Осваивая технологию изготовления мебельных фасадов из МДФ плиты в современной конкурентной среде, начинающий предприниматель сталкивается с необходимостью постоянно повышать качество своей продукции и сокращать сроки выполнения заказов, увеличивать производственные мощности и более рационально использовать труд работников. Если на вооружении предприятия нет станков с ЧПУ, то в сложившейся ситуации покупка данного высокотехнологичного оборудования становится первостепенной задачей.
Так что такое ЧПУ? Расшифровка аббревиатуры ЧПУ звучит как Числовое Программное Управление. То есть, станок с ЧПУ (иногда говорят просто «станок ЧПУ») – это станок с числовым программным управлением, который по специально заданной программе совершает те или иные действия по отношению к обрабатываемой заготовке. Практически, с помощью математических алгоритмов и цифр задаются параметры работы отдельных рабочих органов, которые в совокупности отвечают за позиционирование основных агрегатов, их мощность, скорость перемещения, ускорения, вращения и т.п.
Как правило, алгоритм изготовления деталей на современных станках с ЧПУ состоит из нескольких этапов. На первом этапе, на компьютере при помощи графических программ обрисовывается модель заготовки, своего рода рабочий чертеж в 2 D или 3 D формате. На втором этапе, при помощи специальной программы для станка ЧПУ модель детали оцифровывается в управляющую программу (УП). На третьем этапе файл с УП вводится в память ЧПУ и выполняется. Таким образом, все механические действия станка соответствуют цифровой последовательности, прописанной в управляющей программе.
Станки с ЧПУ используются в самых различных сферах производства и услуг: в обработке древесины и древесных плит, пластичных материалов, камня, сложных металлических изделий, в том числе ювелирных. По своему функциональному назначению станки с ЧПУ применяются для фрезерования, гравировки, сверления, распила, лазерной резки. Станки, которые позволяют использовать несколько видов обработки одновременно, называются обрабатывающие центры с ЧПУ.
Использование станков и обрабатывающих центров с ЧПУ на любом производстве позволяет осуществлять такие проекты, которые при обычных технологиях оказались бы невыполнимыми или невыгодными. При изготовлении мебельных фасадов МДФ в первую очередь решается задача со сложными рельефными декорами, которые невозможно выполнить вручную. Использование графических программ при проектировании фасадов не только позволяет раскрыть весь потенциал дизайнерской мысли, но и сохранять выполненные проекты и после несложной коррекции применять их в будущем.
При массовом производстве фасадов МДФ на широкоформатных станках с ЧПУ появляется возможность отказаться от предварительного раскроя плит МДФ и выполнять полный цикл обработки с минимальными затратами времени и рабочей силы. С другой стороны, установка ЧПУ в небольшом помещении позволяет увеличить выпуск продукции, не расширяя производственные площади.
Что касается стоимости оборудования с ЧПУ, то здесь следует обратиться к показателям экономической выгоды от его использования, в том числе роста потребительского спроса за счет повышения качества и эстетической ценности конечной продукции.
Если вопрос, что такое ЧПУ, раскрыт в данной статье достаточно полно, то возникающий следом вопрос о необходимости приобрести фрезерный станок с ЧПУ, считаю, отпадет сам собой.
Часто можно услышать об универсальных системах ЧПУ. Что это такое, можно пояснить простыми словами — умные машины, способные автоматически проводить весь цикл обработки детали. От наладчика требуется только загрузить программу и вставить заготовку.
Принцип работы
Последние версии станков немыслимы без систем ЧПУ. Что это такое? В аббревиатуре заключено несколько смыслов: Ч — числовое, П — программное, У — управление. Из расшифровки видно, что считывание состояния отдельных узлов станка происходит в кодовом виде. Единички и нолики неустанно обрабатываются центральным процессором.
Используется два вида контроллера в основе ЧПУ. Что это такое? Все работает аналогично настольному компьютеру. Только один контроллер используется для отслеживания положения осей станка. Второй же считывает состояние периферийных устройств, датчиков, систем безопасности.
Современные станки с ЧПУ оснащаются дополнительным компьютером. Он требуется для реализации сложных задач одним нажатием, а также осуществляет визуализацию текущего процесса. На жёстком диске хранятся все данные, которые не потеряются при внезапном отключении электроэнергии.
Образное описание работы оборудования
Металлообработка резанием в настоящее время ассоциируется с аббревиатурой ЧПУ. Что это такое, можно пояснить на примере обычной дрели:
- Руками можно осуществить обработку заготовки сверлом с любой стороны. Аналогично на станке при наличии нескольких осей можно подвести инструмент с любой координаты.
- Система ЧПУ осуществляет одновременное движение осей. Копируется объемное перемещение, а соответственно получаются идеальные по геометрической форме изделия.
- Руками невозможно вымерять микронные перемещения. Станки с ЧПУ постоянно контролируют положение фрезы, внося коррекции при изменении нагрузки автоматически.
Аббревиатура
Для ЧПУ расшифровка:
- Ч (числовое) — все математические операции производятся в двоичном коде. Круговые и линейные перемещения преобразуются в количественные величины с определённым шагом (часто встречается точность в 0,01 микрона).
- П (программное) — все этапы процесса записаны в виде простейших циклов. Задачей оператора является подбор определённых параметров согласно чертежу детали. Обработка после загрузки в память не требует участия человека. Иногда вносятся коррекции по окончании цикла реза.
- У (управление) — процесс обработки полностью автоматизирован. Незаметно происходит контроль нагрузок по осям, положение круговых и линейных датчиков. Также учитываются механические люфты, заданные коэффициенты твердости заготовки и влияние температуры окружающего воздуха.
В аббревиатуре ЧПУ расшифровка скрывается более обширная: система управления способна одновременно проводить десятки сотен операций. Сложные конструкции могут иметь более 12 осей. Точность перемещения каждой более 0,01 мкм. Производимые на таких станках детали используются в космических аппаратах, микрохирургии, точных механизмах.
Области применения
Числовое программное управление часто внедряется в старое оборудование, где сохранилась приемлемая по допускам механика. Это могут быть станки для деревообработки, для создания печатных плат, по работе с металлами. Практически любая конструкция может оснащаться ЧПУ-системами, где присутствует хотя бы 2 контролируемых оси.
На современных станках ЧПУ ставится практически всегда. Это могут быть:
- плазморезы;
- прошивные станы;
- гидравлические прессы;
- фрезерные и токарные конструкции;
- порталы;
- там, где присутствует координатная обработка;
- 3D-принтеры.
Сложные станки с визуализацией не требуют от оператора глубоких знаний технических узлов. Он может полностью сосредоточиться на выполнении технологии. Основной задачей является подбор правильного инструмента, выбор точек привязки к детали и контроль получаемых размеров.
Большинство математических вычислений машина берет на себя. Так для выполнения реза по окружности достаточно указать центр, радиус и направление. Если же резец идёт по контуру, то указывается только конечная точка каждого участка.
Управляющие команды
Программы для ЧПУ имеют стандартный вид практически на системе любого производителя. Машинные коды понятны железу и легко переносятся с одного станка на другой. Визуальное оформление часто отличается.
Станки могут дополняться уникальными приложениями для быстрого создания управляющих программ. Такие разработки присутствуют в системах Heidenhain, Siemens. Оператору облегчают жизнь так называемые стандартные циклы.
Более просто управляющие программы создаются на собственном ПК и с помощью флеш-USB переносятся в станок. Однако у многих производителей до сих пор существуют жёсткие правила написания кодов. Но этот барьер совместимости систем легко преодолевается установкой дополнительного ПО.
Приложения для написания управляющих программ поставляются со станком, доступны в интернете. Также их всегда можно купить у авторов. Взломанные версии незаконны, но они тоже встречаются в свободном доступе.
Какие системы бывают?
В настоящее время в РФ распространено несколько систем с ЧПУ: Fanuc для небольших по размерам станков, Heidenhain отличается простотой создания программ прямо с пульта оператора, Siemens выбирают благодаря универсальности и возможности быстрой модернизации станка.
Перечисленные фирмы наиболее продаваемые. Существует ряд других систем: "Балт систем" - отечественная компания с иностранным прошлым, Okuma - азиатский конкурент (Япония), Mitsubishi Electric, Schneider Electric (Франция).
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.
Изменено 24 июля 2012 пользователем tmprВ 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.
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.
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.