Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Особенности, виды, различие управляющих программ для чпу устройств

Программа Фасад-3D

Является приложением к графическому редактору AutoCAD  и может работать с версиями, начиная от  AutoCAD 2007 до AutoCAD 2012. Программа делится на 2 группы базовая и профессиональная. В программе присутствуют следующие возможности:

  • работа с базой готовых параметрических мебельных фасадов, дверей;
  • изменять размеры мебельных фасадов, дверей  с допустимыми параметрами;
  • приём мебельных фасадов и дверей  на производство;
  • вести базу заказов;
  • проектирование новых типов параметрических фасадов;
  • создание произвольных непараметрические  мебельных фасадов и дверей  на основе рисунков AutoCAD;
  • возможность редактировать существующую библиотеку  мебельных  фасадов и дверей.

Классификация станков ЧПУ, их характеристика и обозначения

Для расшифровки обозначений моделей станков используются буквенно-цифровые обозначения, поэтому вы должны знать, какую букву (цифру) используют для определения степени автоматизации, класса точности, назначения станка.

Технологические группы

Если проводить классификацию станочного оборудования по виду основных операций, то их можно разделить на следующие технологические группы:

  • Фрезерная группа и сверлильно-расточная. Так как современное фрезерное оборудование довольно универсально, и может растачивать, сверлить, зенкеровать, то грань между фрезерной, сверлильной и расточной группой довольно условна.
  • Токарная.
  • Шлифовальная.
  • Зубообрабатывающая.
  • Многоцелевые станки или обрабатывающие центры.

Этой же классификацией каждой из групп присвоен свой номер. У токарных станков — 1-й номер, фрезерных — 6-й, сверлильных и расточных — 2-й, у разных станков — 9-й

Когда приходится расшифровывать маркировку, обращайте внимание на первую цифру. Именно она означает технологическую группу оборудования

Степень автоматизации

В управляющих системах СЧПУ, которыми оборудуются станки с программным обеспечением, тоже есть свои схемы классификации. Здесь разделение идет по следующим параметрам:

  1. Назначение. Выпускаются позиционные, прямоугольные, непрерывные, комбинированные станочные системы управления.
  2. Способ загрузки. Программное обеспечение в систему может устанавливаться через диск, флеш-носитель, магнитную или перфорированную ленту.
  3. Тип привода: шаговый, ступенчатый, регулируемый.
  4. Число управляемых (одновременно) координат и погрешности их задания.

Степень автоматизации оборудования обозначается Ф «N», и в его маркировке стоит на последнем месте.

  • Ф1 — механизм оснащен устройством цифровой индикации. Координаты перемещения вводятся с клавиатуры, каждый раз на один кадр программы.
  • Ф2 — в оборудовании используется позиционная (в сверлильных и координатно-расточных группах) или прямоугольная (во фрезерных, токарных и расточных группах) система управления.
  • Ф3 — оборудование с контурными или непрерывными СЧПУ. Используя их можно обрабатывать поверхности любой степени сложности.
  • Ф4 — ЧПУ станком управляет многооперационная комбинированная СЧПУ, в которой совмещаются возможности контурного и позиционного управления.
  • Ц — цикловое программное управление. Самая дешевая и простая система автоматизации. Устанавливается на машины для производства однотипных деталей. Система циклового управления используется на станках с 2-3 точками позиционирования.

В маркировку обязательно вводятся индексы, отражающие наличие устройств автоматической смены инструмента (АСИ). Обозначаются они буквами: «Р» — смена и фиксация инструмента, осуществляются поворотом револьверной головки, «М» — смена инструмента из специального барабана, так называемого, инструментального магазина. В маркировке моделей отечественных станков ЧПУ это буквенное обозначение ставят перед видом системы программного управления Ф «N».

Виды программ

При создании программы для станков необходимо учесть целый комплекс вопросов:

  • на каких оборотах способен работать шпиндель;
  • на каких скоростях он может работать;
  • с какой производительностью способен работать станок;
  • насколько может перемещаться рабочий инструмент;
  • сколько инструментов может использовать станок.

Большинство вопросов связаны с характеристиками станка. Для определения необходимых данных достаточно воспользоваться инструкцией, которая следует вместе с оборудованием при его покупке. Некоторые управляемые станки могут иметь дополнительные функции. Их также нужно учитывать при программировании, иначе обработка может осуществляться неточно. Список дополнительных функций также имеется в инструкции.

Не существует универсальных программ для передачи команд станку. Список самых востребованных состоит из программ для:

  • разработки трехмерных моделей;
  • быстрого просмотра и редактирования трехмерных моделей;
  • конвертации файлов из одного формата в другой;
  • создания и предварительного просмотра УП;
  • выполнения задач на станке.

Управляющие программы позволяют станкам изготовлять сложные изделия. Детали со сложной формы могут быть изготовлены из древесины, металла, камня. На специальных станках можно обработать менее используемые материалы.

Процесс разработки

Разработка управляющих команд для ЧПУ требует специальных навыков и осуществляется в несколько этапов:

  • Получение информации детали и процессе производства;
  • На основании чертежей создание 3D модели;
  • Создание комплекса команд;
  • Эмуляция и корректировка кода;
  • Испытание готового продукта, изготовление опытной детали.

Сбор информации – это самый первый этап создания УП.  Он необходим не только для написания управляющих команд, но и для выбора инструмента и учета особенностей материала при создании. В первую очередь выясняется:

  • Характер необходимой поверхности детали;
  • Характеристика материала: плотность, температура плавления;
  • Величина припуска;
  • Необходимость проведения шлифовки, резанья и других операций.

Это позволит вычислить операции, необходимые для обработки, а также рабочие инструменты.

Следующим этапом является моделирование детали.  Разработать программу для создания деталей средней и более сложности без моделирования невозможно. При создании стандартных изделий можно поискать готовые модели в интернете, но следует тщательно проверить их на соответствие.

Современные средства компьютерной графики сильно облегчают процесс моделирования. Создание управляющей программы в ArtCam, увидевшей свет в 2008 году, позволяет автоматически получить необходимую трехмерную модель из плоского рисунка. Арткам способен экспортировать растровые изображения распространенных форматов, после чего переводить их в трехмерные изображения или рельефы. Использование алгоритмов незаменимо при написании раздела ЧПУ с нанесением гравировки на деталь.

Но основе информации об изделии и модели вычисляется количество проходов инструмента и их траектория, после чего можно приступать непосредственно к разработке ПО для микроконтроллера.

Режимы работы ЧПУ

Осуществляя наладку управляющей программы и программного обеспечения, оператор агрегата использует режимы, чтобы выполнить корректировку работы станочного прибора. Выделяется несколько режимов, которые используются оператором:

  • ввод информации – внедрение программы управления обработкой, ее анализ, поиск и устранение ошибок;
  • автоматическая работа – процесс фрезерной обработки детали, регулировка действий, сохранение параметров;
  • вмешательство наладчика – коррекция настроек, внесение новой информации без использования автоматического управления фрезерными станками;
  • ручные действия – создание управляющей программы путем осуществления ручной обработки детали и сохранения необходимых параметров;
  • редактирование – устранение ненужных кадров, ухудшающих качество обработки деталей;
  • вывод информации – перенос загруженной программы на съемный носитель или другое устройство через подключение к сети;
  • вычисление – получение нужных параметров на основе использования формул;
  • использование дисплея – вывод обработки детали на экран в момент осуществления данной задачи;
  • диагностика – проверка аппарата, после которой выводится предупреждение о возможных проблемах или сообщение об аварийном состоянии.

Особенность наладки заключается в том, что ее невозможно выполнить профессионально, используя всего один режим. Оператору приходится пользоваться несколькими режимами одновременно или поэтапно, чтобы выполнить осуществить настройку станочного прибора для выполнения необходимой задачи.

Где взять 3D модели

Найти трехмерные модели необходимых деталей можно в свободном доступе в интернете. Многие файлы могут быть заражены вирусами, поэтому следует выполнить проверку сайта перед их скачиванием. Кроме того, в интернете имеются только самые ходовые схемы. Они не всегда выполнены в высоком качестве, и могут не подойти для нужных целей.

Чтобы создать нужную трехмерную модель, специалистам может потребоваться:

  • чертеж, эскиз или фотография примера заготовки, которую хочет получить заказчик;
  • точные габариты изделия;
  • разрезы детали (если она имеет сложную форму).

Если предоставляются изображения, необходимо сделать как можно больше фотографий с разных ракурсов. Так профессионалам будет проще разобраться, что именно необходимо изготовить.

Для самостоятельной работы потребуется специальная программа. Рекомендуется первоначально поработать с двухмерной графикой, если опыт в этой сфере отсутствует. Ранее перечисленные программы доступны в бесплатном доступе в интернете.

Трехмерным моделированием производятся файлы, которые могут сохраняться в разных форматах. Для ее преобразования в программу используется САМ-система. Она превратит файл в программу, с которой сможет взаимодействовать станочный прибор с ЧПУ. При загрузке программы прописываются размеры, которые должна иметь заготовка, и другая дополнительная информация, необходимая для системы.

SMC_Program

Скачать архивом

Скачать скриншот

Скачать описание

Программа SMC_Program предназначена для работы с программируемыми блокамим управления шаговыми
двигателями SMSD‑4.2, SMSD‑1.5 и SMSD‑9.0. Программа подает команды для управления шаговыми двигателями
через Com порт персонального компьютера или USB (интерфейс RS‑232).

Программа может управлять одним, двумя или тремя шаговыми двигателями, подключенными к контроллеру
SMC‑3 или одним шаговым двигателем, подключенным к блоку SMSD‑1.5, SMSD‑3.0 или SMSD‑9.0, а также осуществлять запись перечня команд (исполняемую программу) для последующего автономного использования контроллера или блока серии SMSD (без помощи ПК), либо для запуска такой исполняемой программы при помощи ПК.

Имеется возможность сохранять исполняемые программы на ПК в отдельные файлы и загружать готовые файлы в
программу.

Программа имеет простой графический интерфейс, ориентированный на неподготовленного пользователя.
SMC_Program не требует
установки или каких-либо специальных требований к ПК. После копирования на жесткий диск ПК программа
SMC_Program сразу
готова к работе. При запуске программы все настойки передачи по COM‑порту подставляются
автоматически,
остается только
выбрать номер порта, к которому подключен контроллер или блок. Для справки все параметры открытого порта
указываются
внизу окна программы.

В комплекте с программой SMC_Program — подробное руководство пользователя и примеры управляющих
программ.

Программа имеет два режима управления:

  • Управление через панель — для максимально упрощенной работы с основными функциями контроллера или
    блока: движение в
    заданном направлении, с нужными скоростью и ускорением, перемещение на заданное число шагов или
    непрерывное движение,
    выбор полношагового или микрошагового режима работы шагового двигателя. Неуказанные параметры
    подставляются по
    умолчанию. При упрощенном управлении можно выбирать, каким (какими) из подключенных к контроллеру
    шаговым двигателем Вы
    хотите управлять в данный момент: режим позволяет быстро запустить или остановить работу одного,
    двух
    или сразу трех
    шаговых двигателей.

  • Расширенное ручное управление — для использования всех возможностей контроллера или блока. В этом
    режиме есть
    возможность составлять и записывать в память контроллера или блока управления исполнительную
    программу
    (алгоритм работы
    двигателя), синхронизировать работу нескольких шаговых двигателей, организовывать циклы. Также можно
    считывать
    исполнительную программу из памяти блока или контроллера, сохранять алгоритм работы в файл на ПК или
    загружать в
    программу ранее составленный и сохраненный в файл алгоритм.
    Переключение между режимами осуществляется одним кликом мыши.

Для отслеживания состояния контроллера или блока управления программа SMC_Program имеет панель
индикаторов, на которой
отображается текущий режим каждого из каналов контроллера или блока. Цветовая индикация соответствует
светодиодам
контроллера или блока.

Дополнительные справочные окна информируют пользователя о ходе работы, возникающих ошибках, начале и
завершении
выполнения алгоритма работы каждого из подключенных шаговых двигателей. При необходимости можно
посмотреть результат
отправки каждой из команд и коды ответов порта.

Контроллер из подручных материалов

Большинство умельцев предпочитают управление через LPT порт для большинства программ управления любительского уровня. Вместо применения комплекта спецмикросхем для этой цели, кое-кто строит контроллер из подручных материалов – полевых транзисторов из сгоревших материнских плат (при напряжении свыше 30 вольт и током больше 2 ампер).

А поскольку создавался станок для нарезания пенопласта, в качестве ограничителя тока изобретатель использовал автомобильные лампы накаливания, а ШД снимали со старых принтеров или сканеров. Такой контроллер устанавливали без изменений в схеме.

Чтобы сделать простейший станок ЧПУ своими руками, разбирая сканер, помимо ШД, извлекается и микросхема ULN2003, и два стальные прутки, они пойдут на тестовый портал. К тому же понадобятся:

  • Коробка из картона (из нее смонтируют корпус устройства). Возможен вариант с текстолитом или фанерным листом, но картон резать легче; куски древесины;
  • инструменты – в виде кусачек, ножниц, отверток; клеевой пистолет и паяльные принадлежности;
  • вариант платы, которая подходит на самодельный ЧПУ станок;
  • разъем для LPT порта;
  • гнездо в форме цилиндра для обустройства блока питания;
  • элементы соединения – стержни с резьбой, гайки, шайбы и шурупы;
  • программа для TurboCNC.

https://youtube.com/watch?v=hjBuJ2PTNqg

Сборка самодельного устройства

Приступив к работе над самодельным контроллером для чпу, первый шаг – аккуратно припаять микросхему на макетную плату с двумя шинами электропитания. Дальше последует соединение вывода ULN2003 и коннектора LPT. Далее оставшиеся выводы подключаем по схеме. Нулевой вывод (25-ый параллельного порта) соединяется с отрицательным на шине питания платы.

Затем ШД соединяют с устройством управления, а гнездо для электропитания – с соответствующей шиной. Для надёжности соединений проводов выполняют их фиксацию термоклеем.

Не составит труда подключение Turbo CNC. Программа эффективна с MS-DOS, совместима и с  Windows, но в этом случае возможны некоторые ошибки и сбои.

Настроив программу на работу с контроллером, можно изготовить тестовую ось. Последовательность действий по подключению станков такова:

  • В отверстия, просверленные на одном уровне в трех деревянных брусках, вставляют прутки из стали и закрепляют шурупами небольшого размера.
  • ШД соединяют со вторым бруском, надевая его на свободные концы прутов и прикручивают, применяя шурупы.
  • Через третье отверстие продевается ходовой винт и ставится гайка. Винт, вставленный в отверстие второго бруска, завинчивают до упора, чтобы он, пройдя через эти отверстия, вышел на вал двигателя.
  • Далее предстоит соединение стержня с валом двигателя отрезком шланга из резины и проволочным зажимом.
  • Для крепления ходовой гайки нужны дополнительные винты.
  • Сделанная подставка также крепится к второму бруску при помощи шурупов. Горизонтальный уровень регулируется дополнительными винтами и гайками.
  • Обычно вместе с контроллерами подключаются и двигатели и тестируются на предмет правильного соединения. Далее следует проверка масштабирования ЧПУ, прогонка тестовой программы.
  • Остается сделать корпус устройства и это будет завершающим этапом работы тех, кто созидает самодельные станки.

Программируя работу 3-осевого станка, в настройках по первым двум осям – без перемен. А вот при программировании первых 4-х фаз третьей – вводятся изменения.

Внимание! Используя упрощенную схему контроллера ATMega32 (Приложение 1), в отдельных случаях можно столкнуться с некорректной обработкой оси Z – режим полушага. А вот в полной версии его платы (Приложение 2), токи осей регулируются внешним аппаратным ШИМом

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации