Пошаговое руководство по выбору модели поворотного стола DETRON

Чтобы увеличить производительность, а также добиться повышения эффективности оборудования, устанавливается специальный поворотный стол для фрезерного станка. Такое дополнение поможет легко работать с крупными и мелкими деталями.

Сегодня важнейшей деталью для металлообработки стал поворотный стол для фрезерного станка с ЧПУ. Понятие ЧПУ знакомо далеко не всем мастерам, оно означает, что станок оборудовано числовым программным управлением. С его помощью агрегат легко переходит на механизированную обработку в автономном режиме. Присутствие мастера необходимо только во время контрольных замеров.

Стол фрезерного станка

От этой детали зависит жесткость самого оборудования, а это важно во время процесса фрезерования. Базовой функцией поворотного стола фрезерного станка с ЧПУ является удобное крепление оснастки для дальнейшей обработки деталей.

Поворотный стол для фрезерных работ с ЧПУ

Важнейшим показателем устройства, считается его площадь, от нее зависит возможность установки деталей различных габаритов. Чем больше рабочая площадь поворотного стола для фрезерного станка, тем выше его универсальность.

Другими словами, если изделие имеет небольшие размеры, его очень легко закрепить на большой поверхности. А вот большую деталь невозможно установить на небольшой поворотный механизм. Многофункциональная установка решает подобные проблемы за считаные секунды. Для полноценной работы с современным агрегатом необходимо щепетильно изучить инструкцию, а также испробовать разные детали в работе.

Другим положительным качеством большого устройства, считается возможность раскроя заготовок. В результате повышается технологичность фрезерного оборудования. Исчезает потребность устанавливать специальные дополнительные системы для этих целей.

Движимое устройство агрегата обязательно имеет защитное покрытие, сделанное из разного материала, например, пластмассы.

Конструкция такого механизма обязана иметь высокую прочность и быть очень жесткой. Таким образом, гасится вибрация, возникающая во время фрезерования.

Что потребуется

Для того чтобы изготовить поворотный столик для торта своими руками, понадобятся:

• Подшипники — 2 шт. Лучше использовать двойные спрессованные подшипники.
• Деревянная заготовка для круга. Это может быть дверца от старой мебели или любой материал ДСП, имеющийся в наличии.
• Гвозди.
• Саморезы.
• Трубка (из пластика или железа).
• Круг из железа (металлический).
• Фанерный лист.
• Пластик или декоративная самоклеящаяся пленка.

Виды дополнительного оснащения

Конструкция подобных столов отличается по многим параметрам:

• Они могут перемещаться в разных плоскостях, например, механизм, имеющий возможность двигаться горизонтально, одновременно подниматься вертикально, дает возможность выполнять круговое фрезерование, когда необходимо сделать в детали винтовые канавки.
• Механизм, способный наклоняться под различными углами, позволяет проводить обработку стальных деталей, установленных на поверхности под определенным углом. Исчезает необходимость постоянно переустанавливать заготовку, достаточно просто повернуть поверхность стола и зафиксировать ее в нужном положении.
• В таких фрезерных устройствах устанавливаются специальные диски, разбивающие поверхность устройства на рабочие участки. Простой считается горизонтальная плоскость, она используется в небольших малогабаритных установках, позволяет выполнять различные фрезерные операции.

Благодаря поворотному механизму, легко обрабатывать углы заготовки, делать пазы и фрезеровать уступы.

Существуют также особые вакуумные системы, выпускающиеся в нескольких вариантах.

Вакуумная помпа для вакуумного прижима листовых материалов

Деталь прижимается к поверхности поворотного стола специальным вакуумным механизмом, он ее фиксирует в определенном положении. Надежность такого приспособления очень высокая, деталь не двигается во время работы, не повреждается, а также не выходит из зоны видимости мастера.

Как устроена поворотная система?

Принцип работы такого механизма фрезерного станка с ЧПУ, а также любого другого фрезерного оборудования, не имеет никаких принципиальных отличий. Основными деталями считаются:

• Основание – очень напоминает станину, оснащено механизмом фиксации к поверхности станка.
• Управление – чтобы обеспечить вращение планшайбы вокруг оси, устанавливается электродвигатель. Новейшие фрезерные системы с ЧПУ, на которых установлены такие механизмы, отличающиеся своей конструкцией, они работают по специально заданной программе.
• Планшайба – играет роль поворотного механизма, оборудована надежной фиксацией. Посередине сделано отверстие в виде конуса Морзе. Рабочая плоскость оборудована Т-образными пазами, в них вставляются струбцины, фиксирующие обрабатываемую заготовку.

Планшайба

Поворотный стол, установленный на основание станка, дает возможность обрабатывать детали одновременно в нескольких плоскостях:

• вертикальной;
• поперечной;
• продольной.

Любой фрезерный механизм, оборудованный подобной системой, имеет возможность двигаться в различных плоскостях. Это помогает создать необходимый наклон заготовке. К примеру, аппараты, оборудованные ЧПУ, дают возможность проводить обработку деталей, имеющих спиральную конфигурацию.

Если управление выполняется вручную, устройство проводит различные переходы, закругляя детали, выполняя фрезеровку криволинейных поверхностей. Такой подход к работе позволяет увеличить КПД агрегата в десять раз, а также упростить выполняемою работу в два раза.

Фрезерная работа на поворотном столе

Про поворотный стол, или Релейная логика глазами дилетанта

Попросили меня как-то друзья помочь с программированием контроллера поворотного стола для фотографирования. Эти столы используются для круговой съёмки. Часто результат такой съёмки можно видеть в интернет-магазинах, когда товар можно покрутить и рассмотреть с разных сторон.

Как сделать фото 360°? Можно поставить объект на поворотную платформу, затем вручную перемещать её на определённый угол и щёлкать затвором фотоаппарата. Но лучше этот процесс автоматизировать.

Друзья мои давно занимаются этим бизнесом, сами разрабатывают и делают автоматизированные поворотные столы разных размеров на основе шагового двигателя с контроллером. Раньше у них применялся контроллер, работающий под управлением компьютера. Потом производство этих контроллеров прекратилось, и потребовалось написать программу для нового автономного контроллера.

Дело для меня совершенно новое. Я никогда не занимался АСУ, с релейно-контактной логикой незнаком, про ПЛК не слышал. Ну что ж, тем интереснее будет разобраться, что такое релейная логика и что представляют из себя языки LD (Ladder Diagram) и IL (Instruction List).

Bот что можно получить при помощи поворотного стола:

А вот сам поворотный стол:

А это контроллер SMSD‑1.5Modbus. Кстати, отечественная разработка. Впрочем, на его месте мог бы быть любой другой ПЛК:

Контроллер поставляется с софтом. Используются оба языка программирования LD и IL. Расскажу немного про лестничные диаграммы. Вот основные элементы языка LD:

Входные контакты обозначаются буквой X с циферкой. Нормально-открытый контакт срабатывает, когда на вход подаётся сигнал. Нормально-закрытый контакт в обычном состоянии замкнут и срабатывает, когда входной сигнал пропадает.

Входные контакты можно комбинировать. Это логическое И:

А это логическое ИЛИ:

Выходные контакты обозначаются буквой Y с номером. Есть и другие символы:

Вот пример простейшей диаграммы. Когда контакт X1 замкнут, мы запускаем двигатель и выставляем выход Y0. На панели контроллера при этом загорится соответствующая диодная лампочка:

А вот более интересный случай:

Здесь при замыкании контакта X5 выход Y3 изменит свое состояние на замкнутое, однако, при размыкании контакта X5 выход Y3 сохранит свое замкнутое состояние до тех пор, пока не будет включен вход X6. Контакт Y3 является самоблокировочным.

Язык лестничных диаграмм является производным от релейно-контактной принципиальной электрической схемы в упрощенном представлении. Вот для сравнения релейно-контактная электрическая схема и соответствующая LD-диаграмма:

В контроллере, по сути, происходит эмуляция работы релейной схемы. А схема эта описывается программой, которая загружается в контроллер. В реальной релейно-контактной электрической схеме все задаваемые управляющие процессы выполняются одновременно (параллельно). Каждое изменение состояние входных сигналов сразу же действует на изменение состояния выходных сигналов.

В контроллере же изменение состояния входных сигналов, произошедшее во время текущего прохода программы, опознаётся только на следующем цикле программы. Этот недостаток контроллера сглаживается благодаря короткому времени цикла. Время выполнения одного цикла программы зависит от количества выполняемых инструкций в программе и от типа используемых инструкций. Во время работы над программой оказалось, что время зависит ещё кое от чего, но об этом чуть позже.

В процессе работы контроллер непрерывно опрашивает текущее состояние входов и изменяет состояние выходов в зависимости от программы пользователя. На первом этапе происходит считывание состояния физических и виртуальных Modbus Coils входов и их буферизация во внутренней памяти контроллера. Да, контроллер может управляться и по протоколу Modbus, но поскольку я использовал его автономно, рассказывать про Modbus не буду.

На втором этапе происходит обработка состояния буферизированных входов и изменение состояния выходов в памяти контроллера по заданной программе пользователя. На третьем этапе контроллер изменяет состояние физических и виртуальных выходов.

IL-программа состоит из последовательности отдельных управляющих инструкций. Контроллер обрабатывает инструкции последовательно, одну за другой. Собственно, в контроллер загружается именно последовательность инструкций с операндами. Инструкций много. Есть команды проверки входных условий, есть арифметические, битовые и логические команды, возможна целочисленная арифметика и арифметика с плавающей точкой. Есть возможность использования прерываний и подпрограмм. Наконец, есть группа команд для управления двигателем.

Операндами являются регистры (общего назначения, энергонезависимые и индексные), меркеры (однобитные ячейки памяти), таймеры, счётчики и константы.

Можно считать, что контроллер – это десятки или сотни отдельных реле, счетчиков, таймеров и память. Все эти регистры, счётчики, таймеры физически не существуют, а моделируются процессором.

На этой картинке показана LD-диаграмма и соответствующая IL-программа:

IL внешне очень похож на ассемблер. Есть фиксированный набор команд, команды могут иметь один или несколько операндов. Это и ввело меня в заблуждение. Вначале я вообще вообразил, будто IL-программа транслируется в ассемблер и затем исполняется в контроллере. Оказалось, что это не так. Команды вместе с операндами переводятся во внутренний формат и на каждом цикле обрабатываются исполняющей средой, то бишь прошивкой контроллера.

Некоторой неожиданностью для меня стало то, что любой отдельный кусок программы обязательно должен начинаться с инструкции LD (нормально-открытый контакт) или LDI (нормально-закрытый контакт). Иными словами, большинство исполнительных инструкций требует наличие входного условия, их нельзя поставить на выполнение как одиночные инструкции. Это я не сразу усвоил. Есть лишь несколько исключений из этого правила: это указатели I, P, команды конца программы END, FEND, а также IRET, SRET, EI, DI, NEXT, FOR. То есть, получается, что вся программа – это набор альтернатив, только вместо IF или IF NOT надо использовать LD и LDI (есть ещё несколько входных инструкций, но не суть).

К сожалению, прилагаемый софт слишком терпимо относится к ошибкам, и отслеживает только совсем уж явные несообразности в коде. То есть можно иметь одиночные инструкции, или, например, поставить условие перед командой выхода из подпрограммы – это не помешает загрузить такую программу в контроллер и исполнять её. Вот только работать такая программа будет некорректно или нестабильно.

Мне нужно было реализовать четыре режима работы: видеорежим с возможностью регулировать скорость вращения стола кнопками пульта, ручной режим, где нужно совершать каждый шаг стола и спуск затвора фотоаппарата вручную посредством кнопок, автоматический режим, где стол совершает полный оборот за заданное количество шагов с автоматическим спуском затвора, и наконец, режим non-stop, в котором стол совершает полный оборот без остановок, а затвор фотоаппарата автоматически срабатывает в нужные моменты.

Должен сказать, что мой многолетний программистский опыт сыграл скорее отрицательную роль. Вот как мы, например, выставляем задержку выполнения на любом языке программирования? Вне зависимости от того, синхронный или асинхронный код мы пишем, мы вызовем функцию задержки и будем считать, что исполнение возобновится по истечении заданного времени со следующей инструкции.

Здесь не так. Логика работы размазывается по разным веткам исполнения. Сначала мы создаём таймер по входному условию и задаём время задержки, и уже где-то совсем в другом месте используем таймер в качестве входного контакта, который замкнётся по истечении заданного времени. Я, правда, проверял таймер сразу же, так привычней:

LD M109 ;произошла ошибка и горел индикатор TMR T0 K10 ;запустим таймер на 100ms, он будет отсчитывать время, пока его вход M109 включён AND T0 ;таймер сработал RST M109 ;сбрасываем индикатор

Но самые большие трудности, как ни странно, у меня вызвали циклы. Расскажу чуть подробнее – это весело.

Цикл нужен, чтобы сделать полный оборот стола и остановиться. Тут меня немного сбил с толку код, написанный моими приятелями. Этот код использовал инструкции FOR-NEXT и пусть через пень-колоду, но работал. Начал я рефакторить код и столкнулся с проблемами. Пробую и так и сяк, и ничего не получается. Я даже задумался о полноте по Тьюрингу: что это за язык такой, в котором нельзя по-человечески цикл организовать! Долго бился, пока, наконец, меня не осенило: да ведь цикл-то и так есть, и это цикл исполнения программы в контроллере! Нужно просто использовать счётчик, поместив в него нужное количество шагов. Счётчик будет инкрементироваться на каждом прогоне программы. Тут, правда, есть некоторая тонкость: счётчик инкрементируется, когда его внутренний сигнал меняет своё состояние с 0 на 1, так что придётся менять состояние входного сигнала счётчика вручную. Когда счётчик полон, цикл надо считать законченным.

Я как-то в горячке упустил из виду, что если я буду пытаться использовать инструкции FOR-NEXT, очередной прогон программы не закончится до тех пор, пока не закончится мой цикл. Понятно, что управлять шаговым двигателем таким образом невозможно, ведь управляющие импульсы будут подаваться на двигатель только после завершения очередной итерации сканирования программы. А зачем же тогда предусмотрены инструкции FOR и NEXT? Ну, наверно, чтобы проинициализировать регистры, например.

Тем не менее, интереса ради я реализовал цикл в классическом виде (для его выполнения потребуется тысяча прогонов программы):

P 10 ;начало цикла LD M108 DINC D0 ;тело цикла, инкрементируем регистр D0 LD> D0 K1000 ;если D0 > 1000 CJ P20 ;выходим LD M108 CJ P10 ;переход на начало цикла P 20 LD M108 SET Y10 ;выставляем выход Y10, чтобы убедиться, что цикл закончен

В общем, нужно было немного переформатировать мозги. Впрочем, должен упомянуть, что по ходу разработки я обнаружил небольшую проблему в прошивке, которую производитель быстро поправил.

А ещё выяснилось, что по мере увеличения скорости двигателя отзывчивость на нажатия кнопок снижается. Это произошло в видеорежиме, где стол должен плавно менять скорость при нажатии кнопок на пульте. То есть жмём кнопку – стол разгоняется. Я обнаружил, что по мере увеличения скорости время цикла программы увеличивается, и, соответственно, стол разгоняется медленней.

Производитель объяснил это вычислением момента переключения уровня сигнала STEP. C ростом скорости нужно чаще выполнять вычисления, данные операции являются максимально приоритетными, поэтому обработка программы пользователя уходит на второй план. Только при такой организации генератора STEP-сигнала, можно достичь широкого диапазона частот и реализовать опцию морфинга.

Для лучшей отзывчивости мне посоветовали использовать прерывания, но я решил проблему по рабоче-крестьянски – путём увеличения дельты, на которую изменяется скорость по мере её роста.

В общем, с программой я успешно справился, и друзья мои были довольны. Хорошо, что производитель контроллеров был отзывчивым: быстро отвечал на мои вопросы на форуме и помог в написании программы.

Выводы

1. Порог вхождения невысок. Достаточно усвоить базовые концепции, и потом процесс программирования идёт легко.
2. Возможности ПЛК весьма широки: можно реализовать довольно сложные и замысловатые программы. Есть, конечно, ограничения по количеству регистров, меркеров и указателей перехода, или вот, скажем, уровень вложенности подпрограмм в используемом контроллере не более 8, но не думаю, что это сколько-нибудь серьёзные ограничения.

Предчувствую вопрос: а не лучше ли воспользоваться Ардуино? Да, написать программу под Ардуино для среднестатистического программиста гораздо проще, чем разбираться с релейной логикой. Впрочем, не факт, что это будет проще для инженера АСУ.

ПЛК предназначены, как правило, для промышленного использования. Это значит, что они могут работать в более суровых условиях, они мощнее и могут использовать больше входов. ПЛК надёжны, масштабируемы, имеют длительный срок службы. Кроме того, к промышленным ПЛК могут предъявляться повышенные требования безопасности. Отсюда вытекает главный недостаток: цена.

Недавно стоимость контроллера существенно увеличилась, и мои друзья стали подумывать о замене. И Ардуино – один из вариантов. Всё-таки поворотные столы эксплуатируются в мягких условиях, и использовать дорогой ПЛК совсем необязательно. Планируется использовать связку контроллера с силовым драйвером и управлять двигателем посредством ШИМ.

В заключение, пару слов о шаговых двигателях. Шаговый двигатель – вещь отличная, за исключением одного недостатка: они слишком шумные. Иногда стол попадает в резонанс и начинает довольно громко дребезжать. Поэтому мы будем пробовать коллекторные двигатели. Они не шумят, да и цена у них чуть ниже. Правда, в этом случае в схему придётся добавить энкодер для обеспечения обратной связи. Если тема заинтересует аудиторию, расскажу потом, что у нас из этого получилось.

Если вас заинтересовал поворотный стол, то вот видео:

Спасибо за внимание!

Как работает оснастка?

С помощью поворотного устройства легко обрабатывать заготовки различными способами, их просто невозможно сделать на обыкновенном фрезерном оборудовании.

К примеру, токарный станок позволяет изготовить круглые заготовки. Однако, часть такой заготовки остается необработанной, так как она выходит за пределы резания. Обработку проводят с использованием координатных векторов, поворотное устройство поможет расточить отверстия и обработать тела вращения, которые не подлежат установке в шпиндель токарного станка.

Необходимые манипуляции с помощью изменения поверхности помогут выполнить сложную задачу за два действия. Мастеру необходимо скорректировать механизмы станка, а также надежно закрепить деталь на его основе.

Чем удобен?

Такой столик пригодится не только заправским кондитерам-профессионалам. Он будет очень полезен как любителям готовить в свое удовольствие, так и делающим первые шаги кулинарам. Очень кстати придется такой столик хозяйкам, украшающим торты мастикой. Выглядит он как круг-пьедестал на ножке, который крутится вокруг своей оси. Основная цель — сделать труд кондитера максимально эргономичным и удобным, упростить задачу украшения готового торта. Торт помещается на подставку, и, вращая ее, можно с легкостью обтягивать его мастикой, украшать фигурками, надписями и прочим декором. При этом не нужно ходить вокруг него, кондитерское изделие будет вращаться на подставке, и хозяйка будет иметь доступ к любому месту тортика.

Модификация поворотных систем

PROMA OS-250 25002501 – предназначено для фиксации заготовок в горизонтальном положении, для сверления отверстий, нарезания резьбы.

PROMA OS-250 25002501

Оборудование также работает в нескольких положениях:

• горизонтальное;
• вертикальное.

Для большей универсальности его следует дополнительно оснастить специальной делительной панелью.

Технологические характеристики:

• угол поворота – 360 градусов;
• вид отверстия – конус МкШ;
• габарит Т-образного паза – 12 мм;
• гарантийный срок – не менее 3 лет.

«Энкор» – это универсальное приспособление, оно дает возможность выполнять на фрезерном станке, следующие операции:

• фрезерные;
• расточные;
• зубофрезерные;
• разметочные;
• сверлильные.

Фрезерный станок Энкор

Такой механизм легко поворачивать на любой нужный угол. Устройство имеет специальное крепление для фиксации обрабатываемых заготовок.

Крепление также происходит прямо на планшайбе, с помощью специальных прихваток и струбцин.

Параметры:

• диаметр -100 мм;
• вид отверстия – конус МТ 2;
• угол Т-образного паза – 90 градусов.

Vertex VUT-6, VUT-10, VUT-12 – этот наклонный механизм был специально разработан в качестве дополнительной оснастки, ее легко использовать в самых разных станках. На фрезерном оборудовании, наклонная система подобного вида, помогает осуществить несколько технологических операций:

• фрезерование по кругу;
• обработка отверстий, разного диаметра;
• фрезеровка шлицов;
• создание пазов;
• фрезерование шпоночных канавок;
• обработка заготовки под заданным углом.

Vertex VUT-6

Поворотный механизм на таком станке остается важнейшей частью всего оборудования. Без него просто невозможно провести обработку большинства сложных заготовок.

ГОСТы

Общие технические условия столов поворотных с ручным и механизированным приводом регулирует ГОСТ 16935-93.

Тип работ: Диагностика и ремонт

5 осевой обрабатывающий центр Feeler

При повороте стола возникает дробление.

При повороте на 110 градусов по часовой стрелке стол ведет себя нормально. При возвращении в исходное горизонтальное положение возникает значительная вибрация. Принято решение произвести демонтаж и дефектовку узлов стола.

1. Визуальный осмотр. Подготовка к демонтажу.

Проверка коммутации стола.

2 кабеля являются неразъемными и идут от Привода оси С до электрошкафа.

2. Демонтаж Стола.

2.1 Разъединение проводов.

Нижний контакт X82 (UC, VC, WC) и контакт Х18.

2.2 Демонтаж опорной стойки. Стойка крепиться снизу 4 болтами.

2.3 Зачал и демонтаж стола. Зачал производится при помощи 2х сухарей и верхнего отверстия под рым болт. В качестве страховки использовалась обхватывающая чалка.

Схема зачала взята из руководства. Для страховки и поддержки направления стола, были вкручены шпильки М12 в крепежные отверстия.

2.3.1 Стол держится на болтах по окружности. Рядом с болтом крепления имеется пара винтов, Регулирующих положение стола относительно станины (На фото «регулирующий винт»). Для удобства нижние болты лучше открутить при включенном станке, осуществляя поворот при помощи ЧПУ.

Современные тенденции

Дополнения к станкам на современном рынке больше не новость, но многие мастера не принимают прогресса в своей мастерской. Стоит учесть требования рынка и перенять опыт иностранных коллег, особенно при комплектации своего рабочего места.

Многофункциональные столы завоевывают популярность среди умельцев многих стран, благодаря универсальности каждой составляющей оборудования на нем легко работать людям разного возраста, роста и квалификации. ЧПУ помогает дополнить арсенал автоматизацией некоторых действий.

Для полноценной работы с поворотным столом необходимо иметь большую площадь мастерской, исправную вентиляцию, а также качественное освещение. Не стоит устанавливать многофункциональное оборудование в маленьких помещениях, это приведет к усложнению рабочего процесса, а также снизит его КПД.