Станки с чпу для металлообработки: обзор, характеристики, виды и отзывы

Типы оборудования

Существует несколько основных типов ЧПУ фрезерных станков:

• Вертикальные фрезерные станки имеют вертикальный шпиндель, похожий на сверлильный пресс, но с X-Y столом, который позволяет автоматически позиционировать обрабатываемый материал.
• Горизонтальные фрезерные станки также имеют X-Y стол для позиционирования изделия; Однако, фрезы устанавливаются на горизонтальной оправке поперек стола.
• Универсальный фрезерный автомат может использоваться для вертикального или горизонтального фрезерования. Головка шпинделя прикреплена шарнирным соединением, чтобы был возможен любой из типов фрезерования.
• Портальные фрезерные станки ЧПУ используются с большими заготовками. Они позволяют добавлять шпиндель по мере необходимости для пятиосевых и шестиосевых фрезерных станков.
• Фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ – это агрегат, который используются для автоматического повторения операций. Большинство обрабатывающих центров имеют числовое программное управление (ЧПУ).
• Фрезерные станки с ЧПУ запрограммированы набором команд, называемых G-кодами, и используют инструменты CAT (с V-образным фланцем), BT или HSK.

Дополнительные функции

Рассмотрим некоторые из отдельных функций, доступных в фрезерных (CNC) станках:

• Программа обработки детали может быть введена в контроллер через клавиатуру или при помощи сканирования перфорированной ленты считывающим устройством в блоке управления.
• Программа обработки детали, однажды введенная в память компьютера, может использоваться и повторяться множество раз.
• Программа обработки детали может редактироваться и оптимизироваться непосредственно на станке. Если есть какие-либо изменения в дизайне изделия, программа без труда может быть изменена в соответствии с требованиями.
• Ввод информации может быть в значительной степени упрощен за счет использования специальных подпрограмм, разработанных для повторяющихся последовательностей обработки. Для обычных операций, таких как сверление отверстий по кругу (при использовании сверлильно фрезерного станка с ЧПУ), могут быть созданы и сохранены специальные программные циклы в памяти компьютера. Эти программы или подпрограммы могут быть извлечены и использованы любое количество раз; При этом необходимо указать только определенные параметры, и компьютерное управление выполнит автоматически необходимые вычисления и последующие действия.
• У станков с ЧПУ имеется средство для проверки программы обработки детали без фактического ее запуска на станке. Система управления проверяет программу обработки детали, и движение режущего инструмента в каждой операции, с отображением на экране монитора (блок видеодисплея). Форма компонента, которая будет получена после обработки, также отображается на экране без фактической обработки. Обычно такой функцией оснащен фрезерный центр с ЧПУ.
• Блок управления с ЧПУ позволяет компенсировать любые изменения в размерах режущего инструмента. Когда написана программа обработки детали, оператор станка проставляет конкретный тип и размер режущего инструмента, например, если это гравер. Но в действительности использование программы обработки на станке может быть недоступно для конкретной фрезы. Система управления ЧПУ позволяет компенсировать разницу между запрограммированным инструментом и используемым.
• С системами управления ЧПУ можно получить информацию об использовании оборудования, которая будет очень полезна для контроля производства. Система может предоставлять такую информацию, ​​как количество произведенных компонентов, время на компонент, время для установки задания, время, в течение которого используется конкретный инструмент, время, в течение которого машина не работает, диагностика неисправностей и многое другое.

Как применять ЧПУ на сайте: советы веб-мастеров

Зачем это делать, мы только что сказали. Как включить в ЧПУ адрес ключевое слово? Просто берете и называете страницы согласно вашему списку ключевых слов. Допустим, у вас магазин бытовой техники и гаджетов. Люди ищут смартфоны — называем страницу с ними так:  myshop.ru/catalog/smartphones. Люди ищут новый iPhone — называем лендинг с этим гаджетом так: myshop.ru/iphone11. Чем короче и понятнее — тем лучше.  

Такую ссылку легко ввести вручную, легко запомнить и произнести для голосового набора или дать команду «Алисе». Подобно тому, как короткое и понятное название помогает товару завоевать рынок, краткий понятный ЧПУ страницы помогает вам рекламировать свой сайт и контент. Кликать на такую ссылку легко и приятно. 

Не делайте длинные ЧПУ

У вас есть статья на тему «Как приготовить спагетти болоньезе без мясного фарша». Вы можете сделать ЧПУ типа mysite.ru/recepty/vegan/kak-prigotovit-spagetti-boloneze-bez-myasa.html. Читатель поймет, о каком рецепте идет речь. Но слишком длинные адреса сложно воспринимаются, а передать подруге ссылку на рецепт на слух вряд ли получится. Лучше делать ЧПУ адрес максимально коротким, но все еще понятным. Вот так: mysite.ru/recepty/vegan/boloneze.html. Обоснованием длины УРЛа для вас служит здравый смысл, а не технические ограничения поисковиков или CMS.   

Не используйте в ЧПУ пробелы

Поисковые системы нормально понимают либо дефис («-»), либо нижнее подчеркивание («_»). Можно использовать оба варианта, но учтите, что дефис может иметь и смысловую нагрузку в самой фразе УРЛа: zima-pridet-meteorolog-rasskazal-o-pogode («Зима придет! — метеоролог рассказал о погоде»). Нижнее подчеркивание не несет смысловой нагрузки и его смело можно использовать как технический инструмент для проставления пробелов в ЧПУ. 

Проставляйте ЧПУ в названиях файлов для картинок, видео и документов

Зачем это делать? Кажется, что названия файлов — внутреннее дело, это же не УРЛ страницы. Но поисковый робот анализирует все доступные ему названия, в том числе документов, изображений, аудио и видео роликов. Чем понятнее для человека назван файл, тем «лучше к нему относится» поисковый робот. Картинка с именем DSCN456 меньше нравится поисковому алгоритму, чем картинка с именем kotik_lol.

Робот анализирует содержимое файла по тематике страницы, где файл размещен, по тексту, который обрамляет картинку или видео, alt атрибутам, мета-данным. И по названию тоже. Чем больше мы расскажем поисковику о содержании сайта, тем быстрее он проиндексирует контент и тем выше его проранжирует. Поэтому стоит завести привычку при заливке на сайт любых файлов прописывать в их названиях человекопонятные УРЛы. 

Аппаратное обеспечение

Токарный станок с системой управления ЧПУ

Корзина с контроллерами и платами обвязки Siemens Sinumerik. Выдвинута плата энкодеров

Панель управления ЧПУ Siemens Sinumerik

Шкафы систем управления двух промышленных роботов FANUC R200iB

Структурно в состав ЧПУ входят:

• пульт оператора (или консоль ввода-вывода), позволяющий вводить управляющую программу, задавать режимы работы; выполнить операцию вручную. Как правило, внутри шкафа пульта современной компактной ЧПУ размещаются её остальные части;
• дисплей (или операторская панель) — для визуального контроля режимов работы и редактируемой управляющей программы/данных; может быть реализован в виде отдельного устройства для дистанционного управления оборудованием;

См. также: Операторская панель

• контроллер — компьютеризированное устройство, решающее задачи формирования траектории движения режущего инструмента, технологических команд управления устройствами автоматики станка, общим управлением, редактирования управляющих программ, диагностики и вспомогательных расчетов (траектории движения режущего инструмента, режимов резания);
• ПЗУ — память, предназначенная для долговременного хранения (годы и десятки лет) системных программ и констант; информация из ПЗУ может только считываться;
• ОЗУ — память, предназначенная для временного хранения управляющих программ и системных программ, используемых в данный момент.

В роли контроллера выступает промышленный контроллер, как то: микропроцессор, на котором построена встраиваемая система; программируемый логический контроллер либо более сложное устройство управления — промышленный компьютер.

Важной характеристикой CNC-контроллера является количество осей (каналов), которые он способен синхронизировать (управлять) — для этого требуется высокая производительность и соответствующее программное обеспечение.

В качестве исполнительных механизмов используются сервоприводы, шаговые двигатели.

Для передачи данных между исполнительным механизмом и системой управления станком обычно используется промышленная сеть (например, CAN, Profibus, Industrial Ethernet).

Крупнейшие производителей систем ЧПУ (по данным на 2009 год):

• Fagor Automation — 8037, 8055, 8060, 8065, 8070;
• FANUC — 0i-MD, 0i-TD, 0i-PD, 0i Mate-MD, 0i Mate-TD, 30i-MODEL B.
• Fidia — nC 12R, nC 15, C10, C20, C40;
• HAAS
• Heidenhain — TNC 128, TNC 320, TNC 620, TNC 640, MANUALpus 620, CNC PILOT 640;
• Mitsubishi Electric — C70, M70V, M700V;
• Rexroth Bosch Group — IndraMotion MTX micro, IndraMotion MTX standard, IndraMotion MTX performance, IndraMotion MTX advanced;
• Siemens — Sinumerik 802D, 808D, 810D, 840D.

Что такое ЧПУ?

Осваивая технологию изготовления мебельных фасадов из МДФ плиты в современной конкурентной среде, начинающий предприниматель сталкивается с необходимостью постоянно повышать качество своей продукции и сокращать сроки выполнения заказов, увеличивать производственные мощности и более рационально использовать труд работников. Если на вооружении предприятия нет станков с ЧПУ, то в сложившейся ситуации покупка данного высокотехнологичного оборудования становится первостепенной задачей.

Так что такое ЧПУ? Расшифровка аббревиатуры ЧПУ звучит как Числовое Программное Управление. То есть, станок с ЧПУ (иногда говорят просто «станок ЧПУ») – это станок с числовым программным управлением, который по специально заданной программе совершает те или иные действия по отношению к обрабатываемой заготовке. Практически, с помощью математических алгоритмов и цифр задаются параметры работы отдельных рабочих органов, которые в совокупности отвечают за позиционирование основных агрегатов, их мощность, скорость перемещения, ускорения, вращения и т.п.

Как правило, алгоритм изготовления деталей на современных станках с ЧПУ состоит из нескольких этапов. На первом этапе, на компьютере при помощи графических программ обрисовывается модель заготовки, своего рода рабочий чертеж в 2D или 3D формате. На втором этапе, при помощи специальной программы для станка ЧПУ модель детали оцифровывается в управляющую программу (УП). На третьем этапе файл с УП вводится в память ЧПУ и выполняется. Таким образом, все механические действия станка соответствуют цифровой последовательности, прописанной в управляющей программе.

Станки с ЧПУ используются в самых различных сферах производства и услуг: в обработке древесины и древесных плит, пластичных материалов, камня, сложных металлических изделий, в том числе ювелирных. По своему функциональному назначению станки с ЧПУ применяются для фрезерования, гравировки, сверления, распила, лазерной резки. Станки, которые позволяют использовать несколько видов обработки одновременно, называются обрабатывающие центры с ЧПУ.

Использование станков и обрабатывающих центров с ЧПУ на любом производстве позволяет осуществлять такие проекты, которые при обычных технологиях оказались бы невыполнимыми или невыгодными. При изготовлении мебельных фасадов МДФ в первую очередь решается задача со сложными рельефными декорами, которые невозможно выполнить вручную. Использование графических программ при проектировании фасадов не только позволяет раскрыть весь потенциал дизайнерской мысли, но и сохранять выполненные проекты и после несложной коррекции применять их в будущем.

При массовом производстве фасадов МДФ на широкоформатных станках с ЧПУ появляется возможность отказаться от предварительного раскроя плит МДФ и выполнять полный цикл обработки с минимальными затратами времени и рабочей силы. С другой стороны, установка ЧПУ в небольшом помещении позволяет увеличить выпуск продукции, не расширяя производственные площади.

Что касается стоимости оборудования с ЧПУ, то здесь следует обратиться к показателям экономической выгоды от его использования, в том числе роста потребительского спроса за счет повышения качества и эстетической ценности конечной продукции.

Если вопрос, что такое ЧПУ, раскрыт в данной статье достаточно полно, то возникающий следом вопрос о необходимости приобрести фрезерный станок с ЧПУ, считаю, отпадет сам собой.

Другие статьи…

Мебельное производство

Где идет речь о производстве деревянных изделий из плит МДФ, подойдет станок с ЧПУ фрезерный

Для потребителя стало важно качество изделия, что можно достичь только при помощи машинной обработки при высоком количестве выпускаемой продукции. Плавность и точность получаемых рисунков поражают, а машинная обработка в то же время делает мебель доступнее

Простейшие операции ранее создавались посредством релейной логики. Но объемные изображения доступны только владельцам ЧПУ-систем. Скорость обработки может быть выше вдвое благодаря использованию двустороннего точения, когда одновременно выполняется несколько технологических операций. Лидерами в производстве контроллеров, способных справиться с такими задачами, являются производители электроники:

• «Фанук»;
• «Сименс»;
• «Хайнденхайн»:
• «Овен».

Реализовать простейший станок получается на базе обычного настольного компьютера. Но для движения осей все же потребуется управляющая плата. Стоимость таких решений невысока в сравнении с прибылью, приносимой за счет автоматизации производства.

Круг умений специалиста

Каждый работодатель желает принять в штат готового специалиста, который многое знает и умеет. Поэтому, от инженера-программиста станков с ЧПУ ожидают выполнения типичного функционала:

• разработки и внедрения УП для станков;
• создания 3D моделей по чертежам для их производства;
• обеспечения работоспособности оборудования с ЧПУ;
• плодотворного обучения на программируемых станках;
• систематизации техдокументации и архивизации;
• умения подбирать оборудование.

Приходится слышать такие фразы, формирующие уровень притязания: «Есть такая специальность ЧПУ (CNC – в английской аббревиатуре), где совсем ничего не надо делать – станок работает сам! Вот бы пройти обучение!» С одной стороны, ни за что никто платить не будет. А с другой, – в этом есть и доля правды. Когда инженер ЧПУ написал правильную программу, грамотно настроил станок, то его присутствие у станка – необязательно. Он действительно четко работает самостоятельно, но добиться такого положения дел сможет специалист, имеющий комплекс знаний и умений. Именно поэтому программист-наладчик с опытом востребован во всех странах.

Преимущества

Достоинств множество, среди них:

• высокая скорость;
• повышенная производительность;
• длительный износ деталей;
• отсутствие риска воздействия человеческого фактора;
• уменьшенные вибрации и шум при производстве;
• возможность выпилки изделий нелинейной конфигурации;
• способность переоснастки и деятельности с различными материалами;
• упрощенная задача сотрудников.

При большом количестве заказов, потребности в постоянной, многочасовой работе оборудования, а также при внедрении дизайнерских решений покупка станка с ЧПУ – экономически выгодна. Но для мелкосерийного производства часто затраты превышают прибыль.

Некоторые ограничения

Если операции происходят на старом оборудовании, то в их код не заложены многие возможности, например, движение может происходить только поступательное или вращательное, но не фигурное. Это обусловлено ограниченностью координатных осей.

Чем старше и бюджетнее модель, тем меньше у нее скорость обработки информации, подачи команд, а вместе с тем и полного завершения цикла. Лучше приобретать современные агрегаты, если вы не хотите скудного функционала. Также обр с ними смогут не все инженеры, а только специально обученные люди.

Обязанности наладчика и оператора

Как уже было сказано ранее, наладчик выполняет большее количество функций. В его прямые обязанности входит:

• подбор инструмента и его проверка;
• подбор наладки;
• установка инструмента и патрона;
• переключение переключателя в режим «От станка»;
• проверка системы (сначала на холостом ходу);
• введение программоносителя;
• проверка данных на нем;
• крепление заготовки, перевод станка в состояние «По программе»;
• обработка заготовки (только первой);
• сравнение полученного результата с конечной целью, при необходимости – внесение корректировок;
• повторная обработка детали в том же режиме.

Если при повторной обработке нарушений не обнаружено, наладчик переводит станок в режим «Автомат». Это все обязанности наладчика. Далее со станком взаимодействует оператор. В его непосредственные обязанности входит:

• замена масел;
• чистка рабочей зоны;
• смазывание патронов;
• проверка станка;
• проверка точности параметров оборудования.

Включать станок можно только после полной проверки всех его систем

Особое внимание необходимо уделять надежности крепления приборов/инструмента

Важно также определить, подходит ли заготовка техпроцессу агрегата

Принцип работы

Работа на токарных станках с ЧПУ зависит от характеристик используемого прибора. Выбор станка зависит от:

• допустимого показателя толщины обрабатываемой заготовки;
• максимального расстояние, которое можно установить между центральными частями бабок;
• допустимого диаметра детали, устанавливаемой над суппортом.

Задняя бабка используется для установки фрезы, или другого рабочего инструмента. Движение бабки выполняется по траектории рельс, расположенных на станине. Длина перемещения равна размерам заготовки. Вдоль обрабатываемой детали перемещается рабочий инструмент, движение которого зависит от каретки. Суппорт отвечает за то, чтобы его положение не сбилось в ходе точения.

Одиночный держатель применяется для простой обработки станками. Более сложные задачи выполняются при помощи головок, способных разместить несколько резцов. Наибольшее количество резцов составляет четыре.

Электромотор использует ременную передачу. Она способна обеспечить высокую производительность. Недостаток такой передачи заключается в растягивании ремня. Чтобы производительность сохранялась на высоком уровне, ремень периодически подтягивается.

Несмотря на то, что условно токарное оборудование с числовым программным управлением относится к автоматизированным системам, роль оператора в работе прибора очень важна. В обязанности оператора входит:

• выбор рабочего инструмента, необходимого для обработки на современном станке конкретной заготовки в соответствии с размерами и материалом;
• наладка станочного оборудования;
• тестирование агрегата перед запуском;
• внесение корректив в работу станка в случае необходимости;
• проверка готовых деталей на соответствие требований.

Оператор станка отвечает за работу современного токарного станка, контролирует ее выполнение, а также принимает меры безопасности при возникновении непредвиденных ситуаций. В случае поломки агрегата оператор оценивает степень проблемы, и выполняет ремонт, если это возможно. Также оператор должен уметь создавать управляющие программы, работать с ними, и изменять в случае возникновения ошибки. Это условие является обязательными при работе с устройствами ЧПУ.

Предел пропорциональности

Сфера применения химических анкеров

Что такое чпу ссылки и как правильно составить

Приведем пример на нашем сайте:

Как видите, раздел «Портфолио» в адресной строке понятно назван – portfolio. Так пользователь сразу понимает, где находится, адрес соответствует содержимому страницы, а поисковик роще поймет ваш ресурс и правильно проиндексирует.

Или так – страница с ценами на услуги «Прайс»:

Вам интересны интернет-маркетинг и продвижение бизнеса в интернете? Подписывайтесь на наш Telegram-канал!

А так выглядят не чпу ссылки, которые не читаются пользователем:

Или так – где по адресу совсем не понятно, о чем речь на странице:

Что такое url страницы и какие они бывают  – ясно, а вот составить грамотные ЧПУ для SEO уже интереснее.

Структура создания чпу может быть совершенно разной, и как сделать правильные чпу для своего сайта напрямую зависит от CMS ресурса, особенностей, специфики и архитектуры сайта.

Пожалуй, всем известный пример простых чпу ссылок выглядят схоже на массе сайтов: fireseo.ru/contacts/ – в разделе «Контакты» у большинства ресурсов url выглядит аналогично.

Немного расширенные, человекопонятные сео урл будут такими: /blog/chto-takoe-mikrorazmetka-sajta-i-dlya-chego-ona-nuzhna/

В корректном создании чпу важно не углубляться далеко в структуру адресов. Если адрес длинный, он должен быть понятен человеку

Вот пример довольно длинного, но все же понятного адреса:

Как заполнять seo url, понятный человеку

Заполняйте человекопонятный сео url с помощью транслита. Транслитезация url seo превосходно подходит для создания ЧПУ онлайн – такой url пользователь прочтет и поймет без труда, как и поисковые роботы.

Взгляните, как мы использовали транслит в адресе страницы нашего клиента. Вкладка «Опт»:

Вы можете указывать адрес и латиницей, но в этом случае у ресурса будет меньше приоритета в отличие от тех сайтов, где используется транслитезация. Решать вам

Если хотите, используйте и универсальную латиницу, как это сделали мы:

Латиницу крайне быстро обрабатывают поисковики, она понятна большей части жителей мира, куда входит и Россия. Если считаете этот вид ЧПУ гармоничным вашему ресурсу, используйте.

И, конечно, кириллица – ее применяют в оформлении ЧПУ масса русскоязычных сайтов. К примеру, сайт всем известной Википедии:

Подведем итоги

Используем ключевики или ключевые фразы в адресах страниц сайта – так упростим путешествие пользователей по ресурсу, сделаем его проще, удобнее и понятнее.
Это же относится и к поисковым системам – их понимание ключевых слов в ЧПУ крайне важно, ведь они выявляют и делают заметнее ЧПУ адреса в поисковой выдаче – а это увеличивает релевантность страниц сайта в разы
Пользователи быстрее запомнят названия страниц и поделятся с друзьями этими адресами с ЧПУ
CTR сниппета страницы в поиске станет выше, если в нем ЧПУ – а это улучшит поведенческие факторы
SEO страниц вырастет. ЧПУ страниц есть – это важнейший фактор поисковой оптимизации. Облегчайте жизнь поисковикам и пользователям вместе с ЧПУ! И, конечно, всегда будьте в ТОПе!

Облегчайте жизнь поисковикам и пользователям вместе с ЧПУ! И, конечно, всегда будьте в ТОПе!

Какие бывают G-коды

Программы с G-кодом пишутся в виде текстового формата, каждую строчку называют кадром. Кадр состоит из буквенного символа – это адрес и цифра, в которой выражено числовое значение. Коды бывают основными и вспомогательными. На основе такой программы работает токарный и фрезерный станок с ЧПУ.

Команды группы G называют подготовительными. Они задают движение рабочих элементов на станке с определенной скоростью. Скорость может быть круговой или линейной. Также G-код используется для обработки отверстий и резьбы. Еще одной функцией является управление параметрами и координатными системами аппаратуры.

Основные команды программы направлены на выполнение следующих функций:

• G00 – G04 функция позиционирования;
• G17 – G19 осуществляют переключение рабочих параметров;
• G40 – G44 компенсация длины и диаметра разных элементов аппарата;
• G54 – G59 переключение координатных систем;
• G71 – функция обработки отверстий;
• G80 – G84 функция нарезания резьбы и сверления;
• G90 – G92 переключение абсолютной и относительной систем координат.

Символы бывают разными: М выполняет вспомогательные функции, такая команда необходима для смены инструмента, вызова подпрограммы и ее завершения, S – это функция основного движения, F – подача, Т, D, Н являются выражением функций инструмента.

Значение символа зависит от вида станка с ЧПУ. Программирование осуществляется на основе этих кодов.

История

Сменяемые программы, нанесённые на перфокарты с помощью двоичного кода, использовались уже в жаккардовом ткацком станке, созданном в 1804 году. На перфокартах были закодированы два возможных положения исполнительного механизма — опуская или поднимая челнок, можно было программировать простые одноцветные узоры.

В XIX веке были разработаны механические исполнительные устройства на основе кулачкового механизма, похожие на используемые в механическом пианино. Хотя они позволяли плавно варьировать параметры движения обрабатывающих инструментов, процесс создания алгоритма обработки и требовал создания полноразмерных моделей детали.

Изобретателем первого станка с электронным числовым управлением (англ. Numerical Control, NC) является Джон Пэрсонс (John T. Parsons), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc., выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолётов. Он впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок, работающий по программе, вводимой с перфокарт. В качестве привода впервые использовались шаговые искатели.

В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc. разработку станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей авиационной техники. Однако компания не смогла самостоятельно выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики Массачусетского технологического института (MIT). Сотрудничество Parsons Inc. с MIT продолжалось до 1950 года. В том году MIT приобрел компанию по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества с Parsons Inc., заключив самостоятельный контракт с ВВС на создание фрезерного станка с программным управлением.

В сентябре 1952 года станок был впервые продемонстрирован публике — про него была напечатана статья в журнале Scientific American. Станок управлялся с помощью перфоленты.

Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть использован в производственных условиях. Первое серийное устройство ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 году и со следующего года стало устанавливаться на станки. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить 120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.

Первыми советскими станками с ЧПУ промышленного применения являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный 1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими. Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ советского/российского производства 2Р22 и «Электроника НЦ-31».[источник не указан 658 дней] .Базовыми системами ЧПУ в СССР были НЦ-31 и 2Р22 (токарная группа) и 2С42 и 2Р32 (фрезерная группа).

Числовое программное управление также характерно для систем управления современными промышленными роботами.

Аббревиатура «ЧПУ» соответствует двум англоязычным — NC и CNC, — отражающим эволюцию развития систем управления оборудованием.

1. Системы типа NC (англ. Numerical control), появившиеся первыми, предусматривали использование жестко заданных схем управления обработкой — например, задание программы с помощью штекеров или переключателей, хранение программ на внешних носителях. Каких-либо устройств оперативного хранения данных, управляющих процессоров не предусматривалось.
2. Более современные системы ЧПУ, называемые CNC (англ. Computer numerical control), — системы управления, позволяющие использовать для модификации существующих/написания новых программ программные средства. Базой для построения CNC служат современный (микро)контроллер или (микро)процессор:
   1. микроконтроллер,
   2. контроллер с программируемой логикой,
   3. управляющий компьютер на базе микропроцессора.

Возможна реализация модели с централизованным автоматизированным рабочим местом (например, ABB Robot Studio, Microsoft Robotics Developer Studio) с последующей загрузкой программы посредством передачи по промышленной сети.

Проблемы

Хотите узнать все о станках ЧПУ? Что же, тогда промолчать о проблемах будет некорректным. Есть определенные сложности на этапе постпроцессирования СПУ. По идее G и М-коды должны быть универсальны для всех станков, и если программист пишет в УП код M5, то предполагает, что эта команда остановит шпиндель, а не запустит цикл сверления. Но, по факту, зачастую возникает масса нестыковок, и станок не может правильно отработать запрограммированные перемещения. Еще одна проблема — недостаток квалифицированных наладчиков и технологов-операторов.

Для молодых специалистов программное управление станками — открытая книга, но они плохо разбираются в технологии обработки металла или дерева. Опытные токаря и слесаря, напротив, не знают компьютера, и их приходится обучать работе с фрезерным, расточным или токарным станком буквально заново, с нуля. Словом, проблема, о которой говорили уже давно, (в стране не хватает грамотных токарей и программистов) распространяется и на эту сферу производства.

Что же, проблемы есть, но главное — они решаемы. Тот, кто хоть раз видел, что такое ЧПУ, и как работает станок по программному управлению, уверен — за автоматизированным оборудованием будущее, и в этом сомнений нет.

Видео: как подобрать правильный швеллер

Как ЧПУ станок использует координаты?

Используя декартову систему координат, можно управлять станком с ЧПУ вдоль каждой оси, что уже позволит сделать из заготовки деталь. Проще говоря,с точки зрения оператора(смотрящего на станок)вы получаете следующие движения :

• Ось X позволяет движение «влево» и «вправо»

• Ось Y позволяет двигаться «вперед» и «назад»

• Ось Z позволяет движение «вверх» и «вниз»

Соедините все это вместе, и у вас получится станок, который может разрезать не только разные стороны заготовки в плоскости XY, но и на разной глубине вдоль оси Z. Будь то фрезерный станок или лазер, все они используют эту систему движения.

Движение вашего ЧПУ вдоль системы координат всегда основано на том, как движется ваш инструмент,а не стол с заготовкой. Например, увеличение значения координаты X приведет к смещению стола влево, но, если смотреть с точки зрения инструмента, он движется вправо вдоль заготовки.

Увеличение координаты оси Z приведет к смещению шпинделя вверх, а при уменьшении — к заготовке. Кусок, который соответствует отрицательной координате оси Z.

Виды программного обеспечения для ЧПУ устройств

Для современного оборудования характерна глубокая автоматизация всех процессов с минимизацией человеческого труда. Это стало возможно благодаря созданию программных комплексов компьютерного моделирования. Автоматизация проектирования состоит из трех основных этапов:

• разработка проекта в CAD системе;
• формирование программы в POST – процессоре для управления станком ЧПУ;
• передача программы в блок управления и ее исполнение.

Процесс разработки нового поколения автомобиля и запуск его производства в середине прошлого столетия занимал целое десятилетие. Благодаря появлению специализированного ПО для программирования станков с ЧПУ, этот процесс сократился в десятки раз.

Интересно! До появления современных CAD платформ, таких как AUTOCAD, CATIA, SolidWorks, Inventor, инженеры прописывали технологические программы вручную. Десятки тысяч строк кода занимали огромный объем на бумажных носителях информации. Одна программа в 100 килобайт загружалась с них по 30 минут.

Технологический цикл

Расчет траектории движения инструмента, или другого исполнительного органа станка, занимает большое количество времени. Формирование управляющего кода из G-команд без специализированного ПО и шаблонов для ЧПУ станка – очень трудоемкий процесс.

Технологический цикл удлиняется из-за необходимости содержать большой штат технологов, которые являются промежуточным звеном между конструктором и станочником. Программы CAD позволили автоматизировать рутинный процесс оцифровки технологических процессов и формировать пакет управляющих программ прямо из чертежа. Специальный модуль CAM, который индивидуален у каждого производителя, формирует файл для выдачи его на станок.

Следующим этапом является исполнение программы управления станком ЧПУ. Каждый производитель процессорной стойки, будь это Siemens, Fanuk, Mazak или Ижмаш, старается адаптировать ее под конкретное применение. Это явление породило несовместимость кодировки команд управления разнотипным оборудованием.

Чтобы сделать ПО для конкретного станка с ЧПУ универсальным, в него включаются библиотеки  POST-процессоров, которые содержат конвертеры технологии. Они позволяют трансформировать управляющую программу на стойку ЧПУ любого производителя.

Основы декартовой системы координат.

Почти все станки с ЧПУ используют декартову систему координат, основанную на осях X, Y и Z. Эта система позволяет машине двигаться в определенном направлении и вдоль определенной плоскости.

Сократите декартову систему до ее основ, и вы получите знакомую числовую линию. Берём точку, и назначаем ее «исходной». Любые числа слева от исходной точки являются отрицательными, числа справа положительными.

Объедините оси X, Y и Z вместе под углом 90 градусов, и вы создадите трехмерное пространство для перемещения вашего станка с ЧПУ. Каждая ось встречается в начале координат.

Когда две оси соединяются вместе, вы формируете то, что называется плоскостью. Например, когда оси X и Y встречаются, вы получаете плоскость XY. Эти плоскости делятся на четыре квадранта, пронумерованных 1-4, которые имеют свои положительные и отрицательные значения.

Простой способ понять декартову систему координат относительно вашего станка с ЧПУ — использовать Правило правой руки. Поднимите руку ладонью вверх, указательным и указательным пальцами наружу, а средний палец вверх. Поставьте руку перед станком с ЧПУ, выровняйте по шпинделю станка, и вы увидите, что оси идеально выровнены.

• Средний палец — это ось Z.

• Указательный палец — это ось Y.

• Большой палец — это ось X.