Вот мы плавно и добрались до третьей, заключительной руководства по созданию ЧПУ станка. Она будет насыщена полезной информацией о настройке электроники, программы управления станком, и калибровке станка.
Запаситесь терпением – букв будет много!
Программное обеспечение
Так как у нас не получится в полной мере проверить собранный контроллер без компьютера с настроенной программой управления станка, вот с неё и начнём. На этом этапе никакие инструменты не понадобятся, нужны лишь компьютер с LPT портом, руки и голова.Существует несколько программ для управления ЧПУ станком с возможностью загрузки управляющего кода, например, Kcam, Desk CNC, Mach, Turbo CNC (под DOS), и даже операционная система оптимизированная для работы с ЧПУ станком – Linux CNC.
Мой выбор пал на Mach и в статье я буду рассматривать только эту программу. Поясню свой выбор и опишу несколько достоинств этой программы.
Mach присутствует на рынке несколько лет и зарекомендовал себя, как очень достойное решение для управления ЧПУ станком.
- Большинство используют именно Mach 2/3 для управления своим домашним станком.
- По причине популярности, в сети Интернет довольно много информации о этой программе, возможных проблемах и рекомендации, как их исправить.
- Подробный мануал на русском языке
- Возможность установки на слабый. У меня Mach 3 установлен на Celeron 733 с 256Мб оперативки и при этом всё замечательно работает.
- И главное – полная совместимость с Windows XP, в отличие от, например Turbo CNC, которая заточена под DOS, хотя TurboCNC ещё менее требовательна к железу.
Думаю, этого более чем достаточно для того, чтобы остановили свой выбор на Mach_e, но никто не запрещает попробовать и другой софт. Возможно он вам больше подойдет. Следует упомянуть ещё факт наличия драйвера совместимости с Windows 7. Пробовал я эту штуковину, но получилось не совсем хорошо. Возможно по причине усталости системы – ей уже два года и заросла всяким ненужным мусором, а Mach рекомендуют устанавливать на свежую систему и использовать этот компьютер только для работы со станком. В общем вроде бы всё работает, но моторчики регулярно пропускают шаги, в то время как на компьютере с ХР та же версия Мача ведёт себя замечательно.
Рассмотрим только ось Х., а оставшиеся вы сами настроите по тому же принципу. Параметр Steps per указывает за сколько шагов ваш двигатель делает полный оборот. Стандартный ШД имеет шаг равный 1,8 градуса т.е. мы 360 гр (полный оборот) делим на 1,8 и получаем 200. Таким образом мы нашли, что двигатель в режиме ШАГ проворачивается на 360 гр за 200шагов. Это число и записываем в поле Steps per. Соответственно в режиме ПОЛУШАГ будет не 200, а в 2 раза больше – 400шагов. Что писать в поле Steps per, 200 или 400, зависит от того в каком режиме находится ваш контроллер. Позже, когда будем подключать к станку и калибровать, мы этот параметр изменим, но пока ставьте 200 либо 400.
Velocity – задаётся максимальная скорость передвижения портала. У меня для надежности стоит 1000, но при работе я уменьшаю или увеличиваю её прямо на ходу в главном окне Мача. А вообще, сюда рекомендуют вписывать число на 20-40% меньше от максимально возможной, которую способен выдать ваш двигатель без пропуска шагов.
Пункт Acceleration – ускорение. Значение, вписываемое в эту строку, как и скорость зависит от вашего двигателя и блока питания. Слишком маленькое ускорение значительно увеличит время обработки фигуры сложной формы и рельефа, слишком высокое увеличивает степень риска пропуска шагов при старте т.к. двигатель будет рвать с места. В общем этот параметр выставляется экспериментальным путем. Из своего опыта 200-250 оптимальное значение.
Step pulse и Dir pulse . От 1 до 5, но может быть и больше. В случае, если ваш контроллер не совсем хорошо собран и тогда стабильная работа возможна при большем временном интервале.
Забыл сказать, что скорее всего каждый раз при запуске Мача у вас будет мигать кнопка Reset. Жмакните по ней, иначе она ничего не позволит сделать.
Уфф. Ну теперь давайте попробуем загрузить управляющую программу, пример которой можете скачать в конце статьи. Нажимаем кнопку Load G-Code
либо идем в меню File/Load G-Code
кому как удобнее и появляется окно открытия управляющей программы.
УП представляет собой обычный текстовый файл, в котором в столбик записаны координаты. Как видно в списке поддерживаемых типов файлов есть формат txt, следовательно его можно открыть и отредактировать обычным блокнотом, как и файлы с расширением nc, ncc, tap. Подправить G-код можно и в самой программе, нажатием кнопки Edit G-Code .
Загружаем УП и видим, что в левом окне появился код, а в правом очертания фигуры, которую будем вырезать.
Для запуска обработки осталось лишь нажать зеленую кнопку Cycle Start , что мы и делаем. В окне координат побежали цифры, а по картинке поехал виртуальный шпиндель, значит процесс обработки успешно начался и наш виртуальный (пока) станок начал обрабатывать деталь.
Если вам по какой-то причине нужно приостановить работу станка – нажимаем Stop. Для продолжения снова нажать Cycle Start и обработка продолжится с того же места. Я так несколько раз прерывался во время дождя, когда нужно было отключить и накрыть станок.
Изменение скорости осуществляется кнопками «+» «-» в колонке Feed Rate , и изначально равно 100% от скорости, выставленной в Motor Tuning. Здесь же можно подстроить скорость передвижения портала под определёные условия обработки. Скорость регулируется в очень большом диапазоне от 10 до 300%.
Вот в принципе и всё о настройке Mach3, надеюсь, что ничего не забыл. Немного позже, когда будем калибровать и запускать станок я расскажу ещё о некоторых нужных настройках. А сейчас возьмите чай, кофе, сигарету (кому что по душе) и устройте себе минутку отдыха, чтобы с новыми силами и свежей головой приступить к настройке электроники станка.
Это желательно делать с установленным шпинделем т.к. вряд ли у вас в домашних условиях получится изготовить абсолютно ровное крепление шпинделя и также ровно прикрутить его к оси Z.
Допустим вы сейчас выровняете ось Z, а когда сделаете крепление и установите шпиндель, удивитесь как криво он там будет располагаться. Первое, что нужно сделать – закрепить в патроне сверло или фрезу. Теперь переводим портал в любое место нашего рабочего (координатного) стола и смотрим угольником есть ли у нас 90 градусов между столом и фрезой. В зависимости от конструкции крепления шпинделя и самой оси Z, корректируете положение фрезы, и добившись желаемого результата фиксируете шпиндель в таком положении.
Ну и ещё одна подстройка – проверка того может ли ваш станок нарисовать прямой угол, когда вы ему это прикажете сделать. Иначе у вас может получиться вот что.
Для себя я вывел два способа, как это можно проверить и подрегулировать, опишу их оба.
1 - Это самая универсальная фреза – обломанное и переточенное сверло 3 мм. За неимением других фрез, используется как для черновой, так и для чистовой обработки. Огромный плюс этой фрезы её дешевизна, из минусов: не получается правильно заточить, и очень ограниченный ресурс. Буквально пара небольших картинок, после чего она начинает жечь дерево. Из всего этого вытекает не очень хорошее качество выполненной работы с последующей обязательной доработкой наждачкой, причем шкурить придётся довольно много.
2 - Прямая двухзаходная фреза 3,175 и 2 мм. Применяется в общем-то для снятия чернового слоя небольших заготовок, но при необходимости можно использовать и как чистовую.
3 - Конические фрезы 3, 2, и 1,5 мм. Применение – чистовая обработка. Диаметр определяет качество и детализацию конечного результата. С фрезой 1,5 мм качество будет лучше, чем с 3 мм, но и время обработки заметно увеличится. Использование конических фрез при чистовой обработке, практически не требует после себя дополнительную обработку шкуркой.
4 - Конический гравер. Используется для гравировки, причем сплав из которого он сделан позволяет выполнять гравировку в том числе и на металле. Ещё одно применение – обработка очень мелких деталей, которые не позволяет выполнить коническая фреза.
5 - Прямой гравер. Используется для раскроя или вырезания. Например вам нужно вырезать…букву «А» из листа фанеры 5 мм. Устанавливаете прямой гравер в шпиндель и вот вам ЧПУ-лобзик . Я его использовал вместо прямой фрезы, когда она сломалась. Качество обработки вполне нормальное, но периодически наматывает на себя длинную стружку. Нужно быть начеку.
Все вышеперечисленные фрезы были с хвостовиком 3,175 мм, а сейчас тяжелая артиллерия.
6 - Прямая и коническая фрезы 8 мм. Применение то же, что и у фрез 3 мм, но для более масштабных работ. Время обработки значительно сокращается, но к сожаление они не подходят для небольших заготовок.
Всё это только малая часть из того количества фрез, которые можно применять в ЧПУ для выполнения различных задач. Начинающих не могу не предупредить о немалой стоимости хороших фрез. К примеру вышеописанные фрезы 8 мм из быстрорежущей стали стоят примерно по 700р. Фреза из твердосплава в 2 раза дороже. Так что игрушки с ЧПУ не получается поставить в ряд самых дешевых хобби.
Фотки
Выкладываю на ваш суд несколько фотографий того, что успел сделать за пару летних месяцев.Первый пробный блин. Фреза №1. Страшно да? А если и остальное будет такого же качества)))
Первая серьёзная проверка для станка. Размеры 17 на 25 см. Высота рельефа 10 мм, затраченное время - 4 часа.
Как и следующая работа, эта выполнена всё той же фрезой №1. Как видите результат вполне сносный.
А здесь фреза затупилась, и дерево начало подгорать.
Пробовал на что способен конический гравер.
Сестра попросила вырезать ей собачку. Черновая обработка – фреза №2 3 мм, чистовая фреза №3 3 мм. Рельеф 6 мм, время обработки около 1,5часа.
Таблички на дом. Рельеф 10 мм, но уже вогнутый т.к. это значительно сокращает время обработки. Обрабатывается не вся площадь, а только надпись. Время обработки около 2ч, фрезой №5 (прямой гравер).
Моя попытка сделать объёмную деревянную фотографию. Ошибся в сопряжении человека и дерева, но в целом, мне кажется неплохо получилось. Черновая обработка - прямой фрезой 3 мм, чистовая конической 2 мм. Рельеф 5 мм, а вот время обработки не помню.
Читательское голосование
Статью одобрили 89 читателей.
Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.1. Установка инструмента:
*перед установкой инструмента необходимо тщательно протереть инструмент и гнезда револьверной головки ветошью;
*в неиспользуемые гнезда для осевого инструмента установить заглушки, а также установить заглушки в неиспользуемые резьбовые отверстия;
*законтрить в держателях осевого инструмента винты зажима инструмента;
*при установке (замене) пластин очистить посадочные места и элементы крепления от стружки;
*при установке кулачков необходимо очистить зубчатую поверхность реек патрона и кулачков кисточкой или зубной щеткой;
*чтобы затянуть винты кулачков, в режиме MDI задайте команду М19 -ориентация шпинделя: привод не даст вращаться патрону и кулачки можно надежно затянуть;
*при закреплении инструмента пользоваться исправными ключами и не применять приспособления, усиливающие зажим.
2. Привязка инструмента:
Привязка инструмента является одной из наиболее ответственных работ, выполняемых наладчиком станка. От правильного понимания теории и аккуратного безошибочного выполнения процесса привязки зависит безаварийная работа станка.
Привязка инструмента заключается в определении и занесении в таблицу корректоров (MENU OFFSET) вылетов инструментов по осям X и Z.
В настоящее время практически все токарные станки оснащаются датчиками (Tool setter) фирмы Renishaw. У станков, не имеющих датчика, привязка осуществляется в традиционным методом - протачиванием заготовки по диаметру и подрезкой торца. Привязка с помощью датчика достаточно полно описана в «Руководстве по программированию для станков с Fanuc» Н-2000-6030-0В-А, методика привязки протачиванием - в «Руководстве оператора Fanuc серия 0i-TB» В-63834. Поэтому далее будут изложены принципы определения вылетов инструмента, т.к. в зависимости от этого производится как калибровка датчика, так и привязка инструмента методом протачивания заготовки.
В качестве начала координат для измерения вылетов инструмента предлагается использовать:
По оси Х - центр отверстия держателя осевого инструмента.
По оси Z - торец револьверной головки. Для станков с державками VDI по DIN 69880 - торец резцовой державки типа «В», например В3-30х20.
Внимание: направление осей вылета инструмента никак не связано с осями координат станка.
Хин и Zин - вылеты инструмента соответственно по осям X и Z, которые заносятся в таблицу корректоров.
Такой принцип отсчета вылетов инструмента обусловлен следующими соображениями:
1. Центр отверстия держателя осевого инструмента в токарных станках ВСЕГДА находится на оси вращения детали, поэтому корректор по Х для сверл, метчиков и другого аналогичного осевого инструмента ВСЕГДА равен 0. Кроме того, для расточных резцов в каталогах инструмента, выполненного по стандарту ISO, указывается расстояние от центра круглой державки до вершины режущей пластины, поэтому эту величину (удвоенную) по Х можно сразу ввести в таблицу корректоров.
2. В обычной револьверной головке крепление наружных резцов, выполненных по стандарту ISO, осуществляется клином и боковая поверхность державки практически заподлицо с торцом револьверной головки. В каталогах инструмента указывается расстояние от боковой поверхности державки до вершины режущей пластины, таким образом, величину вылета по Z также можно сразу внести в таблицу корректоров.
3. Ориентировочные вылеты осевого инструмента по Z удобно измерять штангенциркулем - «колумбусом».
4. Занесение предварительно измеренных или определенных из каталогов значений вылетов в таблицу корректоров при наличии датчика (Tool setter) привязки инструмента позволяет пользоваться программой автоматической привязки, что существенно сокращает время наладки станка.
Таким образом, глядя на величину и знак корректоров по Х и Z в таблице корректоров, легко определить тип инструмента, визуально проверить правильность установки инструмента в соответствующие позиции. При этом естественно подразумевается, что номер корректора равен номеру инструмента. ПРИМЕЧАНИЕ: При привязке инструмента методом протачивания корректор должен быть включен, т.е. для инструмента, установленного в гнезде 1 - Т0101.
3. Определение нуля детали;
Необходимо заметить, что нуль детали и корректора на инструмент формально никак не связаны. Определение нуля детали производится ПОСЛЕ привязки инструмента. Поверхность, выбранная в качестве плоскости нуля детали должна быть физической, чтобы ее можно было коснуться инструментом, обычно это торец детали.
Существует два способа определения нуля детали:
1. С помощью функции G50, при этом нуль детали при выключении станка системой ЧПУ не запоминается.
2. С помощью функций G54 - G59, при этом способе нуль детали сохраняется в памяти системы ЧПУ.
4. Ввод и вывод управляющих программ;
Ввод и вывод УП не представляет каких-либо трудностей и осуществляется в режиме EDITс помощью последовательного нажатия программных клавиш READ (ввод) или PUNCH (вывод) и программной клавиши EXEC (выполнить). К разъему RS232 станка должен быть подключен специальный кабель (обязательно при выключенном питании), соединяющий станок с устройством ввода - вывода. Таким устройством может быть персональный компьютер, имеющий специальную программу приема - передачи управляющих программ, специальный DNC - терминал или другое подобное средство. При выполнении ввода - вывода ключ защиты программ должен быть выключен.
5. Графический контроль управляющих программ;
Эта процедура применяется в случаях, если программа вводилась вручную с пульта системы ЧПУ, в рабочую программу вводилось большое количество изменений, т.е. во всех случаях, когда происходило РУЧНОЕ изменение программы. При этом часто не дожимаются или не нажимаются клавиши буквенно-цифровой информации, клавиши редактирования. И это соответственно приводит к неправильной работе станка, поломки его и инструмента. Необходимо иметь ввиду, что режим графического контроля отображает только траекторию движения БЕЗ УЧЕТА коррекции на инструмент. Режим графического контроля включается кнопкой AUX GRAPH.
Необходимо в окне графических параметров ввести диаметр и длину детали в ДИСКРЕТАХ, например Ш 40 соответствует 40000. Система ЧПУ сама установит масштаб отображения. ЧПУ последних моделей (Fanuc 0i-TD) имеет программные клавиши, позволяющие запускать режим контроля и видеть на экране процесс обработки, но при этом не происходит вращения шпинделя, смены инструмента, движения суппорта. Переключатель режимов при этом необходимо установить в положение AUTO и нажать на кнопку START. На предыдущих моделях систем таких клавиш не было и для запуска режима графического контроля необходимо нажать клавишу MACHINE LOCK, включить режим AUTOи нажать кнопку START. Дополнительно можно нажать кнопку AUX LOCK - функции M, S, T выполняться не будут.
ВНИМАНИЕ! Не забудьте после работы в режиме MACHINE LOCK обязательно выйти в нуль станка в режиме HOME. Если этого не сделать, то, вследствие изменения системы отсчета, при запуске станка в автоматическом режиме может возникнуть аварийная ситуация (поломка станка и инструмента).
6.Особенности работы в автоматическом режиме.
Отработку новой управляющей программы необходимо производить в покадровом режиме (SINGLE BLOCK)на скорости быстрых перемещений F0. При непрерывном выполнении программы нужно прислушаться к звукам резания и держать руку на кнопке FEED HOLD, чтобы при малейшем нарушении процесса обработки успеть ее нажать и не допустить поломки инструмента. Если произошло нарушение процесса и была нажата кнопка FEED HOLD, то далее должна быть нажата кнопка RESET. В памяти системы ЧПУ хранится следующий для исполнения кадр управляющей программы и если не нажать кнопку RESET, перейти в режим MDI или AUTO и выполнять какую-либо команду, сначала будет выполнена команда, хранящаяся в памяти и движение рабочих органов станка не будет соответствовать ожидаемым.
Начать выполнение управляющей программы можно с любого кадра. Поскольку размер управляющих программ для токарных станков невелик, в большинстве систем ЧПУ отсутствует функция рестарта программы. Запуск программы необходимо производить с начала инструментального блока - точки смены инструмента.
Для этого необходимо перейти в режим EDIT, найти нужный кадр и установить на нем курсор, перейти в режим AUTO и нажать кнопку START.
Программа начнет выполняться с выбранного кадра.
– комплекс действий, направленных на приведение в работоспособное состояние станочного оборудования с числовым программным управлением. Наладка станков с системой ЧПУ – завершающий этап настройки прибора. После того, как она будет проведена, аппарат можно будет использовать в автоматическом или полуавтоматическом режиме. К наладочным действиям можно приступать в том случае, если программное обеспечение уже установлено.
Кто осуществляет наладку
Наладка станка с ЧПУ на обработку – сложная задача, выполнением которой занимается квалифицированные сотрудник, имеющий техническую подготовку.
Для успешной настройки станочного оборудования, требуется:
- знание на профессиональном уровне конструкции инструментального прибора;
- умение управлять аппаратом в разных режимах;
- умение использовать технологическую оснастку и другие инструменты фрезерного станка.
В обязанности наладчика входит программирование и запуск управляющих систем, а также проверка электроники и механики настраиваемых аппаратов в процессе эксплуатации. Он должен не только иметь теоретические знания о том, как настроить аппарат, но и обладать практическим опытом.
На должность наладчика обычно принимают людей с высшим образованием в области:
- машиностроения;
- программирования;
- электроники и вычислительной техники.
Наладчикам периодически необходимо проходить повышение квалификации. Это условие требуется в связи с периодическим обновлением станочных токарных приборов, их модернизацией, а также выпуском новых моделей.
Режимы работы ЧПУ
Осуществляя наладку управляющей программы и программного обеспечения, 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.
Схема наладки
Настройка выполняется пошагово в несколько этапов. Последовательность этапов изменять запрещено, иначе задача будет выполнена неправильно. Выделяется шесть основных этапов наладки:
- установка оборудования в фиксированное положение;
- монтаж приспособлений и рабочих механизмов;
- выполнение размерной настройки;
- ввод программы управления;
- обработка пробной заготовки;
- оценка работы управляющей программы и внесение коррекций.
Следует учитывать, что даже опытный наладчик не может настроить металлорежущие устройства без необходимости внесения изменений. Этот процесс называется подналадка. Он представляет дополнительную регулировку с целью повышения качества обработки. Если станок настраивал профессионал, он обязательно проведет подналадку, и детально рассмотрит ошибки.
Установка инструмента
Первый этап наладки – установка инструментов. Но начинать с установки можно только после очистки комплектующих от пыли, стружки и других загрязнений компоненты оборудования. Для этого рекомендуется использовать:
- ветошь;
- кисточки;
- зубную щетку.
Затем необходимо поместить заглушки в гнезда и отверстия с резьбой, использование которых не планируется. После этого следует убедиться, что винты находятся в исправном состоянии. Затягивая кулачки, нужно заблокировать вращение патрона. Это условие обеспечивается при помощи привода. Ключи, используемые для закрепления оборудования при установке, должны находиться в исправном состоянии.
Привязка инструмента
На втором этапе осуществляется привязка инструмента. Данная задача является одной из самых важных при наладке, которые выполняет оператор. От того, насколько правильно была понята теория, и не было ли допущено ошибок при привязке, зависит бесперебойная работа оборудования.
Привязка осуществляется с определением перемещений осей X и Z, по которым были зафиксированы вылеты. Для измерения используются не только программы, но и штангенциркуль. Рекомендуется использовать модель «колумбус». Также используются специальные датчики, позволяющие максимально точно определить вылеты. Предполагаемые значения вылетов вносятся в таблицу, после чего легче определить предполагаемую траекторию перемещения рабочего инструмента. Если она уже настроена, можно переходить к следующему этапу.
Определение нуля заготовки
Это значение определяется после того, как фрезерные станки будут привязаны. Оно укажет на зону поверхности заготовки, с которой начнется обработка. В большинстве случаев используется торцевая часть детали. Она имеет физическую поверхность, которой может коснуться инструмента. Если он не достает до заготовки, необходимо выбрать другую зону. Станок не переместит фрезу на нужно место автоматически, поэтому сделать это должен оператор.
Важно! Начинать обработку детали с холостым перемещением нельзя.
Для определения этого значения в наладочной системе числового программного управления предусмотрены две функции:
- первая рассчитана на разовую обработку, и после выключения ЧПУ станка не сохраняет значение нуля;
- вторая предназначена для серийной обработки, и обеспечивает сохранение данных после выключения аппарата.
Выбор функции осуществляется в зависимости от того, планируется ли производить несколько идентичных деталей.
Ввод и вывод программ управления
Ввод и вывод управляющей программы – одно из самых простых действий при работе со станком с ЧПУ. Для выполнения этой задачи необходимо подключить фрезерный прибор к управляющему устройству. В качестве него может выступать:
- стационарный компьютер;
- управляющий терминал;
- ноутбук.
Если используется компьютер или ноутбук, на него необходимо предварительно установить программу для станков. Указанные действия выполняются нажатием соответствующих клавиш. Они также могут быть подписаны на английском языке. Дополнительно после выбора задачи необходимо нажать клавишу «выполнить». Действия можно выполнять только при выключенном фрезерном станке.
Графический контроль за программой управления
Это действие необходимо в том случае, если ввод управляющей программы осуществлялся ручным способом, или в режиме корректировки вносилось большое количество изменений. Для включения графического контроля также предусмотрена специальная клавиша.
Данная функция позволяет следить за перемещениями фрезера, и фиксировать, по какой настроенной траектории он движется. Но она не берет во внимание коррекцию. Процесс обработки на станках выводится на экран, где за ним может наблюдать оператор. Эта особенность позволяет не только следить за работой фрезерных устройств, работающих с перебоями, но и исправных инструментальных приборов. Она позволяет свести к минимуму вероятность возникновения ошибки.
Важно! Перед запуском функции необходимо внести параметры заготовки, а также выставить значение нуля. Если этого не сделать, станок может выйти из строя, и ему потребуется ремонт.
Наладка в автоматическом режиме
Автоматический режим предполагает автономное движение инструмента, и контроль за ним покадрово. Если фрезерная обработка выполняется непрерывно, перемещать заготовку самостоятельно не нужно, но необходимо наблюдать за звуками. При малейшем изменении стандартного звука, следует нажать кнопку выключения. Для этого рекомендуется при управлении держать руку на клавише выключения. В противном случае будет нанесен вред заготовке, а станок может поломаться.
Программу не обязательно запускать с самого начала. Но она должна начинаться точкой смены инструмента. На большинстве управляющих программ не предусмотрена функция перезапуска. Запуск выполняется на компьютере или контроллере после выбора нужного кадра.
Mach3 — программа для управления ЧПУ станком, которая позволяет автоматизировать процессы обработки заготовок. Использование ЧПУ станков актуально для крупных предприятий и небольших мастерских. Разница заключается только в характеристиках и размерах станков, которые применяются в тех или иных ситуациях. Рассмотрим вопрос применения Mach3 на начальных этапах ее освоения.
- Современный фрезерный станок, оснащенный модулем ЧПУ, позволяет ему взаимодействовать с обычным персональным компьютером или ноутбуком;
- Установив на свой ПК драйвер Mach3, вы можете разрабатывать управляющие программы;
- После разработки программа загружается в память модуля с числовым программным управлением;
- Задача компьютера — настроить все необходимые параметры для работы ЧПУ;
- Помимо автоматизации процессов, через ПК можно вручную управлять перемещениями режущих инструментов станка, контролировать их передвижения относительно заготовки или рабочего стола;
- Работа Mach3 основана на следующей схеме: компьютер — мастер — фрезерное оборудование. Чтобы осуществлять подобное управление, вам потребуется соответствующая программа;
- Mach3 — это отличный пример современного программного обеспечения, за счет которого происходит управление, настройка станков;
- Mach3 рассчитана на работу со всеми операционными системами производства Майкрософт;
- Программа работает как обычное приложение «оконного» типа;
- Мак3 отличается широкими функциональными возможностями, интуитивно понятным интерфейсом;
- При этом новички, для которых настройка ЧПУ является чем-то совершенно новым, должны внимательно изучить руководство по эксплуатации. На адаптацию к работе с ЧПУ через специальную программу уходит минимум времени. Это обусловлено грамотно разработанным интерфейсом и понятным принципом управления.
Подготовка к работе с Mach3
Фото Mach3 — программы для управления ЧПУ станком
Числовое программное управление, то есть ЧПУ, является передовой разработкой в сфере построения станков. Программа упрощает управление, автоматизирует все процессы. Грамотная настройка ЧПУ с помощью программы через ПК позволяет минимизировать человеческий фактор, свести к нулю вероятность ошибок.
При этом важно понимать, что если настройка будет выполнена неправильно, вы можете сломать фрезы, неправильно обработать заготовку, вывести из строя модуль ЧПУ и остальные компоненты оборудования.
Чтобы избежать подобных ошибок и неприятных инцидентов, следует начать с грамотной подготовки к работе станков с ЧПУ.
- Выполните полное подключение станков. Вы должны убедиться, что станок подготовлен к работе, получает качественное питание от электросети. Для множества станков доступны специальные программы, позволяющие через ПК проверить состояние оборудование, исправность его отдельных узлов.
- Установите Mach3 на свой персональный компьютер или ноутбук. При этом убедитесь, что ваш ПК отвечает минимальным требованиям по системным характеристикам. Mach3 не является «тяжелой» программой, потому почти любой компьютер ее легко «потянет».
- Программа может потребовать русификации в некоторых случаях. Лицензионная версия выполнена на английском языке, но в сети широко доступны специальные русификаторы. Пиратские программы типа Mach3 использовать не рекомендуется, поскольку в подобном ПО могут быть серьезные ошибки, способные вывести из строя ваш станок даже при условии, что настройка была выполнена правильно. Лицензия стоит около 12 тысяч рублей.
- Постарайтесь оптимизировать работу операционной системы, отключив всевозможные всплывающие окна, неиспользуемые программы. Вам ничего не должно мешать в процессе работы со станком.
- Не запускайте параллельно с работой Mach3 сторонние программы. Особенно это касается компьютерных игр, просмотра фильмов и другого контента, который требует внушительных ресурсов от ПК. В противном случае настройка может оказаться некорректной, от чего пострадает качество обработки и сам станок.
- Если параллельно вы хотите составлять управляющие программы для станка с ЧПУ, либо использовать компьютер не только для работы с Мак3, тогда разделите жесткий диск на подразделы. Для ПО под станок с ЧПУ установите отдельную операционную систему. Логический подраздел жесткого диска должен полностью быть выделен под управление станком. Это позволит не занимать весь ПК вопросами управления ЧПУ. Данную операционную систему используйте конкретно под настройки оборудования, не загружайте туда посторонний софт, минимизируйте набор программ.
Работа с программой
Когда этапы подготовки позади, вам потребуется приступать к непосредственной настройке программы Мак3.
- Внимательно изучите все кнопки, которые доступны в меню Mack3. Многие пугаются их огромного количества. Но наличие русифицированной версии позволит быстро во всем разобраться.
- В зависимости от типа станка, вам необходимо открыть соответствующие вкладки. Для фрезерного оборудования потребуются вкладки параметров электродвигателей, скорости деталей, параметры портов, шпинделя и пр.
- Купив лицензионную версию программного обеспечения, вы найдете все описания параметров настройки в руководстве для пользователей. Либо ее можно отыскать на просторах всемирной паутины.
- Если вы условно правильно выполнили настройки работы станка через программу Мак3, при командах, подаваемых с клавиатуры, электромоторы оборудования начнут вращаться, перемещаться. Важно, чтобы портал перемещался без рывков, аккуратно и свободно. Это говорит о том, что настройка произведена верно.
- Выполните прогон. Так называют пробное ручное перемещение инструментов. Соответствующая кнопка для прогона есть в программе Мак3.
- Прогон определяется соответствующей иконкой, позволяющей включать и выключать данный пробный режим.
- Обратите внимание на джог-шарик. При прогоне он должен подсвечиваться. Он служит для управления инструментами станка с помощью мышки. Чем ближе будет курсор от джога при щелчках, тем выше окажется скорость вращения электромоторов. Помимо мышки, для активации инструмента можно применить клавиши на клавиатуре.
- Управление движениями инструментов бывает пошаговым и непрерывным. В случае с непрерывным, инструмент станка перемещается постоянно, пока вы зажимаете соответствующую клавишу или кнопку мышки. Пошаговый режим предполагает, что после нажатия кнопки портал переместится на строго заданное расстояние. Величину шага вы можете задавать самостоятельно.
Mach3 предлагается покупателям с подробной инструкцией по эксплуатации. Опираясь на официальное руководство, вы сможете адаптировать программу под тот или иной станок. Действуйте строго согласно заводским инструкциям. Только они дают возможность выполнить грамотную установку параметров работы оборудования с ЧПУ. Если настройка окажется верной, составленная программа управления позволит автоматизировать станок, адаптировать его под выполнение тех или иных операций с заготовками.
В наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Для системы ЧПУ типа CNC характерны следующие режимы работы.
Режим ввода информации . ввод управляющей программы (УП) или исходных данных для нее с внешнего носителя вручную либо по каналу связи; анализ информации; вывод ошибок на устройства индикации; размещение УП в памяти системы.
Автоматический режим : обработка детали по УП; автоматическое регулирование подачи; ускоренная отработка УП; накопление эксплуатационной информации (счет числа деталей, регистрация времени обработки и др.).
Режим вмешательства оператора в процесс автоматического управления: выполнение операции технологического останова, пропуск кадров УП и их отработка без выдачи управляющих команд, а также коррекция технологических режимов, кодов инструментов и кодов спутников.
Ручной режим : настройка станка и ручное управление перемещениями; отладка УП; отработка перемещений инструмента при задании скорости перемещения вручную; набор и отработка кадра УП, его запоминание и хранение; формирование УП из отдельных кадров, визуализация кадров, ввод коррекции различных видов, диагностирование механизмов станка, инструмента, системы ЧПУ и др.
Режим редактирования : поиск нужного кадра УП и вывод его на устройство индикации, коррекция кадров, их замена, вставка и удаление.
Режим вывода информации УП на внешние устройства - перфоратор, печатающее устройство, компакт-кассету, во внешнюю память, а также на ЭВМ высшего ранга или в локальную вычислительную сеть.
Режим вычислений требуемых величин по формулам (например, параметров режима резания и геометрических преобразований), формирование УП на основе входной информации и др.
Дисплейный режим , когда выполняются выделение и визуализация информации, ведение диалога и др.
Режим диагностирования , в процессе которого автоматически формируются аварийные и диагностические предупреждения.
При наладке программы работы станка оператор пользуется соответствующими режимами, вводя корректировки, необходимые для обработки.
Особенности наладки станков с ЧПУ определяет система управления, так как механическая, гидравлическая, пневматическая и электрическая системы те же, что у аналогичных станков с традиционными системами управления.
Специфика наладки станков с ЧПУ заключается в том, что в процессе эксплуатации приходится периодически (при переходе на обработку новой заготовки) выполнять настройку необходимых характеристик гидравлических, пневматических, механических узлов, электрических аппаратов, электронных устройств, блоков ЧПУ, систем автоматической регулировки, регулируемых приводов подач.
На рабочем пульте оператора или панели станка расположены программируемые функциональные клавиши. Применяемые современные языки программирования обеспечивают оператору диалоговый режим. Оператор использует при работе возможность программирования на рабочем месте и визуализацию на экране системы ЧПУ траекторий перемещений рабочих органов в заданных и текущих координатах в форме, удобной для оператора и технолога, В соответствии с технологической картой оператор устанавливает технологические параметры обработки (скорость резания, подачи и др.).
Наладку простейших элементов выполняет рабочий-оператор. Он пользуется картой, в которой приведены исходные данные для настройки инструментов (их длины и вылета) и приспособления. Если при обработке требуется обеспечить 8-й (и более) квалитет точности, наладку на обработку первой заготовки осуществляют методом пробных проходов.
В процессе наладки электронных и электрических аппаратов систем управления станками с ЧПУ наладчик проводит осциллографирование напряжения и формы сигналов, а также переходных процессов. Он выполняет наладку УЧПУ последовательно по каждому устройству, блоку, узлу (например, устройства считывания, ввода, арифметическое устройство, блоки индикации, интерполяции, памяти, узел задания скорости и др.). Не изменяя схемы узла, блока, устройства, получают оптимальные значения выходных сигналов, обеспечивающих точность и работоспособность устройства в целом. Наладку выполняют с помощью настроечных элементов, предусмотренных в конструкции, схеме блока, узле, устройстве (например, с помощью переменного резистора), или путем подбора какого-либо из элементов схемы, влияющего на выходной параметр.
В УЧПУ выполнение наладочных работ связано с разнообразными, проводимыми в контрольных точках, измерениями, по результатам которых оценивают выходные параметры узла, блока и устройства в целом. Наладка УЧПУ считается законченной после проверки функционирования станка с ЧПУ в различных режимах и в соответствии с заданной программой.
Рабочий-оператор осуществляет проверку функционирования станка с ЧПУ после наладки в три этапа.
1. Проверка программы без инструмента, оснастки и заготовки. С помощью ручного управления узлы станка устанавливают в исходное положение, а затем включают автоматическое управление по программе. Контролируют перемещение всех узлов и их возвращение в исходное положение. Контроль осуществляют по лимбам с помощью упоров, индикаторов и т.д.
2. Обработка макетной заготовки, выполненной в отдельных случаях из листового металла, пластмассы и др. Обычно такую операцию выполняют, если заготовки сложны и количество их ограничено.
3. Обработка контрольной (эталонной) детали. Комплексной проверкой точности обработки на станке с ЧПУ является проверка эталонной детали (эталона), обработанной по УП. На рис. 9.21, а изображен чертеж эталона для комплексных испытаний качества наладки многоцелевого станка с ЧПУ. Для станков с горизонтальным шпинделем эталон может быть выполнен в виде угольника. Для горизонтальных станков при отношении максимальных перемещений по осям Х и Z более 1:6 и для вертикальных станков при том же отношении максимальных перемещений по осям Хи У рекомендуется использовать два эталона. Эталон окончательно обрабатывают по базовым поверхностям с точностью, в два раза превышающей допуски на проверяемые поверхности.
Кроме комплексной проверки, необходима проверка точности межосевых расстояний обработанных отверстий. Для этого по программе в эталоне сверлят и растачивают пять отверстий по квалитету Н7. Длина отверстий должна превышать диаметр или быть равной ему. Возможно растачивание отверстий для проверки межосевых расстояний и на эталоне для комплексной проверки. Проверку проводят с использованием микроскопа или приспособления, предназначенного для измерения межосевых расстояний.
Для горизонтальных станков проверяют отклонение от соосности отверстий, обработанных с поворотом стола. Измерение выполняют дважды, принимая за базовое каждое из расточенных отверстий. Отклонение от соосности проверяемых осей равно наибольшему из полученных отклонений.
На рис. 9.21, б показан эталон для токарного станка с ЧПУ. Деталь обрабатывают, соблюдая технические параметры (режим резания, материал, геометрию режущих инструментов, СОЖ), рекомендуемые заводом-изготовителем оборудования.
На станках с ЧПУ выполняют испытания на максимальные нагрузки и уточняют режимы резания для характерных видов обработки и инструмента. При испытаниях на максимальное усилие привода главного движения и приводов подач осуществляют сверление инструментом наибольшего диаметра и фрезерование торцовыми фрезами.
Особенности наладки токарных станков с ЧПУ
В начале смены проверяют основные функции движения станка. В целях тепловой стабилизации станка и устройства ЧПУ включают на холостом ходу вращение шпинделя со средней частотой и питание устройства ЧПУ в течение 20...25 мин (при этом станок прогревается).
Согласно карте наладки подбирают режущий инструмент и оснастку для крепления заготовки. Проверяют состояние инструмента. Устанавливают инструмент в соответствующие позиции суппорта револьверной головки, указанные в карте наладки.
Настраивают кулачки, ограничивающие перемещения суппорта и его нулевое (исходное) положение. Вводят УП с пульта УЧПУ с бланка или из кассеты внешней памяти. Проверяют УП сначала в покадровом режиме, а затем - в автоматическом, наблюдая за правильностью ее осуществления.
Закрепляют заготовку в соответствии с картой наладки. Выполняют размерную настройку режущего инструмента. Обрабатывают заготовку по УП. Определяют размеры готовой детали и вводят необходимые коррекции с пульта управления УЧПУ (при обработке партии заготовок периодически проверяют размеры деталей и при необходимости вводят коррекции).
При обработке первой заготовки необходимо наблюдать за процессом резания (особенно за стружкообразованием и шероховатостью обработанной поверхности); при необходимости следует вводить коррекции режимов резания (с пульта управления УЧПУ).
Особенности наладки многоцелевых станков с ЧПУ. Установка зажимного приспособления
Ее можно выполнить непосредственно на столе станка или на приспособлении-спутнике (ПС).
На ПС устанавливают базовые элементы, ориентируя относительно них заготовку. Расположение базовых и крепежных элементов должно соответствовать карте наладки, так как от этого зависят погрешности установки. Если на станке впервые отрабатывается программа обработки заготовки с нескольких сторон, то необходимо определить координаты центра стола от абсолютного нуля по оси X. Эта координата для данного станка является величиной постоянной и может быть использована при настройке баз для других наладок. Положение ПС, а следовательно, и заготовки задается заранее технологом (программистом), который разрабатывает программу в абсолютных (по отношению к нулю станка) или относительных координатах с учетом положения нуля заготовки по отношению к нулю станка. (Нуль станка - это исходное положение стола и шпинделя станка, при котором все датчики перемещений показывают нуль.)
Базовые поверхности заготовки и опорные поверхности ПС, на которые она устанавливается, образуют систему координат, начало которой называют нулем заготовки (рис. 9.22, а). Если задать положение заготовки по отношению к системе координат станка размерами X" и У", то при обработке (например, отверстия 1) в программе может быть задано перемещение по осям Х и Y и т.д. Перемещения по осям Х0, Y0, Z0 можно получать за счет имеющегося на станке устройства смещения нуля, набирая значения координат на пульте управления при наладке станка на данную операцию.
Иногда базирование корпуса ПС 4 осуществляют с помощью базовых планок Б 1 и Б 2 (рис. 9.22, б). Эти планки образуют систему координат ПС, положение которого по отношению к системе координат данного станка известно и может быть учтено при составлении программы.
В некоторых случаях (рис. 9.22, в) базовые элементы устанавливают параллельно движениям стола по координатам, выверяя с помощью индикатора, закрепляют (в общем случае в таком месте стола, где удобнее всего разместить заготовку), а затем находят положение системы координат заготовки по отношению к нулю станка. Для этого в шпиндель вставляют оправку диаметром d (рис. 9.22, г) и перемещают стол в положение, при котором оправка касается базовых планок Б 1 и Б 2 . На пульте индикации высвечиваются значения координат, которые затем используют для контроля смещения нуля.
Можно расставить установочные элементы с базовыми планками Б 1 , Б 2 , Б 3 по пазам стола, находящегося в положении нуля станка, и измерить расстояния X (до мерной оправки) и Z (до базовой торцовой поверхности шпинделя). Эти расстояния (с учетом диаметра оправки) принимают во внимание при смещении нуля станка (см. рис. 9.22, в).
После установки ПС необходимо произвести ввод базовых координат, который осуществляют путем совмещения оси шпинделя с базовой поверхностью или осью заготовки. Одновременно фиксируют расстояние от базовых элементов до абсолютных нулей по всем координатам. Для введения базовых координат используют вспомогательный инструмент, устанавливаемый в шпиндель станка, и концевые меры. Если базирование осуществляется по отверстию, то базовые координаты вводят, используя центро-искатель, устанавливаемый в шпиндель с помощью оправки. После совмещения оси шпинделя с осью отверстия базовые координаты вводятся корректорами плавающих нулей.
Установка режущих и вспомогательных инструментов в магазин
Измерения длин и диаметров, на которые настроен инструмент, проводятся вне станка. Оператор вводит эти данные в корректор системы ЧПУ.
Дополнительную поднастройку некоторых инструментов выполняют в случае необходимости непосредственно на станке по результатам контрольных измерений обработанных поверхностей. Изменение некоторых размеров обрабатываемых поверхностей возможно за счет введения коррекции на пульте управления. Проще всего корректируется длина обработки по координате Z Часто коррекцию вводят на радиус фрезы при работе в режиме круговой интерполяции (например, при обработке отверстий, криволинейного наружного контура и в других случаях).
Расстановку инструментов в гнезда магазина, револьверной головки и др. выполняют в соответствии с программной картой. При этом необходимо тщательно сверить номер инструмента (оправки) с номером гнезда магазина, а на станках, где кодируется номер инструмента, установить соответствующую кодовую комбинацию на хвостовике оправки.
При установке в магазин особое внимание необходимо обращать на инструмент, работающий с первоначально ориентированным шпинделем, так как он должен быть установлен в ячейку определенным образом. Кроме того, необходимо проверить: заточку инструмента; крепление сверлильных патронов на конусе оправки и сверл в патроне; крепление концевых фрез в переходных втулках; крепление инструмента в цанговых патронах; настройку резьбонарезных патронов и закрепление метчика в переходной втулке; крепление насадных зенкеров и разверток на плавающих оправках; биение сверл и метчиков при установке в патроны с целью его уменьшения.
Если прибор для настройки инструмента вне станка отсутствует, длину инструмента определяют на станке. В зависимости от значения координаты Z измеряют длину инструмента от торца шпинделя до вершины режущей кромки или определяют отклонение действительной длины инструмента от запрограммированной.
При обработке с применением СОЖ необходимо проверить состояние защитных элементов станка, отсутствие щелей между элементами защиты, работу насоса и наличие СОЖ в системе.
Комплексной проверкой качества наладки на станке с ЧПУ является изготовление по УП годной детали, качество которой оценивает измерительная лаборатория.
При нормальной эксплуатации станка с ЧПУ в случае повторной обработки заготовки необходимо не реже раза в неделю пропустить тест-программу. В случае брака детали при работе по УП также вводят тест-программу, позволяющую установить ошибки при составлении программы, неисправность ЧПУ, неудовлетворительную работу приводов подачи, нарушение последовательности технологических команд и другие дефекты в функционировании станка.
По оценке результатов прогонки тест-программы определяют с участием наладчика или технолога неисправность в цепи, блоке или группе блоков. Дальнейшие действия характерны для конкретной конструкции УЧПУ и указаны в технической документации.