Фрезерные станки с ЧПУ являются примером современного автоматического оборудования с отличными характеристиками точности и высоким темпом выпуска изделий. Такие показатели обеспечиваются конструктивными особенностями станка — высокой жёсткостью корпуса (или несущей станины), высокоточными линейными направляющими с пониженным трением, лёгким и прочным алюминиевым инструментальным порталом, мощным шпинделем с большим диапазоном скоростей вращения и так далее.
Однако наиболее весомый вклад в обеспечение заданных характеристик оборудования вносит система ЧПУ, отвечающая за координацию всех компонентов станка и обеспечивающая высококачественное исполнение программ обработки.
Что такое NC Studio?
Существует множество видов систем ЧПУ, как по типу, так и по конкретному исполнению. Поскольку заданием на обработку является закодированный компьютерный файл, все системы ЧПУ современных фрезерных станков рассчитаны на работу в тесной «связке» с персональным компьютером.
С помощью ПК готовится/создаётся управляющая программа (а предварительно ещё и разрабатывается CAD-документация, однако данный процесс выходит за рамки непосредственной подготовки станка к работе) и загружается в память ЧПУ станка. При помощи клавиатуры ПК также может осуществляться прямое управление движением портала и шпинделя станка (работа в т. н. «ручном режиме»), а также гибко настраиваться/изменяться различные параметры оборудования.
Подключение IBM-совместимого ПК к системе ЧПУ фрезерного станка может быть выполнено по-разному — производителей реализуют собственные конструкции, имеющие как сильные, так и слабые стороны. Одной из самых распространённых систем для «интеграции» ПК в контуры управления фрезерным станком является аппаратно-программный комплекс «NC Studio». NC Studio включается в себя плату для установки в силовой шкаф фрезерного станка, микросхему для инсталляции в материнскую плату ПК, соединительные кабели. А также программную оболочку (обычно также называемую NC Studio) с графическим Windows-совместимым интерфейсом пользователя.
Преимущества системы NC Studio
Система NC Studio в своём «фирменном» исполнении привлекательна рядом особенностей, среди которых:
- расширенный диапазон по частоте сигнала на управляющие электродвигатели (порядка 160 кГц для параметра настройки параметра «step» — шаг);
- наличие аналогового выхода для плавного (бесступенчатого) управления частотой вращения шпинделя;
- большое количество входов/выходов для подключения периферийных схем (в частности — пультов внешнего управления, контрольного блока сервосистемы и пр.);
- наличие нескольких встроенных реле (для подключения шпинделя, тормозного устройства по оси Z, смазывающе-охлаждающей системы и т. п.);
- наличие контрольных разноцветных светодиодных индикаторов на коммутационной микросхеме;
- встроенный алгоритм для компенсации механических люфтов.
Следует отметить, что перечень компонентов и возможностей постоянно расширяется. И может значительно отличаться для разных «эволюций» системы (в качестве «базиса» в статье рассматривается NC Studio v5.5).
Рекомендации по «доводке» персонального компьютера
Минимальные требования к аппаратной части ПК для системы NсStudio:
- Тип операционной системы: «Windows 98», «Windows МЕ», «Windows 2000 Professional», «Windows XP (SP2)»;
- ЦП: Intel 2 ГГц или AMD Athlon X2;
- Типы разъёмов материнской платы: PCI или ISA;
- ОЗУ: не менее 32 Мб;
- HDD: как минимум 2 ГБ свободного пространства;
- Видеоплата с объёмом памяти не менее 128 МБ (минимальное разрешение 800*600 точек);
- Привод: CD-ROM (4X и выше) или DVD-ROM;
- Дисплей монитора — не менее 14″.
Подобрать ПК под эти требования для подключения к фрезерному станку и работы с системой NсStudio не составляет труда. Однако следует помнить, что фрезерование сопровождается повышенным образованием стружки и мелкой пыли. Причём в ряде случаев (при обработке камня, графита) пыль настолько «злая», что гарантированно выводит из строя любой ПК! Для того чтоб и в этом случае иметь возможность полноценного управления станком, выпускаются специальные пульты (DSP-контроллеры). Однако их рассмотрение выходит за рамки данной статьи.
Таким образом, применение ПК для управления фрезерным станком не всегда возможно. Но даже когда условия работы фрезерного станка допускают размещение ПК в непосредственной близости, компьютер всё-таки должен иметь некоторые доработки.
Прежде всего, необходимо позаботиться о пылезащищённости. Обеспечить нужную герметичность легче для компактного корпуса, типа MiniITX. К тому же материнские платы (производства Intel) под этот форм-фактор содержат PCI-разъём под установочную плату NсStudio. При наличии необходимых драйверов операционной системы, такое «железо» может без проблем подключаться и использоваться «в связке» с фрезерным станком с ЧПУ.
Материнские платы MiniITX отличаются малым энергопотреблением. В этом случае интенсивного охлаждения не требуется. И блок питания, мощностью 250-300 Вт можно использовать без вентилятора — чтобы исключить засасывания пыли из производственного помещения внутрь корпуса ПК. Сам корпус следует поместить в закрытый металлический кожух с отверстиями только для соединительных кабелей и доступа к клавишам управления.
Для работы на фрезерных станках используются версии NсStudio 5.6 и 6. Для их работы используются ОС Windows 7 (или даже 8-ой версией). Однако «бывалые» операторы по-прежнему предпочитают работать с Windows ХР, которая лучше «понимает» архитектуру станочных плат раннего выпуска.
Тем не менее, Windows 7 содержит более обширную библиотеку драйверов для различного оборудования. Да и найти «фирменную» систему Windows ХР уже не удастся (компания Майкрософт давно прекратила официальную поддержку ХР-версий). Искать баланс между наличием обширной библиотеки драйверов и гарантированной поддержкой станочного «железа» придётся самостоятельно в каждом концертном случае.
Более новые версии Windows же NсStudio 5 не поддерживаются.