Что такое система управления ЧПУ?
Прежде чем обсуждать типы систем управления ЧПУ, давайте разберемся, что такое ЧПУ;
"Термин CNC означает Computer Numerical Control, что означает, что станок управляется компьютерным программным обеспечением, чтобы заставить его работать автоматически, без участия человека-оператора. Таким образом, программное и аппаратное обеспечение, контролирующее весь процесс, называется системой управления ЧПУ". Узнать что такое производство с ЧПУ.
Станки с ЧПУ в основном используются в промышленности, но в последнее время они стали очень известны среди молодежи в виде 3D-принтеров, которые используются для изготовления различных изделий из нитей.
Важно отметить, что система управления ЧПУ сводит к минимуму необходимость в человеке-операторе, но в определенной степени это зависит от станка. Например, некоторым из них время от времени требуется помощь человека, в то время как другие станки выполняют всю работу самостоятельно.
Типы систем управления ЧПУ
В мире станков с ЧПУ их структура и функции различны. Они используются для сгибания листов кузова автомобиля, покраски изделий, подъема и опускания предметов, экструзии, затягивания болтов и многого другого.
Поэтому системы управления ЧПУ или программное обеспечение, используемое для управления этими станками, также очень широко распространены. Однако ниже рассматриваются 3 основных параметра, которые интегрированы в каждую систему управления;
- Система управления ЧПУ с обратной связью
- Система управления ЧПУ на основе движений
- Количество систем управления ЧПУ на базе осей
1. Система управления ЧПУ с обратной связью
Первое, что понятно, - это то, что машина должна получить инструкции (файл G-кода) для работы над конкретной задачей или продуктом.
Когда оператор подает файл с инструкциями на материнскую плату станка, она посылает команды инструментам для управления их движением и скоростью. Теперь в дело вступает система контуров;
- Система с открытым контуром: В этом типе системы управления главной материнской плате машины просто даются некоторые инструкции, а затем материнская плата посылает сигналы частям машины, не зная состояния машины, например, сломана она, отсутствуют некоторые детали и т.д. В системе с открытым контуром нет механизма обратной связи.
- Система замкнутого цикла: В этой системе управления после отправки файла G-кода на материнскую плату, материнская плата получает обратную связь от станка и в режиме реального времени вносит коррективы в программу, чтобы конечная работа была выполнена без ошибок. В системе с замкнутым контуром имеется аналоговый/цифровой датчик, который следит за перемещением и скоростью инструмента во время работы.
2. Система управления ЧПУ на основе движений
Итак, вы должны понять, как файл G-кода/инструкция подается в станок и как система контуров помогает выполнять эти команды. Теперь пришло время узнать, какой путь выбирает инструмент для выполнения конкретной операции.
Например, допустим, мы хотим разрезать между точками A и B. Вопрос в том, какой путь выберет инструмент, ведь его тоже нужно сообщить системе.
В системе управления CNC Motion-based есть 2 известных пути движения инструмента;
- Контурная траектория: В этой системе управления между начальной и конечной точками задаются небольшие точки, поэтому станок следует по заданному пути и обеспечивает требуемую форму и точность. Стоит отметить, что мы можем задать любую траекторию, например, прямую линию, кривую, неровную точку и т. д., и система управления будет следить за тем, чтобы станок следовал этой траектории. Траектория движения используется для сложных операций, таких как резка, сварка, фрезерование и дозирование.
- Точка-точка: Как следует из названия, в системе управления "точка-точка" в файле G-кода оператор задает начальную и конечную точки, но путь, который выберет инструмент, определяется машиной (в основном это кратчайшая линия между этими точками). Система Point-to-Point используется для простых задач, таких как подбор и размещение и дозирование.
3. Количество систем управления ЧПУ на базе осей
Таким образом, последнее, чем должна управлять система ЧПУ, - это перемещение головки инструмента и иногда заготовки.
В зависимости от количества осей, по которым перемещается инструмент, меняется и система управления. Например,
- 2-осевая система управления: В этом режиме инструмент перемещается только по двум осям - X и Y; это означает, что на плоской поверхности инструмент перемещается из точки A в B (ось X), а затем из B в C (ось Y).
- Двух- и полуосевая система управления: В этом режиме инструмент перемещается по осям X и Y так же, как и в 2-осевой системе, но при этом получает дополнительную вертикальную ось Z. Стоит отметить, что ось Z в этой системе называется полуосью, поскольку она не перемещается одновременно с осями X и Y.
- 3-осевая система управления: Как следует из названия, в 3-осевой системе управления горизонтальные оси X и Y и вертикальная ось Z могут работать одновременно.
- Система управления по 4 осям: Оси X, Y и Z - все их знают. В 4-осевой системе управления одна из осей получает возможность вращения или углового перемещения.
- 5-осевая система управления: Аналогично, в 5-осевой системе управления программа дает инструменту возможность перемещаться по осям X, Y и Z с вращением по двум из трех осей (вращение по оси X = ось C, вращение по оси Y = ось B и вращение по оси Z = ось A).
Стоит отметить, что чем больше осей у станка, тем лучше он справляется со сложными операциями и производит точные изделия.
Но, с другой стороны, чем сложнее программа ввода, тем больше движущихся частей, о которых нужно заботиться. См. разница между 3 и 5 осями.
Заключение
Вкратце, система управления ЧПУ - это комбинация программного и аппаратного обеспечения, которая управляет системой контуров ввода данных, траекторией движения инструмента и координирует движение по различным осям - она управляет всеми тремя одновременно.
Далее, типы систем управления указывают на то, как станок все это делает и насколько сложной является система управления в зависимости от вида работ. Например, используется ли в нем открытый или закрытый контур, контурная или точечная траектория движения инструмента, какое количество осей имеет станок?