатели. Последние служат для образования электрических сигналов в дискретное механическое движение.

Подсистема обратной связи

Главные элементы подсистемы обратной связи — датчики, функционирующие как измерительная система. Они контролируют положение и скорость работы ножа. Блок управления принимает сигналы и создает новые, основываясь на исчислении разницы между настоящими и заданными параметрами.

Справка : Главная задача системы обратной связи заключается в обеспечении УС информацией о настоящем положении исполнительного элемента устройства и о скорости, с которой функционируют двигатели.

Какие бывают системы программного управления станками ЧПУ?

Устройства с ЧПУ отличаются между собой системой программного управления. Производятся устройства с двумя видами управления — позиционным и контурным.

Позиционное управление отличается от второго тем, что движение рабочих элементов осуществляется в заданной точке, при этом направление движения не задается. В итоге система устройства с ЧПУ автоматически будет искать короткий путь между точками.

Для устройств с ЧПУ контурного управления рабочие элементы перемещаются по определенной траектории и с определенной скоростью. Так, достигаются нужные характеристики обрабатываемого контура.

Какая из этих систем лучше, сказать нельзя. Ведь чтобы обработать сложную фасонную поверхность, нужно использовать контурную систему с ЧПУ, а чтобы просверлить или развернуть ее, идеально подойдет изделие с позиционным управлением.

Также существует адаптивное программное управление. Оно позволяет в автоматическом режиме приспособить изделие к меняющимся условиям технологической обрабатывающей системы.

Принцип работы управления токарным станком с ЧПУ

Многие операции, производимые на изделии с ЧПУ, происходят в автоматическом режиме. Все они делятся на основные, которые отвечают за металлообработку и вспомогательные, контролирующие отвод стружки, подачу смазочного материала, установку и снятие деталей.

Порядок осуществления работ на токарном станке следующий:

Крепление заготовки.
Установка оснастки.
Установка инструмента в резцедержателе.
Включение привода.
Размещение резца в нулевой точке.
Осуществление снятия верхнего слоя заготовки с дальнейшим отводом лезвия.
Чередование 5 и 6 этапов.
Замер параметров детали.
Снятие со станка.

Все происходит автоматически, кроме установки и снятия детали со станка. Даже замер бывает автоматизированным, а элементы для закрепления имеют быстрозажимную оснастку.

Справка : В целом применение токарного станка приводит к уменьшению трудозатратности, ускорению рабочего процесса и уменьшению количества брака. Производство, которое обладает такими устройствами, более эффективное: уменьшается число травм на заводе и появляется возможность легко производить сложные металлические детали.

Сфера применения станков с ЧПУ определяется их конструкцией и принципом работы, поэтому прежде чем выбрать оборудование, нужно определиться с тем, какие станки и из каких материалов будут на нем обрабатываться.

Система ЧПУ — это совокупность специализированных устройств, методов и средств, необходимых для реализации ЧПУ станком, предназначенная для выдачи управляющих воздействий исполнительным органам станка в соответствии с УП.

1. Японская система ЧПУ FANUC

Японская компания FANUC - самая мощная в мире компания в области исследований, проектирования, производстве и продажи систем ЧПУ, с общим числом сотрудников 4549 человек (по состоянию на сентябрь 2005 года) и 1500 исследования и специалистов по проектированию.

Пять характеристик ЧПУ системы FANUC:

1) Высоконадежная серия PowerMate 0 используется для управления небольшими 2-осевыми токарными станками. Она может быть оснащена CRT/MDI с четким экраном, простым управлением и китайским дисплеем или DPL/MDI с хорошим соотношением производительность/цена.

2) Популярные ЧПУ 0-D серии 0-TD используются для токарных станков, 0-MD - для фрезерных станков и небольших обрабатывающих центров, 0-GCD - для круглошлифовальных станков, 0-GSD - для плоскошлифовальных станков, и 0-PD - для пробивных станков.

3) Полнофункциональные 0-c серии 0-TC используются для универсальных токарных станков и автоматических токарных станков, 0-MC используется для фрезерных, сверлильных станков и обрабатывающих центров, 0-GCC используется для внутренних и наружных круглошлифовальных станков, 0-GSC используется для плоскошлифовальных станков, и 0-TTC используется для двухревольверных 4-осевых токарных станков.

4) Высокопроизводительные и недорогие станки серии 0i имеют общий функциональный пакет программного обеспечения пакет программных функций, способный высокоскоростную и высокоточную обработку и имеет функцию искривления сетки.

5) Сверхмалый и ультратонкий блок управления серии CNC16i/18i/21i с функцией сети интегрирован с ЖК-дисплеем, с сетевой функцией и сверхскоростной последовательной передачей данных.

Стандартная серия является самой полной системой ЧПУ в мире на сегодняшний день.

2. Немецкая система ЧПУ Siemens

Система ЧПУ Siemens является продуктом группы Automation and Drive Group в составе концерна Siemens.

Система ЧПУ Siemens SINUMERIK развивалась на протяжении многих поколений.

В настоящее время широко используются в основном 802, 810, 840 и другие типы.

Устройство ЧПУ компании SIEMENS имеет модульную конструкцию, которая является экономичной.

На стандартном оборудовании оно оснащено различным программным обеспечением для обеспечения различных типов процессов, что отвечает потребностям различных станков.

1960-1964 годах, промышленная система ЧПУ Siemens появилась на рынке.

С 1965 по 1972 год компания Siemens представила аппаратное обеспечение на основе транзисторной технологии для токарных, фрезерных и шлифовальных станков на базе предыдущего поколения систем ЧПУ.

1973-1981, Siemens представил систему SINUMERIK 550.

1982-1983, Siemens представил систему SINUMERIK 3.

1984-1994, Siemens представил систему SINUMERIK 840C.

1996-2000, Siemens выпустил систему SINUMERIK 840D, 5INUMERIK810D и SINUMERIK 802D.

Функции интеграции безопасности, связанные с людьми и машинами, были интегрированы в программное обеспечение.

ShopMil0 и ShopTurn для программирования графического интерфейса могут помочь операторам быстро приступить к работе с минимальной подготовкой.

В 1964 году компания Siemens зарегистрировала систему ЧПУ как бренд SINUMERIK

3. Японская система ЧПУ Mitsubishi

Mitsubishi стремится к повышению производительности своей продукции.

Линейка продуктов FA охватывает программируемое управление (PLC), интерфейс человек-машина (HM), сервосистемы переменного тока, инверторы, промышленных роботов и низковольтные распределительные устройства, которые доминируют в Азии.

Бизнес мехатроники также включает в себя поставку электроэрозионных станков и общего оборудования для лазерной обработки крови.

Для дальнейшего повышения производительности новая концепция интегрированных решений FA незаменима.

В промышленности широко используются такие системы ЧПУ Mitsubishi, как: M700V серия; M70V серия; M70 серия; M6OS серия; E68 серия; E60 серия; C6 серия; C64 серия; C70 серия.

Среди них серия M700V является продуктом высокого класса с полной нанометровой системой управления, высокоточной и высококачественной обработкой и поддержкой 5-осевой связи, которая позволяет обрабатывать заготовки со сложной формой поверхности.

Продажи систем промышленной автоматизации занимают первое место в Mitsubishi Group.

4. Немецкая система ЧПУ HEIDENHAIN

Компания HEIDENHAIN разрабатывает и производит высококачественные линейные и угловые энкодеры, поворотные энкодеры, цифровые считывающие устройства и системы числового управления.

Продукция HEIDENHAIN широко используется в прецизионных станках, оборудовании для производства и обработки электронных компонентов, а также в независимых машинных системах, особенно в полупроводниковой и электронной промышленности.

Система ЧПУ HEIDENHAIN - это система ЧПУ для контурной обработки, предназначенная для применения в мастерских.

Операторы могут использовать простой в использовании язык программирования диалогового формата для написания стандартных программ обработки ISO на станке. Она подходит для фрезерных станков.

Система HEIDENHAIN может управлять до 12 осями.

Жесткий диск, поставляемый с системой iTNC530, обеспечивает клиентскую память емкостью 26 ГБ, достаточную для хранения большого количества программ, в том числе программ, написанных в автономном режиме.

5. Немецкая система ЧПУ Rexroth

Инжиниринговая фирма Rexroth расположена в Германии, а бывший отдел технологий автоматизации Bosch стал Bosch Rexroth в 2001 году.

Компания полностью принадлежит группе Bosch, но работает независимо.

IndraMotion MTX - система ЧПУ от Bosch Rexroth.

Высококачественная система ЧПУ MTX Advanced может поддерживать до 250 осей с ЧПУ и 60 каналов с ЧПУ.

Система ЧПУ MTX основана на масштабируемой архитектуре, высокоскоростной шине Ethernet (серия 3) и платформе Open Core Engineering (Open Core Engineering), протоколе связи OPCUA M2M в сочетании с собственным производством Bosch OpCon MES. Благодаря подключению в реальном времени и эффективной коммуникации людей, оборудования и продуктов, построена очень гибкая, персонализированная и цифровая интеллектуальная модель производства.

Дополненная системой динамического управления производством с интеллектуальным подключением (Active Cockpit), она может осуществлять мониторинг взаимосвязей в режиме реального времени, что значительно повышает эффективность обмена информацией и доступа, повышает эффективность производства, а также качество обработки и производства продукции, точность материалов и процедур, а также сокращает материальные отходы и запасы.

В эпоху "Индустрии 4.0" компания хочет придать своей системе ЧПУ важную роль.

6. Французская система ЧПУ NUM

NUM - известная международная компания во Франции, специализирующаяся на разработке и исследовании систем числового программного управления с ЧПУ.

Она является дочерней компанией Schneider Electric и вторым по величине поставщиком систем ЧПУ в Европе.

Технические характеристики системы ЧПУ NUM:

Система ЧПУ NUM1020/1040 - это совершенно новая система ЧПУ, разработанная компанией NUM в 1995 году.

Это компактная и полнофункциональная 32-разрядная система ЧПУ, полностью совместимая с системой серии NUM1060, особенно для 1-6-осевых станков с ЧПУ.

Базовый блок NUM1020T подходит для 2-4-осевого встроенного программируемого контроллера с ЧПУ (PLC) 32-разрядного CPU VLSI CISC фрезерного станка.

Базовый блок базовой конфигурации NUM1040M подходит для встроенного программируемого контроллера (PLC) CNC 32-разрядного CPU CISC фрезерного, расточного станка и обрабатывающего центра.

NUM1060 модульная, мощная многоосевая группа ЧПУ NUM 1060 предназначена для обработки металлов (фрезерование, точение, шлифование), обработки древесины и различных зуборезных станков, специальных станков и линейных или роторных комбинированных станков.

Это второй по величине поставщик систем ЧПУ в Европе

7. Испания Система ЧПУ FAGOR

FAGOR AUTOMATION является всемирно известным профессиональным производителем систем ЧПУ (CNC) и цифровых дисплеев (DRO).

Fagor является дочерней компанией испанской группы Mondragon, которая была основана в 1972. Компания фокусируется на развитии автоматизации станков.

Представление серий систем ЧПУ:

Серия CNC 8070 в настоящее время является самой высококлассной системой ЧПУ компании FAGOR, которая представляет собой сочетание технологий ЧПУ и ПК.

Её передовая аппаратная конфигурация и богатые функции программного обеспечения могут удовлетворить ваши текущие и будущие требования.

Она может контролировать до 28 осей, 4 шпинделя, 4 инструментальных магазина и 4 исполнительных канала.

Система управления серии FAGOR 8050: Это система высшего класса компании, которая может реализовать 6 осей, 5 связей, и делится на три категории: токарный станок, фрезерный станок (обрабатывающий центр), и высококлассная система ЧПУ.

Система числового управления Fagor серии 800 подразделяется на две категории: для токарных и для фрезерных станков (обрабатывающих центров).

Система ЧПУ FAGOR серии 8025 является крупнейшей по объему продаж в Китае и является системой ЧПУ FAGOR среднего класса.

8. Японская система ЧПУ MAZAK

Компания Yamazaki Mazak была основана в 1919 году, компания производит токарные станки с ЧПУ, токарные и фрезерные обрабатывающие центры из композитных материалов, вертикальные обрабатывающие центры, горизонтальные обрабатывающие центры, лазерные системы с ЧПУ, гибкие производственные системы FMS, системы CAD/CAM, устройства с ЧПУ, программное обеспечение для поддержки производства и т.д.

Система ЧПУ Mazatrol Fusion 640 использует высокопроизводительный, высокоскоростной 64-битный RISC процессор, и применяет превосходные возможности обработки данных для достижения высокой скорости и высококачественного управления движением.

Система ЧПУ Mazatrol Fusion 640 впервые в мире использует технологию слияния ЧПУ и ПК, реализуя сетевые и интеллектуальные функции системы ЧПУ.

Когда система ЧПУ напрямую подключена к Интернету, можно применять 24-часовое онлайн обслуживание, предоставляемое компанией Little Giant Machine Tool Co, Ltd.

Уникальный язык программирования обработки Mazatrol системы ЧПУ Mazatrol Fusion 640 - это язык программирования, в котором применяется технология искусственного интеллекта.

Он включает в себя интеллектуальную экспертную систему с более чем 70-летним опытом механической обработки. Опыт MAZAK значительно упрощает написание программ обработки.

MAZAK - мировой лидер в области интеллектуальных систем ЧПУ.

9. HNC

Устройства с ЧПУ HNC с независимыми правами интеллектуальной собственности сформировали серию продуктов высокого, среднего и низкого качества.

Компания разработала новые продукты для высококлассных систем ЧПУ серии HNC 8, и десятки комплектов были использованы для высококлассных станков с ЧПУ, включенных в крупные национальные проекты.

Показатели производительности сервопривода и шпиндельного привода с независимыми правами интеллектуальной собственности достигли международного передового уровня.

Устройство ЧПУ HNC-848 - это полностью цифровое устройство ЧПУ с шиной, предназначенное для зарубежных систем ЧПУ высокого класса.

В нем используется верхняя и нижняя компьютерная структура с двумя модулями CPU, открытая архитектура, которая представляет собой технологию промышленной шины NCUC с независимыми правами интеллектуальной собственности.

Оно обладает функциями высококлассных систем ЧПУ, такими как многоканальная технология управления, пятиосевая обработка, высокоскоростная и высокоточная, токарная и фрезерная обработка, синхронное управление и т.д.

В основном используется в высокоскоростных, высокоточных, многоосевых, многоканальных вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центрах, токарно-фрезерных комплексах, 5-осевых портальных станках и т.д.

HNC является одним из немногих брендов систем ЧПУ в Китае

10. GSK

GSK - это одна из крупнейших баз по исследованию и разработке, производств систем ЧПУ для станков, в которой работают более 800 научных сотрудников.

GSK имеет первоклассное производственное оборудование и технологические процессы, а ее ежегодное производство и продажи систем ЧПУ занимают первое место в стране уже 10 лет подряд.

Системы ЧПУ GSK используются в большом количестве оборудования, например в токарных станках с ЧПУ, сверлильно-фрезерных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах с ЧПУ, шлифовальных станках с ЧПУ и так далее.

Среди них система GSK27 использует несколько процессоров для достижения управления на уровне HM;

Она имеет гуманизированный интерфейс взаимодействия человека и компьютера и настраиваемые меню. Она разработана в соответствии с требованиями эргономики, что в большей степени соответствует привычкам операторов;

В ней используется открытая программная платформа, которая может легко соединяться с программным обеспечением сторонних производителей;

Высокопроизводительное оборудование поддерживает до 8 каналов и 64-осевое управление.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Читайте также:

Система управления станками кратко

Системы ЧПУ для станков: просто о сложном

Немного истории

NC – это не Norton Commander

Классификация современных систем ЧПУ

Его величество компьютер нуждается в программе

Методы создания и структура управляющих программ

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Что такое станок с ЧПУ

Основные составляющие станка ЧПУ

Как работает ЧПУ станок

Основы работы на станках с ЧПУ

Настройка станка

Рекомендуемое оборудование

Фрезерные обрабатывающие центры

Фрезерные и лазерные станки с ЧПУ для бизнеса

Лазерные станки с ЧПУ

Сопутствующее оборудование

Российский производитель специальных решений на основе лазерной техники

Российские производители фрезерной техники

Заключение

Компьютер нуждается в программе

Методы создания и структура управляющих программ

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Принцип работы CNC

Что такое NC CNC?

Классификация современных систем управления ЧПУ для станков

Подсистема управления ЧПУ

Открытая

Закрытая

Исполнительный механизм

Подсистема обратной связи

Какие бывают системы программного управления станками ЧПУ?

Принцип работы управления токарным станком с ЧПУ

1. Японская система ЧПУ FANUC

Пять характеристик ЧПУ системы FANUC:

2. Немецкая система ЧПУ Siemens

3. Японская система ЧПУ Mitsubishi

4. Немецкая система ЧПУ HEIDENHAIN

5. Немецкая система ЧПУ Rexroth

6. Французская система ЧПУ NUM

7. Испания Система ЧПУ FAGOR

8. Японская система ЧПУ MAZAK

9. HNC

10. GSK