Экспериментальная лаборатория мехатронных систем ЧПУ

Современный уровень развития станкостроительной области характеризуется повышением уровня автоматизации и внедрением в производство новых конструкций станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Созданные на основе новейших достижений электронной промышленности интегрированные микропроцессорные системы позволяют производить комплектацию оборудования высокоэффективными системами автоматического управления. Это является актуальным, так как необходимость производства качественной конкурентоспособной продукции требует использования станков с ЧПУ. Комплектация оборудования подобными системами управления, позволяющими производить многокоординатную обработку, расширяет технологические возможности фрезерных и токарных станков. В настоящее время после введения санкций одной из наиболее острых задач является обеспечение импортозамещения в различных областях, в том числе – в области разработки и внедрения систем управления станками. Проблема заключается в создании системы ЧПУ, основанной на современных отечественных программно-аппаратных средствах, с возможностью использования современных достижений науки и техники в части контроля процесса механообработки с целью получения заданной точности и, следовательно, повышения качества изделий. Разработка системы ЧПУ требует знаний динамики станков, механики, математики, физики, электрики, электроники, программирования, принципов современной технической кибернетики, а также затрагивает другие области науки и техники. Программное обеспечение, определяющее динамические и точностные параметры станка, влияет на повышение точности и производительности оборудования. В настоящие время трендом зарубежных фирм-производителей систем ЧПУ является наиболее полное применение функций искусственного интеллекта, исключающее финишную обработку при изготовлении деталей с высокой чистотой поверхности, заключающиеся в компенсации температурных деформаций, ударных и вибрационных возмущений, диагностики состояния инструментов в режиме реального времени, адаптивное управление рабочей подачей. На сегодняшний день в нашей стране такие системы «Hi-End» класса предлагаются к внедрению «под ключ» весьма редко, и большая часть из них находится в стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Копирование зарубежных систем не позволит собственными силами, получить высокую производительность и точность обработки, так как даже самый высокий уровень открытости не раскрывает системного ядра. Тем не менее на рынке в данный момент присутствуют предложения по предоставлению аналогов зарубежных систем с ЧПУ. Например, компания ООО «Мехатроника» с 2015 года выпускает собственную систему с ЧПУ, созданную на основе платформы Siemens Sinumerik. Иерархически, системы ЧПУ можно представить в трех основных уровнях: 1. Первая группа систем – это системы управления, которые решают узкие задачи (например, системы управления для плоскошлифовальных станков). 2. Вторая группа систем – это системы управления класса PC-Based. Они достаточно распространены. Обычно, это просто компьютер или промышленный компьютер и обвязка: преимущественно импортная электроника, импортная приводная часть, в том числе и двигатели. Зачастую – это набор прикладного программного обеспечения. 3. Третья группа систем – это системы управления, которые представляют из себя управляющий программно-аппаратный комплекс (УПАК), где есть программное обеспечение, станочные пульты, система ЧПУ, блоки ЧПУ, приводы и двигатели. Таким образом, основная цель научно-исследовательской деятельности лаборатории: разработка системы управления класса PC-Based, предполагающей создание программной оболочки с математическим аппаратом и возможностью диалогового программирования механической обработки с целью обеспечения заданной точности.