FANUC или SINUMERIK: оптимизация работы оборудования

Современные системы числового программного управления (ЧПУ) играют ключевую роль в автоматизации металлообрабатывающего оборудования. Среди наиболее распространённых и технологически продвинутых решений в этой области особое место занимают ЧПУ-системы двух производителей — японской корпорации FANUC и немецкой компании Siemens с линейкой SINUMERIK. Оба бренда обладают многолетним опытом разработки управляющей электроники и программного обеспечения для станков, и широко применяются в различных секторах промышленности — от серийной токарной обработки до сложных фрезерных и пятикоординатных операций.

Технические характеристики и архитектура FANUC

Системы FANUC известны своей надёжностью, модульной структурой и высоким уровнем совместимости между поколениями. Их основные компоненты включают:

• ЦПУ-модуль с высокоскоростной обработкой команд;
• Интерфейс оператора (панель с экраном, клавиатурой, кнопками и ручками);
• Сервоприводы и усилители серво-оси и шпинделей;
• Система управления вводом-выводом;
• Слот расширения под периферийные устройства (Ethernet, Profibus, серийные порты и др.);
• Программное обеспечение с поддержкой G-кодов ISO-формата.

Процессорная часть системы FANUC выполнена с приоритетом на быстродействие при обработке контуров, а также на синхронизацию с приводами. Наблюдается высокая точность позиционирования, что особенно важно для многоосевых обработок.

Принципы работы FANUC

Работа системы FANUC построена на классической схеме циклической интерпретации управляющей программы, поступающей в виде G-кодов. Управление осуществляется по следующим основным этапам:

• Обработка и интерпретация управляющей программы;
• Разбиение траектории на элементарные команды движения (линейные и круговые интерполяции);
• Передача данных в блок сервоуправления, где рассчитываются положения валов в реальном времени;
• Управление приводами через систему ШИМ и обратных связей (энкодеров);
• Отслеживание состояния всех осей и корректировка траектории по обратной связи.

Важной чертой FANUC является наличие многочисленных встроенных функций: управление адаптивной подачей, динамическая коррекция, функции слежения за контуром, возможность встраивания PLC-логики и диагностики.

Технические характеристики и структура SINUMERIK

Системы SINUMERIK производства Siemens представлены несколькими линейками, среди которых SINUMERIK 828D и SINUMERIK 840D sl являются самыми востребованными в промышленности. Характерные черты SINUMERIK:

• Централизованная и распределённая архитектура (особенно в 840D sl);
• Широкая поддержка цифровых интерфейсов (PROFINET, EtherNet/IP, DRIVE-CLiQ);
• Высокая интеграция с CAD/CAM системами и технологическим ПО;
• Мощный графический интерфейс с поддержкой Touchscreen;
• Модульные сервоприводы SINAMICS.

Особое внимание уделено взаимодействию человека и машины — системы SINUMERIK предлагают интуитивно понятный HMI-Advanced интерфейс, а также расширенные возможности визуализации технологических процессов.

Принципы работы SINUMERIK

Система SINUMERIK использует более современный подход, интегрируя функции ЧПУ, ПЛК и системного мониторинга в единую платформу. Принцип действия построен на:

• Использовании NC-контроллера с мультиканальной структурой, где каждая технологическая задача (например, шпиндель, подача, автоматизация) может исполняться параллельно;
• Интерполяции сложных контуров в режиме реального времени с применением функции Advanced Surface для сглаживания траектории;
• Системной связи между ПЛК и ЧПУ через каналы событий и глобальные переменные, упрощающей проектирование автоматики станка;
• Полной интеграции с CAD/CAM — включая чтение STEP-файлов, автоматическую генерацию траекторий и постпроцессинг.

Программы могут вводиться в стандартном ISO-формате, а также в диалоговом виде через ShopMill или ShopTurn — это особенно удобно для операторов с минимальным опытом.

Сравнение режимов работы FANUC и SINUMERIK

Обе системы предоставляют обширный выбор режимов работы:

• Ручной режим — для перемещения осей вручную, настройки и юстировки.
• Автоматический режим — исполнение управляющей программы с полной координацией всех осей.
• Режим MDI — однократный ввод команд без использования основной программы.
• Режим редактирования — доступ к программе, возможность изменения и симуляции.
• Режим диагностики — отображение параметров системы, ошибок, состояний датчиков и осей.

У SINUMERIK также имеются уникальные режимы, такие как Simulation и ProgramGUIDE, а также возможность ввода команд на естественном языке (в формате STEP-by-STEP).

Таким образом, обе системы ЧПУ — FANUC и SINUMERIK — представляют собой технологические флагманы в области автоматизации станков, каждая со своей философией и особенностями. FANUC ориентирован на надёжность, простоту и отказоустойчивость, что делает его идеальным выбором для серийного производства. SINUMERIK предлагает высочайший уровень интеграции, гибкости и графических возможностей, обеспечивая максимальную адаптивность под задачи индивидуального и высокоточного производства. Выбор между ними зависит от специфики производства, требований к качеству обработки, масштаба предприятия и предпочтений инженеров.