Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Числовое программное управление

Числовое программное управление

Числовое программное управление (сокр. ЧПУ; англ.  computer numerical control , сокр. CNC ) — компьютеризованная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку. Оборудование с ЧПУ может быть представлено:

  • станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ) для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пластмасс;
  • приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление;
  • характерной системой управления современными промышленными роботами;
  • Периферийные устройства, например: 3D-принтер, 3D-сканер.

Содержание

История [ править ]

Сменяемые программы, нанесённые на перфокарты с помощью двоичного кода, использовались уже в Жаккардовом ткацком станке, созданном в 1801 году.

Изобретателем первого станка с числовым (программным) управлением (англ.  Numerical Control , NC ) является Джон Пэрсонс ( John T. Parsons ), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc, выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолётов. Он впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок, работающий по программе, вводимой с перфокарт.

В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc разработку станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей авиационной техники. Однако компания не смогла самостоятельно выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики Массачусетского технологического института (MIT). Сотрудничество Parsons Inc с MIT продолжалось до 1950 года. В том году MIT приобрел компанию по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества с Parsons Inc, заключив самостоятельный контракт с ВВС на создание фрезерного станка с программным управлением.

В сентябре 1952 года станок был впервые продемонстрирован публике — про него была напечатана статья в журнале Scientific American. Станок управлялся с помощью перфоленты.

Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть использован в производственных условиях. Первое серийное устройство ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 году и со следующего года стало устанавливаться на станки. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить 120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.

Первыми советскими станками с ЧПУ промышленного применения являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный 1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими. Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ советского/российского производства 2Р22 и Электроника НЦ-31.

Числовое программное управление также характерно для систем управления современными промышленными роботами.

Аббревиатура «ЧПУ» соответствует двум англоязычным — NC и CNC , — отражающим эволюцию развития систем управления оборудованием.

  1. Системы типа NC (англ.  Numerical control ), появившиеся первыми, предусматривали использование жестко заданных схем управления обработкой — например, задание программы с помощью штекеров или переключателей, хранение программ на внешних носителях. Каких-либо устройств оперативного хранения данных, управляющих процессоров не предусматривалось.
  2. Более современные системы ЧПУ, называемые CNC (англ.  Computer numerical control ), — системы управления, позволяющие использовать для модификации существующих/написания новых программ программные средства. Базой для построения CNC служат современный (микро)контроллер или (микро)процессор:
    1. микроконтроллер,
    2. контроллер с программируемой логикой,
    3. управляющий компьютер на базе микропроцессора.

    Возможна реализация модели с централизованным автоматизированным рабочим местом (например, ABB Robot Studio, Microsoft Robotics Developer Studio) с последующей загрузкой программы посредством передачи по промышленной сети.

    Аппаратное обеспечение [ править ]

    Структурно в состав ЧПУ входят:

    • пульт оператора (или консоль ввода-вывода), позволяющий вводить управляющую программу, задавать режимы работы; выполнить операцию вручную. Как правило, внутри шкафа пульта современной компактной ЧПУ размещаются её остальные части;
    • дисплей (или операторская панель) — для визуального контроля режимов работы и редактируемой управляющей программы/данных; может быть реализован в виде отдельного устройства для дистанционного управления оборудованием;
    • контроллер — компьютеризированное устройство, решающее задачи формирования траектории движения режущего инструмента, технологических команд управления устройствами автоматики станка, общим управлением, редактирования управляющих программ, диагностики и вспомогательных расчетов (траектории движения режущего инструмента, режимов резания);
    • ПЗУ — память, предназначенная для долговременного хранения (годы и десятки лет) системных программ и констант; информация из ПЗУ может только считываться;
    • ОЗУ — память, предназначенная для временного хранения управляющих программ и системных программ, используемых в данный момент.

    Важной характеристикой CNC-контроллера является количество осей (каналов), которые он способен синхронизировать (управлять) — для этого требуется высокая производительность и соответствующее ПО.

    В качестве исполнительных механизмов используются сервоприводы, шаговые двигатели.

    Для передачи данных между исполнительным механизмом и системой управления станком обычно используется промышленная сеть (например, CAN, Profibus, Industrial Ethernet).

    Крупнейшие производителей систем ЧПУ (по данным на 2009 год) [1] :

    • Fagor Automation — 8037, 8055, 8060, 8065, 8070;
    • Fanuc — 0i-MD, 0i-TD, 0i-PD, 0i Mate-MD, 0i Mate-TD, 30i-MODEL B.
    • Fidia — nC 12R, nC 15, C10, C20, C40;
    • Heidenhain — TNC 128, TNC 320, TNC 620, TNC 640, MANUALpus 620, CNC PILOT 640;
    • Mitsubishi Electric — C70, M70V, M700V;
    • Rexroth Bosch Group — IndraMotion MTX micro, IndraMotion MTX standard, IndraMotion MTX performance, IndraMotion MTX advanced;
    • Siemens — Sinumerik 802D, 808D, 810D, 840D.

    Программное обеспечение [ править ]

    После того как составлена управляющая программа, оператор при помощи программатора вводит её в контроллер. Команды управляющей программы размещаются в ОЗУ. В процессе создания или после ввода управляющей программы оператор (в данном аспекте выполняющий роль программиста) может отредактировать её, включив в работу системную программу редактора и выводя на дисплей всю или нужные части управляющей программы и внося в них требуемые изменения. При работе в режиме изготовления детали управляющая программа кадр за кадром поступает на выполнение. В соответствии с командами управляющей программы контроллер вызывает из ПЗУ соответствующие системные подпрограммы, которые заставляют работать подключенное к ЧПУ оборудование в требуемом режиме — результаты работы контроллера в виде электрических сигналов поступают на исполнительное устройство — приводы подач, либо на устройства управления автоматикой станка.

    Управляющая система считывает инструкции специализированного языка программирования (например, G-код) программы, который затем интерпретатором системы ЧПУ переводится из входного языка в команды управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления узлов станка (например, включить/выключить подачу охлаждающей эмульсии).

    Разработка управляющих программ в настоящее время выполняется с использованием специальных модулей для систем автоматизированного проектирования (САПР) или отдельных систем автоматизированного программирования (CAM), которые по электронной модели генерируют программу обработки.

    Для определения необходимой траектории движения рабочего органа в целом (инструмента/заготовки) в соответствии с управляющей программой используется интерполятор, рассчитывающий положение промежуточных точек траектории по заданным в программе конечным.

    В системе управления, кроме самой программы, присутствуют данные других форматов и назначения. Как минимум, это машинные данные и данные пользователя, специфически привязанные к конкретной системе управления либо к определенной серии (линейке) однотипных моделей систем управления.

    Программа для станка (оборудования) с ЧПУ может быть загружена с внешних носителей, например, магнитной ленты, перфорированной бумажной ленты (перфоленты), дискеты или флеш-накопителей в собственную память либо временно, до выключения питания — в оперативную память, либо постоянно — в ПЗУ, карту памяти или другой накопитель: жёсткий диск или твердотельный накопитель. Помимо этого, современное оборудование подключается к централизованным системам управления посредством заводских (цеховых) сетей связи.

    Наиболее распространенный язык программирования ЧПУ для металлорежущего оборудования описан документом ISO 6983 Международного комитета по стандартам и называется «G-код». В отдельных случаях — например, системы управления гравировальными станками — язык управления принципиально отличается от стандарта. Для простых задач, например, раскроя плоских заготовок, система ЧПУ в качестве входной информации может использовать текстовый файл в формате обмена данными — например, DXF или HPGL.

    Общий обзор станков с ЧПУ.

    Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – наиболее современное оборудование для фрезерных и гравировальных работ. Фрезерный станок с ЧПУ может быть следующих основных разновидностей (по обрабатываемым материалам и способам обработки):

    3d станки с ЧПУ

    Существуют также другие виды фрезерных станков с ЧПУ, выполняющие специальные задачи.

    Каждый из станков ЧПУ является практически универсальным устройством для обработки деталей методами фрезерования или гравирования. Существует также подразновидность станков – настольные станки с ЧПУ.

    Числовое программное управление (ЧПУ) – система управления, способная управлять обработкой заготовки и приводами станка, например: включать и выключать шпиндель, задавать произвольное положение в пространстве шпинделя с инструментом (вращающейся фрезой) относительно обрабатываемой заготовки, проводить подачу с заданной скоростью резания, и т.д.

    Первые станки с ЧПУ появились в 1950-е годы и получали команды с перфокарт. Современные 3д ЧПУ станки могут получать информацию (программы обработки заготовок) с современных носителей информации и даже способны обмениваться данными при помощи сети интернет.

    Аббревиатура ЧПУ соответствует англоязычному сокращению CNC (Computer Numerical Control). Каждый ЧПУ станок CNC имеет пульт оператора с дисплеем, а также контроллер, осуществляющий управление, и память – ПЗУ и ОЗУ. В качестве исполнительных механизмов используются шаговые двигатели и сервоприводы. Исполнительные механизмы соединены с системой управления при помощи сетей CAN или Ethernet.

    Для задания траектории движения фрезы (прямолинейной или криволинейной) используется интерполятор, который рассчитывает координаты промежуточных точек по заданным в управляющей программе данным. Например, по радиусу и координатам центра окружности интерполятор может обеспечить движение фрезы по интерполированной дуге с необходимой точностью.

    Станки ЧПУ используют особые языки программирования, имеющие в своём составе набор инструкций по обработке заготовок. Наиболее широко распространённый язык программирования станков ЧПУ носит название G-код. В некоторых случаях язык программирования имеет значительные отличия от стандартного (например, для гравировальных станков).

    Фрезы для станков с ЧПУ позволяют обрабатывать материалы – от сталей и сплавов до пластика и алюминия. Для каждого материала и режима обработки существует отдельный набор фрез. Концевые фрезы всегда имеются у нас в наличии – спрашивайте у наших менеджеров.

    На станки с ЧПУ цена может быть различной. Главное – выбирать станок, который будет работать надёжно в течение всего срока службы. Надёжная работа станка ЧПУ складывается из надёжной работы составляющих его частей – шпинделя, инвертора, подшипников шпинделя, системы охлаждения и других аксессуаров. Все эти аксессуары имеются в наличии на складе нашей фирмы. Вы всегда можете заказать любой товар и получить оперативную отгрузку в ваш город в течение 1-3 дней.

    Купить станок ЧПУ, а также фрезы, шпиндели и аксессуары для него не представляет сложностей. Перед покупкой желательно проконсультироваться с нашими техническими специалистами. Консультации можно получить по телефону 8 (499) 653-52-64 , либо через сайт, отправив сообщение через форму заявки.

    Станок с числовым программным управлением

    Cтанки с ЧПУ (числовое программное управление) — оборудование, выполняющее различные технологические операции по заданной программе. Помимо металлорежущих (например, фрезерные или токарные), существует оборудование для резки листовых заготовок, для обработки давлением. Использование систем ЧПУ повышает производительность труда,резко увеличивает выход годных, а так же снижает риск рабочих на производстве. Доля оборудования с ЧПУ в станочном парке растет с каждым годом. Совсем скоро невозможно будет представить завод на котором рабочие будут стоять у станка, вместо этого снижается количество рабочих, и в их обязанности входит наблюдение за процессом производства. Одним из примеров станков с ЧПУ являются станки фирмы Rigid (Россия) и Haas Automation (США).

    См. также

    Wikimedia Foundation . 2010 .

    Смотреть что такое «Станок с числовым программным управлением» в других словарях:

    токарный станок с числовым программным управлением — 3.1 токарный станок с числовым программным управлением (numerically controlled turning machine): Станок, у которого главное движение это вращение обрабатываемой детали относительно режущего инструмента. Станок управляется устройством ЧПУ, на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    электроэрозионный станок с числовым программным управлением — электроэрозионный станок с ЧПУ Ндп. электроэрозионный станок с цифровым программным управлением Электроэрозионный станок, на котором управление режимами обработки и (или) перемещением рабочих органов производится системой числового программного… … Справочник технического переводчика

    ГОСТ ЕН 12478-2006: Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки крупные токарные с числовым программным управлением и центры обрабатывающие крупные токарные — Терминология ГОСТ ЕН 12478 2006: Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки крупные токарные с числовым программным управлением и центры обрабатывающие крупные токарные: 3.7 мониторинг ускорения (acceleration monitoring): Система создана… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    ГОСТ ЕН 12415-2006: Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки токарные с числовым программным управлением и центры обрабатывающие токарные — Терминология ГОСТ ЕН 12415 2006: Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки токарные с числовым программным управлением и центры обрабатывающие токарные: 6.1 Маркировка Приводные токарные патроны должны соответствовать ЕН 1550. На всех… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Станок — машина, используемая (как правило, в промышленности) для обработки различных материалов, либо приспособление для выполнения чего либо. В Викисловаре есть статья «станок» … Википедия

    Станок (значения) — Станок машина, используемая (как правило, в промышленности) для обработки различных материалов, либо приспособление для выполнения чего либо. Ткацкий станок Деревообрабатывающий станок Металлорежущий станок Токарный станок Фрезерный станок… … Википедия

    станок — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? станка, чему? станку, (вижу) что? станок, чем? станком, о чём? о станке; мн. что? станки, (нет) чего? станков, чему? станкам, (вижу) что? станки, чем? станками, о чём? о станках 1. Станком… … Толковый словарь Дмитриева

    станок — СТАНОК, нка, муж. 1. Машина для обработки (металла, дерева, твёрдых материалов), изготовления чего н. Токарный с. Печатный с. С. автомат. Станки с числовым программным управлением. От станка кто н. (непосредственно из рабочей среды; разг.). 2.… … Толковый словарь Ожегова

    станок — 1. СТАНОК, нка; м. 1. Машина для обработки каких л. материалов (металла, дерева и т.п.) и получения, изготовления из них чего л. Токарный с. Фрезерный с. Типографский с. Комплекс станков для расточки деталей. С. с числовым программным управлением … Энциклопедический словарь

    станок — I нка/; м. см. тж. станочек, станочный, станковый 1) Машина для обработки каких л. материалов (металла, дерева и т.п.) и получения, изготовления из них чего л. Токарный стано/к. Фрезерный стан … Словарь многих выражений

    Станок с чпу числовое программное управление

    Под системой Числового Программного Управления — ЧПУ (CNC — Computer Numerically Controlled) понимают совокупность специализированных средств, необходимых для осуществления Числового Программного Управления станком. Из этих средств следует выделить Устройство Числового Программного Управления (УЧПУ), двигатели приводов подач станка и датчики обратной связи. Станки, а затем и Гибкие Автоматизированные Производственные Системы с ЧПУ стали создаваться в ведущих промышленных державах 60-70-х годах для применения в крупносерийном машиностроении и позволили значительно снизить затраты труда на производстве.

    УЧПУ — Устройство Числового Программного Управления предназначено для выдачи управляющих воздействий рабочим органам станка в соответствие с программой управления станком. Имеет устройства ввода, обработки и вывода данных, вычислительный процессор, переферийные устройства передачи данных к исполнительным устройствам (двигателям) и приёма данных от датчиков обратной связи.

    Двигатели приводов подач, используемые в станках с ЧПУ, имеют специальную конструкцию и предназначены для работы с УЧПУ и являются составной частью системы ЧПУ. В современных станках применяются линейные электроприводы прямого действия и шаговые электродвигатели.

    ДОС — датчики обратной связи, это устройства с помощью которых собирается информация обратной связи о фактическом положении и скорости рабочего органа; размере обрабатываемой поверхности; температуре и силовых деформациях в технологической системе; о темпереатуре в зоне резания (для металлорежащих станков).

    СAM — Сomputer Аided Мanufacturing — генерация программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких Автоматизированных Производственных Систем).

    Станки токарной группы с ЧПУ предназначены для автоматической (по числовой программе) обработки деталей типа тел вращения, имеющих сложные внутренние и наружные поверхности, включающие нарезание резьбы резцом. Для расширения технологических возможностей эти станки часто имеют устройства для автоматической смены инструмента (поворотные резцедержатели, револьверные головки). Кроме того, в связи с тем, что значительная часть всех деталей обработанных на токарных станках, требует вторичной обработки: фрезерования, сверления, нарезания резьб на торцовой и цилиндрической поверхности и т.д., в последние годы получили распространение многоцелевые токарные станки способные выполнять и эти функции.

    Токарно — Карусельные одностоечные станки с ЧПУ Модели 1512Ф3 и 1516Ф3 — Станки предназначены для обработки различных деталей из чёрных и цветных металлов в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. На них можно производить обтачивание и растачивание поверхностей с прямолинейными и криволинейными образующими, протачивание торцевых поверхностей, прорезание кольцевых канавок, сверление, зенкование и развёртывание центральных отверстий и др. Эти станки особенно эффективны при обработке заготовок сложной конфигурации с большим числом точных поверхностей.

    Токарные многоцелевые станки с ЧПУ Модели ТМЦ-200 и 1П732Ф4Б — Станки предназначены для обработки заготовок с закреплением их в патроне или центрах. Кроме работ, которые можно выполнять на универсальных токарно-винторезных станках, на данном МС можно нарезать резьбы фрезой, вести обработку вращающимся инструментом параллельно и перпендикулярно оси шпинделя. Станок имеет крестовой суппорт с расположенной на нём инструментальной головкой. На базовые V-образные поверхности головки можно устанавливать блоки с неподвижными и вращающимися инструментами. Инностранные аналоги: «Turning Center» Herbert (GB), «Turn 12» Kearney & Trecker (USA), LM-70-AT Okuma (Japan).

    Решение задач автоматизации производственных процессов механической обработки во многом зависит от уровня развития техники и технологии. Внедрение механизации и автоматизации в первую очередь в крупносерийное и массовое производство, объясняется прежде всего тем, что затраты на создание специального и специализированного дорогостоящего оборудования оправдывались только при изготовлении больших партий изделий. Однако объём крупносерийного и массового производства постоянно уменьшается и составляет сейчас лишь 15-20% общего объёма машиностроения. Остальные 80-85% приходятся на серийное и мелкосерийное производство, где требуется быстрая переналадка оборудования и где поэтому обычные автоматизированные линии не приемлимы. Такое производство называется гибкоперестраиваемым и требует особых методов и средств автоматизации.

    ГПМ — это наиболее мелкая единица технологического оборудования в гибкоперестраиваемом производстве, оснащённая системой ЧПУ и функционирующая как самостоятельно, так и в составе ГАПС; при этом все функции, связанные с изготовлением изделия, должны осуществляться автоматически.

    ГАПС — это Гибкая Автоматизированная Производственная Система состоящая из нескольких единиц технологического оборудования, снабжённого средствами и системами, обеспечивающими функционирование оборудования в автоматическом режиме; при этом ГАПС должна обладать свойством автоматизированной переналадки при переходе на производство новых изделий в пределах заданной номенклатуры.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Почему не заводится бензопила хутер
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector