Как программируют станки на заводах

Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ: Полная инструкция

На фрезерном станке производят изделия из металла, оргстекла, пластика, древесины и многих других.
На фрезере возможна, как поперечная резка, так и создание сложных криволинейных рисунков на поверхности материала.

Не важно, хотите вы гравировать огромные памятники из камня или изготавливать небольшие шкатулки из фанеры – для любой задачи найдётся подходящий фрезерный станок с ЧПУ.

В этой статье мы расскажем о том, как выбрать такой станок и на что обратить внимание.

В первую очередь нужно отталкиваться от задач: какие изделия вы будете изготавливать на фрезерном станке? Каков объём вашего производства — штучное или потоковое? С каким материалом вы планируете работать? От ответов на эти вопросы зависят многие характеристики станка.

Что такое станки с ЧПУ

Чтобы понять, что такое станок с ЧПУ, нужно сначала понять, что такое обычный станок, например токарный. У тебя есть некая металлическая заготовка, например цилиндр. Ты закрепляешь его на станке. Место закрепления начинает вращаться (это место называют шпинделем), вместе с ним вращается закреплённая заготовка, а токарь с помощью специального резца может вырезать из заготовки деталь нужного размера и формы. Пока что всё вручную.

Теперь берём этот же станок, но делаем так, чтобы резцы ездили сами в разных плоскостях. Вешаем всевозможные датчики — скорости вращения, температуры и нажима. И делаем так, чтобы деталь вытачивал не токарь, а сам станок.

Чтобы управлять таким автоматическим станком, нужен некий управляющий модуль — который заставит заготовку вращаться, а резцы ездить в нужные стороны. Вот этот блок и называют блоком ЧПУ — числового программного управления.

Каждый блок ЧПУ соединён со всеми основными частями станка, чтобы ими можно было управлять или контролировать их состояние. Например, в токарном станке ЧПУ будет следить:

• за скоростью вращения заготовки,
• направлением вращения,
• положением резцов,
• температурой режущей кромки,
• температурой детали,
• силой нажима резца на деталь,
• перемещениями резцов и направляющих.

Блоки ЧПУ нужны для того, чтобы автоматизировать работу станка. Ты программируешь, что куда должно ездить и как вращаться, а станок это исполняет.

Re: Компьютер для фрезера с ЧПУ.

-ALS- » 20 янв 2016 23:50

Косяк такой компоновки — затерянный в недрах корпуса интерфейсный разъем, к которому просто взять и подключить LPT-кабель уже не получится.

Поэтому из старого принтерного кабеля сделал короткий переходник

Сзади смотрится не очень, может, со временем найду или сделаю для него какой-то угловой корпус

Сложности в использовании Mаch3

Перед началом установки Mach3 следует изучить не только подробную инструкцию на 106 страницах, но и отзывы пользователей программы. В Рунете достаточно форумов (например, на сайте cnc-club), где обсуждают сложности в работе программы и возможные решения различных ситуаций.

Среди особенностей Mach3, с которыми столкнулись пользователи:

• Сбои, обусловленные использованием LPT-порта;
• Отклонение от траектории во время движения;
• Возможное снижение скорости при прохождении дуги.

Очевидно, что для каждого выявленного пользователями случая существует определенный алгоритм устранения проблемы. То есть, надо иметь в виду, что проблемы при использовании программы случаются, но они и их решение, как правило, подробно разобраны сообществом.

Способы решения проблем

Одной из основных проблем подключения ЧПУ станков через LPT является использование неподходящих программ. Если программное несовместимо с портом, то его нельзя будет использовать, даже если он обратится к драйверам.

В списке совместимых программ находятся:

В перечисленных программах управление рассчитано под интерфейс LPT.

Еще одна проблема заключается в работе схемы порта. Она функционирует через:

• USB-разъем компьютера;
• отдельный блок;
• стабилизатора станка.

Если один из вариантов откажет, исправная эксплуатация схемы будет нарушена. Могут возникнуть перебои в работе, или же система перестанет функционировать. Чтобы правильно подключить инструмент к компьютерному устройству, следует руководствоваться стандартами RS-232. С их помощью можно произвести отдельную настройку коммуникационной программы и характеристик числового программного управления.

Система ЧПУ должна находиться в режиме передачи-приема команд. В противном случае оборудование может не работать, поскольку передача данных будет нарушена. На приборах заводского производства имеется инструкция по настройке агрегата.

Следующая проблема может возникать при сложной обработке. Сложная обработка предполагает большие объемы передачи управляющей программы, с которым память системы ЧПУ справиться не может. Для решения этой проблемы потребуется использование системы DNC. Она повышает технологические возможности устройства, и позволяет выполнять обработку заготовок с различными формами.

На современных агрегатах предусмотрено использование локальных сетей. Они являются более быстрым и удобным способом передачи необходимых данных. В этом случае для управления потребуется подключение к интернету.

Как подключить ЧПУ к компьютеру

Сегодня подключить станок с ЧПУ несложно. Для этого достаточно воспользоваться специальным редактором. Полноценные управляющие программы сохраняются и передаются в файлах. При подключении компьютера к ЧПУ используется специализированное программное обеспечение. Необходимо синхронизировать коммуникационную программу со станком.

После того как на компьютер будет установлена коммуникационная программа, систему ЧПУ станка необходимо переключить в режим передачи/приёма данных. Обычно в документации к станку указана вся необходимая информация об индивидуальных особенностях настройки. Также в документах описывается подробный ход действий при подключении выбранного устройства (схемы у разных ЧПУ могут отличаться).

Современные ЧПУ станки могут быть даже подключены при помощи локальных сетей, что обеспечивает более быструю и удобную работу. Кроме этого отдельные модели можно дистанционно обследовать через интернет.

↑ Способ №2

Этот способ можно применить только в случае, если у вас основа станка, рама, изготовлена ровно с прямыми углами и также абсолютно ровная в горизонтальной плоскости. Отводим портал в крайнее положение, к стороне C-D, передвигаем шпиндель в точку С и рулеткой измеряем расстояние от кончика фрезы до рамы. Передвигаем шпиндель в точку D и снова измеряем расстояние от фрезы до рамы. В идеале оно должно быть одинаковым.

Теперь, когда станок выровнен во всех направлениях, можно устанавливать ходовые винты и приступать к настройкам передвижения портала, которые производятся в программе управления станком. В ней зададим параметры вашего ходового винта. Первое, что нужно сделать – определить шаг резьбы вашего ходового винта. Если вы используете строительную шпильку или другой вас со стандартной метрической резьбой в качестве ходового винта – вот небольшая таблица с резьбой М6-М22. Если же вы являетесь счастливым обладателем ШВП – сами должны знать.

Итак. Шаг резьбы мы знаем. Теперь нужно вычислить сколько оборотов нужно совершить двигателю, чтобы продвинуть одну из осей на единицу длины, которая составляет 1 мм. Для этого единицу (1) нужно разделить на шаг винта.

Пример для винта М12: 1/1,75=0,57142857. Не нужно округлять до десятых или сотых, чем точнее, тем лучше. Теперь идем в Motor Tuning и разберемся, что нужно вписать в поле Steps Per вместо того, что там уже имеется. Для этого полученное ранее значение 0,57142857 умножить на количество шагов за полный оборот двигателя (200 или 400, зависит от режима Шаг или Полушаг). То есть 0,57142857×400=228,571428 для полушага, и соответственно 114,285714 в режиме шаг. Напоминаю, что это значение действительно только для резьбы М12. Для другой выполняйте соответствующие вычисления.
Я мог бы внести дополнительную колонку с результатами в таблицу, но как мне кажется, когда сам что-то делаешь и понимаешь для чего это нужно, будет гораздо лучше, чем тупо взять готовый результат.

Принцип программирования

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

• память – постоянная и оперативная;
• шкаф, оснащенный операторским пультом;
• дисплей, на котором показываются результаты;
• контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.

Все вместе они обеспечивают правильное выполнение команд, каждую из которых необходимо корректно составить. Сделать это можно одним из трех способов:

1. Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.
2. С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.
3. С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

• Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.
• Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).
• Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

10 вещей, которые пригодятся новичкам в работе с ЧПУ

Новичкам пригодятся следующие советы:

1. Приобретите качественные фрезы от надежных производителей. В идеале пусть это будет твердосплав. Но при ограниченном бюджете можно сначала обойтись быстрорежущей сталью. Для новичков оптимальные размеры фрез таковы: 4 мм, 6 мм, 13 мм. Для стали подойдут 4-заходные фрезы, для алюминия — 3- или 2-заходные. Обязательно защищайте глаза во время работы очками. Пока вы будете набираться опыта, фрезы у вас будут часто выходить из строя, но это нормально. Также приобретите набор спиральных сверл.
2. Купите комплект параллелек, набор прихватов и тиски. Тиски рассчитаны на эксплуатацию в течение долгих лет. Если вы ради экономии купите дешевые китайские тиски или не будете закреплять заготовку должным образом, вся работа пойдет насмарку. Официальное название «параллелек» — параллельные подкладки.
3. Пользуйтесь туманом или СОЖем. Если СОЖ или генератор тумана не предусмотрены в конструкции станка, докупите их отдельно. Скорее всего, сначала придется потратить много времени на настройку СОЖ. Но если полениться это сделать, перенарезка стружки может привести к поломке фрезы.
4. Научитесь обращаться с ЧПУ-контроллером. Сначала нужно тренироваться на осях X и Y, не затрагивая Z. При этом нельзя применять G00, иначе агрегат будет двигаться на максимальной скорости и пределе своих возможностей. Оптимально выставить G01 F20, при этом показатель «20» будет соответствовать той величине, которую вы сами выставите (например, дюймам или сантиметрам).
5. Возьмите за правило пользоваться измерительным прибором для длины фрезы. Чтобы базировать шпиндель относительно заготовки, задействуйте кромкоискатель. Если агрегат не будет понимать, где находится кончик фрезы, создастся риск поломки оборудования. Как только заготовка будет установлена в тиски, а фреза в шпиндель, надо выставить нули.
6. Регулируйте станок и тиски, пользуясь часовым индикатором. Проверяйте положение тисков каждый раз перед началом работы.
7. Если вы новичок, не пытайтесь обработать сразу нержавеющую сталь. Сначала потренируйтесь на мягкой стали, латуни или алюминии. Если вы сразу приступите к обработке сложных материалов, фрезы будут изнашиваться и ломаться слишком часто.
8. Обзаведитесь несколькими наборами ступенчатых губок из алюминия. Нарежьте пилой куски материала так, чтобы их габариты были немного больше, чем щеки тисков. Потом выполняйте проходы концевой фрезой до тех пор, пока не получится прямоугольный параллелепипед. Потом подгоните эту фигуру под нужные вам размеры, просверлите и прозенкуйте в ней монтажные отверстия.
9. Освойте CAD и CAM-программы, в которых будете писать g-коды. У многих программ есть вполне доходчивые русифицированные мануалы, а также активные сообщества пользователей в интернете, всегда готовые помочь новичкам.
10. Заранее научитесь выполнять аварийную остановку станка и его перезапуск после незапланированного завершения работы.

Чтобы проверить, насколько вы готовы к работе, попробуйте выполнить на станке куб Тернера (он также известен как мета-куб). Эта фигура состоит из нескольких вложенных друг в друга кубов с отверстиями, при этом все внутренние кубы касаются внешнего только своими вершинами. До оснащения производств ЧПУ-станками именно такую фигуру предлагали выполнить токарям и фрезеровщикам в процессе приема на работу, чтобы оценить уровень их мастерства.

Итак, теперь у вас есть общее представление о том, как функционируют ЧПУ-станки. В интернете можно найти много обучающих видео, посвященных разным стадиям настройки агрегата и обработки заготовок. Если у вас пока мало опыта, начинайте с обработки дерева — это проще, чем создание металлических изделий, и сам материал стоит дешевле.