Как расшифровывается чпу станок

В последнее время каждый третий человек имеет представление о том, что такое станок с ЧПУ. Все видели элементарный 3D-принтер. Принцип его работы аналогичен конструкции современного оборудования. Электронная начинка практически не отличается, у них разные механические узлы.

Тип оборудования

Ещё 10 лет назад мало кому было интересно, что такое станок с ЧПУ. Но в настоящее время практически каждое второе изделие для быта и промышленности производится при помощи программного управления: смартфоны, телевизоры, игрушки, металлические детали. Даже процесс производства пластиковых бутылок контролируется машинами.

Расшифровывается ЧПУ следующим образом:

• Ч — числовое. Внесение параметров в память станка производится в понятном оператору виде. Пересчёт значений в машинный код происходит автоматически.
• П — программное. Работа со станком производится через интуитивно понятные приложения. На некоторых моделях присутствует возможность 3D-реализации технологического процесса.
• У — управление. Весь цикл после загрузки программы осуществляется автоматически.

Один оператор станков с ЧПУ способен выпускать до нескольких сотен деталей в день. Ранее это было возможно только при слаженной работе целой команды. Посредством "человеко-машинного интерфейса" моментально загружаются управляющие коды в контроллер. Устанавливается заготовка, и далее участие человека не требуется до конца цикла.

Широко известны на основе ЧПУ плазморезы, станки фрезерные, токарные, для обработки дерева, координатно-прошивные прессы, плазменной резки. Существует огромный список станков, отличающихся по назначению, конструкции.

Станок под управлением ЧПУ — это наиболее универсальный варинат обработки материалов в автоматическом режиме. Аббревиатура расшифровывается как числовое программное управление. В конструкции станка заложен контроллер, отвечающий за перемещение инструмента и детали.

Виды оборудования

Токарные станки прошлого поколения управлялись вручную посредством маховичков. Ранее и не знали, что такое станок с ЧПУ. Многим это оборудование было просто не по карману.

По конструкции станки делятся на:

• Токарные.
• Фрезерные.
• Токарно-фрезерные.
• Координатные, портальные.
• Вертикальные и горизонтальные.

Рассматривая, что такое станок с ЧПУ, можно сказать — это всегда многоосевые системы. Присутствует вертикальное и горизонтальное перемещение. Также каждая установка оснащается мощным узлом — шпинделем.

Последовательность запуска

Создание кодов управляющей программы начинается с переноса размеров чертежа в окна стандартных циклов. Команды прописываются в процессе компиляции и сохранения введённых значений. Задача оператора — задать точку привязки инструмента. Это положение старта движения фрезы.

Более точное значение стартовой точки вымеряется датчиками бесконтактных систем. Известными производителями последних являются фирмы Heidenhain и Renishaw. После введения необходимых величин достаточно нажать кнопку пуска автоматического цикла.

В процессе реза оператор контролирует целостность инструмента и соответствие получаемой детали чертежу. Любой станок с ЧПУ по металлу имеет функцию паузы для удаления стружки и иных посторонних включений из зоны реза. Все управление интуитивно понятно. Изучив подробно одну систему, быстро осваивают работу на других.

Одинаковый принцип управления систем получился благодаря истории развития ЧПУ. Изначально существовало простейшее управляющее железо компании Fanuc. Идея первооткрывателей удобного способа работы со станками была доработана многими фирмами и усовершенствована. Такая компания, как Siemens, является последователем легендарных систем ЧПУ.

Работа с листовым материалом

При работе с листовым материалом требуются наиболее простые системы ЧПУ. Фрезерный станок по дереву может управляться от настольного компьютера. Но для контроля осей потребуется плата расширения. Стоимость последней невысока, диапазон цен начинается с 3 тысяч рублей.

Дешевизна конструкции и простота системы управления позволила многим пользоваться программами для ЧПУ-станков, которые имеются у многих в собственном гараже. Комплектующие заказывают через Интернет. Эту продукцию выбирают мебельные фабрики, мастерские. ЧПУ-система помогает получать оригинальные рисунки, разделывать листы с высокой точностью.

Металлообработка

Токарные и фрезерные станки для раскроя и обработки металла — это самая большая группа оборудования, построенная на базе ЧПУ. Пятиосевых систем движения инструмента оказывается вполне достаточно для получения самых сложных контуров детали. Остальные оси являются вспомогательными.

При обработке металлов контролируется скорость реза, глубина врезания инструмента, износ кромок. Автоматически вносятся коррекции при отклонении значений от установленных. Программно реализуется дробление стружки для оптимального её отвода из зоны обработки.

Подача охлаждающей жидкости осуществляется одновременно с врезанием в заготовку и заканчивается при отводе фрезы. Как минимум одна ось является вращающейся. В ней располагается сама деталь либо режущий инструмент.

Основные узлы оборудования

Общение оператора с машиной происходит через пульт управления. Вычислительные операции осуществляет плата с ЧПУ-процессором. На панели имеются разъёмы стандартных интерфейсов для загрузки и выгрузки программ, создания аварийных архивов.

Проводная техника устанавливается на радиаторе охлаждения совместно с модулем ЧПУ и электрически связана с ним по шине. Устанавливаются стандартные интерфейсы типа RS232, RS432, USB, может монтироваться разъём для SD-карты.

Жёсткий диск встраиваемого компьютера служит резервным местом для копирования оперативной памяти. В других случаях для этого используется флеш-карта. Чтобы обеспечивать высокую точность позиционирования, станки оснащаются современными серводвигателями со встроенными датчиками положения. Кроме того, добавляются ещё и линейные датчики с разрешением 0,01 микрона.

Пару лет назад никто даже не подозревал о станках с ЧПУ, однако сейчас они пользуются огромной популярностью и установлены практически на каждом промышленном предприятии. С помощью этих станков производится почти все изделия для разных сфер использования. Программное управление прочно закрепилось в этих станках, потому что производство чего-либо в настоящее время невозможно без контроля машинами.
Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление. Числовым оно названо из-за внесения параметров в числовом виде, который будет понятен оператору. Пересчет внесенных значений обычно происходит автоматически. Слово программное обозначает то, что работа производится через специальное программное обеспечение. Некоторые виды станков включают в себя 3D реализацию. Управление связано с тем, что весь цикл программы осуществляется автоматически. Один такой станок способен выпустить более одной сотник деталей за день. При отсутствии такого станка выпуск такого количества деталей был практически невозможен. Коды, которые управляют станком, мгновенно загружаются в котроллер. Это происходи с помощью человека. Однако дальнейший процесс уже не требует его участия.
Станки с управлением ЧПУ могут быть совершенно разными. Обычно на его основе работают плазморезы, фрезерные и токарные станки, станки для обработки дерева. Это лишь часть самых востребованных станков ЧПУ. Существует еще огромное множество других видов, которые отличаются своим назначением.
Станок ЧПУ является наиболее универсальным вариантом для обработки любых материалов, так как это обработка происходит в автоматическом режиме. За перемещение инструмента и детали отвечает специально заложенный в конструкцию станка контроллер.
Для того чтобы создать коды для программы управления необходимо перенести размеры чертежа в окна стандартных циклов. Все значения, которые были введены, необходимо сохранить, а команды прописать в процессе, который носит название компиляция. Оператор должен задать точку привязки инструмента, которая будет являться положением для начала движения фрезы. Замер точного значения этой точки осуществляется с помощью датчиков бесконтактных систем. Когда произведено введение всех вышеописанных данных, нужно нажать кнопку пуска, которая запустить автоматический цикл. Когда будет осуществляться рез, оператор следит за тем, чтобы инструмент оставался целым, а изготавливаемая деталь соответствовала спроектированному чертежу. Если станок ЧПУ будет предназначен для металла, то стоит воспользоваться функцией паузы, чтобы удалить стружку.
Системы управления работают на одинаковом принципе управления, что было достигнуто благодаря постоянному совершенствованию ЧПУ. Первоначально было лишь управляющее железо, которое принадлежало компании Fanuc. Однако постепенно фирмы стали искать более удобный способ работы на станках, и пришли к той системе, которая существует сейчас.
Оператор осуществляет контроль работы станка с помощью пульта управления. Все операции, связанные с вычислением происходят в плате с ЧПУ-процессором. Разъемы интерфейсов, расположенные на панели используются для того, чтобы загружать и выгружать программы и создавать аварийные архивы. Также есть возможность использовать такой разъем для SD-карты.
Оперативная память этой системы копируется на жесткий диск. Это место является резервным. Для других случаев может быть использована карта. Высокая точность обеспечивает серводвигатель, в который встроены датчики положения. Также всегда добавлены линейные датчики, разрешение которых составляет 0,01.
Станки с ЧПУ требует в работе с ними наличие различных программных обеспечений, однако зачастую используется управляющий код. Даже станки для любителей, как правило, основываются на этом программном обеспечении. Его называют «G-код». Это язык программирования, предназначенный для станков с системой ЧПУ, а также команда с параметрами (самостоятельный структурный элемент). До появления G-кода существовал язык программирования, который назывался ISO 7 bit. Такое название было обусловлено тем, что до появления компьютеров с привычным для всех монитором и клавиатурой с программой G-код, все записывали на перфоленту. Для этого использовал семь дорожек, которые предназначались для кодирования, а функция восьмой отвечала за контроль честности.
Как элемент языка G-код – это команды, которые должны задаваться какими-либо параметрами. Примером таких параметров может стать G00 X45 Y 62. Данная запись означает инструкцию по ускоренному перемещению рабочего станка в точку с координатами 45.
G-код представляет собой условное название для языка программирования станков с ЧПУ системой. Он был создан благодаря компании Electronic Industries Alliance в 1960 году. Окончательный вариант G-кода был представлен зимой 1980 года. Его представили как стандарт RS274D. Этот язык программирования был утвержден комитетом ISO и переименован в стандарт ISO 6983-1:1982. Поэтому в старых советских записях G-код обозначают как код с названием ISO 7 bit.
Язык этого кода установлен российским ГОСТом. Также там описаны спецификации языка, которые поддерживает все ЧПУ, установленные на станках. Но иногда производителя вносят в них свои дополнения. Поэтому язык каждой ЧПУ слегка отличается друг от друга, но эта разница несущественна и обычно описана в инструкции.
G-коды соединяются между собой и образуют кадры. Каждый такой кадр включает в себе определенное количество команд или их группу, а завершает его символ, обозначающий перевод строки. Объединение кадров создает подпрограммы. Подпрограммы имеют возможность использовать созданный код несколько раз. Такая способность облегчает работу при создании сложных и длинных программ.
Программа, которую удается написать с помощью G-код, как правило, всегда четко структурирована. G-коды и созданные с помощью них команды объединены в кадры. Каждый кадр имеет свой номер, но это не распространяется на первый в программе кадр. Первый кадр всегда должен содержать только один символ «%».
Однако написание программ для станков с ЧПУ системой не достаточно практично и выгодно. Работа даже над самой простой и небольшой программой обычно отнимает слишком много времени, а также требует огромного количества внимания. Так как допустить ошибку в написании программы нельзя. Сейчас чаще всего используют более понятные и простые программы, такие как САМ. Она представляет собой систему с графическим интерфейсом. Эти системы транслируют полученные от человека инструкции в G-коды. Эта программа освобождает программиста от ненужной и муторной работы – поиска ошибок, что позволяет ему сосредоточиться на создании детали и программы.
Команды, написанные с помощью G-кода, начинаются с буквы G. К самым распространенным командам, которые относятся к этапу подготовки, являются: перемещение рабочих деталей оборудования с необходимой скоростью, управление параметрами инструмента и выполнение последовательных команд (резка, обработка).
Одной из первых в списке команд G-кода является команда, которая называется быстрое позиционирование. Эта команда обозначается числовым кодом, состоящим из двух нулей. Её запись выглядит так — G00.
Данная команда G-кода для станков предназначена для выполнения функции ускоренного перемещения. Задавая эту команду, станок должен выполнить перемещение, имеющегося у него инструмента для резки, с высокой скоростью. Перемещение инструмента выполняется до позиции обработки или на безопасную позицию. Эта функция никогда не должна быть использована для обработки. Это связано с осуществлением данной команды на очень высокой скорости. Этот G-код можно отменить. Для этого необходимо использовать коды: G01, G02, G03.
В языке программирования существует 7 подготовительных G-кодов. А также большое количество основных, технологических и вспомогательных кодов. Все эти G-коды представлены в инструкциях, с описанием действия, который выполняет тот или иной код. Вспомогательные и технологические G-коды обычно начинаются не как все остальные с буквы G, в начале их при записи ставится буква M. Параметры команд, которые записываются с помощью кодов, задаются с помощью букв латинского алфавита.

Расшифровка ЧПУ (аббревиатуры) дословно — это числовое программное управление. В более широком смысле под сокращением понимается сложный комплекс управления станками с автоматическим циклом резания деталей. Для обслуживания таких систем требуются высококвалифицированные работники.

Что включает понятие?

Расшифровка ЧПУ вам теперь известна. Это оборудование включает в себя несколько частей:

• электрическая — это системы управления и автоматики;
• механическая — это пневматические и гидравлические системы;
• внешнего оформления — это дизайн и удобство в использовании.

Числовое программное управление постепенно вытесняет ручные способы.

Еще остались предприятия в стране, где расшифровка ЧПУ требуется каждому работнику. Однако прогресс движется и в глубинку. Станки с программным управлением внедряются на производства даже для выполнения простейших операций.

Станки с ЧПУ рентабельны на тех производствах, где происходит массовый выпуск однотипной продукции. Эти системы выбирают заказчики для выполнения высокоточных манипуляций, с которыми человек может справиться с большим трудом.

Принцип работы оборудования с программным управлением

Расшифровка ЧПУ включает две части:

• Числовое управление. Все операции основаны на подсчете машинных кодов. Осуществляется слежение за состоянием осей посредством снятия кодовых импульсов.
• Программное управление включает преобразование заданных команд в понятный машине код через приложения. Человеко-машинный интерфейс представлен в наглядной форме.

Для одного типа деталей программа составляется только раз и хранится на внешнем носителе либо во встроенном хранилище, если позволяет память. При возникновении необходимости машинный код переносится в оперативную память, и автоматический цикл запускается вновь. ЧПУ-системы хороши на любом оборудовании с несколькими координатными осями.

Под каждое производство в продаже имеется идеальное решение. Важно учесть все основные требования к оборудованию. Перечислим лишь некоторые из них: нагрузка на инструмент, интенсивность и скорость обработки, количество осей и возможность модернизации станка в будущем.

Мебельное производство

Где идет речь о производстве деревянных изделий из плит МДФ, подойдет станок с ЧПУ фрезерный. Для потребителя стало важно качество изделия, что можно достичь только при помощи машинной обработки при высоком количестве выпускаемой продукции. Плавность и точность получаемых рисунков поражают, а машинная обработка в то же время делает мебель доступнее.

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

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

Принцип работы с многоосевыми системами

Фрезерный станок с ЧПУ должен получить определенную команду для выполнения любого действия. Большинство управляющих программ пишется на так называемых G-кодах. Это стандартные простейшие перемещения, зашитые в память контроллера.

Простым языком, для управления машиной оператор выбирает направление, конечный путь, скорость движения инструмента, а также обороты шпиндельного узла. Для производства большинства деталей этого достаточно. Но кроме команд, требуется вносить параметры износа инструмента, смещение начальной точки обработки, тип резца, погрешности хода винтовой пары.

Последовательность действий управления строго регламентирована производителями станков. Каждый изготовитель закладывает свои особенности в работу машины, с которыми придется ознакомиться перед выполнением даже простейшего реза.

Последовательность работы оборудования

Общий принцип работы станков с числовым программным управлением одинаков. Запомнить все шаги несложно, и научившись лишь раз запуску автоматического цикла, можно с легкостью управиться с остальными машинами. Для понимания команд человека машина должна считать битовые данные. Для перевода в понятный контроллеру вид используются стандартные приложения для станков.

Готовая модель, созданная по определенным правилам, загружается в ПК и переводится в нолики и единички. Далее полученные команды тестируются на станке без движения осей. Если все проходит удачно, начинается отладка с деталью. Корректируемые данные зависят от типа обрабатываемого материала, сложности выполняемых контуров, состояния инструмента.