Станки с ЧПУ

Базовые концепции Числового Программного Управления (ЧПУ)
Специалист, предполагающий использовать все преимущества ЧПУ, обязан, прежде всего, изучить его, причем одновременно с двух точек зрения: сначала с позиции программиста и с позиции оператора-станочника.

Практика традиционной металлообработки — ключ к успеху в понимании станков с ЧПУ

Первой задачей любого человека, овладевающего технологией обработки металлов при помощи ЧПУ, является изучение основ традиционной механической обработки металлов. Попытка изучить новое оборудование без совокупности знаний об общих принципах металлообработки сравнима с изучением управления самолетом без знаний об основах аэродинамики.

Основными понятиями при работе со станками с ЧПУ являются: предварительное и чистовое точение, нарезание резьбы и т.п.

С точки зрения программиста изучение любого станка с ЧПУ необходимо начинать с изучения четырех основных моментов:

основные компоненты станка,
движение инструмента или стола во всех допустимых направлениях (осях),
вспомогательные элементы станка,
тонкости программирования каждой из функции станка.

Компоненты станка

Знание конструкции станка помогает четко осознать пределы возможных операций на данном станке для наиболее эффективного его применения.

Информация, поясняющая конструкцию станка, обычно приводится в сопроводительной документации на станок. Там же можно найти ответы на большинство вопросов о характеристиках станка и о его конструкции. Например:

— Каковы максимальные обороты шпинделя станка?

— Сколько диапазонов скоростей имеет шпиндель?

— Сколь велика мощность приводного электродвигателя для каждой из осей?

— Каково максимальное расстояние перемещения инструмента или стола вдоль каждой оси?

— Сколько инструментов может поместиться в инструментальной головке (транспортере)?

— Какова наибольшая скорость ускоренного перемещения?

— Какова наибольшая скорость резания?

Чем больше известно о характеристиках и конструкции станка с ЧПУ, тем легче будет процесс управления этим оборудованием в будущем.

Направления для движения (оси)

Каждой оси соответствует символ адреса, под которым выдается движение в управляющую программу. Обычно для этих целей применяют символы X, Y, Z, U, V и W для линейных осей, а также A, B и C — для осей вращения..

Например, строка Х3.5 в NC-программе означает перемещение вдоль оси Х на 3.5 дюйма от начала системы координат (предполагаем абсолютную систему кодирования перемещений).

Круговое движение требует дополнительного адреса (обычно A, B, или C) и двух адресов для конечной точки. Дополнительный адрес имеет числовое значение, причем не в дюймах или миллиметрах, а в градусах. Так например, строка B45 в NC-программе означает вращение на 45 градусов относительно нуля программы вокруг оси В.

Точка отсчета для каждой из осей

Каждый станок с ЧПУ имеет начальную точку для каждой из возможных осей перемещения инструмента или стола. Эту точку называют по-разному: нулевая позиция, ноль системы координат, начальная позиция. Числовое программное управление требует перемещения в начальную точку по каждой из осей станка как часть процедуры наладки станка. Этим достигается синхронизация начального физического расположения инструмента и начальных нулевых значений сумматоров системы с ЧПУ.

Безусловно то, что начальные позиции по каждой из осей весьма различаются от станка к станку. Вы должны внимательно изучить инструкцию по программированию вашего станка для правильного понимания расположения начальных позиций по каждой из осей .

Вспомогательные элементы станка

К числу дополнительных элементов станка относятся: измерители длины рабочей части инструмента, устройства смены паллет и многое другое. Список дополнительного оборудования непрерывно пополняется.

В ряде случаев дополнительные узлы могут быть изготовлены производителем станка, а в других — сторонними организациями.

Язык программирования системы ЧПУ

У любого станка с ЧПУ есть определенный набор функций, которые могут быть перепрограммированы. Часто недорогое оборудование допускает только ручное управление большинством своих функций. Например, многие фрезерные станки позволяют запрограммировать только движение инструмента. А такие функции, как направление и скорость вращения шпинделя, подача охлаждения или смена инструмента могут быть произведены оператором только вручную.

С другой стороны более дорогое оборудование допускает программное управление большинством своих функций, а задача оператора сводится к загрузке заготовки и съеме готовой детали. В этом случае после запуска обработки оператор полностью свободен для выполнения других функций.

Ниже приведен список наиболее часто используемых функций вместе с соответствующими адресами:

Управление шпинделем. Слово с адресом «S» используется для задания скорости вращения шпинделя (число оборотов в минуту). Кроме того, применяется одна из вспомогательных функций: M03 задает вращение шпинделя по часовой стрелке; M04 определяет вращение шпинделя против часовой стрелки; наконец M05 выключает двигатель, вращающий шпиндель. Обратите внимание на особенность токарных центров — функцию постоянной скорости резания, которая определяет скорость вращения шпинделя так, чтобы обеспечить постоянный съем точного количества металла за минуту.
Устройство автоматической смены инструмента (Обрабатывающие Центры). Слово с адресом «Т» сообщает системе с ЧПУ о номере инструмента, который должен быть использован далее. В большинстве случаев именно вспомогательная функция М06 сообщает о необходимости сделать физическую смену инструмента.
Устройство автоматической смены инструмента (Токарные центры). В большинстве случаев используется адрес «Т» и четыре цифры. Первые две цифры определяют номер турели, а последние — номер позиции с нужным инструментом на турели.
Управление охлаждением. Вспомогательная функция M08 используется для включения подачи охлаждающей жидкости. В ряде случаев доступна функция M07 для включения подачи хладагента в виде тумана. Функция M09 выключает подачу охлаждающей жидкости.
Устройство для автоматической смены паллет. Вспомогательная функция M60 обычно используется для того, чтобы заменить паллету.