Первый запуск станка с ЧПУ. Пошаговая инструкция

Системы управления ЧПУ (УЧПУ) позволяют задать программу работы станка в виде ряда чисел и букв, которыми кодируют технологические команды и команды на перемещение рабочих органов. Программа работы станка может быть записана на различных программоносителях.

На перфолентах каждая технологическая команда или числовая информация кодируется определенной комбинацией отверстий в одной или нескольких строках программоносителя. Для считывания такой информации обычно используются считывающие устройства с фотоэлементами. Свет попадает через отверстие на фотоэлемент, в результате чего на его выходе появляется импульс тока. Высокое быстродействие фотоэлектрического считывающего устройства позволяет считывать информацию во время движения программоносителя со скоростью до 1000 строк в секунду.

Для подачи команды на считывание в определенный момент, когда место пробивки кодирующих отверстий находится над соответствующими фотоэлементами, служит синхронизирующая дорожка, в которой отверстие пробивается в каждой строке. Прочитанные строчки одного кадра управляющей программы заносятся в запоминающее устройство УЧПУ; команды, записанные в кадре, расшифровываются и исполняются рабочими органами станка. Отрабатывая управляющие команды одного кадра за другим, станок без участия рабочего производит обработку заготовки по программе.

Устройства ЧПУ

Устройства ЧПУ на базе микро-ЭВМ позволяют вводить программу и корректировать ее, используя клавиатуру на пульте управления станком. В памяти ЭВМ может храниться несколько программ, что упрощает переналадку станка. Таким образом, станок с ЧПУ работает по полуавтоматическому циклу. После того как станок настроен на обработку заданной детали, рабочий только устанавливает заготовки и снимает со станка обработанные детали, а также наблюдает за работой станка, получением размеров с заданной точностью и в случае необходимости поднастраивает инструмент с помощью соответствующего корректора.

Переналадка станка на обработку другой детали проста и занимает немного времени. Для этого вводят в систему управления станком новую управляющую программу, переналаживают или меняют установочно-зажимное приспособление и устанавливают соответствующий комплект инструментов. Таким образом, наряду с автоматизацией цикла обработки станок сохраняет гибкость универсального станка с ручным управлением. Вместе с тем станок с ЧПУ гораздо производительнее этого станка. Автоматическое изменение величины и направления рабочей подачи, быстрое изменение частоты вращения шпинделя, смена инструмента, высокая скорость (до 10 мин) холостых перемещений - все эти действия производятся по командам, записанным в управляющей программе, что позволяет существенно сократить вспомогательное время на их выполнение.

Высокая точность движения инструмента по запрограммированной траектории исключает надобность в пробных заходах с последующим измерением получаемых размеров и корректировкой положения резца. Принцип действия УЧПУ рассмотрим на примере двух систем. В шагово-импульсной системе ЧПУ записанное в виде комбинации отверстий на перфоленте число преобразуется интерполятором пульта управления станка в непрерывную последовательность электрических импульсов. Каждый импульс заставляет ротор шагового (дискретного) двигателя повернуться на небольшой угол. Выходной вал шагового двигателя через гидроусилитель крутящего момента поворачивает на этот же угол ходовой винт, в результате чего рабочий орган станка перемещается по направляющим станины на величину, называемую дискретностью.

Результирующая величина перемещения рабочего органа определяется числом, закодированным на перфоленте, так как интерполятор, размещенный в пульте управления станка, преобразует это число в непрерывную последовательность электрических импульсов, равномерно следующих один за другим. Число импульсов на выходе интерполятора соответствует закодированному на перфоленте числу. Таким образом, величина перемещения рабочего органа станка равна числу импульсов, умноженному на цену одного импульса. Например, если на перфоленте закодировать число 13500, то при цене одного импульса, равной 0,01 мм, рабочий орган переместится на 135 мм.

Так как управляющие электрические импульсы следуют один за другим с высокой частотой, то пульсирующее вращение ротора шагового двигателя становится почти равномерным с частотой вращения, определяемой частотой следования управляющих импульсов от пульта управления. Следовательно, скорость движения рабочего органа (рабочий, или вспомогательный ход) зависит от частоты управляющих импульсов. Например, при частоте управляющих импульсов 300 и дискретности импульса 0,01 мм подача составит 300X0,01X60=180 мм/мин. Частота импульсов задается интерполятором пульта управления в соответствии с кодом подачи на перфоленте УП.

Небольшие размеры шагового двигателя, обусловленные требованием минимальной инерционности его ротора, не позволяют получить на выходном валу требуемый для механизма подачи крутящий момент, поэтому между шаговым двигателем и винтом механизма подачи станка встроен гидроусилитель крутящего момента 4, образующий вместе с шаговым двигателем электрогидравлический шаговый привод подачи станка.

С появлением низкоскоростных электрических двигателей на постоянных магнитах, обладающих широким диапазоном регулирования частоты вращения, большим крутящим моментом и высокой перегрузочной способностью, следящий привод подач практически вытеснил в современных станках шагово-импульсный.

Записанное на программоносителе число импульсов преобразуется интерполятором устройства ЧПУ 2 в непрерывную последовательность импульсов, которая направляется в реверсивный счетчик. Счетчик суммирует импульсы, поступившие на его первый вход. Наличие в счетчике определенного числа вызывает появление на выходе устройства управления соответствующего напряжения, пропорционального числу импульсов. Это напряжение управляет частотой вращения двигателя, который через редуктор и передачу винт-гайка перемещает рабочий орган станка.

Датчик обратной связи выполнен на фотоэлементах. При движении рабочего органа подвижная линейка, связанная с ним непрозрачными участками, периодически перекрывает светлые участки шкалы измерительной линейки, в результате чего при движении рабочего органа фотоэлемент датчика обратной связи посылает в систему управления на второй вход реверсивного счетчика импульсы, которые вычитаются из суммы импульсов, находящихся в счетчике. В результате работы системы управления устанавливается равновесие между количеством вновь поступающих от устройства управления управляющих импульсов и импульсов обратной связи, что соответствует движению рабочего органа с запрограммированной скоростью.

Аналогичный принцип работы использован в импульсно-фазовой системе ЧПУ, где в качестве датчика обратной связи используется, как правило, индуктосин - линейный индуктивный датчик с точностью отсчета перемещений 0,02-0,03 мм.

Многие начинающие мастера по изготовлению мебели сталкиваются с необходимостью создания фасадов на основе плит МДФ. Причем требования к изделиям в условиях высокой конкуренции – достаточно высоки.

Изделия должны быть качественными, отвечать современным стандартам и трендам, кроме того, чтобы иметь стабильный поток клиентов, их заказы предприниматель должен выполнять как можно быстрее. Сделать работу качественно и быстро можно лишь при условии применения технологичных приспособлений для работы. В данном случае – это станки с ЧПУ. Что они представляют собой и как работают, мы и расскажем ниже.

Что означает данная аббревиатура?

Расшифровка этого понятия такая: Числовое Программное Управление . То есть, станок, работающий на числовом программном управлении, способен совершать те или иные действия, которые ему задаются при помощи специальной программы. Параметры работы станка задаются посредством цифр и математических формул, после этого он выполняет работу согласно указанным программой требованиям. Программа может задавать такие параметры, как:

• мощность;
• скорость работы;
• ускорение;
• вращение и многое другое.

Особенности станков с ЧПУ

Техника создания мебельных деталей на современном приборе данного типа включает в себя несколько этапов работы:

Все механические действия, которые выполняет оборудование, являются воплощением последовательности, которая прописана в управляющей программе.

Современные станки с ЧПУ являются сложными электромеханическими приборами и требуют квалифицированного применения. В основном работа станка осуществляется посредством двух человек:

• наладчика;
• оператора станка с ЧПУ.

Наладчику вверяется более сложный массив работы, он выполняет действия по наладке и переналадке прибора, а оператор должен следить за рабочим процессом и осуществлять легкую наладку.

Действия наладчика и оператора станка с ЧПУ

Этапы работы наладчика выглядят следующим образом:

• подбор режущего инструмента согласно карте, проверка его целостности и заточки;
• подбор по карте наладки заданных размеров;
• установка режущего инструмента и зажимного патрона, проверка надежности крепления заготовки;
• установка переключателя в положение «От станка»;
• проверка рабочей системы на холостом ходу;
• введение перфоленты, которое проводится после проверки лентопротяжного механизма;
• проверка правильности заданной программы для пульта и станка ЧПУ и системы световой сигнализации;
• крепление заготовки в патрон и установка переключателя в режим «По программе»;
• обработка первой заготовки;
• измерение готовой детали, внесение поправок на специальные переключатели-корректоры;
• обработка детали в режиме « По программе» второй раз;
• осуществление замеров;
• перевод переключателя режима в положение «Автомат».

На этом процесс наладки окончен и к работе приступает оператор станка ЧПУ. Он должен выполнить такие действия:

• менять масла;
• чистить рабочую зону;
• смазывать патроны;
• проверять станок на пневматику и гидравлику;
• проверять точные параметры оборудования.

Перед тем как приступить к работе, оператор станка ЧПУ должен проверить его на работоспособность посредством специальной тестовой программы, также ему следует убедиться в том, что подана смазочная жидкость и в том, что в гидросистеме и ограничивающих упорах присутствует масло.

Помимо этого, он должен проверить, насколько надежно крепление всех приборов и инструментов, а также то, насколько мебельная заготовка соответствует заданному технологическому процессу станка. Далее следует провести замеры на предмет возможных отклонений от точности настройки нуля на приборе и других параметров.

И только после этих манипуляций можно включать сам станок ЧПУ:

• заготовку устанавливают и закрепляют;
• потом вводится программа работы;
• в считывающее устройство заправляется перфолента и магнитная лента;
• нажимаем «Пуск»;
• после того как первая деталь обработана, производятся ее замеры на предмет соответствия с заданной ранее моделью.

Сферы применения станков с ЧПУ

Станки на основе ЧПУ применяются в разных отраслях по оказанию услуг и производстве:

• для обработки древесины и плит из дерева;
• для обработки пластика;
• камней;
• сложных изделий из металла, включая ювелирные изделия.

Приборы с ЧПУ имеют ряд таких функций , как:

• фрезерование;
• сверление;
• гравировка;
• распил;
• лазерная резка.

Некоторые модели станков с ЧПУ имеют возможность совмещать одновременно разные виды обработки материалов, тогда их называют обрабатывающими центрами на основе ЧПУ.

Преимущества станков с ЧПУ

Применение на производстве станков и обрабатывающих центров на основе ЧПУ позволяет вовремя выполнить такие работы, которые бы без их использования были неосуществимыми. Например, при производстве таким способом мебельных фасадов из МДФ, можно выполнить сложные рельефные декоры , которые вручную сделать просто невозможно. Так, благодаря специальным графическим программам для проектирования можно воплотить самые смелые дизайнерские решения.

Кроме того, массовое производство фасадов МДФ с помощью широкоформатных станков с ЧПУ возможно без необходимости предварительно раскраивать плиты и позволяет делать полный цикл их обработки, это значительно экономит время и рабочую силу.

Цена оборудования на основе ЧПУ такова, что нужно перед его покупкой хорошо подумать, будет ли это экономически выгодно конкретно для ваших производственных мощностей. Если у вас есть стабильный поток клиентов, и они готовы платить за оригинальные дизайнерские решения, то можете смело вкладывать средства в такое оборудование.

Особенность станков на основе ЧПУ – это их надежность и возможность бесперебойной работы в течение многих лет. Но при работе с ними нужно соблюдать все правила безопасности, а также подбирать только квалифицированных операторов и наладчиков. Некачественная работа персонала может вывести прибор из строя раньше положенного срока.

ШАГ 1. Подключение контроллера.

1.1 Произвести подключение контролера шаговых двигателей к станку, согласно имеющейся маркировки на проводах и табличке над клеммниками контроллера. Рисунок 1.

Рисунок 1.подключение контролера шаговых двигателей

1.2 Подключить контроллер шаговых двигателей к компьютеру.

Рисунок 2 -подключение контроллера шаговых двигателей к LPT- порту компьютера.

1.3 При использовании переходника USB-LPT произвести подключение согласно рисункам 3 и 4.

рисунок 4.

ШАГ 2. Подготовка шпинделя .

Если станок со шпинделем жидкостного охлаждения, произведите сборку системы охлаждения, согласно приложения в руководстве по эксплуатации. Скачать руководство по эксплуатации можно со странички товара на нашем сайте.

Если, используется коллекторный шпиндель воздушного охлаждения Kress 1050FME, установите сетевой провод.

ШАГ 3. Подготовка ПК .

3 .1 ВНИМАНИЕ ВАЖНО! Для управления станком непосредственно через LPT порт нельзя использовать компьютеры с многоядерными процессорами INTEL .

(системные платы Intell имеют в себе средство изменения рабочей частоты процессора при изменении нагрузки на него. При этом все порты тоже испытывают флуктуацию по частоте - как результат, сигнал «плавает», то есть при работе Mach3 происходит изменение частоты сигнала step, что приводит к неравномерности движения рабочего органа станка- дерганью, ударам и даже остановкам)

Для проверки LPT порта 3-4 раза производим переезд в режиме ручного перемещения (с использованием клавиш ← → и↓) на полную длину рабочего стола. Движение должно происходить плавно с постоянной скоростью, без дерганья, рывков, ударов и остановок. Если при перемещении происходит локальные изменения скорости движения и/или остановка в процессе движения портала, то для проверки необходимо в пункте меню Config →MotorTuning изменить параметр Velocity уменьшив его в 10 раз. Если изменения скорости движения уменьшатся, а остановки прекратятся, но при этом удары и толчки сохранятся, то данная материнская плата не пригодна для управления станком через LPT-порт.

Для работы непосредственно через LPT порт подходят:

А) только компьютеры с одноядерными процесорами INTEL и любые компьютеры с процессором AMD и только 32 разрядные версии операционной системы windows

Б) любые компьютеры с операционной системой LinuxCNC.

3.2 При работе со станком через USB переходник или Ethernet переходник можно использовать любые компьютеры и любые версии операционной системы Windows. USB переходник и должны быть только специализированные, с драйвером под программу Mach3.

3.3 Компьютер для управления станком должен быть отдельно выделенный, без лишних программ. Не устанавливать антивирусы! Оперативной памяти не менее 1ГГб, если видеокарта встроенная то не менее 1,5Гб, процессор от 1ГГц. Перед установкой mach3 переустановите операционную систему , обязательно установите все необходимые системе драйвера , отключите брандмауэр , отключите гашение экрана в настройках электропитания , отключите экранные заставки , отключите файлы подкачки с жестких дисков .

Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows XP:

3.3.1 Зайдите в Меню пуск, откройте Панель управления.

3.3.2 Откройте Центр обеспечение Безопасности.

3.3.3 Щелкните по Брандмауэр Windows.

3.3.4 В появившемся окне переставьте переключатель на Выключить (не рекомендуется) и нажимаем ОК.

3.3.5 Для отключения предупреждений Windows о безопасности нажмите в окне Центра Обеспечения безопасности windows по ссылке Изменить Способ Оповещения Центром обеспечения безопасности. В появившемся окне уберите все галочки после чего нажмите ОК.

Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows 7:

3.3.6 Для отключения брандмауэра его необходимо открыть, что бы его найти воспользуйтесь поиском Windows 7. Откройте меню Пуск и напишите «бра» и выберите простой брандмауэр Windows.

3.3.7 В левой части окошка выбирите Включение и отключение брандмауэра Windows.

3.3.8 В открывшемся окошке вы можете отключить брандмауэр для всех сетей сразу.

3.3.9 После, необходимо выключить службу Брандмауэр Windows. Воспользуйтесь поиском из меню Пуск.

3.3.10 В открывшемся окошке найдите службу Брандмауэр Windows и дважды кликните по ней левой кнопкой мышки. В открывшемся окошке Свойства нажмите Остановить. Затем в поле Тип запуска из выпадающего меню выберите Отключена. Нажмите ОК.

3.3.11 Отредактируйте конфигурацию системы. Откройте Пуск и напишите «кон». Выберите Конфигурация системы. В открывшемся окошке перейдите на вкладку Службы, найдите Брандмауэр Windows. Снимите галочку и нажмите ОК.

ШАГ 4. Установка, проверка корректности работы программы, генерирующей G-код.

4.1 Установите на компьютере Mach3.

4.2 Скопируйте в папку Mach 3 расположенную на диске С: профиль станка (файл настроек), присланный по электронной почте, переданный на носителе информации (флешке) или скачанный с сайта.

4.3 Если используется переходник USB-LPT, произведите установку драйверов и плагина согласно статье Подключение контроллера с использованием переходника USB-LPT или руководству по эксплуатации на переходник.

4.4 При использовании платы расширения PCI-LPT, порядок действий также описан в статье "Подключение контроллера с использованием карты PCI LPT".

4.5 Для запуска программы потребуется ярлык «Mach3 Loader», остальные ярлыки можно удалить.

4.6 В открывшемся окне рисунок 7 выберите профиль станка и жмем OK.

Рисунок 7.

4.7 Выберите источник управления, рисунок 8 при работе с LPT портом или рисунок 9 при работе с переходником USB-LPT.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

4.8 Загружается главное окно программы Mach3, Рисунок 10.

Рисунок 10.

4.9 Включите питание контроллера шаговых двигателей. В главном окне программы MACH3 нажимаем клавишу «Cброс» (Reset) (1), чтобы рамка вокруг неё не мигала и светилась зеленым цветом, рисунок 10. В этот момент шаговые двигатели должны зафиксировать свое положение (послышится щелчок) и слегка зашуметь.
Теперь нажимая на клавиатуре стрелки (влево вправо вверх вниз) наблюдаем на станке перемещения по осям, а на экране изменение координат в полях X Y слева вверху, для перемещения по оси Z кнопки PageUP, PageDown. Также можно вызвать экранный пульт управления перемещением, клавишей "Tab" на клавиатуре вашего компьютера, рисунок 11.

Рисунок 11

4.10 Если перемещения не происходит, то проверьте корректность установки программы и драйверов.

4.10.1 Если используется подключение через LPT- порт, то откройте «Панель управления» - «Диспетчер устройств»- находим Mach3 X Pulsing Engines-свойства. Корректно установленный драйвер - рисунок 12.

Рисунок 12

4.10.2 Если используется переходник USB-LPT, то откройте «Панель управления» - «Диспетчер устройств»- найдите CNCDevicesClass-свойства. Корректная установка драйверов и правильное обнаружение операционной системой адаптера -рисунок 13.

Рисунок 13

4.11 При несовпадение направления перемещения портала станка с направлением стрелок клавиатуры, например при нажатии клавиши «←» инструмент движется в право, изменить направление можно в меню Сonfig->Port and pins->Motor outputs установив галочку в поле DirLowActive напротив нужной оси, рисунок 12.

Рисунок 12.

ШАГ 5 Проверка правильности перемещения рабочего инструмента.

Для проверки правильности перемещения рабочего инструмента, необходимо положить на стол линейку и, управляя перемещением с клавиатуры стрелками, проконтролировать совпадение пройденного расстояния по линейке с показаниями в окнах отображения координат MACH3.

5.1 Установите единицами измерения «по умолчанию» -миллиметры: открываем Config->Select Native Units. Mach3 выведет на экран окно с предупреждением о необходимости совпадения единиц измерения установленных в программе и используемых в G-коде. Нажимаем ОК и переходим к окну установки единиц измерения, рисунок 14.

5.2 Для вступления в силу настроек перезагрузите программу. Если далее не планируется использовать при создании управляющих G-кодов дюймовую систему измерения, оставляем метрическую систему для постоянного использования.

Ниже приведён пример проверки настроек для оси Y. Аналогично следует проверить все оси.

5.3 Перемещаем портал и каретку станка до упора на себя и влево -рисунок 15.

5.4 Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала -нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z, устанавливаем линейку по оси Y, рисунок 16.

Рисунок 16.

5.5 Клавишей перемещаем портал на 100 мм по координате цифрового поля. Далее сверяем с фактическим перемещением по линейке - рисунок 17.

Рисунок 17.

5.6 В случае несовпадения реального перемещения с координатами в Mach3, проводим калибровку для соответствующей оси перемещения, как описано в документации программы Mach3.

5.7 Закрываем Mach3 и отключаем питание станка.

ШАГ 6. Установка фрезы.

6.1 У станков с использованием шпинделей Kress для установки фрезы используется ключ 17. При установке производится удержание вала нажатием кнопки фиксатора, рисунок 18.

Вращением гайки против часовой стрелки отпускаем цангу, вставляем фрезу и производим зажим хвостовика фрезы в цанге вращением гайки по часовой стрелке. Установленная фреза - рисунок 19.

Рисунок 18.

Рисунок 19.

6.2 Для станков с использованием шпинделей жидкостного охлаждения с цангой ER11 установка фрезы производится с использованием ключей на 13 и 17 рисунки 20..22. Для установки фрезы удерживаем вал шпинделя за лыску на валу ключём на отпускаем зажимную гайку цанги, вставляем фрезу, и производим зажим хвостовика фрезы.

Рисунок 20.

Рисунок 21.

Рисунок 22.

ШАГ 7. Установка заготовки.

7.1 Установка заготовки на рабочий стол станка из профиля с Т-пазом осуществляется металлическими прижимами -рисунок 23.

Рисунок 23.

7.2 При использовании станка с фанерным столом или жертвенным столом из фанеры:

7.2.1 наиболее простой вариант крепления с помощью винтов «саморезов» рисунок 24.

Рисунок 24.

Рисунок 25. Мебельная резьбовая втулка

Рисунок 26. Установленные резьбовые втулки по углам стола

Рисунок 27. Установленные прижимы

Рисунок 28. Закрепленная прижимами заготовка

Рисунок 29. Заготовка закрепленная стандартными стальными станочными прижимами

Рисунок 30 Установка дополнительных планок для крепления заготовок любого размера в любом месте стола

ШАГ 8. Установка рабочего органа станка в начальную точку резки.

8.1 Включаем питание станка, запускаем Mach3 и выводим каретку станка в начальную точку резки (как правило это левый нижний угол (вы стоите лицом к передней части станка)) с использованием стрелок на клавиатуре и кнопок “PageUP” и “PageDown”(или виртуальным пультом управления -вызывается кнопкой Tab).
Начальная точка резки определяется при создании проекта -например новой модели в ArtCam, рисунок 31.

рисунок 31

8.2 Если имеется в наличии только G-код, то начальную точку можно определить в окне Mach3, загрузив исполняемый файл: File→Load G-Kode. Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала -нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z курсор в окне визуализации устанавливается в начальную точку.

Рисунок 32.

8.3 Управляя вертикальным перемещением шпинделя касаемся нижним торцом фрезы материала заготовки.
Нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z обнуляем программные координаты, рисунки 33, 34.

Рисунок 33.

Рисунок 34

8.4 Нажатием кнопки “PgUp” поднимаем шпиндель на безопасную высоту -10…15мм над заготовкой.

ШАГ 9. Загружаем G-код: (File→Load G-Kode). Станок готов к запуску.

ШАГ 10. Производим запуск шпинделя .

10.1 При использовании шпинделя воздушного охлаждения Kress выставляем регулятор оборотов на нужную позицию- рисунок 35.

Рисунок 35

Обороты вала шпинделя соответствующие цифрам движка регулятора указаны в руководстве по эксплуатации на шпиндель или на шильде наклеенном на корпус шпинделя, рисунки 36 и 37.

Рисунок 36

Рисунок 37 -шильд наклеенный на корпус Kress 1050FME1.

10.2 Нажатием кнопки осуществляем запуск шпинделя, рисунок 38.

Рисунок 38.

10.2 При работе со шпинделем жидкостного охлаждения рисунок 39:
- запускаем систему жидкостного охлаждения шпинделя (включаем насос).
- включаем частотный преобразователь.
- вращением потенциометра на лицевой панели частотного преобразователя устанавливаем необходимые обороты вращения шпинделя.
- нажатием кнопки RUN производим запуск шпинделя.

Рисунок 40.

11.Активация концевых датчиков

Если концевые датчики на станке установлены, но не активированы, то для включение концевых датчиков в меню программы Mach3

config->Port and Pins->Input Signal установить галочки как показано на рисунках 41 и 42

Рисунок 41. Активация концевых выключателей для станков с установленными индуктивными датчиками

Рисунок 42. Активация концевых выключателей для станков с установленными механическими датчиками

Примечание.
Если на станке установлены концевые выключатели баз, то поиск нулевой точки машинных координат осуществляется нажатием кнопки “Ref All Home”, рисунок 43.

Рисунок 43.

Если концевых выключателей нет, то при нажатии на кнопку “Ref All Home”, происходит обнуление машинных координат.
Ели концевые выключатели отсутствуют, то настройки для входов “Home” представлены на рисунке 44.

Рисунок 44.

При работе с адаптером Моделист USB-LPT при отсутствии концевых выключателей порядок обнуления машинных координат выглядит следующим образом:
-клавишами ← и ↓ установите каретку станка в левый нижний угол.
- клавишей и PgUp поднимите шпиндель вверх до упора.
- нажмите кнопку “RESET” на главном экране Mach3.
- извлеките шнур переходника из USB-порта компьютера (не забудьте перед извлечением отключить устройство в системе, так же как обычную флешку)
- на главном экране Mach3 переключитесь на отображение машинных координат, для чего нажмите кнопку “Machine Coord’s’, о том что вы находитесь в режиме отображения машинных координат будет сигнализировать красная рамка вокруг кнопки, рисунок 45.

Рисунок 45.

Подключите шнур адаптера к USB-порту и подождите 10-15 секунд, пока Windows обнаружит адаптер.
-нажмите кнопку “RESET” и машинные координаты обнулятся.
- перейдите в режим отображения программных координат, для чего ещё раз нажмите кнопку “Machine Coord’s’, красная рамка вокруг кнопки должна погаснуть.

Пошаговая инструкция по созданию станка с ЧПУ своими руками – подробное описание этапов сборки. Часть 1.

ЧПУ станок своими руками. Часть 1

Рабочий стол

Рабочий стол - это собственно поверхность, над которой перемещается рабочий инструмент станка (фреза, гравер и т.д.). Стол служит для закрепления обрабатываемой заготовки, и это накладывает определенные требования на его конструктивное исполнение. Стол самодельного ЧПУ станкадолжен быть достаточно ровным, и обеспечивать возможность закрепить заготовку в любом месте. Основными решениями для этого являются использование стола с Т-пазами("Т-стол") и вакуумных столов. Стол с Т-пазами позволяет закрепить практически любую заготовку с помощью специальных зажимов. Вакуумные столы прижимают заготовку к себе за счет создания разрежения под сеткой на поверхности, поэтому они способны фиксировать только заготовки с плоской нижней частью(разнообразные листовые материалы), а также они существенно дороже. Однако вакуумные столы позволяют равномерно прижать заготовку по всей её площади, тогда как при фиксации большой плоской заготовки на Т-столе заготовка в центральной своей части может прогнуться вверх, что приведет к снижению соответствия размеров у конечной детали.

Приводы осей

Привод станка с ЧПУ в свою очередь можно поделить на:

• Двигатели

  Двигатели - связующее звено между электронной частью системы ЧПУ и механической частью, они(точнее, их управляющие модули - драйверы) получают сигналы с контроллера ЧПУ(часто в этой роли выступает персональный компьютер) и преобразуют их во вращательное движения собственного вала. В станках с ЧПУ используются 2 вида двигателей: серводвигатели и шаговые двигатели(а также линейные двигатели - разновидность серводвигателей. Линейные двигатели одновременно являются и трансмиссией для оси). Сказанное далее будет относиться к классическим шаговым и сервоприводам. Шаговые двигатели распространены в самодельных станках с ЧПУ и бюджетных моделях промышленных гравировально-фрезерных станков, а также станков лазерной, плазменной резки и т.п. Причина - в их низкой стоимости и простоте управления. Драйверы шаговых двигателей - достаточно бюджетные устройства, широко представлены на рынке от самых простых моделей до весьма продвинутых цифровых драйверов. Платой за простоту и бюджет становится низкий КПД шаговых двигателей, их низкая удельная мощность, слабая способность к ускорению, высокие вибрации, гул и резонанс, что в сумме сильно влияет на эксплуатационные характеристики станка.
  Серводвигатели - двигатели с установленным датчиком угла поворота. Это семейство представлено достаточно широко, существуют щеточные и бесщеточные двигатели, постоянного и переменного тока. В целом про серводвигатели можно сказать, что их отличает высокая плавность хода, высокий КДП, способность переносить кратковременные перегрузки. Однако управление серводвигателем гораздо сложнее, серводрайверы (см. серводрайверы Leadshine) - устройства существенно более дорогие и сложны в настройке. Существует также бюджетные варианты щеточных серводвигателей, однако из-за наличия изнашивающейся части (щеток) они менее предпочтительны, чем бесщеточные.

• Драйверы двигателей

Передачи осей

Задача трансмиссии, или передачи, - превратить вращательное движение вала двигателя в поступательное перемещение по данной оси. Как правило, передача реализуется одним из 3 способов: передача винт-гайка, ШВП или зубчатая передача (шестерня-рейка или шкив-ремень). Как выбрать передачу для осей - тема отдельной статьи. Здесь достаточно указать на то, что передача вместе с видом двигателя(и его управления) определяет скорость перемещения по оси, разрешение задания позиции, а также влияет на точность. Каждый вид передачи изготавливается с определенной точностью. С помощью указанного производителем класса точности для данного элемента трансмиссии можно определить, какая погрешность будет вноситься им в работу станка.

Направляющие

Направляющие обеспечивают перемещение рабочего узла станка строго по заданной траектории. Качество самих направляющих и, что очень важно, качество их установки на станину - второй по важности фактор (после станины), определяющий точность вашего станка. К выбору направляющих стоит подойти очень ответственно.

• Шпиндель
  
  Вообще говоря, вместо шпинделя может быть установлен другой узел - лазерный гравер, установка плазменной или лазерной резки, экструдер. Мы рассмотрим шпиндель, как наиболее нагруженный узел. Шпиндель - как правило, это электродвигатель, особенностью которого является низкое биение вала и возможность регулировать скорость вращения в достаточно широких пределах. Вал шпинделя оканчивается конусом, в который устанавливается зажимная цанга , которая держит режущий инструмент - фрезу или гравер. Ключевыми характеристиками шпинделя являются: биение вала(как правило, измеряется биение на конусе) и мощность шпинделя(указывается в ваттах). Большинство шпинделей предназначены для обработки дерева, пластика, камня, металлообработки. Скорость вращения варьируется обычно от 6000 до 30000 оборотов в минуту. Для фрезеровки и гравировки металлов используются мощные шпиндели с низкими оборотами (2000-10000 об/мин). Многие портальные станки, предназначенные для обработки дерева и пластика, могут гравировать металлы, и даже иногда фрезеровать цветные металлы, однако в этом случае станок испытывает сильную вибрацию из-за отдачи на фрезу, которая не может быть погашена легкой станиной, и это резко снижает качество обработки и ресурс станка. Фрезеровка и гравировка металлов и некоторых видов пластика требует охлаждения режущего инструмента. В настоящее время существует множество способов охлаждения рабочей области, но основным остается подача смазывающе-охлаждающей жидкости на фрезу. Некоторые шпиндели , управляемые инвертором, позволяют контролировать скорость вращения из системы ЧПУ, путем подачи на вход инвертора (частотного преобразователя) аналогового сигнала 0..+10 В. Как выбрать шпиндель.

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.