Автоматизация производства в LinuxCNC

Я уже писал вводную статью про автоматизацию производства. Там излагались основные принципы и… в, общем, я забыл уже про что она. Теперь же я хочу немного раскрыть тему автоматизации производства именно в контексте применения станка с ЧПУ под управлением LinuxCNC. Какие возможности есть в LinuxCNC для автоматизации, да и вообще, что такое «автоматизация производства» в моем понимании в данном контексте?

Как мне кажется, большинство производственников довольно мало знают о возможностях программно-аппаратного комплекса, коим является станок с ЧПУ, несмотря на успешное применение ЧПУ в своем производстве на протяжении многих лет. Для большинства станок с ЧПУ — это тупая железка, которая нужна только для отработки составленного где-то и кем-то еще G-кода. Отсюда появляются попытки сравнить станок с ЧПУ под управлением полноценного компьютера и автономного контроллера, в который вставляется карта памяти с управляющей программой. Граждане дорогие, вы просто не ведаете, что творите :) Конечно, если вам нужен станок с ЧПУ только для выполнения G-кода, ну тогда да — использовать компьютер в этом случае сродни забивания гвоздей лазерным микроскопом.

А вот если немного пофантазировать, то используя компьютер для управления станком с ЧПУ можно решать такие задачи, как:

  • Централизованное управление очередями заданий и создания взаимосвязанной «фермы» станков с ЧПУ. Очередное задание поступает на простаивающий в данный момент станок. Или задание идет только на тот станок, на котором установлена соответствующая оснастка. Или задание идет на станок, расположенный в том городе, из которого поступил заказ, если у вас распределенное территориально предприятие.
  • Динамическое формирование заданий исходя из поступающих напрямую от заказчика заданий. Более простыми словами — интеграция станка с ЧПУ напрямую с сайтом вашего электронного магазина. Возможность получать задания на станок с ЧПУ через интернет.
  • Интеграция станков с ЧПУ в систему управления запасами предприятия и управления ассортиментом.
  • Упрощение работы оператора станка с ЧПУ вплоть до приема на работу человека уровня гастарбайтера. Станок сам «говорит» оператору, что нужно делать, а тот просто это делает: «Переверни заготовку! Смести ее вверх на 97 мм! Сними заготовку и вставь новую синего цвета с полки №10! Поди передай бригадиру, что у нас кончились заготовки №55 желтого цвета!»
  • Полное освобождение от необходимости в операторе ЧПУ, если сделать робота, который бы сам клал и снимал заготовки. Но это уже, конечно, утопия на ближайшие 50-100 лет. Гастарбайтер выйдет-таки дешевле :)

Так как же прийти к эдакому технологическому коммунизму, описанному выше, используя LinuxCNC для управления станком с ЧПУ? Какие у LinuxCNC есть для этого возможности?

Continue reading

Алюминиевые радиаторы своими руками

Радиатор из алюминия своими рукамиМногие, кто занимается радиоэлектроникой, особенно силовой электроникой, рано или поздно задаются вопросом, можно ли изготовить радиатор для радиоэлектронной аппаратуры своими руками? Покупать готовый — удовольствие дорогое. Да и не всегда можно найти подходящего размера или формы. А когда делаешь радиатор своими руками, то тут уже и размер сделаешь, какой надо, да и форму можно заложить такую, которая бы отвечала особенностям изготавливаемого устройства. Например, в силовой электронике радиатор нередко конструктивно выполняет роль корпуса радиоэлектронного устройства.

Для изготовления алюминиевого радиатора своими руками достаточно овладеть всего одной простенькой технологией — плавкой алюминия в домашних условиях. Для этого нужно изготовить электрическую муфельную печь своими руками или сложить из пары кирпичей печь для плавки алюминия на угле или на газу — кому что больше нравится.

Continue reading

Контроллер шагового двигателя своими руками

Контроллер шагового двигателя своими рукамиСоздавая станок с ЧПУ своими руками, большинство на начальном этапе останавливается на выборе покупного (чаще всего — китайского) контроллера для шаговых двигателей, потому как это экономит время. Но уже после того, как станок готов и запущен, начинает закрадываться ощущение, что что-то не то… Чего-то не хватает или что-то сделано не правильно, или не доделано… Появляется некоторое недовольство, вопросы, связанные с точностью станка с ЧПУ. Люди начинают долго и мучительно читать форумы в поисках волшебного рецепта исцеления своего родного станочка от постоянного непопадания «в десятку» (имеются в виду десятые доли миллиметра, которые должен стабильно отрабатывать даже самый пластилиновый станок с ЧПУ, сделанный своими руками).

Моя бабушка всегда говорит: «Где узко, там и рвется». И так действительно происходит! Это же справедливо и для основы основ станка с ЧПУ — механизма линейного перемещения и электроники управления, а именно — контроллера шагового двигателя. О какой точности можно говорить, если человек поставил дешевый китайский контроллер, включил на нем микрошаг 1/8 или даже 1/16 и пытается выдавить из станка микронные перемещения?

Я ничего не имею против китайских контроллеров. У меня самого стоит сейчас самый дешевый китайский контроллер. Но его я брал осознанно, чтобы понять, чего мне не хватает в промышленном контроллере и что я хочу получить в итоге, создавая контроллер шагового двигателя своими руками.

Continue reading

Станок с ЧПУ из строительной шпильки

Винтовая передача из строительной шпилькиКак и обещал, посвящаю отдельный пост созданию станка с ЧПУ своими руками на базе строительной шпильки. Конечно же подразумевается использование строительной шпильки в качестве ходового винта для перемещения каретки оси станка с ЧПУ. Если вы впервые читаете мой блог, то хочу отметить, что сперва построить станок с ЧПУ своими руками я решил на базе передачи с зубчатым ремнем. Но в результате возникли сложности с точностью станка с ЧПУ на зубчатом ремне, поэтому пришлось переделывать станок под винтовую передачу на базе строительной шпильки.

Чем же так хороша кривая и дешевая строительная шпилька в сравнении с промышленным зубчатым ремнем? Давайте разбираться.

Continue reading

Точность станка с ЧПУ. Практика

Точность станка с ЧПУВ моей предыдущей статье про точность станка с ЧПУ было представлено мое видение этого вопроса на этапе разработки станка, образовавшееся в результате переосмысления изученного мною материала по этому вопросу. Теперь же, по прошествии некоторого времени, а точнее, уже после того, как станок с ЧПУ собран своими руками, хочу поделиться некоторым практическим опытом.

Заставила меня наконец вплотную заняться точностью станка одна проблема: при изготовлении двух стыкующихся деталей, одна никак не хотела стыковаться со второй, хотя модель, понятное дело, была нарисована тютелька в тютельку. Также помогла мне в разрешении вопроса точности станка с ЧПУ долго откладываемая мною покупка подставки для часового индикатора. Сперва я хотел сделать ее сам, но как-то руки не доходили, и вот однажды наткнулся на довольно бюджетную магнитную подставку в специализированном токарном магазине — всего 600 рублей. Грех было не купить, тем более, что рядом стояла почти такая же, но за 2000 рублей!

Итак, вооружившись часовым индикатором на новой магнитной подставке, я решил-таки выяснить давно интересовавший меня вопрос: какова же реальная точность моего станка с ЧПУ?

Continue reading

Обработка стали на домашнем ЧПУ

Станок с ЧПУВерил, что смогу, но боялся попробовать — а вдруг не смогу! В общем, свершилось. Я попробовал обрабатывать сталь на своем домашнем фрезерном станке с ЧПУ, который я сделал своими руками. Потихонечку, с подачей 125 мм/мин со съемом по 0,3 миллиметрика с заглублением в 1/2 радиуса двухперой концевой фрезы ф4 мм, я погрыз стандартную строительную шпильку. Не знаю, из какой оно марки стали. Наверное, из самой плохой :) Но не в этом суть.

Continue reading

Большой станок с ЧПУ

Станок с ЧПУ большого размераЯ начал строить станок с ЧПУ большого размера еще в марте 2015 года. Тогда я начал с того, что сварил для него большую станину и поставил ее в сарай. Осенью 2016 года до морозов я успел доделать практически всю механику станка с ЧПУ (на фото слева состояние на начало декабря 2016): сделал каретки осей X, Y и Z и поставил их на цилиндрические рельсы. Теперь же, весной 2017 года я решил довести станок до рабочего состояния — установить ходовые винты по всем осям. По моей задумке этот станок должен полностью заменить мне мой первый станок с ЧПУ, сделанный своими руками. Он будет не только успешно кроить листовой материал (фанеру, пластик, оргстекло и текстолит), но должен также справляться с фрезеровкой алюминия, причем лучше моего предыдущего станка.

Continue reading

Автоматизация производства для малого бизнеса

Автоматизация производстваГоворя об автоматизации производства для малого бизнеса я буду в основном подразумевать автоматизацию технологических процессов. В чем, как мне видится, заключается основная задача автоматизации производства именно для малого бизнеса? В значительном сокращении производственных затрат.

Если вы затеваете свой малый производственный бизнес, то вам в любом случае придется нанимать хотя бы одного рабочего. Иначе ваша затея превращается не в малый бизнес, а в ремесло, которое обеспечит вам полную занятость и полную невозможность дальнейшего развития. Коль скоро мы с вами говорим о современном производстве, в котором применяется станок с ЧПУ, то оператор этого станка как минимум должен обладать достаточно высоким уровнем владения компьютером, некоторыми знаниями в области написания управляющих программ для станка с ЧПУ с применением G-кода. В общем, должен быть по знаниям не сильно ниже вашего уровня, т.е. человека, способного создать станок с ЧПУ своими руками, наладить и запустить его.

Тут перед начинающим предпринимателем встает проблема — нет такого человека на рынке труда! А если и есть, то он уже работает на крупном современном предприятии и получает очень неплохую зарплату, неподъемную для представителя малого бизнеса. Я, например, не могу себе позволить платить сотруднику даже 50 тыс. рублей в месяц. 20 тыс. — еще куда ни шло, но такой специалист не станет работать за такие деньги.

Вывод напрашивается один — привлекать неквалифицированную рабочую силу. Но как может человек с низкой квалификацией эффективно работать на станке с ЧПУ? В этом как раз и заключается наша задача, как организаторов малого бизнеса — обеспечить простой интерфейс к сложному оборудованию.

Continue reading

Промышленный пылесос для станка своими руками

Промышленный пылесос своими рукамиПродолжая тему сбора стружки при работе на станке с ЧПУ, хочу немного рассказать о том, как соорудить настоящий промышленный пылесос для станка своими руками. Стоимость аналогичных установок в интернете доходит до 30 тыс. рублей и выше. Я же уложился в 2000 рублей (если считать, что сам пылесос у меня уже был).

Конструкция довольно проста: бак для сбора стружки и пыли — 700 рублей, циклонный фильтр китайского производства — 1350 рублей, гофра сливной арматуры (из магазина сантехники) — 150 рублей. Пылесос можно купить сейчас за 1100 рублей. Итого, без пылесоса — 2200 рублей, с пылесосом было бы 3300 рублей.

Сразу оговорюсь, что моя конструкция промышленного пылесоса достаточно временная. В будущем я планирую заменить пылесос на нормальную турбину с асинхронным двигателем (его цена около 2000 рублей). Да и бак я купил какой был, а надо бы заменить на металлический, или какой-либо более толстостенный. Этот полиэтиленовый бак при сильном вакууме от пылесоса просто сжимает!

Теперь немного подробнее о конструкции…

Continue reading