Особенности, виды, различие управляющих программ для ЧПУ устройств

Отличительной особенностью современных программ для управления оборудованием с ЧПУ является его упрощение и внедрение  ориентированных на удобство работы интерфейсов. Процесс работы станка отодвигается на второй план. На первое место выходит CAD моделирование и HMI (human interface – человеческое лицо станка).

Особенности

Первые программно-управляемые системы начали внедряться в СССР во время второй мировой войны. Этими устройствами были шифровальные аппараты. Их незатейливое устройство позволяло пользоваться ими операторам с невысокой квалификацией. Большое количество механических деталей этих аппаратов снижало их надежность, поэтому следующим этапом развития систем число-программного управления стали полностью электронные устройства.

Самым большим тормозом внедрения первых электронных систем ЧПУ была сложность  восприятия программирования техническим персоналом. Не имея возможности вмешиваться в процесс управления из-за несовершенства оборудования, операторы тяжело воспринимали навыки работы с ним. В СНГ такая ситуация сохранялась до конца прошлого века. Обусловлена она была отсутствием компьютерной грамотности у населения из-за слабого распространения персональных компьютеров.

В настоящее время СНГ активно догоняет западные страны в развитии и внедрении ПО для управления станками с ЧПУ. Отечественные производители разработали собственные аппаратные платформы и CAD системы. Очень активно развивается малое ЧПУ станкостроение в Украине и Белоруссии.

Виды программного обеспечения для ЧПУ устройств

Для современного оборудования характерна глубокая автоматизация всех процессов с минимизацией человеческого труда. Это стало возможно благодаря созданию программных комплексов компьютерного моделирования. Автоматизация проектирования состоит из трех основных этапов:

• разработка проекта в CAD системе;
• формирование программы в POST – процессоре для управления станком ЧПУ;
• передача программы в блок управления и ее исполнение.

Процесс разработки нового поколения автомобиля и запуск его производства в середине прошлого столетия занимал целое десятилетие. Благодаря появлению специализированного ПО для программирования станков с ЧПУ, этот процесс сократился в десятки раз.

Интересно! До появления современных CAD платформ, таких как AUTOCAD, CATIA, SolidWorks, Inventor, инженеры прописывали технологические программы вручную. Десятки тысяч строк кода занимали огромный объем на бумажных носителях информации. Одна программа в 100 килобайт загружалась с них по 30 минут.

Технологический цикл

Расчет траектории движения инструмента, или другого исполнительного органа станка, занимает большое количество времени. Формирование управляющего кода из G-команд без специализированного ПО и шаблонов для ЧПУ станка – очень трудоемкий процесс.

Технологический цикл удлиняется из-за необходимости содержать большой штат технологов, которые являются промежуточным звеном между конструктором и станочником. Программы CAD позволили автоматизировать рутинный процесс оцифровки технологических процессов и формировать пакет управляющих программ прямо из чертежа. Специальный модуль CAM, который индивидуален у каждого производителя, формирует файл для выдачи его на станок.

Следующим этапом является исполнение программы управления станком ЧПУ. Каждый производитель процессорной стойки, будь это Siemens, Fanuk, Mazak или Ижмаш, старается адаптировать ее под конкретное применение. Это явление породило несовместимость кодировки команд управления разнотипным оборудованием.

Чтобы сделать ПО для конкретного станка с ЧПУ универсальным, в него включаются библиотеки  POST-процессоров, которые содержат конвертеры технологии. Они позволяют трансформировать управляющую программу на стойку ЧПУ любого производителя.

Хоббийные станки и ПО для них

Наиболее интересны для применения программы управления хоббийными станками. Все, рассмотренное выше ПО, является промышленным. Оно стоит очень дорого, сложно в освоении, доступно лишь в демонстрационном виде или с усеченными возможностями.

Другая ситуация с особым классом ПО для хоббийного ЧПУ станка. На рынке представлены системы небольшой стоимости и несколько FreeWare программ, которые позволяют построить полнофункциональный фрезерный, токарный, лазерный или 3D станок. Самые распространенные из них:

• ArtCAM;
• Mach3;
• VriCNC;
• LinuxCNC;

ArtCAM

это недорогой аналог AutoCAD с возможностью адаптировать программы под разнообразные виды станков: фрезерный и токарный обрабатывающий центр, лазерный гравер, плотер, матричный гравер по камню, 3D-принтер пластмасс. Под этот CAD написано множество POST – процессоров, что позволяет использовать для большинства современных станков. Вот краткий список производителей, которых он поддерживает:

• Purelogic;
• Roland;
• Siemens;
• Hidenhine;
• Fanuk.

Mach3, VriCNC

CAM модули с возможностью непосредственного управления станком без стойки ЧПУ. Это дает возможность создавать очень дешевые станки на базе шаговых двигателей без обратной связи.

LinuxCNC

Свободно распространяемая система CAD/CAM моделирования. Так как она основана на платформе Linux, то имеет проблемы совместимости с оборудованием, сложна в освоении.

Заключение

В настоящее время наиболее популярным является сочетание программ ArtCAM в качестве CAD и Mach3 в качестве CAM. Позволяет обеспечить канал управления с большинством серийных хоббийных станков.

Самый известный производитель такого оборудования компания Purelogic является официальным дилером этого программного обеспечения на территории России.

Существует тенденция полного перехода небольших производств на оборудование под управлением  ArtCAM/Mach3. Это позволяет резко снизить затраты на обучение персонала и обслуживание оборудования.