Сколько датчиков в станках с чпу

Сколько датчиков в станках с чпу

Здесь будет рассказано о подключении и настройке в Mach3 датчиков для станка с ЧПУ. Наличие датчиков на станке позволяет:

1. не беспокоиться о выезде за пределы;
2. легко и однозначно определять машинный ноль;
3. легко восстанавливать рабочий ноль при сбоях, например при отключении электроэнергии;
4. легко определять рабочий ноль по оси Z.

1. Домов (HOME) и концевиков (LIMIT);
2. "E-Stop" — аварийной остановки;
3. "Z Probe" — определения нуля по оси Z.

Направления осей

Расположение осей отличается от общепринятого. Ноль оси Z расположен вверху, рабочие координаты — отрицательные.

Элемены

В качестве концевиков используются микропереключатели MSW-13 или аналогичные:

В качестве кнопки аварийной остановки "E-Stop" используется ANE-22 «Грибок» с фиксацией в корпусе поста КП101 для кнопок управления, 1 место, белый, IEK:

В качестве датчика нуля по оси Z – "Z Probe" используется закаленный диск из нержавеющей стали диаматром 40 и толщиной 6,85 мм. Второй провод с крокодилом устанавливается на фрезу.

Функциональная схема подключений

Датчики HOME ("дом") устанавливаются на все оси. Датчики LIMIT ("концевик") устанавливаются на оси X и Y. При принятии баз датчики HOME работают как дома; в рабочем режиме они работают как концевики. Вверху оси Z устанавливается датчик HOME, датчик LIMIT с противоположного конца (внизу) отсутствует.

Электрическую схему можно скачать внизу страницы.

Все датчики, кроме "Z Probe" работают на размыкание. Датчики HOMES и LIMITS объединяются в один логический сигнал по схеме "ИЛИ", т.е. соединяются в последовательную нормальнозамкнутую цепь.

Все соединения датчиков HOMES и LIMITS выполняются витыми парами. Раскладка проводников датчиков HOMES и LIMITS:

Настройка Mach3

1. Настройка Debonce Interval

В Mach3 программное подавление дребезга контактов датчиков настраивается в диалоге "General Logic Configuration", вызываемом из пункта "General Config" меню "Config". Здесь необходимо настроить количество тактов ядра Mach3, в течение которых неизменное состояние датчика принимается за его срабатывание.

Для частоты ядра Mach3 = 25 кГц, период = 40 мкс.

• Рассмотрим процесс поиска нуля по оси Z. Скорость при поиске нуля по Z примем = 100 мм/мин = 1,7 мм/сек. Чтобы не повредить инструмент (фрезу) при касании датчика, его ход после касания не должен превышать 0,01 мм. Тогда, за время хода = 0,01 мм система отработает 0,01/1,7/40,0E-6 = 147 тактов.
• Рассмотрим случай поиска дома. Скорость при поиске дома принимаем 20% от установленной максимальной (до 2000 мм/мин). Т.о. скорость = 400 мм/мин = 6,7 мм/сек. Концевики, в отличие от датчика "Z Probe" имеют пружинящий элемент, поэтому их ход может быть больше; примем его 0,05 мм. Тогда, за время хода = 0,05 мм система отработает 0,05/6,7/40,0E-6 = 186 тактов.
• Рассмотрим случай аварийного наезда на концевик с максимальной скоростью 2000 мм/мин = 33 мм/сек. Ход примем 0,2 мм. Тогда, за время хода = 0,2 мм система отработает 0,2/33/40,0E-6 = 151 такт.

Таким образом, устанавливаем значение "Debonce Interval" не более минимального из вычисленных:

2. Автонастройка входных пинов

Настроить пины входов датчиков можно вручную; автонастройка упрощает это процесс. Рассмотрим на примере пина для датчика "Z Probe". Выбираем пункт "Ports and Pins" меню "Config". В появившемся диалоге "Engine Configuration. Ports & Pins" выбираем вкладку "Input Signals".

Нажимаем кнопку "Auto Setup of Inputs":

Из выпадающего списка выбираем нужный сигнал, в данном случае "Probe Switch", нажимаем кнопку "AutoSet", и после этого замыкаем датчик "Z Probe" – в сером поле видим сообщение об успешном определении пина датчика и приглашение к определению следующих пинов. Таким образом определяем остальные пины. Для завершения нажимаем кнопку "OK" и возвращаемся в диалог "Engine Configuration. Ports & Pins", где можно наблюдать за произошедшими изменениями в колонках "Enabled", "Port #", "Pin Number" и "Active Low" (вверху показано для "E-Stop" и "Z Probe", ниже для HOMES и LIMITS).

3. Скрипт для "Z Probe"

Рабочий скрипт с комментариями:

4. Настройка скринсета для "Z Probe"

В рабочий скринсет необходимо добавить кнопку и поле для ввода толщины пластины датчика, аналогично как показано ниже:

Скачиваем со страницы дизайнер "Klaus’ MachScreen", устанавливаем, запускаем и открываем рабочий скринсет (например, "1024.set"). Сохраняем скринсет в папку Mach3 под новым именем. В главном окне дизайнера нажимаем кнопку "Toggle multiple / single selection", чтобы выбрать режим одиночного выделения . В выпадающем списке группы "Control" окна "MachScreen properties" выбираем "Button", нажимаем кнопку "Add" и щелаем ЛКМ примерно на том месте скринсета, где должна находится кнопка авто поиска нуля по оси Z: создается новая кнопка, которая сразу веделяется и отображаются ее свойства.

Размеры и положение созданной кнопки можно изменить в группе "Position". В строке "Text on ctrl" таблицы "Button" меняем "Text" на, например, "Auto Tool Zero". Щелкаем ЛКМ на строке "Execute Code", в появившемся диалоге выбираем "Basic Script":

В открывшемся диалоге "MachScreen Editor" вводим или открываем/вставляем ранее созданный текст скрипта:

Далее, выбираем пункт "use data and close" из меню "File" – окно закрывается и таблица "Button" в окне "MachScreen properties" принимает вид:

Теперь аналогичным образом добавляем поле для ввода толщины датчика – в выпадающем списке группы "Control" окна "MachScreen properties" выбираем "DRO", нажимаем кнопку "Add" и щелаем ЛКМ примерно на том месте скринсета, где должно находиться поле. В таблице "DRO" выбираем строку "Standart Code" и меняем значение на любое из диапазона 1000–2254, например 1151. В строке "Format" корректируем формат числа. Результат:

Сохраняем скринсет, закрываем редактор. Запускаем Mach3. Выбираем пункт "Load Screens" из меню "View" и загружаем отредактированный скринсет.

5. Настройка скриптов для кнопок в Mach3

При создании скринсета мы ввели требуемый скрипт для кнопки "Auto Tool Zero". Однако, скрипт может быть изменен без редактора скринсета следующим образом. Выбираем пункт "Edit Button Script" из меню "Operator". После этого, кнопки, скрипты которых возможно корректировать начнут мигать. Указываем кнопку "Auto Tool Zero" – появится редактор скрипта "Hidden Script.m1s". По завершению редактирования, закрываем редактор (сохранять скрипт в отдельный файл не требуется).

6. Настройка скрипта для кнопки "Ref All Home"

Проделаем вышеуказанные действия для кнопки "Ref All Home". Рабочий скрипт:

7. Дополнительные настройки

Выбираем пункт «Homing/Limits» из меню «Config»:

Значение в колонках "Soft Max" и "Soft Min" определяют программные ограничения перемещений осей. Устанавливаем в них значения примерно на 0,5-1 мм уже, чем при срабатывании концевиков. Значения "Slow Zone" определяют расстояние от программных ограничений, не доезжая которых сбрасывается скорость. Значение, указанное в колонке "Home Off" будет присвоено координате оси при операции поиска дома, если включено значение "Auto Zero". Значение "Home Neg" определет направление поиска дома: если при поиске дома ось едет в противоположном направлении – меняем значение "Home Neg". И, наконец, поле "Speed %" определяет скорость, с которой осуществляется подъезд к домам и в "Slow Zone".

Проверка датчиков

Первичная проверка на примере "Z Probe". Переходим на вкладку «Diagnostics», замыкаем/размыкаем датчик "Z Probe" и наблюдаем за сменой сигналов:

Проверка кнопки "E-Stop":

1. Нажимаем кнопку "Reset", чтобы ее мигание прекратилось;
2. Нажимаем кнопку "E-Stop" — в строке состояния появляется сообщение, кнопка "Reset" мигает;
3. Возвращаем кнопку "E-Stop" в начальное состояние, нажимаем кнопку "Reset" — ее мигание прекратилось.

Проверка датчика "Z Probe":

1. Нажимаем кнопку "Auto Tool Zero": через заданную паузу ось Z начнет движение вниз;
2. Замыкаем датчик "Z Probe" — движение прекращается, пауза, ось Z начнет движение вверх;
3. Ось Z останавливается — в DRO координаты Z наблюдаем значение = <толщина пластины>+ RETRACT_HEIGHT = 11,85.

Проверка датчиков домов и концевиков:

1. С помощью ручных перемещений запускаем движение оси X;
2. Нажимаем на датчик HOME или LIMIT — движение прекращается, в строке состояния появляется сообщение, кнопка "Reset" начинает мигать;
3. Проверяем включение "Auto LimitOverRide" на вкладке "Settings". Нажимаем кнопку "Reset" и "съезжаем" с концевика — отпускаем нажатый датчик.
4. Аналогично проверяем срабатывание остальных датчиков.

К статье прилагаются файлы:

в формате PDF

Внимание! Запрещается воспроизведение данной статьи или ее части без согласования с автором. Если вы желаете разместить эту статью на своем сайте или издать в печатном виде, свяжитесь с автором.
Автор статьи: Вершинин И.В.

Классификация систем и устройств ЧПУ

Автоматизация производства в значительной степени расширила возможности промышленности. Автоматические устройства и система ЧПУ не только позволяют выполнять рутинную и циклическую работу без участия человека, но и значительно повышать скорость, точность и возможности исполняемых действий.

Основой любого производственного процесса является устройство ЧПУ. В промышленности большую часть функций выполняют станки. Устройство ЧПУ в них – основа производства. Наряду с автоматическими конвейерными лентами и промышленными лентами современные системы ЧПУ для станков вывели производство на качественно новый уровень.

Принцип работы ЧПУ

Числовое программное управление требует специальную программу, которая составляется для станка один раз на изготовление каждого вида деталей, после чего устройство ЧПУ способно в автоматическом порядке обрабатывать заготовки до необходимого состояния.

Металлообрабатывающий станок с такой системой состоит из следующих частей:

• подсистема управления;
• исполнительный механизм;
• подсистема обратной связи.

Конструкция системы зависит от размеров станины, на которой размещаются все остальные детали.

Подсистема управления

Мозгом станков с ЧПУ является микроконтроллер. Этот вид оборудования выступает основой системы контроля. Основные органы управления получают данные благодаря управляющей программе, после чего передает команды на исполнительные механизмы.

Кроме микроконтроллера или процессора в операционную систему управления входят передаточные устройства и человеко-машинный интерфейс. На схемах эти подсистемы представляются в виде стоек числового управления, иногда они объединяются в группу.

Подсистемы управления делятся на две категории:

• первый вид – открытые;
• второй вид – закрытые.

Открытые

При управлении открытых программных средств используется более интерактивный человеко-машинный интерфейс. Программирование таких систем можно осуществлять непосредственно через компьютер. В них же применяется 3D моделирование. Довольно часто программирование алгоритмов управления стойками можно производить при помощи языков высокоуровневого прикладного программирования, после чего переформатировать код в автоматическом режиме на язык, являющийся понятным контроллеру. Основным признаком таких систем является высокий уровень удобства, а также универсальность начинки и легкость ремонта, взаимозаменяемость многих деталей. Управляющая стойка обеспечивает корректировку программы и описания станка.

Но такая универсальность бывает чревата плохой совместимостью деталей между собой, или программного кода с операционной системой.

Поэтому иногда станки с открытым интерфейсом дают сбои или плохо приспособлены для длительной работы высокой сложности. Когда программируется контурное или другое устройство ЧПУ, важную роль играет именно человеческий фактор.

Закрытые

Системы закрытого типа обычно уже имеют ряд написанных программ. Эти программы иногда бывают заданы аппаратно, и для перепрошивки такого агрегата понадобится полностью разбирать корпус, и заменять детали. Программирование системы ЧПУ замкнутого типа ограничивается комбинированием команд на встроенном языке в человеко-машинном интерфейсе. Некоторые закрытые системы имеют встроенные на аппаратном уровне управляющие воздействия. Такие системы специально разработана для создания одного или нескольких типов деталей. Реже в комплекте к машине поставляется программа для ПК, позволяющая писать управляющий код на встроенном языке для компьютера.

Производители оборудования почти никогда не раскрывают архитектуру закрытых систем. При выходе из строя управляющего механизма придется обращаться в компанию-производитель. Определить поломку можно по характерным признакам. Однако благодаря тому, что все части замкнутой ЧПУ проходят множественные проверки на совместимость агрегатов, описанное оборудование отличается высокой степенью надежности и редко выходит из строя. Неоспоримым преимуществом данного типа управления является высокая надежность.

Недостатками до недавнего времени были некая ограниченность и неудобство управления. Особенностью современных систем замкнутого типа выступает обладание встроенным числовым программным обеспечением и удобным человеко-машинным интерфейсом. Они позволяют непосредственно на станке осуществить разработку программы, а также провести 3D моделирование всего процесса, чтобы исключить ошибки.

Существенными недостатками были и остаются высокая цена приобретения и обслуживания, а также сложность обслуживания в связи с тем, что управляющая часть и структура засекречены.

Устройство станков ЧПУ. Основные части и системы обеспечения станков ЧПУ

Вся конструкция станка ЧПУ (обрабатывающего центра ЧПУ) предназначенного для обработки фасадов МДФ или других древесных материалов (дерева, ДСП, ХДФ и пр.) состоит из различных узлов, механизмов и агрегатов, задача которых заключается в выполнении положенной на них определенной функции. В зависимости от модификации станка ЧПУ, возможно наличие дополнительных узлов и агрегатов, обеспечивающих разностороннюю гамму обработок деталей, облегчающих работу оператора и создающих безопасные условия для людей, оборудования и заготовок изделий.

Станок (обрабатывающий центр) ЧПУ состоит из станины, из группы устройств, которые обеспечивают позиционирование и блокировку обрабатываемой деталей (рабочий стол), а также из главного шпинделя и оперативного блока, предназначенных для обработки детали фрезеровальными, сверлильными, пильными, шлифовальными инструментами.

Станина

Станина – это несущая конструкция станка ЧПУ. Она обеспечивает жесткое и устойчивое положение станка, а также расположенных на ней механизмов, узлов, агрегатов и прочего оборудования. Главными конструктивными особенностями станины для ЧПУ являются прочность, устойчивость к деформациям и способность поглощать вибрации.

В традиционном варианте фрезерно-гравировального станка ЧПУ на направляющие, закрепленные на станине, устанавливается П-образная консоль (портал), которая, посредством передачи шестерня-рейка, перемещается вдоль оси Y. В свою очередь, П-образная консоль также имеет направляющие, по которым вдоль оси X движется шпиндельная площадка. По направляющим же шпиндельной площадки, вдоль оси Z, как правило, при помощи шарико-винтовой передачи (ШВП), перемещается главный шпиндель или оперативный блок станка ЧПУ. Таким образом, действующий инструмент способен перемещаться вдоль любой координатной оси X,Y,Z.

Рабочий стол станка ЧПУ

Рабочий стол – это группа деталей, необходимых для позиционирования и фиксации обрабатываемой заготовки. В зависимости от конструкции станка ЧПУ и набора опций, предусмотрены разные типологии рабочих столов.

Для обработки заготовок фасадов МДФ оптимальным вариантом будет подбор рабочего стола, со способом блокировки больших и плоских деталей, которые можно легко зафиксировать вакуумной системой. К таким столам относятся вакуумные решетчатые столы с уплотнительным шнуром, а так же консольные рабочие столы с системой вакуумных присосок и зажимов.

Матричные (решетчатые) столы

Изготавливаются, как правило, из специального композитного материала на основе фенольных смол и синтетических волокон. Имеют монолитную прямоугольную форму с периодически расположенными отверстиями для подвода вакуума, и пазы (в форме решетки), в которые вкладываются специальные уплотнительные шнуры для обеспечения вакуумом области в форме и в размере закрепляемой детали.

Обычно рабочая поверхность станка ЧПУ состоит из нескольких матричных рабочих столов, разделенных Т-образными пазами. С одной стороны, подключение оптимального количества рабочих столов к вакуумной системе обеспечивает наилучшую блокировку заготовки на станке ЧПУ; с другой, Т-образные пазы позволяют закрепить деталь без использования вакуума, с помощью механических зажимов (струбцин).

Консольные столы с системой вакуумных присосок и зажимов

Подобными конструкциями чаще всего оснащаются обрабатывающие центры с ЧПУ. Рабочий стол представляет собой поперечную подвижную консоль, расположенную на станине, оснащенную свободно позиционируемыми и взаимозаменяемыми присосками и зажимами. Он позволяет быстро фиксировать детали любой формы и размера и сильно сокращать время оснащения. Чтобы зафиксировать заготовку в сетке координат станка ЧПУ, достаточно передвинуть подвижную консоль и присоску на ней на соответствующую позицию. При этом, подбором размера присосов и их поворотом, можно настроить процесс обработки заготовки не нанося ущерб устройствам фиксации.

Кроме того, когда необходимо заблокировать небольшие детали или детали, не позволяющие произвести прочную блокировку при помощи одних присосок, есть возможность заменить обычные присоски на наиболее подходящие быстросъемные зажимы.

Система упоров станка ЧПУ

Для быстрого и точного позиционирования деталей на рабочих столах станка ЧПУ или обрабатывающего центра ЧПУ пользуются разными системами упоров. Стандартная система передних и боковых упоров представляет собой вертикальные стержни, которые используются как точки отсчета в системе координат станка ЧПУ. Несколько боковых или передних упоров образуют линию упоров, что позволяет позиционировать прямоугольную деталь строго под прямым углом.

Оперативный блок

Оперативный блок – это группа оперативных узлов и дополнительных устройств, обеспечивающих различные типы обработки деталей, удаление стружки и пыли из-под работающего инструмента, защиту оператора и оборудования от выброса обрезков деталей и осколков инструмента.

Фрезерно-гравировальные станки ЧПУ с минимальной комплектацией оснащаются мощным электрошпинделем с ручной системой смены инструмента и аспирационным кожухом. В опции более дорогих станков могут включаться шпиндели с зажимами для быстрой смены инструмента во время цикла обработки, агрегаты для присадки и фрезерования горизонтальных отверстий и выемок, а также поворотные агрегаты для обработки заготовок по 2-м или 5-ти координатным осям.

Обрабатывающие центры ЧПУ в арсенале оперативного блока имеют также сверлильно-присадочную группу, позволяющую делать вертикальные и горизонтальные отверстия. Также на блок группы может устанавливаться головка для циркулярной пилы для выполнения пазования или распила.

Кроме того, оперативный блок станков ЧПУ и обрабатывающих центров ЧПУ может быть оснащен дополнительным щитком дефлектора стружки, измерительным щупом, лазерным проектором, устройством прижима заготовки и другими опциями.

Блок управления ЧПУ. Пульт управления

Блок управления позволяет контролировать основные функции станка. Как правило, блок управления монтируется на электрическом шкафе станка ЧПУ, в котором располагаются инвертер шпинделя, контроллеры сервоприводов и прочие электрокомпоненты органов управления станка ЧПУ, а также система принудительного охлаждения, позволяющая электрическим компонентам работать в нормальном режиме, даже в условиях повышенных температур.

Ведущие производители станков ЧПУ и обрабатывающих центров ЧПУ предусматривают установку в электрическом шкафу системного блока ПК и монитора, что дает возможность создавать и редактировать сложные управляющие программы непосредственно у станка.

Переносной пульт управления, предназначен для ручного управления станком в оперативном режиме. Кроме кнопочной панели, он имеет поворотные рукоятки регулирования скорости движения оперативного блока и скорости вращения главного шпинделя. Это значительно облегчает работу оператора во время настройки и калибровки станка ЧПУ, а также снижает опасность повреждения оборудования в процессе обработки.

Устройства смены инструмента ЧПУ

Станки ЧПУ и обрабатывающие центры ЧПУ, оснащенные шпинделями с зажимами для быстрой смены инструментов, дополнительно оборудуются магазинами инструментов. Они содержат необходимые для обработки инструменты и агрегаты, которые автоматически захватываются и устанавливаются в главный шпиндель станка ЧПУ. Магазины инструментов разделяются на несколько типов:

• Гребенчатого типа. Стационарно располагается на станине станка ЧПУ. Может содержать до 10-12 инструментов.
• Револьверного типа. Как правило, располагается на подвижной консоли оперативного блока. Имеет до 12-16 позиций.
• Цепного типа. Этот магазин может удерживать одновременно более 20 инструментов.

Также, станок ЧПУ может быть оснащен одиночным кронштейном для фиксации быстросъемного патрона, также предназначенным для автоматической установки и снятия инструмента в главном шпинделе. Однако вкладывают и забирают оттуда инструмент вручную.

Система подачи сжатого воздуха станка ЧПУ

Сжатый воздух необходим для работы множества систем и механизмов станка ЧПУ (обрабатывающего центра ЧПУ), в том числе для функций:

• Обдува работающего инструмента;
• Поднятия и опускания линий упоров;
• Фиксации деталей пневматическими зажимами;
• Работы клапанов подачи вакуума;
• Активации защитных и аспирационных кожухов;
• Работы оперативного блока, в том числе сверлильной группы;
• Работы магазинов инструмента и т.д.

Для подачи сжатого воздуха требуемого качества используется пневмоблок, который регулирует давление в станке, очищает его от пыли и влаги, а также осуществляет дозированную подачу смазки в пневмосистему станка ЧПУ.

Вакуумная система станка ЧПУ

Для эффективной работы станка ЧПУ при производстве фасадов МДФ необходим вакуум. Основная задача вакуумной системы – это надежная фиксация заготовки на рабочем столе станка ЧПУ, в том числе с использованием присосок и зажимов.

Несмотря на разнообразие типов вакуумных насосов, наибольшую популярность в деревообрабатывающей отрасли завоевали пластинчато-роторные безмасляные насосы. Они отличаются высокой производительностью, надежной непрерывной работой в течение смены, длительным межсервисным периодом.

Устройства безопасности. Системы сигнализации станка ЧПУ

Устройства безопасности и системы сигнализации предназначены для защиты здоровья обслуживающего персонала станка ЧПУ, безаварийной работы оборудования, а также защиты от повреждений обрабатываемых заготовок. Можно выделить три основных системы обеспечения безопасности на станках и обрабатывающих центрах ЧПУ:

1. Активная система безопасности. Сюда следует отнести:

• Кнопки аварийной остановки;
• Аварийный трос;
• Контактный коврик;
• Фотореле.

1. Пассивная система безопасности:

• Защитные ограждения рабочей зоны;
• Защитные двери;
• Защитные кожухи оперативного блока и главного шпинделя;
• Обшивки станков и смотровые окна.

1. Программная защита, в том числе:

• Защита ПО;
• Защита от сбоев в других системах обеспечения (подачи электроэнергии, воздуха, вакуума);
• Защита от ошибок оператора.

К системам сигнализации можно отнести специальные сигнальные знаки безопасности, прикрепленные к станку на опасных участках.

Дополнительные опции к станкам и обрабатывающим центрам ЧПУ

• Датчик измерения и калибровки длины инструмента. Осуществляет автоматический поиск нулевой точки поверхности рабочего стола по оси Z и рассчитывает длину инструмента.
• Лазерный проектор. Помогает позиционировать заготовку или присоски по проецированным линиям или перекрестиям.
• Сканер штрих кодов. Производит поиск необходимой программы в памяти компьютера по считанному штрих коду.
• Транспортер для удаления опилок, стружки и мелких обрезков.
• Специализированное программное обеспечение.

Подсистема обратной связи

Эта часть станка с ЧПУ представляет собой группу датчиков. Основными из них являются датчики:

• температуры;
• давления;
• положения.

Эта структурная особенность отличает станок с ЧПУ от оборудования с циклическим управлением. Большую роль в составлении программы имеет операционная система и ее принцип работы. Наличие обратной связи повысила надежность и точность оборудования. Без него невозможно выполнение функции самоочистки рабочих механизмов и работа, исполняемая приводом серводвигателя. Качественная и разветвленная функциональная система обратной связи отличает дорогостоящий токарный станок с большими возможностями менее дорогого и более простого оборудования.

Конструкция

Чтобы понять, как работать на станке с ЧПУ, необходимо предварительно разобраться в его конструкции. Отдельные модели фрезерных и токарных станков имеют незначительные отличия, но базовые элементы идентичны.

Стандартная конструкция агрегата включает наличие:

• станины;
• коробки подач;
• передней шпиндельной бабки;
• задней бабки;
• стержневого механизма;
• суппорта.

Станина представляет собой основу оборудования – к ней крепятся другие комплектующие. Коробка подач отвечает за передачу движений, которые осуществляет шпиндель. Передаваемые движения принимаются суппортом. Передняя шпиндельная бабка состоит из:

• коробки скоростей;
• шпинделя;
• крепежных элементов для фиксации и вращения заготовки.

Задняя бабка предназначена для закрепления заготовки с противоположной стороны, когда выполняется обработка на станках с ЧПУ центральной части. В качестве стержневого механизма могут выступать различные инструменты, такие как развертка или сверло. Именно этот элемент отвечает за центральную обработку заготовки. Он неразрывно связан с задней бабкой. От суппорта зависит надежность фиксации режущего инструмента и траектории его движения.

Работая с современным оборудованием, следует знать и дополнительных комплектующих. Конструкция станков может быть дополнительно оснащена:

• вакуумным столом;
• улавливателем стружки;
• системой охлаждения фрезы.

Также для удаленного контроля агрегатом иногда могут использовать переносной пульт. По этому принципу работают в основном в узкоспециализированном производстве.

Принцип работы программного обеспечения

Если мозгом ЧПУ принято считать управляющий модуль, то написанная программа – это принцип его работы. Создание программы заключается в задании координат движения рабочего механизма, скорости вращения и времени смены применяемых рабочих инструментов. При этом программист задает координаты в трех осях. Это может делаться по абсолютному или относительному принципу. В первом случае при составлении программы необходимо каждый раз задавать точку, во втором – величину движения и направление. О типе программного обеспечения и связи управляющих узлов со стойкой расскажет функциональная схема устройства.

Исполнение основной программы происходит одним из трех способов в зависимости от устройства системы управления. Классификация систем выглядит следующим образом:

• разомкнутым или однопоточным;
• замкнутым или двупоточным;
• адаптивным.

Классификационным способом определяется, какая система необходима. В первом случае программа считывается полностью перед выполнением, после чего происходит ее отправка на исполнительный механизм. Системы применяются в основном для простых операций и абсолютно не подходят для станков с серводвигателями. Программа разомкнутых контурных систем довольно часто применяется на токарных станках, не требующих высокой точности.

При замкнутой системе, являющейся частым условием в ходе обработки, программа отсылается на исполнительный механизм по ходу прочтения. При этом обратная связь сообщает ошибку перемещения, а СПУ определяет, какие корректирующие воздействия необходимо отправить в реальном времени. Практически все контурные системы ЧПУ отличаются замкнутой системой.

Адаптивные системы оснащаются двойной обратной связью. Она учитывает не только ошибку перемещения, но и температуру, загрязнение, износ инструмента и другие параметры для более эффективного управления станком. Адаптивные системы позволяют устройству получать посредством обратной связи полные условия резанья и составлять максимально точное корректирующее воздействие. Это нашло широкое применение в металлообрабатывающих станках, большом количестве электромеханических и многофункциональных станков.

Особенности работы

Принцип работы фрезерного станка основывается на взаимодействии всех комплектующих. Знание связи между рабочими элементами помогает разобраться, как работать на фрезерном станке.

Задняя бабка имеет специальное место, в которое устанавливается рабочий механизм. Затем при помощи направляющих она размещается рядом с заготовкой на расстоянии, необходимом для ее фрезерования. Между задней и передней бабкой находится суппорт. После включения фрезерного станка с ЧПУ с его помощью будут выполняться продольные движения по заготовке.

Фреза выбирается в зависимости от того, из какого материала состоит обрабатываемая деталь, и какой результат нужно получить. Например, дерево обычно не требует применения жестких фрез.

Некоторые резцовые головки способны разместить четыре резца. Четырехкоординатный станок используется повышения качества и скорости обработки. Фрезерный станок с ЧПУ работает от электродвигателя, конструкция которого включает плотные приводной ремень. Он обеспечивает крепление ступенчатого шкива с мотором.

Чтобы фрезерование на ЧПУ станке выполнялась на высоком уровне, необходимо периодически проверять, насколько хорошо натянут ремень.

Работа оператора

Станки работают под контролем оператора. Он отвечает за:

• смену и закрепление заготовок;
• установку фрезы нужного типа;
• запуск управляющей программы;
• включение станка;
• контроль за работой оборудования.

Классификация станков с ЧПУ

Основа строения одинакова для всех видов станков, управляемых системами ЧПУ. Кроме точности исполнения они поддаются классификации по виду выполняемой работы. Станки, имеющие систему ЧПУ, плотно вошли в промышленность и изготавливают детали при помощи различных способов обработки. К ним относят: