инженер поможет — Управление станком с ЧПУ
Программирование станка с ЧПУ, это процесс в ходе которого, станок получает определённую задачу, на обработку какого-либо изделия. Эта задача (программа), загружается (устанавливается) в систему оборудования (стойку ЧПУ).
Система обеспечивающая работу этой задачи называется, системой управления ЧПУ. Процесс ввода этой программы в стойку заносится при помощи всевозможных электронных носителей, всевозможные диски или дискеты, USB носители, магнитные ленты и все- возможные перфоленты(перфокарты) .
Управление механизмами станка может происходить с помощью точек обозначенных на координатах станка. Координата точки отвечает за расположение инструмента (исполнительного механизма) по окончанию им определённых манипуляций. Этот метод используется на сверлильных, координатно-расточных, расточных станках с использованием позиционной системы.
Если используются траектории для перемещения исполнительных механизмов без размыкания по контуру траектории, то такой метод называется «непрерывная система управления» или контурная. Она применяется на круглошлифовальных, фрезерных и токарных станках.
Но так же система УП допускает совмещение как контурных так и по точкам, вместе. Комбинация совмещения называется универсальной. И применима к станкам объединяющем фрезерные, токарные, сверлильные операции вместе.
Многоцелевые станки с универсальной системой ЧПУ
Есть вариант управления несколькими механизмами и узлами станка сразу. Этот вид управления станком применяется к бесцентровыми круглошлифовальным станки.
Расположение системы координат в станках с ЧПУ можно определить по правилу правой руки (большой палец указывает положение оси Х, указательный палец указывает на ось Y, средний палец указывает на ось Z .
Так же и ввод самой программы отличается друг от друга. Ввод управляющей программы происходит непосредственно на станке при изготовлении первой партии деталей или изготовление экспериментального образца. Ввод программы может происходить вне места нахождения станка с помощью ЭВМ по сети.
За управление электроавтоматикой станка отвечают программируемые контролеры . Это конструкция состоящая из нескольких модулей. (источник питания, программируемая память и процессорный блок, всевозможные модули входов и выходов. Контролеры имеют разные типы памяти для хранения программы станка. Так же контролер проводит диагностику ошибок в работе процессора, батареи, памяти, входов и выходов.
Программное управление бывает с цикловым и с числовым управлением.
Рассматривая цикловую систему увидим что система проста. Она программирует определённый цикл обработки, режим обработки, смену инструмента, задаёт величину перемещения органов станка (исполнительных) с помощью ограничителей упоров.
Цикловая система, является системой замкнутого типа, способна менять последовательность включения аппаратуры. Электрика, гидравлика, пневматика может включатся не по очереди. Система не сложная в конструкции, проста в обслуживании имеет низкую стоимость, но трудоёмкая в размерной наладки упоров и кулачков. Применяется в серийном, крупносерийном, массовом производстве. Используется на токарно-фрезерных, токарно-револьверных, вертикально-сверлильных и агрегатных станках.
Числовая система и геометрические перемещения задаются с помощью носителей программы (заданной в алфавитно-цифровом коде). Программа отвечает за движение исполнительных органов, скорость перемещения этих органов, за последовательность цикла обработки, режимы резания.
Универсальные системы ЧПУ
Они используются на разных станках обеспечивая при этом все виды интерполяции. Линейная, круговая, параболическая и др .
Основным режимом работы устройства ЧПУ — автоматический режим .
С помощью программоносителя задаётся программа для работы исполнительных органов. Программоноситель содержит технологическую и геометрическую информацию. Технологическая информация — содержит данные о поочерёдности ввода в работу различных инструментов, изменении режимов резания, о подачи СОЖ. Геометрическая информация — отвечает за конфигурацию детали, размеры , положение инструмента в пространстве.
Особенности выполнения различной механической обработки на станках с ЧПУ
С появлением требований к высокой точности изготовления деталей, качеству поверхностей, высокой шероховатости и увеличению широкой номенклатуры деталей привело к массовому замещению универсальных станков станками оснащенными ЧПУ.
Станки с ЧПУ способны на изготовление сложнейших деталей, независимо от степени сложности, конфигурации и требованию к высокому качеству изделий. Такое оборудование обладает и очень высокой производительностью. Что позволяет получать бесперебойно качественную продукцию. Из чего следует что при использовании оборудования с ЧПУ нужно как можно больше по максимуму использовать его технические возможности, при проектировании технологического процесса следует учитывать возможности и ограничения оборудования. При использовании станков с ЧПУ обработка детали расширяется по всему спектру: токарная, фрезерная обработка, сверление. Всевозможные растачивание внутренних, наружных поверхностей.
Обработка фаски и нарезание различных резьб, зенкерование, развёртывание, все это возможно на таком станке при решении сложных задач. Исключая при этом дальнейшие слесарные доработки. Так как станок оснащают инструментальной наладкой с перечнем всех нужных инструментов для изготовления определённой детали, как режущих так и вспомогательных, то инструменты могут быть стандартные и специального изготовления. При токарной обработке ЧПУ позволяет за один установ детали производить: наружную черновую, внутренняя черновую, далее чистовую наружную и внутреннюю, изготовление резьбы, отрезку. Обрабатывать тела вращения многоступенчатой формы и различной конфигурации.
Что касается фрезерных станков с ЧПУ, то они имеют огромные преимущества перед другим фрезерным оборудованием. Фрезерные станки считаются самым ходовым оборудованием на данный момент, независимо от отрасли применения, будь то как металло обработка так и дерево обработка. Всё мебельное производство полностью зависит от фрезерных станков.
С приходом ЧПУ появилась возможность для обработки таких новых материалов как МДФ и древесины различных пород и различной степени твёрдости. Есть возможность для обработки 3D резьбы. Станки очень удобны в управлении, программировании и отладки. Детали на выходе имеют максимальную точность по габаритам, так как возможна много координатная обработка. Станки высокоскоростные, с большим ресурсом работы.
На фрезерных станках с многокоординатной осью, одновременно возможна как вертикальная, так и горизонтальная обработка, фрезерование различных выступов, уступов с применением росточного и концевого инструмента. При выполнение гравировальных работ главное достоинство этих станков -это высокая скорость и точность.
Преимущество и недостатки различных видов технологического оборудования с ЧПУ
Станки предыдущего поколения не имеющие систему ЧПУ имели такие недостатки как не точность в обработки, не точность в габаритных пропорциях. Станки имели достаточно большую кинематическую схему. Рабочий труд имел выматывающий процесс, так как производство требовало повышенного внимания со стороны обслуживающего персонала. С приходом станков с ЧПУ производство в корне изменила свою структуру. В место нескольких моделей станков на их место пришёл один обрабатывающий центр с ЧПУ. Сокращается число рабочих на станках. Так основной рабочий процесс выполняет сама машина, а человек выполняет в основном вспомогательную обслуживающую функцию. Что в корне снижает трудоёмкость самого процесса производства. Быстрее стала происходить настройка станка, что очень ускорило процесс производства. Но и само оборудование с ЧПУ совершенствовалось с течением времени.
Современные станки прошли очень длинный путь эволюции от ЧПУ на магнитной ленте, минуя перфоленту, системы со встроенной памятью и до всевозможных систем с микросхемами, информация программирования на которых размещается на мини USB носителе. И механическая часть оборудования у станков тоже изменялась. Так как системы ЧПУ требовали высокую точность от станка, то и все узлы ,все составляющие станка ходовые винты, рабочие столы, зубчатые передачи, направляющие, должны соответствовать новым нормам, чтобы обеспечить соответствующее качество для стандартов ЧПУ. Это всё показала что заданная сложность в изготовлении деталей только оправдывает саму систему ЧПУ. Чем сложнее и, точнее деталь требуется на выходе, тем нужнее оборудование с системой ЧПУ.
Одно из главных достоинств ЧПУ это способность быстрой координальной перестройки производства на другую линейку продукции, без особых затрат как с экономической точки зрения так и людских ресурсов. Что превосходит главный и почти единственный недостаток ЧПУ, это его высокая стоимость, что в общем уже и не является минусом так как высокая цена быстро себя оправдывает. Даже высокая квалифицированная подготовка рабочих кадров не является недостатком, а совсем наоборот способствует качественной работе оборудования.
Принципы выбора типа и и модели технологического оборудования
Для выбора типа и модели технологического оборудования, необходимо определиться с типом производства, нормой выпуска продукции в год, количеством и качеством выпускаемой продукции.
Существует 5 типов производства, и под каждый тип можно выбрать определённые модели технологического оборудования. Тип производства характеризуется нормой выпуска, количество штук в год и массой одного изделия.
-
Единичное производство — серии до 5 штук при массе до 10 кг. Средней от 5 до 100 штук, при массе от 10 до 100 кг. Тяжёлой серии до 10 штук при массе от 100 кг.
-
Мелкосерийное производство — серии от 5 до 100 штук при массе до 10 кг. Средней серии от 100 до 500 штук при массе от 10 до 100кг. Тяжёлой от 10 до 200 штук при массе от 100кг.
-
Средне-серийное производство — серии от 100 до 300 штук при массе до 10 кг. Средней серии от 500 до 5000 штук при массе от 10 до 100кг. Тяжёлой от 200 до 500 штук при массе от 100кг.
-
Крупносерийное производство — серии от 300 до 1000. Среднее от 5000 до 50000 . тяжёлой от 500 до 5000 при тех-же массах .
-
Массовое — серии лёгкая от 1000 . Средняя от 50000 . Тяжёлая от 5000 при тех-же массах .
Далее определяемся с технологией обработки, учитывая качество, точность получаемой поверхности, тип заготовки. После всех включённых моментов, экономический вопрос, производительность, себестоимость. Учитываем производственный цикл, технологические требования предъявляемые к оборудованию. И после всех вопросов выбираем тип производства и под него определяемся с типом оборудования способного удовлетворить номенклатуру производства.
Возможные неисправности систем ЧПУ
Для обслуживания оборудования с ЧПУ на предприятии, предоставляются специальные службы обслуживания (сервисные), как правило завод изготовитель предоставляет сервисное обслуживания. Так-же завод изготовитель организует обучающую программу по вопросу наладки и дальнейшей эксплуатации оборудования. Предприятие поставившее оборудование, обязано предоставить пакет документов, в виде технического паспорта станка, инструкция по эксплуатации, информацию о причинах и методах их устранения. Могут предоставляться пробники программ, для тестирования станка, что показывает что оборудование не имеет неисправности и готово к эксплуатации.
Тестирование станка выстраивается так, что бы проверка происходила постепенно, по элементам работоспособности станка. Такой способ построения обеспечивает быстрый поиск образовавшиеся неисправности. В первую очередь станок прогоняют по всем имеющимся координатам, (перемещениям) . Далее проверяется по величинам линейной, круговой интерполяции, по всевозможным режимам ввода. Проверяются функции работы с инструментом (подвод , отвод) подача сож и т. д.
Так как отказы работоспособности происходят неожиданно, сбой в работе отдельного блока, микросхемы или модуля, разрыв и замыкание отдельных цепей, плохая проводимость различных соединительных контактов, то для избежания неисправностей периодически запускаются тест-программы, при обнаружении проблемы, неисправность исправляется специалистами. Длительность ремонта зависит от характера неисправности Если деталь , или блок взаимозаменяемый то ремонт происходит без значительных потерь для производства.
engcrafts.com
Общие сведения о системах управления и станках с ЧПУ
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления — устройство или совокупность устройств, реализующих эти воздействия.
Числовое программное управление (ЧПУ) — это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств.
В табл. 8.1 перечислены цели и функции современного многоуровневого устройства ЧПУ (УЧПУ).
Системы ЧПУ практически вытесняют другие типы систем управления.
По технологическому назначению и функциональным возможностям системы ЧПУ подразделяют на четыре группы:
- позиционные, в которых задают только координаты конечных точек положения исполнительных органов после выполнения ими определенных элементов рабочего цикла;
- контурные или непрерывные, управляющие движением исполнительного органа по заданной криволинейной траектории;
- универсальные (комбинированные), в которых осуществляется программирование как перемещений при позиционировании, так и движения исполнительных органов по траектории, а также смены инструментов и загрузки-выгрузки заготовок.
- многоконтурные системы, обеспечивающие одновременное или последовательное управление функционированием ряда узлов и механизмов станка.
Примером применения систем ЧПУ первой группы являются сверлильные, расточные и координатно-расточные станки. Примером второй группы служат системы ЧПУ различных токарных, фрезерных и круглошлифовальных станков. К третьей группе относятся системы ЧПУ различных многоцелевых токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков.
К четвертой группе относятся бесцентровые круглошлифовальные станки, в которых от систем ЧПУ управляют различными механизмами: правки, подачи бабок и т.д. Существуют позиционные, контурные, комбинированные и многоконтурные (рис. 8.1, а) циклы управления.
По способу подготовки и ввода управляющей программы различают так называемые оперативные системы ЧПУ (в этом случае управляющую программу готовят и редактируют непосредственно на станке, в процессе обработки первой детали из партии или имитации ее обработки) и системы, для которых управляющая программа готовится независимо от места обработки детали. Причем независимая подготовка управляющей программы может выполняться либо с помощью средств вычислительной техники, входящих в состав системы ЧПУ данного станка, либо вне ее (вручную или с помощью системы автоматизации программирования).
Программируемые контроллеры — это устройства управления электроавтоматикой станка. Большинство программируемых контроллеров имеют модульную конструкцию, в состав которой входят источник питания, процессорный блок и программируемая память, а также различные модули входов/выходов. Для создания и отладки программ работы станка применяют программирующие аппараты. Принцип работы контроллера: опрашиваются необходимые входы/выходы и полученные данные анализируются в процессорном блоке. При этом решаются логические задачи и результат вычисления передается на соответствующий логический или физический выход для подачи в соответствующий механизм станка.
В программируемых контроллерах используют различные типы памяти, в которой хранится программа электроавтоматики станка: электрическую перепрограммируемую энергонезависимую память; оперативную память со свободным доступом; стираемую ультрафиолетовым излучением и электрически перепрограммируемую.
Программируемый контроллер имеет систему диагностики: входов/выходов, ошибки в работе процессора, памяти, батареи, связи и других элементов. Для упрощения поиска неисправностей современные интеллектуальные модули имеют самодиагностику.
Программоноситель может содержать как геометрическую, так и технологическую информацию. Технологическая информация обеспечивает определенный цикл работы станка, а геометрическая — характеризует форму, размеры элементов обрабатываемой заготовки и инструмента и их взаимное положение в пространстве.
Станки с программным управлением (ПУ) по виду управления подразделяют на станки с системами циклового программного управления (ЦПУ) и станки с системами числового программного управления (ЧПУ). Системы ЦПУ более просты, так как в них программируется только цикл работы станка, а величины рабочих перемещений, т.е. геометрическая информация, задаются упрощенно, например с помощью упоров. В станках с ЧПУ управление осуществляется от программоносителя, на который в числовом виде занесена и геометрическая, и технологическая информация.
В отдельную группу выделяют станки с цифровой индикацией и преднабором координат. В этих станках имеется электронное устройство для задания координат нужных точек (преднабор координат) и крестовый стол, снабженный датчиками положения, который дает команды на перемещение до необходимой позиции. При этом на экране высвечивается каждое текущее положение стола (цифровая индикация). В таких станках можно применять или преднабор координат или цифровую индикацию; исходную программу работы задает станочник.
В моделях станков с ПУ для обозначения степени автоматизации добавляется буква Ф с цифрой: Ф1 — станки с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф2 — станки с позиционными и прямоугольными системами ЧПУ; Ф3 — станки с контурными системами ЧПУ и Ф4 — станки с универсальной системой ЧПУ для позиционной и контурной обработки. Особую группу составляют станки, имеющие ЧПУ для многоконтурной обработки, например бесцентровые круглошлифовальные станки. Для станков с цикловыми системами ПУ в обозначении модели введен индекс Ц, с оперативными системами — индекс Т (например, 16К20Т1).
ЧПУ обеспечивает управление движениями рабочих органов станка и скоростью их перемещения при формообразовании, а также последовательностью цикла обработки, режимами резания, различными вспомогательными функциями.
Система числового программного управления (СЧПУ) — это совокупность специализированных устройств, методов и средств, необходимых для осуществления ЧПУ станками. Устройство ЧПУ (УЧПУ) станками — это часть СЧПУ, выполненная как единое целое с ней и осуществляющая выдачу управляющих воздействий по заданной программе.
В международной практике приняты следующие обозначения: NC-ЧПУ; HNC — разновидность устройства ЧПУ с заданием программы оператором с пульта с помощью клавиш, переключателей и т. д.; SNC — устройство ЧПУ, имеющее память для хранения всей управляющей программы; CNC — управление автономным станком с ЧПУ, содержащее мини-ЭВМ или процессор; DNC — управление группой станков от общей ЭВМ.
Для станков с ЧПУ стандартизованы направления перемещений и их символика. Стандартом ISO-R841 принято за положительное направление перемещения элемента станка считать то, при котором инструмент или заготовка отходят один от другого. Исходной осью (ось Z) является ось рабочего шпинделя. Если эта ось поворотная, то ее положение выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. Положительное направление оси Z — от устройства крепления детали к инструменту. Тогда оси Х и Y расположатся так, как это показано на рис. 8.1.
Использование конкретного вида оборудования с ЧПУ зависит от сложности изготовляемой детали и серийности производства. Чем меньше серийность производства, тем большую технологическую гибкость должен иметь станок.
При изготовлении деталей со сложными пространственными профилями в единичном и мелкосерийном производстве использование станков с ЧПУ является почти единственным технически оправданным решением. Это оборудование целесообразно применять и в случае, если невозможно быстро изготовить оснастку. В серийном производстве также целесообразно использовать станки с ЧПУ В последнее время широко используют автономные станки с ЧПУ или системы из таких станков в условиях переналаживаемого крупносерийного производства.
Принципиальная особенность станка с ЧПУ — это работа по управляющей программе (УП), на которой записаны цикл работы оборудования для обработки конкретной детали и технологические режимы. При изменении обрабатываемой на станке детали необходимо просто сменить программу, что сокращает на 80… 90 % трудоемкость переналадки по сравнению с трудоемкостью этой операции на станках с ручным управлением.
Основные преимущества станков с ЧПУ:
- производительность станка повышается в 1,5… 2,5 раза по сравнению с производительностью аналогичных станков с ручным управлением;
- сочетается гибкость универсального оборудования с точностью и производительностью станка-автомата;
- снижается потребность в квалифицированных рабочих-станочниках, а подготовка производства переносится в сферу инженерного труда;
- детали, изготовленные по одной программе, являются взаимозаменяемыми, что сокращает время пригоночных работ в процессе сборки;
- сокращаются сроки подготовки и перехода на изготовление новых деталей благодаря предварительной подготовке программ, более простой и универсальной технологической оснастке;
- снижается продолжительность цикла изготовления деталей и уменьшается запас незавершенного производства.
www.autowelding.ru
Первый запуск станка с ЧПУ. Пошаговая инструкция.
ШАГ 1. Подключение контроллера.
1.1 Произвести подключение контролера шаговых двигателей к станку, согласно имеющейся маркировки на проводах и табличке над клеммниками контроллера. Рисунок 1.
Рисунок 1.подключение контролера шаговых двигателей
1.2 Подключить контроллер шаговых двигателей к компьютеру.
Рисунок 2 –подключение контроллера шаговых двигателей к LPT- порту компьютера.
1.3 При использовании переходника USB-LPT произвести подключение согласно рисункам 3 и 4.
Рекомендуемый вариант подключения рисунок 3.
рисунок 4.
ШАГ 2. Подготовка шпинделя.
Если станок со шпинделем жидкостного охлаждения, произведите сборку системы охлаждения, согласно приложения в руководстве по эксплуатации. Скачать руководство по эксплуатации можно со странички товара на нашем сайте.
Если, используется коллекторный шпиндель воздушного охлаждения Kress 1050FME, установите сетевой провод.
ШАГ 3. Подготовка ПК.
3.1 ВНИМАНИЕ ВАЖНО! Для управления станком непосредственно через LPT порт нельзя использовать компьютеры с многоядерными процессорами INTEL.
(системные платы Intell имеют в себе средство изменения рабочей частоты процессора при изменении нагрузки на него. При этом все порты тоже испытывают флуктуацию по частоте – как результат, сигнал «плавает», то есть при работе Mach4 происходит изменение частоты сигнала step, что приводит к неравномерности движения рабочего органа станка- дерганью, ударам и даже остановкам)
Для проверки LPT порта 3-4 раза производим переезд в режиме ручного перемещения (с использованием клавиш ← → и↓↑) на полную длину рабочего стола. Движение должно происходить плавно с постоянной скоростью, без дерганья, рывков, ударов и остановок. Если при перемещении происходит локальные изменения скорости движения и/или остановка в процессе движения портала, то для проверки необходимо в пункте меню Config →MotorTuning изменить параметр Velocity уменьшив его в 10 раз. Если изменения скорости движения уменьшатся, а остановки прекратятся, но при этом удары и толчки сохранятся, то данная материнская плата не пригодна для управления станком через LPT-порт.
Для работы непосредственно через LPT порт подходят:
А) только компьютеры с одноядерными процесорами INTEL и любые компьютеры с процессором AMD и только 32 разрядные версии операционной системы windows
Б) любые компьютеры с операционной системой LinuxCNC.
3.2 При работе со станком через USB переходник или Ethernet переходник можно использовать любые компьютеры и любые версии операционной системы Windows. USB переходники должны быть только специализированные, с драйвером под программу Mach4.
3.3 Компьютер для управления станком должен быть отдельно выделенный, без лишних программ. Не устанавливать антивирусы! Оперативной памяти не менее 1ГГб, если видеокарта встроенная то не менее 1,5Гб , процессор от 1ГГц. Перед установкой mach4 переустановите операционную систему, обязательно установите все необходимые системе драйвера, отключите брандмауэр, отключите гашение экрана в настройках электропитания, отключите экранные заставки, отключите файлы подкачки с жестких дисков.
Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows XP:
3.3.1 Зайдите в Меню пуск, откройте Панель управления.
3.3.2 Откройте Центр обеспечение Безопасности.
3.3.3 Щелкните по Брандмауэр Windows.
3.3.4 В появившемся окне переставьте переключатель на Выключить (не рекомендуется) и нажимаем ОК.
3.3.5 Для отключения предупреждений Windows о безопасности нажмите в окне Центра Обеспечения безопасности windows по ссылке Изменить Способ Оповещения Центром обеспечения безопасности. В появившемся окне уберите все галочки после чего нажмите ОК.
Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows 7:
3.3.6 Для отключения брандмауэра его необходимо открыть, что бы его найти воспользуйтесь поиском Windows 7. Откройте меню Пуск и напишите «бра» и выберите простой брандмауэр Windows.
3.3.7 В левой части окошка выбирите Включение и отключение брандмауэра Windows.
3.3.8 В открывшемся окошке вы можете отключить брандмауэр для всех сетей сразу.
3.3.9 После, необходимо выключить службу Брандмауэр Windows. Воспользуйтесь поиском из меню Пуск.
3.3.10 В открывшемся окошке найдите службу Брандмауэр Windows и дважды кликните по ней левой кнопкой мышки . В открывшемся окошке Свойства нажмите Остановить. Затем в поле Тип запуска из выпадающего меню выберите Отключена. Нажмите ОК.
3.3.11 Отредактируйте конфигурацию системы. Откройте Пуск и напишите «кон». Выберите Конфигурация системы. В открывшемся окошке перейдите на вкладку Службы, найдите Брандмауэр Windows. Снимите галочку и нажмите ОК.
ШАГ 4. Установка, проверка корректности работы программы, генерирующей G-код.
4.1 Установите на компьютере Mach4.
4.2 Скопируйте в папку Mach 3 расположенную на диске С: профиль станка (файл настроек), присланный по электронной почте, переданный на носителе информации (флешке) или скачанный с сайта.
4.3 Если используется переходник USB-LPT, произведите установку драйверов и плагина согласно статье Подключение контроллера с использованием переходника USB-LPT или руководству по эксплуатации на переходник.
4.4 При использовании платы расширения PCI-LPT, порядок действий также описан в статье «Подключение контроллера с использованием карты PCI LPT».
4.5 Для запуска программы потребуется ярлык «Mach4 Loader», остальные ярлыки можно удалить.
4.6 В открывшемся окне рисунок 7 выберите профиль станка и жмем OK.
Рисунок 7.
4.7 Выберите источник управления, рисунок 8 при работе с LPT портом или рисунок 9 при работе с переходником USB-LPT.
Рисунок 8.
Рисунок 9.
4.8 Загружается главное окно программы Mach4, Рисунок 10.
Рисунок 10.
4.9 Включите питание контроллера шаговых двигателей. В главном окне программы MACh4 нажимаем клавишу «Cброс» (Reset) (1), чтобы рамка вокруг неё не мигала и светилась зеленым цветом, рисунок 10. В этот момент шаговые двигатели должны зафиксировать свое положение (послышится щелчок) и слегка зашуметь.
Теперь нажимая на клавиатуре стрелки (влево вправо вверх вниз) наблюдаем на станке перемещения по осям, а на экране изменение координат в полях X Y слева вверху, для перемещения по оси Z кнопки PageUP, PageDown. Также можно вызвать экранный пульт управления перемещением, клавишей «Tab» на клавиатуре вашего компьютера, рисунок 11.
Рисунок 11
4.10 Если перемещения не происходит, то проверьте корректность установки программы и драйверов.
4.10.1 Если используется подключение через LPT- порт, то откройте «Панель управления» — «Диспетчер устройств»- находим Mach4 X Pulsing Engines-свойства. Корректно установленный драйвер — рисунок 12.
Рисунок 12
4.10.2 Если используется переходник USB-LPT, то откройте «Панель управления» — «Диспетчер устройств»- найдите CNCDevicesClass-свойства. Корректная установка драйверов и правильное обнаружение операционной системой адаптера –рисунок 13.
Рисунок 13
4.11 При несовпадение направления перемещения портала станка с направлением стрелок клавиатуры, например при нажатии клавиши «←» инструмент движется в право, изменить направление можно в меню Сonfig->Port and pins->Motor outputs установив галочку в поле DirLowActive напротив нужной оси, рисунок 12.
Рисунок 12.
ШАГ 5 Проверка правильности перемещения рабочего инструмента.
Для проверки правильности перемещения рабочего инструмента, необходимо положить на стол линейку и, управляя перемещением с клавиатуры стрелками, проконтролировать совпадение пройденного расстояния по линейке с показаниями в окнах отображения координат MACh4.
5.1 Установите единицами измерения «по умолчанию» -миллиметры: открываем Config->Select Native Units. Mach4 выведет на экран окно с предупреждением о необходимости совпадения единиц измерения установленных в программе и используемых в G-коде. Нажимаем ОК и переходим к окну установки единиц измерения, рисунок 14.
5.2 Для вступления в силу настроек перезагрузите программу. Если далее не планируется использовать при создании управляющих G-кодов дюймовую систему измерения, оставляем метрическую систему для постоянного использования.
Ниже приведён пример проверки настроек для оси Y. Аналогично следует проверить все оси.
5.3 Перемещаем портал и каретку станка до упора на себя и влево –рисунок 15.
5.4 Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала –нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z, устанавливаем линейку по оси Y, рисунок 16.
Рисунок 16.
5.5 Клавишей ↑ перемещаем портал на 100 мм по координате цифрового поля. Далее сверяем с фактическим перемещением по линейке — рисунок 17.
Рисунок 17.
5.6 В случае несовпадения реального перемещения с координатами в Mach4, проводим калибровку для соответствующей оси перемещения, как описано в документации программы Mach4.
5.7 Закрываем Mach4 и отключаем питание станка.
ШАГ 6. Установка фрезы.
6.1 У станков с использованием шпинделей Kress для установки фрезы используется ключ 17. При установке производится удержание вала нажатием кнопки фиксатора, рисунок 18.
Вращением гайки против часовой стрелки отпускаем цангу, вставляем фрезу и производим зажим хвостовика фрезы в цанге вращением гайки по часовой стрелке. Установленная фреза – рисунок 19.
Рисунок 18.
Рисунок 19.
6.2 Для станков с использованием шпинделей жидкостного охлаждения с цангой ER11 установка фрезы производится с использованием ключей на 13 и 17 рисунки 20..22. Для установки фрезы удерживаем вал шпинделя за лыску на валу ключём на отпускаем зажимную гайку цанги , вставляем фрезу, и производим зажим хвостовика фрезы.
Рисунок 20.
Рисунок 21.
Рисунок 22.
ШАГ 7. Установка заготовки.
7.1 Установка заготовки на рабочий стол станка из профиля с Т-пазом осуществляется металлическими прижимами –рисунок 23.
Рисунок 23.
7.2 При использовании станка с фанерным столом или жертвенным столом из фанеры:
7.2.1 наиболее простой вариант крепления с помощью винтов «саморезов» рисунок 24.
Рисунок 24.
7.2.2 Так же существует множество вариантов крепления заготовки с помощью мебельных втулок, рисунки 25…30. Подробнее об этом варианте крепления в http://cncmodelist.ru/stati/eto-interesno/poleznye-prisposobleniya-dlya-stankov-s-chpu.html:
Рисунок 25. Мебельная резьбовая втулка
Рисунок 26. Установленные резьбовые втулки по углам стола
Рисунок 27. Установленные прижимы
Рисунок 28. Закрепленная прижимами заготовка
Рисунок 29. Заготовка закрепленная стандартными стальными станочными прижимами
Рисунок 30 Установка дополнительных планок для крепления заготовок любого размера в любом месте стола
ШАГ 8. Установка рабочего органа станка в начальную точку резки.
8.1 Включаем питание станка, запускаем Mach4 и выводим каретку станка в начальную точку резки (как правило это левый нижний угол (вы стоите лицом к передней части станка)) с использованием стрелок на клавиатуре и кнопок “PageUP” и “PageDown”(или виртуальным пультом управления –вызывается кнопкой Tab).
Начальная точка резки определяется при создании проекта –например новой модели в ArtCam, рисунок 31.
рисунок 31
8.2 Если имеется в наличии только G-код, то начальную точку можно определить в окне Mach4, загрузив исполняемый файл: File→Load G-Kode. Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала –нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z курсор в окне визуализации устанавливается в начальную точку.
Рисунок 32.
8.3 Управляя вертикальным перемещением шпинделя касаемся нижним торцом фрезы материала заготовки.
Нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z обнуляем программные координаты, рисунки 33, 34.
Рисунок 33.
Рисунок 34
8.4 Нажатием кнопки “PgUp” поднимаем шпиндель на безопасную высоту -10…15мм над заготовкой.
ШАГ 9. Загружаем G-код: (File→Load G-Kode). Станок готов к запуску .
ШАГ 10. Производим запуск шпинделя.
10.1 При использовании шпинделя воздушного охлаждения Kress выставляем регулятор оборотов на нужную позицию- рисунок 35.
Рисунок 35
Обороты вала шпинделя соответствующие цифрам движка регулятора указаны в руководстве по эксплуатации на шпиндель или на шильде наклеенном на корпус шпинделя, рисунки 36 и 37.
Рисунок 36
Рисунок 37 –шильд наклеенный на корпус Kress 1050FME1.
10.2 Нажатием кнопки осуществляем запуск шпинделя, рисунок 38.
Рисунок 38.
10.2 При работе со шпинделем жидкостного охлаждения рисунок 39 :
— запускаем систему жидкостного охлаждения шпинделя (включаем насос).
— включаем частотный преобразователь.
— вращением потенциометра на лицевой панели частотного преобразователя устанавливаем необходимые обороты вращения шпинделя.
— нажатием кнопки RUN производим запуск шпинделя.
Рисунок 39
10.3 Далее нажатием кнопки “Cycle Start”в главном окне производим запуск исполняемого G-кода рисунок 40.
Рисунок 40.
11.Активация концевых датчиков
Если концевые датчики на станке установлены, но не активированы, то для включение концевых датчиков в меню программы Mach4
config->Port and Pins->Input Signal установить галочки как показано на рисунках 41 и 42
Рисунок 41. Активация концевых выключателей для станков с установленными индуктивными датчиками
Рисунок 42. Активация концевых выключателей для станков с установленными механическими датчиками
Примечание.
Если на станке установлены концевые выключатели баз, то поиск нулевой точки машинных координат осуществляется нажатием кнопки “Ref All Home”, рисунок 43.
Рисунок 43.
Если концевых выключателей нет, то при нажатии на кнопку “Ref All Home”, происходит обнуление машинных координат.
Ели концевые выключатели отсутствуют, то настройки для входов “Home” представлены на рисунке 44.
Рисунок 44.
При работе с адаптером Моделист USB-LPT при отсутствии концевых выключателей порядок обнуления машинных координат выглядит следующим образом:
-клавишами ← и ↓ установите каретку станка в левый нижний угол.
— клавишей и PgUp поднимите шпиндель вверх до упора.
— нажмите кнопку “RESET” на главном экране Mach4.
— извлеките шнур переходника из USB-порта компьютера (не забудьте перед извлечением отключить устройство в системе , так же как обычную флешку)
— на главном экране Mach4 переключитесь на отображение машинных координат, для чего нажмите кнопку “Machine Coord’s’, о том что вы находитесь в режиме отображения машинных координат будет сигнализировать красная рамка вокруг кнопки, рисунок 45.
Рисунок 45.
— подключите шнур адаптера к USB-порту и подождите 10-15 секунд, пока Windows обнаружит адаптер.
-нажмите кнопку “RESET” и машинные координаты обнулятся.
— перейдите в режим отображения программных координат, для чего ещё раз нажмите кнопку “Machine Coord’s’, красная рамка вокруг кнопки должна погаснуть.
ШАГ 11. Техническое обслуживание станка.
cncmodelist.ru
Автоматическое управление
На сегодняшний день практически каждое предприятие, занимающееся механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако перемещения исполнительных органов этих станков управляются электроникой. В чем же основное преимущество станков с ЧПУ и почему все большее число заводов предпочитает вкладывать деньги именно в современное оборудование с автоматическим управлением, а не покупать относительно дешевые универсальные станки?
Рис. 1.1. Универсальный сверлильно-фрезерный станок |
Первым, очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом главной заботой станочника-оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т. д. В результате один работник может обслуживать одновременно несколько станков.
Вторым преимуществом является производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.
Третьим плюсом являются высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей. Ну и, наконец, числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например штампы и пресс-формы.
Рис. 1.2. Фрезерный станок с ЧПУ фирмы Doosan
Стоит отметить, что сама методика работы по программе позволяет более точно предсказывать время обработки некоторой партии деталей и соответственно более полно загружать оборудование.
Станки с ЧПУ стоят достаточно дорого и требуют больших затрат на установку и обслуживание, чем обычные станки. Тем не менее их высокая производительность легко может перекрыть все затраты при грамотном использовании и соответствующих объемах производства.
Давайте разберемся, что же такое ЧПУ. Числовое программное управление – это автоматическое управление станком при помощи компьютера (который находится внутри станка) и программы обработки (управляющей программы). До изобретения ЧПУ управление станком осуществлялось вручную или механически.
Осевыми перемещениями станка с ЧПУ руководит компьютер, который читает управляющую программу (УП) и выдает команды соответствующим двигателям. Двигатели заставляют перемещаться исполнительные органы станка – рабочий стол или колонну со шпинделем. В результате производится механическая обработка детали. Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической позиции исполнительного органа обратно в компьютер. Это называется обратной связью. Как только компьютер узнает о том, что исполнительный орган станка находится в требуемой позиции, он выполняет следующее перемещение. Такой процесс продолжается, пока чтение управляющей программы не подойдет к концу.
По своей конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ похожи на обычные универсальные станки. Единственное внешнее отличие этих двух типов станков заключается в наличии у станка с ЧПУ устройства числового программного управления (УЧПУ), которое часто называют стойкой ЧПУ.
Рис. 1.3. Стойка ЧПУ Heidenhain TNC
planetacam.ru
Cтанки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Cтанки с числовым программным управлением — современное прогрессивное металлорежущее оборудование автоматически, с высокой производительностью и точностью обрабатывает (точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием) различные детали, в том числе сложные корпусные. На таком оборудовании автоматически и бесступеичато меняются частоты вращения, шпинделей и скорости подач суппортов, столов и других механизмов, которые также автоматически устанавливаются в заданных положениях и закрепляются. Смена режущего инструмента, предварительно настроенного, также происходит автоматически.
Однако на ряде моделей станков с ЧПУ режущий инструмент меняет оператор.
Понятие о программном управлении
При автоматическом управлении станком команды в необходимой последовательности задают программоносителем. Программоносителями могут служить кулачки, копиры, упоры и т. д., по командам которых работают автоматы, полуавтоматы, копировальные станки и др. При смене объекта производства заменяют кулачки, копиры и другие элементы новыми.
В станках с программным управлением применяют программоносители в виде перфокарт, перфолент, магнитных лент, содержащие информацию. Такие программоносители позволяют автоматизировать процесс подготовки программ с меньшими затратами.
На программоносителе может быть представлена геометрическая и технологическая информации. Технологическая информация содержит данные о последовательности ввода в работу различных инструментов, изменение режимов резания, включение и переключение частот вращения шпинделя и др. Геометрическая информация характеризует форму, размеры элементов изделия и инструмента и их взаимное положение в пространстве.
По виду управления станки с программным управлением (ПУ) делят на станки с системами циклового программного управления (ЦПУ) и станки с системами числового программного управления (ЧПУ). в станках с ЧПУ в программоноситель вводят только технологическую информацию, а размерная настройка обеспечивается на станке упорами. В станках с ЧПУ управление осуществляется от программоносителя, на который закодированы как технологические, так и размерные информации.
Применение станков с ЧПУ позволяет высвободить большое число универсального оборудования и обеспечить высокую производительность труда.
Однако поддержание этих станков в работоспособном состоянии требует высокой квалификации слесарей-ремонтников, электроников и электриков.
Конструктивные особенности станков с ЧПУ
Известно, что квалифицированный рабочий, хорошо знающий свой станок, может изготовлять на нем высококачественные детали, даже если станок изношен и не соответствует техническим условиям. С другой стороны, малоквалифицированный станочник не всегда умеет обеспечить обработку заготовок с необходимой точностью на хорошем станке. При работе на универсальном оборудовании рабочий, являясь одним из звеньев системы управления, обеспечивает необходимую точность обработки, учитывая и корректируя возникающие отклонения. Станки с ЧПУ предназначены для универсального использования без участия рабочего. Поэтому к ним предъявляется ряд повышенных требований. С целью повышения жесткости и точности станины, стойки, столы и другие базовые сборочные единицы изготовляют с дополнительными ребрами жесткости, а приводы главного движения и подач выполняют с кинематической цепью минимальной длины с беззазорными зубчатыми (рис. 122—124) и шарико-винтовыми передачами. Последние в сочетании с напрвляющими качения исполнительных механизмов (столов, суппортов и др.) обеспечивают высокую динамическую жесткость, плавность перемещения и стабильность параметров при самых низких скоростях.
В приводах главного движения, механизмах подач для смены инструментов широко используются электромагнитные муфты, позволяющие автоматически переключать скорости, четко переключать передачи, осуществлять реверсирование и торможение.
Шпиндельные механизмы делают более жесткими за счет увеличения диаметров и усиления опор главным образом подшипниками качения с предварительным натягом. Эти конструкции усложняют еще и тем, что в них встраивают устройства для автоматического зажима и отжима инструментов.
Для точности позиционирования широко используются шаговые электродвигатели в сочетании с гидроусилителями моментов. Передачи в станках с системой ЧПУ выполняются как беззазорные, в том числе и зубчатые, передающие движение исполнительным механизмам.
Беззазорность в зубчатых зацеплениях достигается различными способами, ниже представлены некоторые из них. На рис. 122 показана беззазорная зубчатая передача. Это достигается радиальным сближением прямозубых зубчатых колес (изменением межосевого расстояния А между валами). Для этого осуществляют разворот эксцентриковой втулки 2 с валом 3. При этом обеспечивают умеренно плотное сцепление, при котором люфт между зубьями почти не ощутим.
На рис. 123 показана передача, у которой уменьшение люфта между цилиндрическими зубчатыми колесами 1,2 w 3 осуществляется разворотом колес 2 и 3 одного вала. Колесо 3 посажено на ступице колеса 2 (которое соединено с валом шпонкой 6) и скреплено с ним винтами 5. При этом каждое из колес 2 w3 работает одним противоположным профилем. Уменьшение зазора в зацеплении производится посредством эксцентрика.
На рис. 124 показана беззазорная зубчатая передача со сдвоенными косозубыми колесами 5 и 7 с промежуточными полукольцами 2 и 6, соединенными винтами 4 и штифтами 3. Колесо 7 посажено на ступице колеса 5 по скользящей посадке и удерживается от разворота штифтами. Устранение зазора в этом зубчатом зацеплении осуществляют осевым сдвигом колеса 7 относительно колеса 5, при котором каждый из зубчатых венцов будет контактировать противоположным 8 м 9 (рис. 124) профилем с широким зубчатым колесом 1.
Чтобы устранить зазор, ослабляют винты, вынимают полукольца 2 и 6 и затем винтами 4 регулируют сцепление так, чтобы не было ощущение люфта при изменении направления вращения передачи. Далее щупом замеряют расстояние между внутренними торцами колес 5 и 7 с точностью 0,01 мм и по среднему значению трех замеров на разных участках шлифуют полукольца, которые устанавливают на место и закрепляют винты 4.
Большие эксплуатационные преимущества направляющих качения по точности, жесткости, долговечности, низкому коэффициенту трения, и в частности роликовых опор с циркулирующими роликами (танкетки), обусловливают все большее их применение на современных станках, в том числе с ЧПУ.
Танкетки изготовляют разных типов и размеров, одна из них представлена на рис. 125. Она состоит из двух обойм, комплекта роликов 6, двух сепараторов 5, крепежных винтов 5, штифтов 7, 5 и направляющей 4.
Роликовые опоры, набитые смазкой ЦИАТИМ-201, монтируют на специальных платформах (монтажные подушки) в количестве одной — трех штук в зависимости от нагрузки и длины хода. Обоймы танкеток скрепляют с платформой 2 винтами 5, при этом добиваются, чтобы токарный станок с числовым программным управлением 16К20ФЗС4.
Станок 16К20ФЗС4 предназначен для обработки в полуавтоматическом цикле наружных и внутренних поверхностей и деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем самой различной сложности, а также для нарезания резьбы.
Основание станка — монолитная отливка, на которой установлена станина. В левой нише основания размещена моторная установка, на задней части основание крепится автоматическая коробка скоростей (рис. 126).
Средняя часть основания служит сборником для стружки и охлаждающей жидкости.
Станина 17 (рис. 126) коробчатой формы, с поперечными ребрами П-образиого профиля. Для перемещения каретки суппорта (под Передвижным щитком) служит неравнобокая призматическая, передняя и плоская задняя каленые направляющие. На правой части станины крепится привод продольной подачи.
Привод главного движения включает электродвигатель, автоматическую девятискоростную коробку скоростей 3, переднюю бабку 16 (рис. 127), соединенные клиноременными передачами. В шпиндельной бабке предусмотрено переключение вручную рукояткой 2 (см. рис. 126) трех диапазонов скоростей, что вместе с девятьюскоростной коробкой скоростей обеспечивает получение частот вращения шпинделя от 12,5 до 2000 об/мин.
Привод поперечной подачи монтируется на задней стороне каретки суппорта и включает шаговый двигатель с гидроусилителем, одноступенчатый редуктор и передачу винт — гайка качения.
Суппорт и каретка — традиционного типа, отличаются увеличенной высотой каретки суппорта для повышения жесткости и возможности установки шарикового винта поперечной подачи диаметром 40 мм.
Поворотная резцедержавка 4 (см. рис. 126) — шестипознционная (с горизонтальной осью вращения), в которой устанавливается шесть резцов-вставок (инструментальных блоков), предварительно настроенных на заданные размеры вне станка.
Гидрооборудование станка включает гидростанцию с резервуаром для масла емкостью 100 л, регулируемым насосом, приводным электродвигателем и элементами фильтрации и охлаждения, гидроусилителями моментов продольного и поперечного ходов суппорта, магистральными трубопроводами, соединяющими сборочные единицы станка и аппаратуры.
Система ЧПУ обеспечивает перемещение суппорта по двум координатам, автоматическое переключение девяти скоростей шпинделя, индексацию шестипозиционного резцедержателя с автоматическим поиском требуемой позиции, а также выполнение ряда вспомогательных команд.
Работа гидропривода происходит в соответствии с подачей электрических команд от системы управления (ЧПУ) к шаговым двигателям.
При отработке шаговым электродвигателем (ШД) (рис. 128) какого-то числа электрических импульсов происходит поворот через муфту 7 входного вала и смещение посредством резьбового соединения 3 следящего золотника 2 гидроусилителя на соответствующую величину. Масло под давлением через щели следящего золотника и распределительного диска 4 воздействует на поршни 5 ротора гидроусилителя, который поворачивает выходной вал 6 пропорционально величине открытия щелей.
За счет энергии масла, подводимого к гидроусилителю, электрические сигналы малой мощности, поступающие на вход шагового электродвигателя, многократно усиливаются н преобразуются в синхронные (по отношению к валу шагового двигателя), вращение выходного вала гидроусилителя происходит с крутящим моментом, необходимым для перемещения рабочих (исполнительных) органов. При этом величина угла поворота выходного вала гидроусилителя определяется числом поданных импульсов, а скорость — частотой их следования. На данном станке каждый импульс обеспечивает линейные перемещения суппорта на 0,01 мм, а число импульсов составляет до 1000 в минуту, благодаря которым создаются различные скорости подач.
Техническое обслуживание и ремонт
Большая часть отказов присуща станку 16К20ФЗС4. Поэтому ниже приведены только некоторые технологические процессы регулировок, осуществляемых при техническом обслуживании, относящиеся только к этому станку с ЧПУ.
Регулировка натяжения ремней (см. рис. 127) привода главного движения осуществляется следующим образом:
- Натяжение ремней, идущих от шкива автомапической коробки скоростей (АКС) 3 к шкиву передней бабки 16, регулируют смещением АКС по горизонтальной поверхности кронштейна 7. Для этого предварительно ослабляют гайки 6, регулируют натяжение винтом 4 и затем закрепляют гайки.
- Натяжение ремней 9, передающих вращателыюе движение от электродвигателя к АКС, осуществляют смещением подмоторной плиты по вертикали гайкой 5, предварительно ослабив и затем закрепив болты 10 и 14. Натяжение peмнeй 9 в зависимости от натяжения ремней можно регулировать вертикальным перемещением кронштейна 7 вместе с АКС. Для этого ослабляют гайки 8, регулируют наряжения ремней винтом 2 и закрепляют ослабленные гайки.
- Натяжение ремня 13 (от электродвигателя к смазочной станции) производят смещением плиты 15 при помощи рычага (на рисунке не показан). Для этого ослабляют болты 12 и 14, смещают станцию и закрепляют.
Техническое обслуживание передач винт — гайка качения ВГК
Долговременная эксплуатация передач ВГК, обеспечивается высококачественрюй смазкой. Обязательным требованием к смазке является чистота (отсутствие посторонних частиц) и высокие антикоррозионные свойства.
Для смазки передач ВГК пользуются консистентной смазкой ЦИАТИМ-201. Передача должна быть защищена от попадания абразивной пыли, стружки и эмульсии.
Регулировкой натяга создают оптимальную жесткость и соответствующий ей расчетный крутящий момент холостого хода. При недостаточном натяге появляются недопустимые люфты, нарушается плавность перемещения сборочных единиц станка и снижается точность обработки изделий.
Станки с ЧПУ, имеющие замкнутую систему управления, т. е. датчики обратной связи, при появлении зазора могут останавливаться или движение их сборочных единиц будет прерывистым.
Чрезмерный натяг приводит к защемлению тел качения, в результате чего появляются излишние напряжения в передаче, увеличиваются необходимые усилия на перемещение механизмов, повышается нагрев, не обеспечивается заданная скорость подачи, станки «захлебываются» — возможна остановка.
При проведении технического обслуживания и планового ремонта станка необходимо каждый раз безошибочно анализировать работу шариковинтового механизма. Для этого выявляют и измеряют «мертвый ход» привода всех механизмов (привода стола, каретки, суппорта, шпиндельной бабки и др.).
Суммарный «мертвый ход» является следствием накопления зазоров в механизмах привода (зубчатые и винтовые передачи, шпоночные и шлицевые соединения).
Суммарный «мертвый ход» отсчитывают по индикатору, установленному так, чтобы ось индикатора, проходящая вдоль измерительной иглы, совпадала с направлением предполагаемого перемещения конечного звена привода (стола, каретки, суппорта и др.). После установки индикатора подают определенное число импульсов (10—15) от пульта управления станка, затем переключают направление подачи на противоположное и после подачи аналогичного числа импульсов определяют величину, на которую стрелка индикатора не вернулась на нулевую отметку.
Суммарный «мертвый ход» регламентирован и должен соответствовать величине, указанной в руководстве по эксплуатации или в акте технической приемки — станка. Замер «мертвого хода» необходим для выявления целесообразности проведения регулировки передачи ВГК. Для регулировки передач осуществляют частичную разборку станка с целью доступа к нужному механизму.
Выборка зазора и регулировка натяга в паре ВГК поперечного перемещения суппорта (рис. 129) производится поворотом полу-гайки 4 относительно полугайки 2 с помощью шестерни 5 (на внутреннем венце 73 зуба, на наружном — 72).
Поворот шестерни 5 на один зуб относительно полугайки 4 приводит к осевому смещению на 1 мкм. Гайка защищена уплотнениями 6, поддерживаемыми крышкой и шестерней 5.
Регулировку натяга осуществлять в таком порядке:
- отвернуть винты и снять крышку 7;
- вывести шестерню 5 из зацепления с полугайкой 4 и корпусом 3;
- повернуть шестерню 5 относительно корпуса 3 и полугайки 4 на необходимое число зубьев и ввести в зацепление только с полугайкой 4;
- довернуть шестерню 5, а с ней и полугайку 4 до того момента, пока наружный венец шестерни 5 не будет иметь возможность войти в зацепление с венцом корпуса 3;
- после окончательной регулировки натяга надеть крышку 7 и притянуть винтами;
- проверить динамометром момент холостого хода, который должен быть 8 кгс/см.
Также Вам будет интересно:
chiefengineer.ru
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Содержание
1. Общие сведения о станках с ЧПУ
2. Конструктивные особенности станков с ЧПУ
3. Многоцелевые станки с ЧПУ
4. Оснастка и инструмент для многоцелевых станков с ЧПУ
5. Серия Mynx NM (Doosan)
6. Организация работы оператора многоцелевых станков с ЧПУ
7. Технологии обработки деталей на многоцелевых станках с ЧПУ
Список литературы
1. Общие сведения о станках с ЧПУ
Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления — устройство или совокупность, реализующих эти воздействия.
Числовое программное управление (ЧПУ) — это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств.
Системы ЧПУ практически вытесняют другие типы систем управления.
По технологическому назначению и функциональным возможностям системы ЧПУ подразделяют на четыре группы:
позиционные , в которых задают только координаты конечных точек положения исполнительных органов после выполнения ими определенных элементов рабочего цикла;
контурные, или непрерывные , управляющие движением исполнительного органа по заданной криволинейной траектории;
универсальные (комбинированные) , в которых осуществляется программирование как перемещений при позиционировании, так и движения исполнительных органов по траектории, а также смены инструментов и загрузки-выгрузки заготовок;
многоконтурные системы , обеспечивающие одновременное или последовательное управление функционированием ряда узлов и механизмов станка.
Примером применения систем ЧПУ первой группы являются сверлильные, расточные и координатно-расточные станки. Примером второй группы служат системы ЧПУ различных токарных, фрезерных и круглошлифовальных станков. К третьей группе относятся системы ЧПУ различных многоцелевых токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков.
К четвертой группе относятся бесцентровые круглошлифовальные станки, в которых от систем ЧПУ управляют различными механизмами: правки, подачи бабок и т.д. Существуют позиционные, контурные, комбинированные и многоконтурные (рис.ЧПУ.1, а) циклы управления.
mirznanii.com
Системы ЧПУ для станков: история, классификация
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.
О том, как избавиться от однообразной и монотонной работы, и поручить ее каким-либо «умным» механизмам, человечество задумалось давно. Задолго до появления кибернетики и электронно-вычислительных машин. Еще в начале XVIII века прообраз станка с ЧПУ создал изобретательный француз Жозеф Жаккар. Изготовленный им механизм ткацкого станка управлялся куском картона, в котором в нужных местах были сделаны отверстия. Чем не перфокарта с программой?
Немного истории
Однако современный этап истории станков с числовым программным управлением 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, которые существенно повысили производительность труда и точность выполнения станочных работ.
Уже тогда были отмечены бесспорные преимущества NC-системы числового управления станками: существенный прирост производительности труда и значительно более высокая точность обработки поверхностей. Но по-настоящему революционные изменения в области станков с ЧПУ состоялись, когда в качестве «умного» модуля, управляющего работой станков, были использованы специально разработанные микропроцессоры и микроконтроллеры. Технический термин «CNC», которым стали обозначать эти системы за рубежом, является аббревиатурой английских слов ComputerNumericalControl.
NC – это не Norton Commander
Изучая историю совершенствования «умных» станков, которые за рубежом когда-то обозначались аббревиатурой латинских букв «NC», студенты прошлых лет часто путали это понятие с популярной в те годы компьютерной программой-оболочкой. На самом деле сокращение NC произошло от английских слов NumericControl. Числовое управление было тогда весьма примитивным, и программа действий станка могла выглядеть как множество специальных штекеров, расположенных на контактном наборном поле.
Кстати, одна из первых советских транзисторных вычислительных машин для инженерных расчетов «Проминь», появившаяся в начале 60-х годов прошлого века, программировалась подобным образом. В то время управляющий модуль станка не мог должным образом реагировать на отклонения процесса обработки от расчетного, если такая ситуация происходила. Управляющие адаптивные микропроцессорные системы появились значительно позднее.
Со временем, по мере того, как совершенствовались электроника и вычислительная техника, в помощь новому поколению станков были приданы «думающие» управляющие модули на микропроцессорах и микроконтроллерах. Вот они-то и смогли обеспечить гибкое многовариантное управление процессом резания. И не только это. Такие системы получили более звучный титул «CNC», что по-английски звучит как ComputerNumericalControl. Наш термин ЧПУ оказался более универсальным, и его менять не пришлось.
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 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.
2.По возможностям и способу позиционирования:
● 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.
3. По наличию или отсутствию обратной связи в контуре управления:
● Разомкнутые – («открытого» типа). Перемещение исполнительных элементов производится по командам, содержащимся в программе. Информация о фактически достигнутых координатах отсутствует.
● Замкнутого типа (закрытые). В системах этого типа координаты положения исполнительных механизмов постоянно контролируется.
● Самонастраивающиеся («закрытые» повышенной точности). Более совершенная система, которая запоминает поступающие сведения о расхождении заданных и фактических координат исполнительного элемента, отрабатывает их, и корректирует новые команды с учетом изменившихся условий.
4.Поколение. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают системы 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.
Одной из самых важных характеристик, которая позволяет судить о производительности и технических возможностях станка и управляющей его работой системы, является количество «осей». Иначе говоря, — каналов взаимодействия с объектом, управляемых параметров. Однако в любом случает, независимо от того, микропроцессор какого уровня сложности и архитектуры установлен в данном управляющем контроллере, для его работы нужна предварительно подготовленная программа. В которой должны быть точно и последовательно описаны все действия механизмов станка, необходимые для изготовления или обработки требуемой детали.
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, 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.
Базовым управляющим кодом для подготовки программ стал набор команд, разработанный специалистами компании Electronic Industries Alliance в 60-е годы прошлого столетия. Это так называемый язык «G» и «M» кодов, который чаще называют просто G-кодом (G-code). Принятые в этом языке обозначения подготовительных и основных функций начинаются с латинской буквы «G», а обозначение дополнительных – технологических команд – с буквы «M».
«G»« и «M» коды в программах для станков с ЧПУ
По стандарту все команды, код которых начинается с буквы «G», предназначены для линейного или кругового передвижения рабочих органов станка, выполнения определенных последовательностей действий, функций управления инструментами, сменой параметров координат и базовой плоскости. Синтаксис команды обычно состоит из наименования G-кода, координат или адресов перемещений (X, Y, Z) и заданной скорости движения рабочего органа, обозначаемой буквой «F».
В команду может быть включен параметр, описывающий продолжительность паузы, так называемую выдержку – «P», указание о параметрах вращения шпинделя – «S», значение радиуса – «R», функцию коррекции инструмента – «D», а также параметры дуги «I», «J» и «K».
Например: G01 X0 Y0 Z110 F180; G02 X20 Y20 R5 F200; G04 P1000.
В первом примере код G01 обозначает «линейную интерполяцию» — прямолинейное перемещение с указанной скоростью (F) к заданной точке с координатами (X,Y,Z). Во втором примере указан код G02, который описывает дугообразное перемещение (круговая интерполяция). При этом код G02 соответствует перемещению в направлении вращения часовой стрелки, а его антипод G03 — против. В третьем примере содержится код команды, описывающий время задержки в миллисекундах.
Технологические команды, обозначаемые буквой «M», отвечают за включение или отключение определенных систем станка, смену инструмента, начало или окончание какой-либо специальной подпрограммы, другие вспомогательные действия.
Например: M3 S2000; M98 P101; M4 S2000 M8.
Здесь в первом примере указана команда о начале вращения шпинделя со скоростью «S». Во втором – распоряжение о вызове указанной подпрограммы «P». Третий пример описывает команду о включении основного охлаждения (M8) при вращении шпинделя со скоростью (S) в направлении против часовой стрелки (M4).
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.
● Составление и ввод программы на стойке ЧПУ. Пульт управления большинства современных систем управления содержит клавиатуру и дисплей, что позволяет программировать и просматривать виртуальную имитацию процесса обработки непосредственно на рабочем месте. Многие системы позволяют производить ввод программ в «фоновом» режиме, когда станок занят обработкой заданной детали.
● Использование возможностей CAD—CAM систем компьютеризированной подготовки производства. Специальное программное обеспечение позволяет создать трехмерную модель детали, рассчитать и подготовить программу для ее производства. А также виртуально «изготовить» требуемую деталь, используя реальные данные о кинематике конкретного станка. Этот метод позволяет создавать управляющие программы быстро и точно, практически исключить ошибки программирования и связанную с этим порчу заготовок. Особенно высока эффективность данного способа при создании УП для изготовления особо сложных деталей.
Структурно программа в G-кодах состоит из кадров. Так называют группы команд, которые предназначены для совершения какого-либо завершенного действия. Кадры могут состоять и из одной команды. Об окончании каждого «кадра» сообщает знак перевода строки (ПС/LF). Каждая программа начинается с пустого «кадра», который состоит их знака «%», а заканчивается кодами М02 или М30, обозначающими соответственно финиш программы или окончание имевшегося в памяти информационного блока.
Указанная структура и язык подготовки программ для оборудования с ЧПУ закреплены в международных стандартах RS2740, ISO-6983-1.82, а также ГОСТ СССР 20999-83. Отечественные профильные специалисты часто используют обозначение «ИСО-7 бит», которое закрепилось за программами в G-кодах еще со времен СССР. Программисты компаний, которые разрабатывают и производят станки с ЧПУ, при подготовке программного обеспечения обязаны придерживаться требований мировых стандартов.
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 на базе платформы Sinumerik 840D используются на самых ответственных 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, 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.
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.
Приятно отметить, что наряду с иностранными компаниями на рынке разработки и производства систем управления для станков с ЧПУ с 1998 года успешно работает российская компания «БАЛТ-СИСТЕМ». Специалисты считают, что при модернизации устаревшего оборудования выгоднее всего устанавливать системы от «Балт-Систем», так как они в несколько раз дешевле импортных, вполне надежны и функциональны. 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.
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!
kospas.ru
