Система ЧПУ или модуль позиционирования?

Существуют задачи, которые требуют:

• контурной обработки поверхности;
• возможности ввода и изменения технологической программы стандартными средствами (на сегодняшний день – это код ISO), вплоть до импорта dxf-файлов;
• упрощенного интерфейса оператора, избавленного от большого количества различной информации как в традиционных системах ЧПУ;
• возможности реализации многоканальной обработки (одновременное выполнение нескольких технологических программ);
• наличие ряда функций, учитывающих специфику металлорежущего оборудования (постоянство скорости резания, движение по датчику касания, компенсация люфтов и неравномерности винтов и многое другое).

С одной стороны, использование традиционных ЧПУ позволит реализовать практически любые задачи контурной обработки. Это, правда, требует соответствующей квалификации оператора (оператор станка с ЧПУ), что для многих предприятий является проблемой. Кроме того, во многих задачах функции традиционных ЧПУ являются сильно избыточными. С другой стороны – существует такой класс оборудования как motion controller и в частности модули позиционирования, которые на первый взгляд не являются столь функционально насыщенными. Они предполагают использование так называемых панелей оператора для ввода и отображения информации и позволяют быстро и легко реализовать необходимый интерфейс оператора. Однако модули позиционирования не в полной мере подходят для задач металлорежущего оборудования с контурной обработкой, вернее трудоемкость разработки зачастую оказывается неоправданно высокой и кроме всего прочего не учитывает всех нюансов и специфики станков. В этом смысле наличие например круговой интерполяции в модуле позиционирования вовсе не ставит его вровень с системами ЧПУ, даже если не требуется проводить более сложные виды обработки на станке.

Что же касается цены, то стоимость традиционных систем ЧПУ и motion controller очень близка. Основное же прикладное отличие заключается в том, что к модулям позиционирования (ко многим моделям) можно подключать приводы других производителей, так как управление ими реализовано через импульсные или аналоговые интерфейсы. В системах ЧПУ, как правило, и это тенденция четко прослеживается. Используется информационная шина и у большинства крупных мировых производителей она закрыта для интеграции приводов сторонних производителей. Что же касается стоимости, то цена, например, модели ЧПУ Mitsubishi E68 составляет около 65 000 рублей, включая НДС. Поэтому ценовая разница со стоимостью модуля позиционирования вряд ли станет камнем преткновения при принятии решения. Что же касается графического дисплея, то он является дополнением как для ЧПУ, так и для motion controller; и будем считать, что их стоимость примерно одинакова.  Не стоит также забывать о том, что рассуждения только лишь о стоимости аппаратной части – не вполне корректны, так как нельзя забывать про трудоемкость создания программного обеспечения, где системы ЧПУ имеют явные достоинства применительно к металлорежущему оборудованию с контурной обработкой поверхностей.

Однако возможности систем ЧПУ применительно к металлорежущим станкам с контурной обработкой все-таки значительно выше. И главное, что на этапе принятия решения в пользу той или иной архитектуры СУ пользователь может быть уверен, что, опираясь на систему ЧПУ, вероятность попадания в какой бы то ни было технический тупик гораздо ниже. Вот пример из нашего опыта: невозможность изменения скорости внутри кадра (блока) и т.п.

Программа продукции Mitsubishi Electric включает такие продукты как программируемые контроллеры с модулями позиционирования, панели оператора, сервоприводы, преобразователи частота, так и традиционные системы ЧПУ.

Имея многолетние наработки в этих областях для решения нестандартных с точки зрения классических станков с ЧПУ задач, компанией Mitsubishi Electric было предложено решение, главная идея которого – совместить ядро системы ЧПУ и интерфейс графической панели оператора, используемой до того момента исключительно в паре с программируемыми контроллерам (motion controller в частности).

В результате пользователь имеет полноценную систему команд ЧПУ с возможность ввода программ в коде ISO со всеми вытекающими из этого достоинствами применительно к металлорежущему оборудованию. При этом на экране ЧПУ оператор работает с облегченным интерфейсом, специально разработанным для данного станка. Хотелось бы подчеркнуть что «разработать» в данном случае не означает написать какую-либо программу на алгоритмическом языке типа C++ или Visual Basic. Речь идет о графической панели оператора (с тактильным экраном в частности), что предполагает наличие специализированного инструментария. А задача разработчика сводится к расположению органов управления и индикации (как правило берутся из БД графических изображений) на экране с последующей привязкой к регистрам контроллера ЧПУ. Никакого программирования и художественного творчества в этом случае, как правило, не требуется и это принципиально важно. Важно также подчеркнуть, что создание пользовательских экранов не означает отсутствия стандартных традиционных экранов ЧПУ. Так называемые системные экраны, пример которого вы можете видеть на рисунке, безусловно имеются. Речь идет лишь о дополнении этих экранов пользовательскими с минимальными временными затратами. В этом основная идея предложенного решения.

По своим характеристиками С64 относится к системам ЧПУ начального уровня. Однако не смотря на это она обеспечивает возможность многоканальной обработки и управление до 14-ю осями (не включая оси шпинделей).

Возможности графических терминалов Mitsubishi очень близки к функциональным возможностям панелей с операционной системой на базе ОС Windows. Однако панели Mitsubishi не используют Windows, что в условиях промышленного производства очень благоприятно сказывается на общей надежности системы управления.

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, ведь взаимная интеграция «родных» продуктов как правило всегда выше, чем совмещение оборудования разных производителей. Следовательно, с технической точки зрения данное «достоинство» является недостатком и оправдано только лишь в случаях, когда требуется заменить исключительно систему ЧПУ без приводов. Стоит отметить, что количество такого рода задач из года в год уменьшается.

В России уже есть ряд пользователей, использующих модули позиционирования для решения задач контурной обработки на металлорежущем оборудовании. Все они с удовлетворением отмечали, что удачное техническое решение от Mitsubishi Electric является наиболее оптимальным:

• для решения нестандартных задач контурной обработки;
• при необходимости реализации упрощенного интерфейса оператора с минимальными затратами времени и за минимальные деньги;
• обеспечения высокой надежности при вышеуказанной функциональности благодаря отсутствию компонентов, функционирующих под ОС Windows.