В базовую конструкцию станка с ЧПУ входят носитель программы обработки, устройство ЧПУ, сервопривод, основной корпус станка и другие вспомогательные устройства. Основные принципы работы каждого компонента кратко изложены ниже.
Программа обработки данных
При работе станка с ЧПУ рабочим не требуется непосредственно управлять им. Для управления станком с ЧПУ необходимо составить программу обработки. Программа обработки детали включает в себя траекторию относительного перемещения инструмента и заготовки на станке, параметры процесса (величина подачи, скорость вращения шпинделя и т. д.) и вспомогательные движения. Программа обработки детали хранится на программном носителе определенного формата и кода, например, на перфорированной ленте, кассете, дискете и т. д., и информация программы вводится в блок ЧПУ через устройство ввода станка с ЧПУ.
ЧПУ-устройство
Устройство числового управления (ЧПУ) является ядром станка с ЧПУ. Все современные устройства ЧПУ используют систему с числовым программным управлением (ЧПУ). Такие устройства ЧПУ обычно используют несколько микропроцессоров для реализации функций числового управления в виде программного обеспечения, поэтому их также называют программными ЧПУ (Software NC). Система ЧПУ представляет собой систему позиционного управления, которая интерполирует идеальную траекторию движения в соответствии с входными данными, а затем передает их исполнительному компоненту для обработки необходимых деталей. Таким образом, устройство ЧПУ состоит в основном из трех основных частей: ввода, обработки и вывода. Все эти задачи рационально организованы программой компьютерной системы, так что вся система работает скоординированно.
Устройство ввода
Ввод инструкций числового программного управления (ЧПУ) осуществляется на устройстве ЧПУ, при этом существуют различные устройства ввода в зависимости от носителя программы. В основном это ввод с клавиатуры, ввод с диска, прямой ввод через систему CAD/CAM и ввод через DNC (прямое числовое управление), подключенный к компьютеру более высокого уровня. Многие системы до сих пор используют формат ввода с бумажной ленты, как у фотоэлектрических считывателей.
(1) Метод ввода с бумажной ленты. Программу детали можно считать с помощью фотоэлектрического считывателя бумажной ленты для непосредственного управления движением станка, или же содержимое бумажной ленты можно считать в память, и сохраненная в памяти программа детали может использоваться для управления движением станка.
(2) Режим ручного ввода данных MDI. Оператор может использовать клавиатуру на панели управления для ввода инструкций программы обработки, что подходит для относительно коротких программ. В режиме редактирования управляющего устройства (EDIT) используется программное обеспечение для ввода программы обработки и ее сохранения в памяти управляющего устройства. Этот метод ввода позволяет повторно использовать программу. Этот метод обычно используется для ручного программирования. На устройстве с ЧПУ, оснащенном функцией диалогового программирования, можно выбирать различные пункты меню в соответствии с вопросами, отображаемыми на дисплее, использовать метод диалога «человек-машина» и вводить соответствующие числовые значения для автоматической генерации программы обработки.
(3) Использовать метод прямого ввода данных с числового программного управления (DNC). Сохранить программу обработки детали на компьютере верхнего уровня, а система ЧПУ получает последующие сегменты программы от компьютера в процессе обработки. Метод DNC в основном используется при использовании программного обеспечения CAD/CAM для проектирования сложных заготовок и непосредственного создания программ обработки деталей.
Обработка информации
Устройство ввода передает информацию для обработки на станок с ЧПУ и компилирует ее в информацию, распознаваемую компьютером. После того, как часть обработки информации сохраняет и обрабатывает ее поэтапно в соответствии с правилами управляющей программы, устройство вывода отправляет команды положения и скорости в сервосистему и основную часть управления движением. Входные данные системы ЧПУ включают: информацию о контуре детали (начальная точка, конечная точка, прямая линия, дуга и т. д.), скорость обработки и другую вспомогательную информацию для обработки (например, смена инструмента, изменение скорости, переключение подачи охлаждающей жидкости и т. д.). Цель обработки данных — завершение подготовительных работ перед дополнительной операцией. Программа обработки данных также включает компенсацию радиуса инструмента, расчет скорости и обработку вспомогательных функций.
Выходное устройство
Выходное устройство соединено с сервомеханизмом. Выходное устройство принимает выходной импульс от арифметического блока в соответствии с командой контроллера и передает его в систему сервоуправления каждой координаты. После усиления мощности сервосистема приводится в движение для управления перемещением станка в соответствии с требуемыми параметрами.
В целом, эта статья знакомит с принципом работы станков с ЧПУ. Если вас интересуют станки с ЧПУ и вам нужна дополнительная информация, вы можете обратиться в компанию Ouke. Ouke — профессиональный производитель, специализирующийся на серводвигателях Fanuc, сервоприводах Siemens, серводвигателях Mitsubishi, сервоприводах Fanuc, энкодерах для серводвигателей Fanuc, печатных платах Fanuc и т.д.
