Профессия Оператор станков с программным управлением: суть его работы

Профессия Оператор станков с программным управлением: суть его работы

Станки с числовым программным управлением широко применяются во всех сферах производства от машиностроения до деревообработки. К примеру, если взять любой современный автомобиль, то больше половины деталей в нем (коробки передач, карданные и коленчатые валы и т.д.) будут выточены именно на фрезерно-токарных станках с ЧПУ. Обработка металлов – наиболее распространенная область для такого рода машин.

Современные станки с ЧПУ могут проводить сложный цикл обработки, затратив вдвое меньше времени и на порядок снизив себестоимость продукции.

Однако управлять такими агрегатами могут только высококвалифицированные специалисты, хорошо разбирающиеся в электронике.

Что такое микрошаг и как настраивать микрошаг шагового двигателя.

Основной параметр шаговых двигателей (ШД) это количество шагов на 1 оборот. Самое распространённое значение для ШД – 200 шагов на оборот (или 1,8 градуса на шаг). Мы будем использовать это разрешение во всех сегодняшних примерах. Более точную информацию можно узнать в описании к вашему шаговому двигателю. Зачастую 200 шагов на оборот, могут быть недостаточными для достижения необходимой точности. С целью повышения точности можно изменить передаточное число механически (использовать редуктор), а можно включить микрошаг – режим деления шага шагового двигателя, это увеличит число шагов на оборот, с коэффициентом 2n (n — целое число). Драйвер A4988 поддерживает деление шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16. Подробнее о драйвере A4988 читайте тут: Драйвер шагового двигателя A4988. Драйвер DRV8825 поддерживает деление шага: 1; 1/2; 1/4; 1/8; 1/16; 1/32. Подробнее о драйвере DRV8825 читайте тут: Драйвер шагового двигателя DRV8825.

Давайте рассмотрим пример. Если мы выставим микрошаг 16, что является в 16 раз больше полного шага и в нашем примере даст 3200 (200х16) шагов на оборот. На первый взгляд это отличный результат и почему бы не использовать максимальное деление шага во всех станках. Но тут есть и минус – это падение крутящего момента при увеличении деления шага. Подробнее Микрошаг рассмотрим в следующей статье.

Расчёт винтовой передачи ЧПУ станка.

Винтовая передача ЧПУ, либо ее более продвинутый вариант шарико-винтовая передача (ШВП), являются наиболее часто используемым вариантом перевода вращательного движения вала шагового двигателя в линейное перемещение исполнительного механизма.

Для расчёта разрешения нам необходимо знать ШАГ винта, либо шаг винта ШВП. В описании трапецеидальных винтов обычно пишут Tr8x8,Tr10x2, первая цифра говорит нам о диаметре винта, вторая как раз о его шаге в мм. Винты ШВП обычно обозначаются 1204, 1605 и т.п. Первые 2 цифры – это диаметр винта, вторые две – это шаг в мм. В 3d-принтерах обычно используют винт Tr8x8, диаметром 8 мм и с шагом 8 мм. Обзор моего 3d-принтера можно посмотреть тут:Обзор 3D принтера Anet A8. Сборка. Наладка.

Формула расчета винтовой передачи ЧПУ получается следующей, в числителе – количество шагов на оборот, в знаменателе – перемещение за оборот.

Тп = Sшд*Fшд/Pр

• Тп — точность перемещения, шаг/мм
• Sшд — количество шагов на оборот для двигателя (в наших примерах 200)
• Fшд — микрошаг (1, 2, 4, 8 и т. д.)
• Pр — шаг винта (например, 8 мм)

Рассчитаем пример со следующими параметрами, двигатель 200 шагов на оборот, с 4-кратным микрошагом, с трапецеидальным винтом Tr8x8 даст нам 100 шагов на мм.

Другими словами, для того чтобы ЧПУ станок переместился на 1 мм, нам нужно сделать 100 шагов двигателя. Что является неплохой точностью.

Расчетные значения нужно указать в прошивке GRBL:

Расчет ременной передачи ЧПУ станка.

Во многих ЧПУ станках используются ремни и шкивы. Ремни и шкивы бывают разных форм и размеров, но одним из распространённых стандартов является GT2.

Следующие уравнение применимо для цепных и ременных передач, если вы введете правильный шаг. Обратите внимание, что эти уравнения не учитывают люфт.

Вот простое уравнение, которое вы можете использовать для расчета шагов на мм для линейного движения с ремнями и шкивами.

Тлп = Sшд*Fшд/Pр*Nшк

• Тлп — точность линейного перемещения, шаг/мм
• Sшд — количество шагов на оборот для двигателя (в наших примерах 200)
• Fшд — микрошаг (1, 2, 4, 8 и т. д.)
• Pр — шаг ремня (например, 2 мм)
• Nшк — количество зубьев на шкиве, на валу двигателя.

Попробуем посчитать для примера с такими параметрами, двигатель 200 шагов на оборот, с 2-кратным микрошагом, 2-миллиметровыми ремнями GT2 и шкивом с 20 зубцами даст нам 10 шагов на мм.

200*2/2*20=10 шагов/мм.

Данный пример подойдет для расчета перемещения 3d-принтера. ЧПУ станков на ремнях: лазерный гравировальный, плоттер и пр.

Расчетные значения нужно указать в прошивке GRBL:

Калибровка ЧПУ станка.

После настройки станка необходимо проверить точность перемещения станка по осям. Для этого нужно отправить команду на перемещение по оси, на относительно большое расстояние. Я чаще всего использую 100 мм. После чего произвести замер перемещения. Если значения не отличаются – это означает, что все работает верно. Но если расстояние перемещения больше или меньше, то нужно внести корректировку – провести калибровку ЧПУ станка. Для этого будем использовать формулу:

Тк = Тп * Kп / Kф

• Тк – калибровочное значение, шаг/мм.
• Тп — точность перемещения, шаг/мм (из примера 100 шаг/мм)
• Kп — заданное значение для перемещения (в моем случае 100 мм.)
• Kф — фактически, на какое расстояние переместилась ось (допустим на 99 мм.)

Для примера проведем расчёт винтовой придачи, которую рассчитывали выше и выяснили, что нужно совершить 100 шагов для перемещения на 1 мм. Также допустим, что мы отправили команду на перемещение станка на 100 мм, а по факту он переместился на 99 мм. Произведём расчет:

100*100/99=101,01 шагов/мм.

Указываем данное значение в прошивке GRBL и проводим калибровку еще раз. Если ЧПУ станок перемещается на заданное значение, можно пользоваться станком. Иначе проводим повторную калибровку.

Понравился статья Расчет и настройка ремённой и винтовой придачи ЧПУ станка. Калибровка ! Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

Как работает станок с числовым управлением

Перемещениями режущего инструмента руководит компьютерная система. Она считывает информацию с УП (управляющей программы) и передает необходимые команды электрическим приводам, перемещающим устройство.

На приводах перемещаются колонны, рабочие столы, шпиндели и прочие элементы. Таким образом осуществляется обработка будущей детали. Специальные датчики обратной связи передают назад в компьютер сведения о том, какие перемещения совершает оборудование. В случае необходимости производится корректировка направления. Так происходит до тех пор, пока программа не будет полностью завершена.

Мы уже рассказали, каковы преимущества от использования станков с ЧПУ; но помимо наличия управляющей программы, конструкция и внешний вид таких устройств практически ничем не отличается от обыкновенных.

Производственная гибкость

Для перехода с производства одной детали на другую достаточно всего лишь заменить программу, которая может быть использована неограниченное количество раз.

В станках классической конструкции используется единый привод, а соотношение скоростей перемещения по разным осям регулируется механическими передачами. То есть, если токарно-винторезный станок рассчитан на работу в метрической системе, то работать с дюймовыми размерами на нем невозможно. В современных станках с ЧПУ у каждого ходового винта есть свой привод с частотно регулируемым или шаговым двигателем. Это дает неограниченные возможности в нарезании нестандартной резьбы или получении сложных криволинейных поверхностей.

Самые частые вопросы по обслуживанию и эксплуатации фрезерных станков с ЧПУ

Обязательным условием бесперебойной работы промышленного оборудования является использование стабилизатора напряжения. Это может защитить вас от выхода из строя оборудования и остановки производства. В большинстве случаев выход из строя связан с пониженным напряжением, перенапряжением, пиками и выбросами напряжения в сети. Напряжение может резко отличаться от стандартных 220/380 В. Колебания напряжения очень вредны для электрической и электронной аппаратуры, приводят к её преждевременному выходу из строя, а также ухудшают характеристики функционирования.

Стабилизатор напряжения подключается между источником тока и потребителем, в нашем случае — между электросетью и фрезерным станком. Главной характеристикой стабилизатора является его мощность. Для её корректного определения необходимо оценить соответствующую мощность подключаемого потребителя. Иными словами, необходимо подсчитать — сколько станков будут питаться от стабилизатора напряжения. Их суммарная мощность, плюс некоторый запас (порядка 20%) и будут равны номинальной мощности выбираемого стабилизатора.

Получаемые после обработки детали получаются меньше или больше нарисованных в графическом редакторе.

Если после обработки размер детали не соответствует отображаемому в программе, то возможно нужно правильно выставить импульсы шаговых двигателей. Существует универсальная формула для расчёта:

Количество импульсов = A x B / C
А – установленный в данный момент на станке импульс;
B – дистанция на которую отправляется станок;
С – фактическое расстояние, которое прошёл станок.

Пример:
У нас на станке количество импульсов установлено равным 300. Отправляем станок по требуемой оси на фиксированное расстояние, например 1000 мм. Измеряем по факту пройденное станком расстояние (для примера пусть будет 900 мм).

300 x 1000 / 900 = 333,333 – это и будет правильное количество импульсов для нашего станка. Остается только ввести это число в настройках вашей системы управления. На пультах Rich Auto А11/18 данные настройки находятся во вкладке MENU – MACHINE SETUP – PULSE EQUIV.

Для системы управления NC STUDIO данные настройки можно найти во вкладке Params, в окне Motor Parameter. (Окно 3)

При запуске станка и отправлении всех осей в «дом» движение происходит в противоположном направлении.

Для смены направления вращения шаговых двигателей следует сменить полярность питания одной из обмоток шагового двигателя. Это можно сделать с помощью изменения настроек в программе управления станком, либо поменять местами провода подключения шагового двигателя к драйверу (например A- и A+). В системе NC Studio можно изменить соответствующие направления на вкладке «Params». Для этого необходимо щёлкнуть правой

кнопкой мыши по кнопке группы параметров «Machining» одновременно нажав на клавиатуре Ctrl + Shift + Alt. В появившейся группе параметров в ветке «Axis Direction» необходимо для соответствующей оси изменить значение с «1» на «-1» или наоборот.

Какую смазку выбрать для обслуживания линейных подшипников (PMI, HIWIN, ABBA)

Все направляющие, шарико-винтовые передачи и другие механические компоненты, как и все детали машин нуждаются в смазке. Смазка необходима для нормальной работы всех узлов, которые испытывают трение при движении.

Консистентная смазка на основе литиевого мыла для направляющих. Например, «Mobilux EP 2» поставляется в тубах по 400 гр. рекомендуются для большинства типов индустриального оборудования, включая оборудование, эксплуатируемое в тяжелых условиях при высоких удельных давлениях или ударных нагрузках.

Замена графитовых пластин в пластинчато-роторном вакуумном насосе

Графитовые пластины в пластинчато-роторном вакуумном насосе являются расходным материалом, в процессе эксплуатации изнашиваются и со временем подлежат замене. Чтобы не возникало аварийных ситуаций, необходимо периодически проверять их состояние, проводить техническое обслуживание.

В первую очередь снимается пластиковая крышка кожуха вакуумного насоса. Затем внутреннее пространство вакуумного насоса тщательно продувается сжатым воздухом для предотвращения, в дальнейшем, попадания загрязнений во внутреннюю часть корпуса вакуумного насоса. Извлекая по очереди графитовые пластины, необходимо проверить их целостность и измерить ширину. Минимальная ширина графитовой пластины указана на наклейке вверху корпуса вакуумного насоса. Перед установкой графитовых пластин на место, можно продуть корпус сухим сжатым воздухом. При установке графитовых пластин следует следить за положением их рабочих кромок.

Смазка подшипника вала вакуумного насоса. Во время контроля состояния графитовых пластин осуществляется так же и уход за подшипником вала вакуумного насоса. Для удобства, эти две операции следует выполнять одновременно, тем более что весь уход за подшипником заключается лишь в добавлении смазочного материала. Для того чтобы дополнить израсходованный смазочный материал, необходимо удалить винт с заправочного отверстия вверху крышки подшипника, выдавить в отверстие смазку из тюбика (5-10 граммов в зависимости от модели насоса) и снова завинтить винт.

При отправлении станка в «дом» одна из осей очень медленно двигается либо не двигается вообще.

Нужно проверить работают ли индуктивные датчики домашнего положения станка. Попробовать поменять датчик с рабочей оси на нерабочую. Проверить в настройках системы управления статус датчиков домашнего положения. Для этого в зависимости от их типа необходимо выполнить соответствующие операции, например, для сенсоров индуктивного типа, достаточно дотронутся до контактной области датчика металлическим предметом, и посмотреть его статус.

В системе управления NC STUDIO при запуске может возникнуть тревога срабатывания концевых датчиков, такое часто происходит из-за их режимов работы (нормально открытый, нормально закрытый), может потребоваться инверсия сигналов. Для выполнения инверсии сигнала (в нормальном состоянии датчикам в системе соответствует круг красного цвета) необходимо нажать правой кнопкой мыши, удерживая комбинацию клавиш CTRL+Shift+Alt на строке, описывающей соответствующий датчик и выбрать меню «Toggle Polarity», затем перезагрузить систему NC Studio.

Какой софт лучше всего подходит для написания управляющей программы для моего станка?

На сегодняшний день рынок CAD/CAM программного обеспечения очень разнообразен. Можно подобрать систему конкретно под ваши задачи и цели. Кому-то важна возможность сложной обработки и выполнение нестандартных задач. Кто-то ценит простоту и интуитивно понятный интерфейс на русском языке. В России очень распространен продукт под названием ArtCAM, но к сожалению его поддержка и продажа прекращена компанией Autodesk. Если рассматривать недорогие варианты ПО, то первым делом взгляд падает на отечественных производителей, например SprutCAM или ADEM. Для ознакомительных целей можно использовать Fusion 360 от Autodesk, у них есть специальная бесплатная подписка для студентов и учебных заведений.

Для обработки балясин, кабриолей и других тел вращения большой популярностью пользуется программа DeskProto 7.0. Всё необходимое для работы на фрезерном станке с ЧПУ, простой интерфейс и невысокая стоимость (около € 995) сделали эту программу так называемой «рабочей лошадкой» в сфере 2D и 3D фрезерования.

Отличный тренажер для всех, у кого есть «проблемы со спиной».

Также тренажер хорошо использовать для разогрева мышц перед основной тренировкой. То есть, рекомендуется начинать именно с этого стола.

• Укрепляем косые мышцы живота.
• Формируем мышечный корсет, позволяющий спине «держать позвоночник». Крайне нужные тренировки для тех, у кого имеются грыжи позвоночника, остеохондроз и проч.
• Развиваем подвижность плечевых суставов.
• Насыщаем кровь кислородом и усиливаем обмен веществ.
• Сбрасываем лишние килограммы и сантиметры.
• Улучшаем осанку.

Расточные станки с ЧПУ

Модели этой разновидности в сравнении с обычными имеют массу преимуществ. Их работой управляет компьютер с заложенной в него программой. Это позволяет добиться высокой точности обработки и максимальной производительности. Пишется программа в специальных кодах, указанных в описании к станку. Использоваться это современное оборудование может как для черновой, так и для чистовой обработки деталей.

Расточные станки — оборудование действительно востребованное и во многих случаях незаменимое. В особенности тогда, когда нужна ювелирная точность или максимальная производительность. Если у предприятия имеется необходимость в оборудовании этого типа, найти подходящую модель на современном отечественном рынке не составит труда.