ЧПУ станков Система Siemens

Система Siemens
Стойка Сименс представляет собой группу платформ для контроля движения на станковом оборудовании, созданном на основе ЧПУ. Это полностью оцифрованная система, подходящая для выполнения сложных задач, она отличается высокой динамичностью и точностью. Такой функцией оснащена большая часть промышленных станков: токарных, фрезеровочных, перфорационных и прочих. Система, основанная на Сименсе, включает в свой состав три платформы:
на базе РС;
на базе ПЛК;
на базе привода.
Платформы имеют идентичное программирование, их тип выбирают в зависимости от типа оборудования. Категория представлена следующими типами:
аппаратная сервосистема осуществляет контроль над скоростью, а также предназначена для перемещения в различном оборудовании;
преобразователи имеют модульное строение, с их помощью облегчается процесс настройки и эксплуатации конвейеров;
преобразователи для машиностроительной и станкостроительной промышленности, функция легко настраивается и проста в эксплуатации.
Приводы облегчают рабочий процесс при неблагоприятных условиях при работе за станком, к примеру, при появлении колебаний в напряжении, при повышенной влажности и высокой температуре.
Современное многофункциональное оборудование, основанное на числовых программах, оснащено приводами, за счет которых производится движение функциональных деталей по координатным осям. Цифровая система стойки Siemens представляет собой современный комплекс, оснащенный прогрессивными функциями. Числовое управление позволяет максимально повысить производительность и оптимизировать рабочую деятельность под конкретный станок.
Компоненты автоматизации для станков:
Станкостроение
Модуль позиционирования
Модуль позиционирования FM 353
Модуль позиционирования FM 354
Модуль позиционирования FM 357-2
Компоненты автоматизации для станков
Станкостроение
Модуль позиционирования
Трехфазные серводвигатели
Асинхронные моторы
Преобразователи SIMODRIVE 611
SIMODRIVE POSMO A
DC-Модуль управления питанием 24 V/48 V
Компоненты управления для УЧПУ
Программное обеспечение HMI для УЧПУ
Программный пакет Drive ES
SIPLUS POSMO A
Система измерения SIMODRIVE sensor
Кабели и штекеры MOTION-CONNECT
Сервис
УЧПУ
Автоматизированные системы SINUMERIK SINAMICS
SINUMERIK 828 with SINAMICS S120
SINUMERIK 840D sl Type 1B with SINAMICS S120/Combi

И все-таки Siemens
Как можно было убедиться, российский рынок систем ЧПУ весьма представителен и насыщен предложениями. Причем практически каждый производитель предлагает от одной-двух до десятка и более моделей и модификаций.
Предложений достаточно много, а что же покупается, каким же системам ЧПУ отдается предпочтение? Разные источники информации сходятся примерно на таких числах: доля продаваемых в России зарубежных систем ЧПУ от 60 до 70%, соответственно, доля отечественной продукции 30-40%. Сходятся источники информации и в том, что безусловным лидером продаж является Siemens (до 90% продаж среди зарубежных систем ЧПУ).
Какими системами ЧПУ оснащено предлагаемое на российском рынке новое металлообрабатывающее оборудование. Было взято пятьдесят производителей, из которых 34 зарубежных (американских, германских, швейцарских, японских) и 16 российских, таких как питерский Свердлов, станкозаводы из Стерлитамака и Иванова, московский Красный пролетарий и другие. Так вот, из этих пятидесяти: 28 фирм предлагают оборудование, оснащенное системами ЧПУ фирмы Siemens, 15 GE Fanuc, 8 Heidenhain, 9 других иностранных фирм (в том числе и собственных разработок) и 4 отечественных фирм (сумма не равна 50, т. к. ряд производителей оснащают станки разными системами).
Кроме того, из десяти компаний (как российских, так и иностранных), предлагающих провести модернизацию станочного оборудования, практически все в качестве альтернативы установленным на этом оборудовании системам ЧПУ предлагают продукцию фирмы Siemens.
Таким образом, можно констатировать (наверное, с сожалением, но это так), на российском рынке в настоящее время преобладает продукция фирмы Siemens. Эта компания всегда была лидером в производстве систем ЧПУ, что основано на колоссальном опыте и практически неограниченных инженерных и технологических возможностях. Слабое место только одно по российским понятиям дорого. Стало заметным присутствие на российском рынке американских и китайских производителей систем ЧПУ.

В области ЧПУ фирма Сименс расширила свою гамму и теперь предлагает системы ЧПУ не только для сложных станков, работающих на большие серии.

Сегодня мы предлагаем заказчику семейство ЧПУ для простых станков (2 оси + шпиндель для токарных и 3 оси + шпиндель для фрезерных станков). В качестве приводов могут быть использованы, как современные шаговые трёхполюсные двигатели (с ЧПУ SINUMERIK 802S), так и сервопривода переменного тока с аналоговым интерфейсом (с ЧПУ SINUMERIK 802C).

Шаговые приводы позволяют существенно снизить общую стоимость станка и поэтому очень популярны в самых простых, маленьких, станков, которые выгодно использовать небольшим фирмам, являющихся поставщиками комплектующих для более крупных фирм либо выпускают небольшие серии деталей для собственных нужд, поддерживая при этом постоянный уровень качества и избавляясь от проблемы поиска высококвалифицированных специалистов.

Использование сервоприводов с аналоговым интерфейсом (+/- 10В) позволяет повысить точность обработки поверхности на тех же станках или же, что является очень актуальным сегодня на рынке СНГ, использовать ЧПУ SINUMERIK 802C для задач модернизации станков, причем появляется возможность оставить старые приводы, что существенно удешевляет модернизацию. При этом Вы всё-таки получаете повышение производительности станка за счёт того, что новая система ЧПУ более надёжна в эксплуатации, а новые функции ЧПУ позволяют сократить время обработки детали.

Модификация SINUMERIK 802C позволяет использовать её в качестве простой цифровой индикации для цифровых станков. Причём её стоимость сравнима или даже ниже, чем классические системы индикации, существующие на рынке.

К этим ЧПУ вплотную примыкает система SINUMERIK 802D, которая добавляет ещё одну ось (например, для управления столом) и работает с универсальным сервоприводом SIMODIRVE 611U, о котором мы поговорим ниже.

Для более сложных станков фирма Сименс предлагает уже завоевавшие доверие СЧПУ SINUMERIK 810D с процессорами CCU1 и CCU2 и SINUMERIK 840D с процессорами NCU 571 и NCU 572. Эти системы позволяют осуществлять управление от 6 до 12 осей и имеют в своём составе функции, позволяющие управлять не только токарной или фрезерной обработкой, но и такими технологиями, как шлифование, лазерная резка, вырубка и управление роботами. Эти системы работают совместно с цифровым приводом SIMODRIVE 611D, что позволяет достичь точности и динамики, невозможных для традиционного аналогового привода.

Для сложных технологий формообразования, подготовки моделей и высокоскоростной обработки твёрдосплавных деталей мы предлагаем линию SINUMERIK Power line, представленную в настоящий момент СЧПУ SINUMERIK 810D c CCU3 и SINUMERIK 840D с NCU 573. Отдельной линией проходит система ЧПУ SINUMERIK 840Di. Это, так называемая система ЧПУ, базирующаяся на стандартном промышленном ПК. При этом интерфейс пользователя и ядро ЧПУ реализованы программно, а контроллер ПЛК и интерфейсы подключения периферии и приводов на единой слот-плате. В качестве привода используется тот же универсальный привод SIMODRIVE 611U, что и для SINUMERIK 802D.

Появление новых функций в ЧПУ позволяет сегодня существенно уменьшить время переналадки cтанка, которое в универсальном станке может занимать до 90% от общего времени работы. Другие функции позволяют избежать поломки дорогостоящего инструмента и повреждения дорогостоящей детали. Износ инструмента также можно снизить за счёт программных функций ЧПУ. Повышение качества обработки поверхности с использованием систем ЧПУ фирмы Сименс позволяет отказаться от финишной обработки деталей и тем самым не только сократить время производства (т.е. повысить производительность), но и уменьшить парк дорогостоящих станков.

Из вышеперечисленного видно, что в качестве приводов для станков фирма Сименс предлагает сегодня в первую очередь цифровые приводы, т.е. интеллигентные приводы со встроенным микропроцессором, которые принимают и обрабатывают сигнал с датчика измерения перемещения без участия ЧПУ. Управление от ЧПУ идёт при этом по цифровой шине сетевого типа. Такое управление повышает скорость реакции приводов и позволяет коэффициентам рассогласования и коэффициентам усиления контуров регулирования достичь уровней, недостижимых при классической схеме раздельных ЧПУ и привода, использующих каскадные регуляторы тока и скорости. Цифровой интерфейс позволяет также ускорить обмен данными между СЧПУ и приводами. Дальнейшим развитием цифрового привода стал универсальный привод SIMODRIVE 611U, который с одной стороны позволяет управлять двигателями работающими с цифровым приводом, а с другой осуществлять связь с ЧПУ либо по аналоговому интерфейсу, либо по стандартной сетевой шине PROFIBUS-DP. Второй вариант значительно увеличивает гибкость подключения такого привода к различным системам управления.

Все современные приводы фирмы Сименс имеют программные пакеты для отладки привода. Достаточно указать тип двигателя и преобразователь автоматически настраивается на его характеристики. Затем можно запустить автоматическую привязку двигателей к станку. Точную окончательную настройку можно произвести, используя программный осциллограф. Не за горами время, когда в эту цепочку будут включены и датчики измерения пути, что ещё более упростит и сократит отладку станков, а следовательно снизит затраты и время на их производство.

Одной из существенных тенденций в станкостроении является упрощение конструкции и попытка уменьшения передаточных звеньев, как на осях подачи, так и в шпинделе. Откликаясь на это требование рынка, фирма Сименс разработала целое семейство линейных двигателей, позволяющих перевести динамику осей на совершенно другой уровень. Внутри семейства двигатели отличаются по точности и по вариантам охлаждения.

Что касается двигателей для шпинделя, то здесь, для упрощения конструкции станка, мы предлагаем как двигатели с полым валом, позволяющие охлаждать инструмент изнутри, так и асинхронные и синхронные мотор-шпиндели.

В течение долгого времени самым большим препятствием на пути быстрого внедрения и распространения станков с ЧПУ служило программирование. Для написания программ создавался специальный отдел, в котором работали люди специально обученные языку программирования ЧПУ. Было практически невозможно, чтобы даже не очень сложную программу вводил оператор непосредственно на станке.

Сегодня фирма Сименс предлагает возможность вводить программу обработки детали в виде обычной технологической карты. Оператор или человек, вводящий программу непосредственно на станке, не должен обладать знанием языка программирования. Он просто вводит по шагам контур детали, состоящий из простых графических элементов, таких как прямая, дуга, конус и т.д. Все переходы между элементами просчитывает СЧПУ. Затем моделируются инструменты и траектории их перемещения, а также съём материала с детали. Каждый шаг поддерживается графически на экране СЧПУ, а в завершение вы можете получить трёхмерное (или трёхпроекционное) динамическое симулирование обработки детали. Такое графическое моделирование является настолько точным, что больше нет необходимости использовать станок в целях проверки. Затем СЧПУ формирует весь технологический процесс, включая число проходов, выбор инструментов, скорость вращения шпинделя, скорость подачи и подбор компенсационных значений. Такая программа может быть оттранслирована в машинные коды и использоваться в дальнейшем для серии станков. Таким способом можно запрограммировать в среднем до 90% деталей в любом производстве.

Таким образом программирование снова возвращается в цех, что позволяет, с одной стороны, использовать знания технологии и опыт цеховых специалистов, а с другой - даёт возможность специалистам из отдела программирования сосредоточится на оставшихся 10% и работать более эффективно. В условиях кадрового голода такое развитие событий может принести немалые экономические выгоды.

Но и в том случае, если программирование производилось не на станке, а, например, с помощью CAD-системы, оператор всё же во многих случаях имеет возможность просмотреть программу на станке в графическом виде и внести необходимые коррективы.

До сих пор мы говорили об отдельных станках. Однако фирма Сименс не ограничивается выпуском автономных систем ЧПУ. Она предлагает Вам и сетевые решения для станков с ЧПУ. Речь идёт в первую очередь о централизованном хранении программ и управлении подачей необходимого инструмента на станок, а также о расчёте загрузки станка.

Обе эти задачи часто вызывают тревогу у цехового руководства, а вместе с тем их решение сегодня не требует ни больших капиталовложений, ни дорогостоящего обучения. Достаточно добавить программную опцию в каждую из систем ЧПУ и протянуть между станками стандартный сетевой кабель (для сети типа ETHERNET) и решаете для себя важную задачу архивирования программ ЧПУ и всех связанных с ней данных в едином центральном архиве.

На деле это позволяет Вам не только загружать программы, необходимые для выполнения заказа, одновременно на все станки участвующие в заказе, но и исключить несанкционированный доступ к архиву. Кроме того, вы сможете хранить в архиве множество вариантов одной и той же программы, разрешив, однако, доступ только к одному из них.

С программой всегда связан набор инструмента, необходимый для её выполнения. Система ЧПУ в состоянии сегодня рассчитать потребность в инструменте для данной программы. При этом учитывается тот инструмент, который находится в данный момент на станке в магазине, не забывая о его износе. Определив, какой инструмент, находящийся в магазине, потребуется для обработки данной детали, а какой следует отправить на склад, подобрав инструмент, который необходимо получить со склада, СЧПУ составляет список, который затем передаёт по сети на склад или на рабочее место подготовки инструмента, в случае если там существуют автоматизированные рабочие места.

Одним из дополнительных преимуществ в этом случае является учёт износа инструмента, хранящегося на складе, что позволяет принять правильное решение о том, куда направить тот или иной инструмент.

Ещё одна программная опция позволит Вам отслеживать загрузку станков. Это поможет Вам с одной стороны правильно распределить нагрузку при выполнении заказа и тем самым сократить время на его выполнение. С другой стороны, накапливая статистику простоя станков, Вы сможете выявить их слабые места и принять решение либо о модернизации того или иного станка либо о его замене. И проделаете это, не просто руководствуясь абстрактным понятием "станок старый", а просчитав экономически потери от простоев и эффективность нового станка.