Станок с чпу принцип работы
Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается
25.03.2020
- Целесообразность применения
- Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются
- Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения
- Основные параметры
- Принцип программирования
- Станки фрезерные с ЧПУ
- Как работает ЧПУ-станок токарного типа
- Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа
- Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения
- Преимущества
- Проблемы
- Действия наладчика и оператора
Выбирая оборудование для проведения фрезерных, токарных и других подобных работ, каждое предприятие стремится найти максимально надежную, производительную, удобную модель. Стремясь облегчить эти поиски, подробно рассмотрим, что такое ЧПУ-станок: как он устроен, по каким принципам программируется и функционирует, каких видов может быть и так далее. Максимум информации – чтобы вам было проще определиться и решить, вкладываться в такую технику или нет.
Сразу отметим: сегодня они востребованы, причем во всех основных отраслях. На них проводят металлообработку, вытачивая детали с особой точностью (даже если у заготовок сложная поверхность), изготавливают предметы мебели и деревянные панно, макеты, сувениры, игрушки из пластиков и многое другое. Активно используют их преимущества, в том числе и высокую производительность.
Отдельно скажем, как расшифровываются ЧПУ-станки: аббревиатура означает Числовое Программное Управление, то есть компьютеризированную систему, задающую условия нормального функционирования стола, суппорта, шпинделя в течение технологического процесса. Контроль осуществляется за счет специальных и своевременно поданных команд – кодов G и M-типа.
В результате 1 единица такого оборудования так же эффективна, как 5-6 обычных. Оператору остается только включить нужную схему, наладить ее и проследить за ее выполнением – ему необязательно быть квалифицированным токарем или фрезеровщиком.
Необходимо учитывать, что это сравнительно дорогостоящая техника. В условиях современного производства станок с числовым программным управлением выгодно покупать и эксплуатировать в следующих ситуациях:
- Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.
- Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.
- Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.
- Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.
- Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.
Возможности такого оборудования довольно широки, сферы применения тоже, поэтому и классификация достаточно разнообразна. Но практически все модели, вне зависимости от конструкции, обладают следующими отличительными характеристиками:
- Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.
- Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.
- Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.
- Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.
- Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.
- Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.
Маркировка выпускаемых моделей осуществляется с помощью букв и цифр. Они и формируют артикул, который отражает назначение оборудования, степень его автоматизации, класс его точности. Разделение ведется по нескольким глобальным признакам – рассмотрим каждый из них подробнее.
Технологические группы
По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:
- фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;
- токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;
- зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;
- шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;
- многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.
Каждой группе присваивается свой номер – обращайте внимание на первую цифру в артикуле станка ЧПУ, эта расшифровка помогает сразу сориентироваться.
Степень автоматизации
Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:
- назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;
- вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;
- характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;
- количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.
В артикуле степень автоматизированности указана в конце – как Ф с номером (или буквой). Разберемся, что означает ЧПУ-станок со следующей маркировкой после Ф:
1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;
2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;
3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;
4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;
Ц – циклическая, отличающаяся дешевизной и простотой алгоритма, но весьма удобная для серийного выпуска однотипных заготовок.
Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:
- Р – посредством поворота головки револьверного типа;
- М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.
В артикуле эти литеры стоят перед ФN.
Взглянем, что такое станок с ЧПУ с точки зрения производства. Его ключевые характеристики зависят от того, к какой технологической группе он относится:
- для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;
- для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;
- для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.
Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:
- память – постоянная и оперативная;
- шкаф, оснащенный операторским пультом;
- дисплей, на котором показываются результаты;
- контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.
Все вместе они обеспечивают правильное выполнение команд, каждую из которых необходимо корректно составить. Сделать это можно одним из трех способов:
- Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.
- С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.
- С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.
Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:
- Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.
- Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).
- Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.
Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.
Очень популярны, предназначены не только для резки заготовок любой формы (и простой плоской, и сложной пространственной), но и для раскройки металлических листов, для выборки пазов, для загибания углов. Могут содержать до 300 инструментов в одном магазине. Также отличаются обширной классификацией.
По расположению шпинделя выделяют:
- вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;
- горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.
По конструкции модель бывает консольной и нет, с одним или несколькими деталями, с контролем по 2,3 и более координатам одновременно.
Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:
- позиционным – для сверлильных работ;
- контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;
- смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.
Конструктивные особенности
Сравнительно мощные корпус и станина – за счет ребер жесткости, также обеспечивающих повышенные показатели прочности шпинделя. В комплектацию таких устройств входят точные винты и рельсы – для быстрого перемещения инструментов по горизонтали.
Все это обеспечивает одинаково хорошее качество выполнения технических операций как при попутном, так и при встречном направлении движения.
То, что можно сделать на ЧПУ станке, зависит от конкретной его модели, а их в номенклатуре фрезерной группы сразу несколько сотен. Есть габаритные варианты, длина рабочего стола которых превышает 10 м. Или наоборот – миниатюрные, предназначенные для мелкосерийного производства и частных мастерских, выпускающих типовые заготовки из металла и пластика, дерева и других материалов. Обычно они маломощные (до 750 Вт), но все равно сравнительно надежные, оснащенные сервоприводом, поворотные во всех угловых направлениях, регулируемые по высоте. Естественно, в их базовую комплектацию также входит ПО для контроля, которое можно загрузить, подключив оборудование к персональному компьютеру.
Его основной орган – резец со сменными пластинами, зафиксированный в держателе, который может быть кассетным и совершенно точно является важной частью суппорт-узла, вместе с поворотной плитой и салазками. Деталь крепится в патроне, который расположен на вращающемся валу, приводные механизмы заставляют перемещаться инструменты (до 12 сразу), со скоростью вспомогательного хода выше, чем основного.
Классификация по характеру выполняемых задач
- центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;
- патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;
- универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;
- карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).
Конструктивные характеристики
Их компоновка обычно либо вертикальная, либо с крутым наклоном, благодаря чему из функциональной зоны проще удалить стружку. Сравнительно компактны, к ним не проблема подключить почти любое автозагрузочное устройство.
Несущие конструкции отличаются повышенной жесткостью, достижимой утолщением металла и введением дополнительных ребер. Оснащены сменными магазинами для инструментов и/или револьверными головками, устанавливаемыми на позицию держателя.
Это настоящие центры, выполняющие комплексную обработку заготовки (без перебазирования) и оборудованные комбинированными системами ПО. Они предназначены для нарезки фасок и резьбы, зенкерования, расточки, раскроя, фрезерования. Подходят для действий как с плоскими поверхностями, так и со сложными криволинейными формами.
Конструктивные особенности
Зачастую укомплектованные сменными магазинами, делающими доступной предварительную настройку инструментов. Обычно обладают поворотными столами, нужными для перемещения детали, а также переналаживаемыми вспомогательными устройствами-спутниками.
Принцип работы станков с ЧПУ многоцелевого типа базируется на универсальности операций, которая возможна благодаря высокомоментному, но малоинерционному двигателю с хорошим быстродействием. Даже на небольших частотах он развивает крутящий момент до серьезных величин, что позволяет обеспечить производительность труда.
По вариантам компоновки могут быть:
- вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;
- горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).
Такое оборудование востребовано в следующих случаях:
- производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;
- выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;
- шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;
- изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.
Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.
Эксплуатация столь точного механизма позволяет быстро решать ранее неосуществимые задачи: наносить рельефные декоры, которые невозможно выполнить вручную. За счет компьютеризации и автоматизации оно дает возможность избежать ошибок, вызванных человеческим фактором. Если знать, как пользоваться ЧПУ-станками, риск возникновения брака стремится к нулю.
Для большинства заготовок это техника «полного цикла», которая минимизирует затраты на производство. Она также отличается надежностью (может бесперебойно функционировать в течение лет), гибкостью настройки, широтой опций.
Минусы – в нюансах постпроцессирования: даже несмотря на то, что G- и М- коды универсальны, каждый программист компонует их по-своему. Поэтому возможны нестыковки при запуске ПО, которые требуется отдельно отлаживать.
Зачастую сложна ситуация с кадрами. Молодые и начинающие специалисты прекрасно понимают, как работает станок с ЧПУ, но им неизвестны практические свойства дерева или металла. Опытные слесари, фрезеровщики и токари, наоборот, «на ты» с материалами, но почти не знают компьютера.
Первый должен:
- подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;
- определить нужные размеры;
- зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;
- установить переключатель в позицию «от»;
- выполнить проверку на холостом ходу;
- убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;
- закрепить деталь, включить режим «по программе»;
- обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;
- повторить техпроцесс, сравнить габариты;
- переключить машину в позицию «автомат».
Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:
- менять смазочные материалы и намасливать патроны;
- очищать зону проведения операций;
- проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.
Также ему необходимо запустить тестовое ПО, а после убедиться в надежности всех креплений и отсутствии отклонений. Если все в порядке, можно:
- фиксировать заготовку;
- вводить программу;
- заправлять перфоленту;
- нажимать «Пуск»;
- замерять деталь, сравнивая с образцом.
На специальных курсах подробно расскажут и покажут, как научиться работать на станке с ЧПУ. На такую профильную подготовку просто необходимо отправить своих сотрудников, если вы хотите установить столь производительное оборудование на своем предприятии и эффективно использовать его преимущества.
![](/wp-content/uploads/stanok-s-chpu-princip-raboty_0.jpg)
Каков принцип работы ЧПУ и типы контроллеров ЧПУ?
Как работают станки с ЧПУ?
В системе ЧПУ выделенный компьютер используется для выполнения всех основных функций согласно исполнительной программе, хранящейся в памяти компьютера. Система направляет команды на сервоприводы для управления серводвигателем и другими выходными устройствами, такими как реле, соленоиды и т. Д., Для запуска таких операций, как запуск и останов двигателя, включение и выключение охлаждающей жидкости, смена инструмента, смена поддонов и т. Д.и другие разные функции.
Как только система отдает, становится необходимым убедиться, что конкретная функция была выполнена. Это делается «Устройствами обратной связи». В качестве обратной связи по положению двигателя используются устройства непрерывной обратной связи, такие как линейная шкала, энкодер, резольвер и т. Д. Некоторые датчики, такие как бесконтактный выключатель, концевой выключатель, реле давления, реле потока, поплавковый выключатель и т. Д., Используются в качестве устройств обратной связи для мониторинга различных операций. Таким образом, все операции станка с ЧПУ постоянно контролируются соответствующими устройствами обратной связи.Так что система ЧПУ называется системой с замкнутым контуром. В случае сбоя в любой обратной связи, система генерирует «Сообщение об ошибке».
Принципы работы ЧПУ.
- Движение осей X, Y, Z управляется двигателем, который подает переменный ток или постоянный ток.
- Движение машины осуществляется путем подачи команд.
- Все операции выполняются с помощью таких кодов, как скорость, подача, глубина резания и т. Д.
- Для каждой операции доступен отдельный код.
- Система предупреждения доступна для защиты от различных операций и компонентов.
Типы контроллеров ЧПУ.
Основным определяющим фактором станков с ЧПУ является точность программирования. Программирование должно выполняться системой. В обрабатывающей промышленности наиболее часто используемые системы для станков с ЧПУ: система ЧПУ Японии FANUC, система ЧПУ Германии Siemens, система ЧПУ Японии Mitsubishi, система ЧПУ Германии HEIDENHAIN и так далее.
Пожалуйста, оставьте ценный комментарий, если вы считаете эту тему полезной.
Пост навигация
.Что такое ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]
Краткая история ЧПУ
Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали на перфоленте. Хотя концепция сразу доказала, что она может сэкономить затраты, она была настолько отличной, что очень медленно завоевывала популярность у производителей.
Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х годов NC начал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.
Например, g-код, почти универсальный язык ЧПУ, который мы имеем сегодня, не существует. Каждый производитель выдвигал свой собственный язык для определения числового управления или программ обработки деталей (программ, которые станки будут выполнять для создания детали).
1959 Станок с ЧПУ: Милуоки-Матик-II был первым станком с устройством смены инструмента…
В течение 1960-х годов ряд ключевых разработок быстро развился с помощью ЧПУ:
- Стандартный язык G-кода для программ обработки деталей. Происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, когда он использовался в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.
- САПР стал самостоятельным и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертежников в 60-х годах. К 1970 году САПР стала достаточно крупной отраслью, в которой были такие игроки, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.
- Мини-компьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.
К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а расходы на занятость росли.С 60-х годов, предоставив прочную технологическую базу, которая была необходима, ЧПУ взлетел и начал неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические трассеры и ручная обработка.
американских компаний в основном начали революцию с ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем американские компании. Японцы повторили ту же формулу в еще более успешной степени и отняли лидерство у немцев всего год спустя, к 1980 году.В 1971 году все 10 крупнейших компаний с ЧПУ были американскими, но к 1987 году остался только Цинциннати Милакрон, и они заняли 8 место.
В последнее время микропроцессорная технология сделала управление ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для хобби и персонального рынка ЧПУ.
Доступное оборудование с ЧПУ также проложило путь к использованию ЧПУ в прототипировании наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось прежде всего производственными цехами.
Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по внедрению контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был запущен NIST, Национальным институтом стандартов и технологий в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был передан в общественное достояние и Open Source, а EMC2 появился немного позже, в 2003 году.
Mach4 был разработан основателем Artsoft Арт Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы на Windows вместо Linux, что делает его еще более доступным для персонального рынка ЧПУ. ArtSoft, компания ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным вне промышленных цехов.
Как программы EMC2 (теперь называемые LinuxCNC), так и программы Mach4 CNC сегодня живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.
Мы прошли долгий путь со времен старых числовых контрольных дней!
Как настроить станок с ЧПУ GRBL & Control с помощью Arduino
Если вы думаете или создаете свой собственный станок с ЧПУ, то, скорее всего, вы встретитесь с термином GRBL. Итак, в этом уроке мы узнаем, что такое GRBL, как его установить и как использовать его для управления станком с ЧПУ на базе Arduino.
Кроме того, мы узнаем, как использовать Universal G-code Sender, популярное программное обеспечение GRBL-контроллера с открытым исходным кодом.
Что такое GRBL?
GRBL - это программное обеспечение с открытым исходным кодом или встроенное программное обеспечение, которое позволяет управлять движением станков с ЧПУ.Мы можем легко установить прошивку GRBL на Arduino, и мы сразу же получим недорогой, высокопроизводительный контроллер с ЧПУ. GRBL использует G-код в качестве входа и выводит управление движением через Arduino.
Для лучшего понимания мы можем взглянуть на следующую диаграмму:
Из диаграммы мы можем видеть, где GRBL имеет место в «общей картине» принципа работы станка с ЧПУ. Это прошивка, которую нам нужно установить или загрузить в Arduino, чтобы она могла управлять шаговыми двигателями станка с ЧПУ.Другими словами, функция встроенного ПО GRBL заключается в преобразовании G-кода в движение двигателя.
Требуемое оборудование
- Arduino - Как мы уже говорили, нам нужен Arduino для установки GRBL. В частности, нам нужна плата Arduino на базе Atmega 328, то есть мы можем использовать Arduino UNO или Nano.
- Шаговые двигатели - Очевидно, что шаговые двигатели обеспечивают движение машины.
- Драйверы - Для управления шаговыми двигателями нам нужны драйверы, и, когда речь идет о небольших станках с ЧПУ DIY (с использованием степлеров NEMA 14 или 17), нам нужны драйверы A4988 или DRV8825.
- Arduino CNC Shield - Для подключения шаговых приводов к Arduino проще всего использовать Arduino CNC Shield. Он использует все контакты Arduino и обеспечивает простой способ подключения всего: шаговых двигателей, шпинделя / лазера, концевых выключателей, охлаждающего вентилятора и т. Д.
Обратите внимание, что это только основные электронные компоненты, которые нам необходимы для понимания того, как Станок с ЧПУ работает.
На самом деле, как пример того, как все должно быть подключено, мы можем взглянуть на мою машину для резки пенопласта с ЧПУ.
Вы можете проверить и получить основные электронные компоненты, необходимые для сборки этого станка с ЧПУ, здесь:
Раскрытие информации: Это партнерские ссылки. Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.
Основным инструментом этого станка с ЧПУ является горячая проволока, которая может легко плавиться или прорезаться через пенопласт и принимать любую нужную форму. Для получения более подробной информации о том, как я сделал машину и как все работает, вы можете проверить конкретное руководство.
Тем не менее, мы будем использовать этот станок в качестве примера в этой статье, потому что тот же принцип работы применим к любому другому станку с ЧПУ, будь то фрезерный или лазерный.
Как установить GRBL
Во-первых, чтобы иметь возможность установить или загрузить GRBL в Arduino, нам нужна IDE Arduino.
Затем мы можем скачать прошивку GRBL с github.com.
Загрузите его в виде файла .ZIP и выполните следующие действия:
- Откройте файл grbl-master.zip и извлеките файлы
- Откройте среду IDE Arduino, перейдите в раздел «Эскиз> Включить библиотеку> Добавить библиотеку .ZIP» …
- Перейдите к извлеченной папке «grbl-master», там выберите папку «grbl» и щелкните по открытому файлу.Теперь мы должны GRBL в качестве библиотеки Arduino.
- Далее перейдите в Файл> Примеры> grbl> grblUpload. Откроется новый эскиз, и нам нужно загрузить его на доску Arduino. Код может выглядеть странно, так как это всего лишь одна строка, но не стоит беспокоиться, все происходит в фоновом режиме в библиотеке. Итак, нам просто нужно выбрать плату Arduino, COM-порт и нажать кнопку загрузки, и все готово.
![](/wp-content/uploads/stanok-s-chpu-princip-raboty_7.jpg)
Конфигурация GRBL
На этом этапе нам необходимо сконфигурировать или настроить GRBL для нашей машины.Мы можем сделать это через последовательный монитор Arduino IDE. Как только мы откроем Serial Monitor, мы получим сообщение типа «Grbl 1.1h [‘ $ ’for help]». Если вы не видите это сообщение, убедитесь, что вы изменили скорость передачи данных на 115200.
Если мы введем «$$», мы получим список команд или текущих настроек, и они будут выглядеть примерно так:
$ 100 = 250.000 (x , шаг / мм)
101 = 250 000 (у, шаг / мм)
102 = 3200 000 (з, шаг / мм)
110 = 500 000 (максимальная скорость, мм / мин)
111 = 500.2)
Все эти команды можно или нужно настраивать в соответствии с нашим станком с ЧПУ. Например, с помощью первой команды, $ 100 = 250.000 (x, шаг / мм), мы можем отрегулировать число шагов на мм станка или указать, сколько шагов должен сделать двигатель, чтобы ось X сместилась на 1 мм.
Однако я бы предложил оставить эти настройки как есть. Существует более простой способ настроить их в соответствии с нашей машиной с помощью программного обеспечения контроллера, что мы объясним в следующем разделе.
GRBL Controller
Итак, после того, как мы установили прошивку GRBL, теперь наш Arduino знает, как читать G-код и как управлять станком с ЧПУ в соответствии с ним. Однако для отправки G-кода в Arduino нам нужен какой-то интерфейс или программное обеспечение контроллера, которое сообщит Arduino, что делать. На самом деле для этой цели существует множество как открытых, так и коммерческих программ. Конечно, мы будем придерживаться открытого исходного кода, поэтому в качестве примера мы будем использовать отправитель G-кода Univarsal.
Как использовать универсальный отправитель G-кода
В этом примере я буду использовать версию платформы 2.0. Как только мы загрузим его, нам нужно извлечь zip-файл, перейти в папку «bin» и открыть любой из исполняемых файлов «ugsplatfrom». На самом деле это программа JAVA, поэтому, чтобы иметь возможность запускать эту программу, сначала нам нужно установить JAVA Runtime Environment.
После того, как мы откроем отправителя универсального G-кода, сначала нам нужно настроить машину или настроить параметры GRBL, показанные ранее.Для этого мы будем использовать мастер установки UGS, который гораздо удобнее, чем вводить команды вручную через последовательный монитор IDE Arduino.
Первым шагом здесь является выбор скорости передачи данных, которая должна быть 115200, и порта, к которому подключен наш Arduino. Как только мы подключим Универсальный отправитель G-кода к Arduino, на следующем шаге мы можем проверить направление движения двигателей.
При необходимости мы можем изменить направление вращения с помощью мастера или вручную переключив соединение двигателя на Arduino CNC Shield.
На следующем шаге мы можем настроить параметр step / mm, который мы упоминали ранее. Здесь гораздо проще понять, как его настроить, поскольку мастер установки рассчитает и сообщит нам, до какого значения мы должны обновить параметр.
Значение по умолчанию составляет 250 шагов / мм. Это означает, что если мы нажмем кнопку перемещения «x +», двигатель сделает 250 шагов. Теперь, в зависимости от количества физических шагов, которые имеет двигатель, выбранного разрешения шага и типа трансмиссии, машина будет двигаться на некоторое расстояние.Используя линейку, мы можем измерить фактическое движение, совершенное машиной, и ввести это значение в поле «Фактическое движение». Исходя из этого, мастер рассчитает и сообщит нам, на какое значение мы должны изменить параметр steps / mm.
В моем случае, для станка DIY с ЧПУ, который я сделал, станок сдвинулся на 3 мм. В соответствии с этим мастер предложил обновить значение шага / мм до значения 83.
После обновления этого значения станок теперь перемещается правильно, 1 мм в программном обеспечении означает 1 мм для станка с ЧПУ.
В консоли UGS, когда мы выполняем каждое действие, мы видим команды, которые выполняются. Мы можем заметить, что, обновляя параметр steps / mm, программа UGS фактически отправила Arduino или прошивке GRBL команду, которую мы упоминали ранее. Это было значение по умолчанию: $ 100 = 250 000 (x, шаг / мм), и теперь мы обновили значение до 83 шагов на мм: $ 100 = 83.
На следующем шаге мы можем включить концевые выключатели и проверить, работают ли они должным образом.
В зависимости от того, являются ли они нормально открытым или нормально замкнутым соединением, мы также можем инвертировать их здесь.
Здесь стоит отметить, что иногда нам нужно отключить концевой выключатель оси Z. Это было в случае с моей машиной для пенной резки с ЧПУ, где мне не требовался концевой выключатель оси Z, и я должен был отключить его, чтобы иметь возможность правильно установить машину. Итак, для этого нам нужно отредактировать файл config.h, который находится в папке библиотеки Arduino (или Documents \ Arduino \ library).
Здесь нам нужно найти линии цикла самонаведения и прокомментировать набор по умолчанию для 3-осевого станка с ЧПУ и раскомментировать настройку для 2-осевого станка.Чтобы изменения вступили в силу, нам нужно сохранить файл и повторно загрузить эскиз grblUpload на нашу плату Arduino.
Тем не менее, на следующем шаге мы можем включить или отключить самонаведение ЧПУ.
С помощью кнопки «Попробуй самонаведения» машина начнет движение к концевым выключателям. В случае, если это идет противоположным путем, мы можем легко изменить направление.
Наконец, на последнем шаге мастера настройки мы можем включить мягкие ограничения для нашего станка с ЧПУ.
Мягкие ограничения не позволяют машине выходить за пределы установленной рабочей зоны.
Заключение
Итак, благодаря встроенному микропрограммному обеспечению GRBL и Arduino, мы можем легко настроить и запустить наш станок с ЧПУ. Конечно, мы рассмотрели только основы в этом уроке, но я думаю, что этого было достаточно, чтобы понять, как все работает и как запустить наш первый станок с ЧПУ.
Конечно, есть много других настроек и функций, так как GRBL действительно поддерживает встроенное ПО контроллера ЧПУ.Документация GRBL объясняет все это в деталях, поэтому вы всегда можете проверить их на их вики-странице на github.com.
Кроме того, существует много других программ-контроллеров GRBL с открытым исходным кодом, таких как Универсальный отправитель G-кода, и их немного: GRBLweb (веб-браузер), GrblPanel (Windows GUI), grblControl (Windows / Linux GUI), Easel (на основе браузера) ) и т. д. Вы должны изучить их и посмотреть, какой из них подходит вам лучше всего.