Требования к системе управления
Задумывались ли вы, почему выбор системы управления для станка становится всё сложнее? С одной стороны — традиционные ЧПУ с богатым функционалом. С другой — motion controller с гибкостью настройки. Но что действительно нужно вашему производству?
Существуют задачи, которые требуют конкретного набора функций:
- ★ Контурная обработка поверхности;
- ★ Возможность ввода и изменения технологической программы стандартными средствами (код ISO), вплоть до импорта dxf-файлов;
- ★ Упрощённый интерфейс оператора, избавленный от избыточной информации;
- ★ Реализация многоканальной обработки (одновременное выполнение нескольких программ);
- ★ Функции, учитывающие специфику металлорежущего оборудования (постоянство скорости резания, движение по датчику касания, компенсация люфтов и неравномерности винтов).
Признаться честно: универсального ответа нет. Каждое решение — компромисс между функционалом, стоимостью и сложностью внедрения.
ЧПУ или motion controller: сравнение
Традиционные ЧПУ позволяют реализовать практически любые задачи контурной обработки. Но есть нюанс: требуется соответствующая квалификация оператора станка с ЧПУ. Для многих предприятий это становится проблемой. Кроме того, во многих задачах функции традиционных ЧПУ оказываются избыточными.
С другой стороны — motion controller и модули позиционирования. На первый взгляд они менее функционально насыщены. Предполагают использование панелей оператора для ввода и отображения информации, позволяют быстро реализовать необходимый интерфейс. Однако для задач металлорежущего оборудования с контурной обработкой подходят не в полной мере.
Важный момент: наличие круговой интерполяции в модуле позиционирования вовсе не ставит его вровень с системами ЧПУ. Даже если не требуются сложные виды обработки, специфика станков учитывается не полностью. Трудоемкость разработки зачастую оказывается неоправданно высокой.
Стоимость решений
Что касается цены — стоимость традиционных систем ЧПУ и motion controller очень близка. Основное прикладное отличие: к модулям позиционирования (ко многим моделям) можно подключать приводы других производителей. Управление реализовано через импульсные или аналоговые интерфейсы.
В системах ЧПУ, как правило, используется информационная шина. У большинства крупных мировых производителей она закрыта для интеграции приводов сторонних производителей. Это тенденция, которая чётко прослеживается.
| Компонент | ЧПУ Mitsubishi E68 | Motion controller |
|---|---|---|
| Базовая стоимость | ~65 000 руб. (с НДС) | ~60 000–70 000 руб. |
| Графический дисплей | Дополнительно | Дополнительно |
| Разработка ПО | Минимальная | Высокая трудоемкость |
| Интеграция приводов | Закрытая шина | Открытые интерфейсы |
| Квалификация оператора | Требуется обучение | Зависит от интерфейса |
Цена модели ЧПУ Mitsubishi E68 составляет около 65 000 рублей с НДС. Ценовая разница с модулем позиционирования вряд ли станет камнем преткновения при принятии решения. Графический дисплей является дополнением как для ЧПУ, так и для motion controller — их стоимость примерно одинакова.
Но вот о чём часто забывают: рассуждения только о стоимости аппаратной части не вполне корректны. Нельзя забывать про трудоемкость создания программного обеспечения. Здесь системы ЧПУ имеют явные достоинства применительно к металлорежущему оборудованию с контурной обработкой поверхностей.
Решение Mitsubishi Electric
Возможности систем ЧПУ применительно к металлорежущим станкам с контурной обработкой всё-таки значительно выше. Главное: на этапе принятия решения пользователь может быть уверен — опираясь на систему ЧПУ, вероятность попадания в технический тупик гораздо ниже.
Пример из практики: невозможность изменения скорости внутри кадра (блока) в некоторых решениях. Такие ограничения становятся критичными в реальном производстве.
Программа продукции Mitsubishi Electric включает:
- ✔️ Программируемые контроллеры с модулями позиционирования;
- ✔️ Панели оператора;
- ✔️ Сервоприводы;
- ✔️ Преобразователи частоты;
- ✔️ Традиционные системы ЧПУ.
Имея многолетние наработки в этих областях, компания предложила решение для нестандартных задач. Главная идея — совместить ядро системы ЧПУ и интерфейс графической панели оператора, используемой до того момента исключительно в паре с программируемыми контроллерами.
Интерфейс оператора
В результате пользователь получает полноценную систему команд ЧПУ с возможностью ввода программ в коде ISO. Со всеми вытекающими достоинствами для металлорежущего оборудования. При этом на экране ЧПУ оператор работает с облегчённым интерфейсом, специально разработанным для данного станка.
Важно подчеркнуть: «разработать» в данном случае не означает написать программу на C++ или Visual Basic. Речь о графической панели оператора (с тактильным экраном), что предполагает наличие специализированного инструментария.
Задача разработчика сводится к расположению органов управления и индикации на экране с последующей привязкой к регистрам контроллера ЧПУ. Никакого программирования и художественного творчества не требуется. Это принципиально важно.
Создание пользовательских экранов не означает отсутствия стандартных традиционных экранов ЧПУ. Системные экраны безусловно имеются. Речь лишь о дополнении этих экранов пользовательскими с минимальными временными затратами. В этом основная идея предложенного решения.
Характеристики системы С64
По характеристикам С64 относится к системам ЧПУ начального уровня. Несмотря на это, она обеспечивает возможность многоканальной обработки и управление до 14 осями (не включая оси шпинделей).
| Параметр | Machining Cell | Type 1-axis Unit | Lathes | Milling Lathe |
|---|---|---|---|---|
| Дисплей (без Windows) | 5.6–12 дюймов | 5.6–12 дюймов | 5.6–12 дюймов | 5.6–12 дюймов |
| Макс. осей управления | 7 | 14 | 14 | 12 |
| Макс. осей NC | 2 | 4 | 14 | 12 |
| Макс. шпинделей | 2 | 2 | 4 | 7 |
| Одновременная контурная обработка | 2 | 4 | 4 | 2 |
| Минимальный шаг (мкм) | 1 / 0.1 | 1 / 0.1 | 1 / 0.1 | 1 / 0.1 |
| Встроенные DI / DO | 16 / 1 | 16 / 1 | 16 / 1 | 16 / 1 |
Возможности графических терминалов Mitsubishi очень близки к функциональным возможностям панелей с ОС Windows. Однако панели Mitsubishi не используют Windows. В условиях промышленного производства это очень благоприятно сказывается на общей надёжности системы управления.
Преимущества и недостатки
Итак, цена — не выше стоимости решения на базе модуля позиционирования. Временные затраты на разработку ПО — минимальны (при прочих равных условиях).
Среди недостатков — невозможность использования приводов сторонних производителей. Однако не всегда это является недостатком. Взаимная интеграция «родных» продуктов как правило всегда выше, чем совмещение оборудования разных производителей.
С технической точки зрения данное «достоинство» является недостатком и оправдано только в случаях, когда требуется заменить исключительно систему ЧПУ без приводов. Стоит отметить: количество такого рода задач из года в год уменьшается.
Опыт российских пользователей
В России уже есть ряд пользователей, использующих модули позиционирования для решения задач контурной обработки на металлорежущем оборудовании. Все они с удовлетворением отмечали: удачное техническое решение от Mitsubishi Electric является наиболее оптимальным.
Три ключевых преимущества, которые выделяют пользователи:
- → Для решения нестандартных задач контурной обработки;
- → При необходимости реализации упрощённого интерфейса оператора с минимальными затратами времени и денег;
- → Обеспечения высокой надёжности благодаря отсутствию компонентов, функционирующих под ОС Windows.
Вывод простой: выбор между ЧПУ и motion controller зависит от конкретных задач. Если нужна максимальная гибкость интеграции приводов — motion controller имеет смысл. Но для металлорежущего оборудования с контурной обработкой системы ЧПУ предлагают более сбалансированное решение. Особенно когда речь идёт о надёжности, квалификации операторов и общей стоимости владения.
Решение Mitsubishi Electric — попытка взять лучшее от обоих миров. Ядро ЧПУ для надёжности и функциональности. Графическая панель для простоты использования. Минимальные затраты на разработку. И всё это без компромиссов в качестве обработки.
