Смотреть что такое "ЧПУ" в других словарях. Станок с ЧПУ что это такое? Что может чпу

Что такое ЧПУ.

Все современные системы числового программного управления станками (ЧПУ, CNC) имеют схожую структуру, которую можно разделить на несколько основных частей(см. картинку)

Вообще говоря все части чпу аппаратно могут быть реализованы разными способами: на каких-то стойках NCU, PLC, PCU могут существовать только виртуально, на базе одного компъютера, для упрощения и удешевления; на других NCU, PLC, PCU могут быть реализованиы на разных процессорах, для увеличения быстродействия и надёжности. Но для простоты понимания, удобнее рассматривать их, как отдельные устройства. Конструктивно, тоже существует несколько вариантов. Части могут располагаться на разных платах, либо могут быть объединены в одном блоке, иногда могут объединяться в один блок с приводами.

Используемые здесь термины приняты в описаниях систем чпу Sinumerik, производства Сименса.

NC (numeric control), NCU, NCK(numerik control kernel) - собственно само устройство числового управления. Главная задача NC - вычисления траектории перемещения узлов станка и выдача задания приводам (положение, скорость, момент) в соответствии с технологической программой, обработка сигналов от измерительных систем (положения узлов станка, измерительных щупов, электронных маховиков и т.д.).

NCU имеет своё специализированное системное программное обеспечение. Как правило, это ПО поставляется производителем ЧПУ в нескольких вариантах, различающихся количеством управляемых осей и набором функций. Это ПО поставляется вместе с ЧПУ и в подавляющем большинстве случаев никакое дополнительное программирование на этом уровне не требуется ни пользователям, ни производителям станков.

810D - блок, объединяющий NCU, PLC и привода

плата 840D, объединяющая NCU и PLC

]

Производитель станка, при пусконаладке, привязывает систему ЧПУ к конкретному станку пользуясь машинными данными - специальными переменными ЧПУ.

Машинные данные разделяются на несколько групп:

• приводные данные - набор параметров для каждого привода. Определяет характеристики двигателей, датчиков, настройки блоков управления двигателями;
• осевые данные - набор параметров для каждой оси станка. Определяют характеристики осей управляемых соответствующим приводом: передаточное отношение механики, настройки управляния по положению, различные ограничения (по скорости, положению и т.д.), привязку положения оси к станочной системе координат, различные компенсации (трение, люфт и т.д.);
• общие машинные данные, канальные данные - данные определяющие общие свойства станка: кол-во и имена осей и прочие;
• различные машинные и установочные данные для настройки отдельных функций ЧПУ, параметризации вспомогательных устройств, настройки связи между различными частями чпу, настройки интерфейcа и т.д.

PLC(programmable logical controller) - программируемый логический контроллер, контроллер электроавтоматики.

Отдельная специализированная часть ЧПУ управляющая различными сигналами и устройствами по заданной программе. К этим сигналам и устройствам относятся различные вспомогательные устройства на станке (двигатели, муфты, реле, кнопки, датчики и т.д.), обменные сигналы между разными частями системы ЧПУ(например, сигналы включения приводов, сигналы состояния чпу, приводов и т.д.). Эти сигналы могут быть как внешними, так и внутренними. Внешние сигналы аппаратно подключаются через специальные блоки входов/выходов, либо клеммы и разъёмы на самих блоках. Блоки входов/выходов бывают разных типов: дискретные(вкл/выкл - обычные реле, кнопки, концевики и т.д.), аналоговые(различные датчики - давления, расхода, температуры и т.д.), быстродействующие входа для подключения датчиков положения.

блок дискретных входных сигналов Simatic

Внутренние сигналы - это программные сигналы между программой электроавтоматики, программой NCU, и приводами.

Программа PLC (программа электроавтоматики) состоит из двух частей: базовой и пользовательской. Базовая часть поставляется вместе с ЧПУ и, как следует из названия, реализует базовый набор функций, общих для всех случаев применения системы ЧПУ. Пользовательская часть программы пишется производителем станка для управления каждой конкретной конструкцией станка.

В общем случае, PLC тоже может управлять осями (но с меньшей функциональностью). Например, PLC-оси иногда используют для управления устройствами смены инструмента, манипуляторами и т.д.

Примером взаимодействия PLC и NCU могут быть всем известные М-команды. Когда в технологической программе встречается М-команда, NCU выдаёт соответствующий сигнал в PLC, далее PLC выполняет действия заложенные в базовой программе или пользовательской программе PLC.

PCU - по сути это обычный компъютер, но, как правило, промышленного исполнения. Главная задача - интерфейс человек-станок, ввод и хранение программ пользователя. Программное обеспечение интерфейса (HMI - human-machine interface, интерфейс человек- станок), как правило, тоже поставляется производителем ЧПУ. Стандартные варианты предназначены для управления наиболее распространёнными станками - токарными, фрезерными, шлифовальными.

У производителей станка есть возможность модифицировать и дополнять стандартный интерфейс в случае необходимости. Например, для управления специализированными станками, или для удобной реализации какой-то специфической технологии.

Приводная часть.

Приводов вообще большое разнообразие. Привода различаются по способу задания перемещения/скорости/момента - аналоговое, цифровое, импульсное; по способу управления аналоговое или цифровое; питанию (переменного или постоянного тока) ; по компоновке и т.д. Функции приводов могут быть тоже реализованы аппаратно по-разному. Часть функций (управление током,скоростью), как правило, реализуется в самом приводе. Функции связанные с позиционированием, как правило, реализуются в NCU. Поэтому на картинке связь от датчиков обратной связи проведена и к приводам (сигнал скорости) и к NCU(сигнал положения).

Сигналы обратной связи могут поступать от одного датчика(например, всем известный энкодер в серводвигателе), либо от двух разных.

В случае двух датчиков, один из них является "прямым", т.е. устанавливается непосредственно на перемещаемом узле и используется для позиционирования(например, линейка или круговой датчик на поворотном устройстве). Другой датчик находится в моторе, и используется в контуре управления скоростью и током.

Аббревиатура ЧПУ уже много десятилетий используется среди производственников в повседневных рабочих диалогах как обычный технический термин и не вызывает никакого интереса, так как фактически им всем известно, что она означает и о чем идет речь. Однако обычному обывателю, случайно вступившему в такие разговоры, расшифровка «ЧПУ» может оказаться недоступной, а собеседники наверняка не станут уточнять свою терминологию, или усмехнутся в ответ на некорректный вопрос.

Что такое ЧПУ

Все когда-нибудь слышали словосочетания: «станок ЧПУ», «оператор ЧПУ», «ЧПУ фрезерный», «программы для ЧПУ», «коды ЧПУ». Естественно многих заинтересовал вопрос, что такое ЧПУ. Итак! Дословно аббревиатура ЧПУ означает Числовое Программное Управление. Однако полностью уловить суть трех слов будет легче, если разобрать каждое из них по отдельности.

Управление - означает, что на какой-то замысловатый механизм (станок) будут подаваться команды, которые тот будет выполнять с заданной точностью. Например, переместить фрезеровальный узел на какое-то расстояние влево, вправо, вперед, назад, вверх, вниз, или наклонить на определенный угол, включить или выключить его. Параметры действий тех или иных узлов и агрегатов станка задаются с помощью Чисел. Для выполнения нескольких последовательных команд числа объединяют в специальные алгоритмы - Программы, которые вводятся в память блока управления станка. То есть, расшифровка ЧПУ означает станок или агрегат, который работает под Управлением Числовых Программ.

Сферы использования станков с ЧПУ

В настоящее время фактически во всех сферах промышленности используются станки с числовым программным управлением. Ни один машиностроительный завод не обходится без использования современного высокотехнологичного оборудования для изготовления сложных деталей из металла, пластика и прочих материалов. В легкой промышленности широко используются станки с ЧПУ для выкройки материи, кожи. В строительстве их используют для изготовления панелей сборных щитовых домов.

В мебельной промышленности фрезерный станок с ЧПУ позволяет добиться изумительных результатов при изготовлении мебельных фасадов из МДФ, пластика, массива дерева для кухни, гостиной или спальни. Многие ювелиры, для изготовления украшений из благородных металлов, используют гравировальные станки с ЧПУ. ЧПУ можно встретить в любом офисе. По его принципу работает принтер или факс.

Основные принципы работы с ЧПУ

Чтобы получить готовое изделие с использованием станка с ЧПУ необходимо произвести несколько подготовительных операций. На первом этапе по заранее подготовленным чертежам в специальных компьютерных программах создается модель изделия в 2D или 3D формате. Затем программе задаются параметры рабочего инструмента (резца, фрезы, лазера) и компьютер производит расчет траекторий движения инструмента. После выбора оптимальной траектории, полученные векторы переводятся в буквенно-цифровой код - Управляющую Программу, понятную для конкретной модели станка с ЧПУ. Происходит как бы расшифровка ЧПУ кодов на понятный машиной язык.

Управляющая программа вводится в операционную память процессора станка с ЧПУ. После ее запуска процессор в определенном порядке отдает команды силовым узлам и агрегатам на выполнение тех или иных операций для смены позиции обрабатываемой заготовки или режущего инструмента.

Программное обеспечение для станков с ЧПУ

Конечно, последовательность действий станка можно задать вручную, вводя с пульта управления координаты позиционирования инструмента относительно заготовки. Это легко сделать, если работать с несложными изделиями или требуется выполнить достаточно простые операции. Однако современный рынок требует все более сложные изделия, изготовить которые достаточно проблематично без использования компьютера и графических программ.

Ни один инженерно-технический отдел современного промышленного предприятия не обходится без набора специальных программ для работы с чертежами и графическими моделями изделий. Для работы на станках с ЧПУ разработана целая серия программного обеспечения. Например, в мебельном производстве наибольшую популярность получили программы «Type3» и «ArtCAM». С их помощью достаточно просто создать графическую модель заготовки и, тут же, создать векторы направления и параметры работы обрабатывающего инструмента.

С другой стороны, по заранее заготовленным эскизам можно создать 3D модель изделия, и задав параметры обработки, получить готовую управляющую программу для обработки заготовки на станке с ЧПУ. Если же вдруг возникли трудности с работой со сложными графическими рельефами, производители программного обеспечения предлагают широкий набор готовых решений от векторов до объемных моделей. В заключении хочется отметить, что работа на станках с ЧПУ требует высокой квалификации, широких познаний в электронике, механике и вычислительной технике и требует углубленного изучения. Однако цель данной статьи объяснить, что обозначает расшифровка ЧПУ, а прочие интересующие подробности можно легко найти на многочисленных ресурсах интернета.

В продвижении и оптимизации сайтов нужно учитывать абсолютно все, даже каждую мелочь, если она хоть как-то может улучшить позиции вашего сайта. Начинающие оптимизаторы очень часто задаются вопросом, что такое ЧПУ, и не зря. ЧПУ расшифровывается как человекопонятный урл. Использовать такие адреса рекомендую абсолютно на всех сайтах. Ведь они понятны и удобны для посетителей, а значит и учитываются поисковыми системами.

Смотрите сами, какой урл для вас будет больше понятен. Этот:

Http://сайт/?p=3

Или все же этот:

Думаю, все без исключения скажут, что второй вариант является более понятными и читаемым. А что вообще можно сказать о содержимом страницы, если она имеет адрес такого вида, как в первом примере? Практически ничего. А вот по второму адресу можно сразу сделать вывод, что речь пойдет об установке кнопок социальных сетей на сайт.

Это лишь один из возможных примеров. Некоторые движки для создания сайтов автоматически генерируют такие адреса страниц, что, как говорится, без бутылки не разберешься. Урлы порой бывают на столько громоздкими, что даже адресной строки для них не хватает. ЧПУ же легки для восприятия, их можно запомнить, записать, продиктовать. Но это еще не все. Как уже говорилось выше, что удобно для пользователей интернета, не может не учитываться поисковиками. О влиянии ЧПУ на позиции сайтов в поисковой выдаче я утверждать не буду, так как не проводил таких экспериментов, но есть мнения, что влияют. А вот то что при помощи ЧПУ можно увеличить количество переходов с поисковых систем — это факт. Почему? Смотрите сами:

Благодаря этому простому поисковому запросу можно увидеть, что яндекс выделяет ключевые слова в урлах жирным шрифтом. Согласитесь, это привлекает внимание. И больше шансов, что пользователь перейдет именно на тот сайт, где ключевые слова будут выделены жирным не только в заголовке и описании, но и в адресе веб-страницы.

Настраивать ЧПУ на сайтах, сделанных на каких-либо cms, как правило, легко. Чаще всего их можно включить прямо в админке сайта, иногда для этого еще приходится устанавливать дополнения. Я покажу вам, как сделать ЧПУ, на примере wordpress.

Как настроить ЧПУ на wordpress

Вам потребуется всего лишь несколько минут, чтобы настроить ЧПУ на wordpress. Первым делом авторизуйтесь в админ-панели сайта и перейдите в параметры-постоянные ссылки.

Вы увидите вот такие вот несложные настройки. Изначально у вас будет выбран вариант «по умолчанию», естественно он неприемлем с точки зрения оптимизации. Вам нужно выбрать тот вариант, в примере которого имеется надпись «sample-post». Я на всех своих сайтах и блогах, созданных на wordpress, выбираю «название записи», так как считаю, что даты в урле указывать ни к чему. Можете также выбрать вариант «произвольно» и вписать в поле /%postname%/, получится тоже самое.

RewriteEngine On RewriteBase / RewriteRule ^index\.php$ - [L] RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-d RewriteRule . /index.php [L]

После этих трех несложных шагов на вашем сайте будут включены ЧПУ. На других движках в настройке ЧПУ также нет ничего сложного, хотя бывают и исключения.

Беда в том, что начинающие вебмастера слишком поздно задумываются о всех тонкостях оптимизации сайта. Их вины в этом конечно же нет. Ведь невозможно думать о том, что еще даже неизвестно. Чтобы избежать неприятных моментов, обязательно почитайте о том, . Осознание того, что такое ЧПУ, и для чего они нужны, чаще всего приходит тоже с опозданием. Иногда на сайте к этому времени уже написано несколько десятков статей, и тогда перед вебмастером встает нелегкий выбор, оставлять все, как есть, или все же переходить на ЧПУ. Если на ваш сайт еще нет множества внешних ссылок, и его позиции в выдаче еще не столь высоки, то рекомендую все-таки настроить ЧПУ. Ведь оптимизация сайта по сути состоит из множества пунктов, и чем больше из них будет выполнено, тем лучше.

В последнее время каждый третий человек имеет представление о том, что такое станок с ЧПУ. Все видели элементарный 3D-принтер. Принцип его работы аналогичен конструкции современного оборудования. Электронная начинка практически не отличается, у них разные механические узлы.

Тип оборудования

Ещё 10 лет назад мало кому было интересно, что такое станок с ЧПУ. Но в настоящее время практически каждое второе изделие для быта и промышленности производится при помощи программного управления: смартфоны, телевизоры, игрушки, металлические детали. Даже процесс производства пластиковых бутылок контролируется машинами.

Расшифровывается ЧПУ следующим образом:

• Ч — числовое. Внесение параметров в память станка производится в понятном оператору виде. Пересчёт значений в машинный код происходит автоматически.
• П — программное. Работа со станком производится через интуитивно понятные приложения. На некоторых моделях присутствует возможность 3D-реализации технологического процесса.
• У — управление. Весь цикл после загрузки программы осуществляется автоматически.

Один оператор станков с ЧПУ способен выпускать до нескольких сотен деталей в день. Ранее это было возможно только при слаженной работе целой команды. Посредством "человеко-машинного интерфейса" моментально загружаются управляющие коды в контроллер. Устанавливается заготовка, и далее участие человека не требуется до конца цикла.

Широко известны на основе ЧПУ плазморезы, станки фрезерные, токарные, для обработки дерева, координатно-прошивные прессы, плазменной резки. Существует огромный список станков, отличающихся по назначению, конструкции.

Станок под управлением ЧПУ — это наиболее универсальный варинат обработки материалов в автоматическом режиме. Аббревиатура расшифровывается как числовое программное управление. В конструкции станка заложен контроллер, отвечающий за перемещение инструмента и детали.

Виды оборудования

Токарные станки прошлого поколения управлялись вручную посредством маховичков. Ранее и не знали, что такое станок с ЧПУ. Многим это оборудование было просто не по карману.

По конструкции станки делятся на:

• Токарные.
• Фрезерные.
• Токарно-фрезерные.
• Координатные, портальные.
• Вертикальные и горизонтальные.

Рассматривая, что такое станок с ЧПУ, можно сказать — это всегда многоосевые системы. Присутствует вертикальное и горизонтальное перемещение. Также каждая установка оснащается мощным узлом — шпинделем.

Последовательность запуска

Создание кодов управляющей программы начинается с переноса размеров чертежа в окна стандартных циклов. Команды прописываются в процессе компиляции и сохранения введённых значений. Задача оператора - задать точку привязки инструмента. Это положение старта движения фрезы.

Более точное значение стартовой точки вымеряется датчиками бесконтактных систем. Известными производителями последних являются фирмы Heidenhain и Renishaw. После введения необходимых величин достаточно нажать кнопку пуска автоматического цикла.

В процессе реза оператор контролирует целостность инструмента и соответствие получаемой детали чертежу. Любой станок с ЧПУ по металлу имеет функцию паузы для удаления стружки и иных посторонних включений из зоны реза. Все управление интуитивно понятно. Изучив подробно одну систему, быстро осваивают работу на других.

Одинаковый принцип управления систем получился благодаря истории развития ЧПУ. Изначально существовало простейшее управляющее железо компании Fanuc. Идея первооткрывателей удобного способа работы со станками была доработана многими фирмами и усовершенствована. Такая компания, как Siemens, является последователем легендарных систем ЧПУ.

Работа с листовым материалом

При работе с листовым материалом требуются наиболее простые системы ЧПУ. Фрезерный станок по дереву может управляться от настольного компьютера. Но для контроля осей потребуется плата расширения. Стоимость последней невысока, диапазон цен начинается с 3 тысяч рублей.

Дешевизна конструкции и простота системы управления позволила многим пользоваться программами для ЧПУ-станков, которые имеются у многих в собственном гараже. Комплектующие заказывают через Интернет. Эту продукцию выбирают мебельные фабрики, мастерские. ЧПУ-система помогает получать оригинальные рисунки, разделывать листы с высокой точностью.

Металлообработка

Токарные и фрезерные станки для раскроя и обработки металла — это самая большая группа оборудования, построенная на базе ЧПУ. Пятиосевых систем движения инструмента оказывается вполне достаточно для получения самых сложных контуров детали. Остальные оси являются вспомогательными.

При обработке металлов контролируется скорость реза, глубина врезания инструмента, износ кромок. Автоматически вносятся коррекции при отклонении значений от установленных. Программно реализуется дробление стружки для оптимального её отвода из зоны обработки.

Подача охлаждающей жидкости осуществляется одновременно с врезанием в заготовку и заканчивается при отводе фрезы. Как минимум одна ось является вращающейся. В ней располагается сама деталь либо режущий инструмент.

Основные узлы оборудования

Общение оператора с машиной происходит через пульт управления. Вычислительные операции осуществляет плата с ЧПУ-процессором. На панели имеются разъёмы стандартных интерфейсов для загрузки и выгрузки программ, создания аварийных архивов.

Проводная техника устанавливается на радиаторе охлаждения совместно с модулем ЧПУ и электрически связана с ним по шине. Устанавливаются стандартные интерфейсы типа RS232, RS432, USB, может монтироваться разъём для SD-карты.

Жёсткий диск встраиваемого компьютера служит резервным местом для копирования оперативной памяти. В других случаях для этого используется флеш-карта. Чтобы обеспечивать высокую точность позиционирования, станки оснащаются современными серводвигателями со встроенными датчиками положения. Кроме того, добавляются ещё и линейные датчики с разрешением 0,01 микрона.

Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) – это высокотехнологичное оборудование, в котором исполнительные устройства (приводы) управляются автоматически. Приводы, управляемые по определенной программе , приводят в действие рабочий элемент станка – таков принцип работы оборудования с ЧПУ. В зависимости от назначения станка рабочим элементом может быть шпиндель, сверло, пуансон и т.д.

Парк станочного оборудования, оснащенного ЧПУ, огромен и разнообразен. Достаточно перечислить лишь самые основные: это токарные , фрезерные , шлифовальные, металлорежущие, сверлильные станки, которые подразделяются на множество типов и модификаций. Сложное и многообразное производство требует такого же сложного оборудования. Однако, при всем многообразии типов и моделей принцип работы станков с ЧПУ сводится к наличию программного обеспечения, задающего алгоритм работы станка.

В состав системы ЧПУ входит:

• пульт оператора, который предназначен для управления станком в ручном режиме при подготовке станка к работе по программе. Он позволяет вводить программу управления станком, задавать режимы его работы, при аварийной ситуации отключить станок для устранения неполадок;
• панель оператора (дисплей) отображает текущую информацию о работе станка и выполняемой программе. Оператор может визуально контролировать ход выполнения технологической операции, видеть сообщения об авариях и возникших неполадках;
• контроллер, который представляет собой микросхему с программой работы данного станка. Это устройство служит, например, для задания траектории движения рабочего инструмента, для команд выполнения технологических операций, для изменения управляющих программ и т. д.;
• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) -это постоянная память, которая предназначена для долговременного хранения системных программ и констант, определяющих конфигурацию данного станка; информация в ПЗУ может быть только для чтения;
• ОЗУ (оперативное запоминающее устройство)- это оперативная память, предназначенная для кратковременного хранения файлов системных и управляющих программ, используемых в текущий момент; ОЗУ предназначено для хранения информации, меняющейся в ходе выполнения программы, используется как для записи, так и для чтения информации.

Станки с ЧПУ не требует высокой квалификации специалиста - станочника, достаточно обучить персонал приемам управления программой. Станки с ЧПУ – это современное оборудование, позволяющее обеспечить высокую производительность труда при отменном качестве производимых работ. Использование таких станков значительно повышает общий уровень культуры производства.