Высокая скорость обработки и точность позиционирования с FANUC 21i

Системы числового программного управления (ЧПУ) являются неотъемлемой частью современного станочного парка и активно применяются в машиностроении, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Одной из наиболее известных и широко используемых ЧПУ-систем является Fanuc серии 21i. Эта система зарекомендовала себя как надёжное, функциональное и гибкое решение для управления высокоточным металлообрабатывающим оборудованием. Fanuc 21i представляет собой продвинутую версию ЧПУ, ориентированную на широкую линейку станков, включая токарные, фрезерные и многофункциональные комплексы.

Технические характеристики Fanuc 21i

Система управления Fanuc 21i обладает рядом продвинутых технических параметров, обеспечивающих высокую точность, скорость и гибкость управления:

• Максимальное количество управляемых осей: 6 (в базовой комплектации);
• Поддержка нескольких шпинделей и координатных систем;
• Интерполяция: линейная, круговая, геликоидальная, сферическая;
• Точность позиционирования: до 0.1 мкм (в зависимости от конфигурации привода);
• Максимальная скорость обработки блока: 2 000 блоков в секунду;
• Объем памяти программы: до 2 MB встроенной памяти (расширяемой);
• Поддержка внешней загрузки через RS-232, Ethernet, PCMCIA;
• Поддержка стандартов G-кодов ISO;
• Встроенные циклы резьбонарезания, сверления, черновой и чистовой обработки;
• Многоуровневая защита от несанкционированного доступа;
• Возможность симуляции обработки в офлайн-режиме;
• Совместимость с сервоприводами и шаговыми двигателями Fanuc серий и ;
• Поддержка интерфейсов I/O и PLC-логики;
• Диагностика и самотестирование при включении.

Особенности конструкции и компоновки

Система Fanuc 21i выполнена в модульной архитектуре, позволяющей адаптировать её под конкретные производственные задачи. Основной вычислительный модуль устанавливается в электротехническом шкафу станка и связан с операционной панелью. Панель включает в себя цветной или монохромный дисплей (обычно 7–10 дюймов), клавиатуру, элементы управления перемещениями и переключатели режимов. Fanuc 21i может быть интегрирована с сенсорными системами, энкодерами, датчиками положения и контроля инструмента. Интерфейсы ввода-вывода позволяют подключать дополнительные модули (например, измерительные головки, датчики касания, датчики нагрузки). Также имеется встроенный программируемый логический контроллер (PLC), который позволяет автоматизировать вспомогательные функции станка — подачу СОЖ, управление дверями, блокировками и сигнализацией. Особенностью данной системы является использование специализированного программного обеспечения Fanuc Manual Guide i — графического интерфейса, упрощающего составление управляющих программ и обучение операторов. Интерфейс позволяет пользователю вводить технологические параметры в форме диалога, без необходимости вручную писать сложные G-коды.

Принципы работы системы Fanuc 21i

Основой функционирования Fanuc 21i является выполнение управляющей программы (УП), написанной в формате ISO G-кодов. Программа содержит последовательность команд, описывающих перемещения инструмента, включение/выключение шпинделя, смену инструмента, подачу и скорости, вызов подпрограмм и циклов. После загрузки УП в память, система последовательно анализирует каждый блок и генерирует управляющие сигналы для сервосистем привода. Сервоусилители получают управляющие сигналы (аналоговые или цифровые импульсы), преобразуют их в токи/напряжения для электродвигателей, обеспечивая заданное перемещение осей. Обратная связь осуществляется с помощью энкодеров и линейных датчиков, обеспечивая точное позиционирование. Fanuc 21i реализует предиктивную обработку команд (look-ahead), что позволяет избежать резких остановок при обработке сложных контуров и обеспечивает плавность движения инструмента. Также реализована функция компенсации температурных и геометрических отклонений, что особенно важно при работе на высокоточном оборудовании. Встроенный ПЛК (programmable logic controller) отвечает за управление технологическими вспомогательными механизмами, взаимодействуя с входами/выходами, датчиками, сигналами тревоги и панелью оператора. Программа ПЛК редактируется в среде LADDER III или Fanuc Ladder.

Режимы работы системы

Система Fanuc 21i поддерживает несколько ключевых режимов функционирования, каждый из которых используется в зависимости от стадии технологического процесса:

• MDI (Manual Data Input) — ручной ввод отдельных G-кодов для выполнения отдельных команд, тестирования функций и диагностики;
• EDIT — режим редактирования управляющей программы, позволяющий изменять, сохранять и удалять блоки УП;
• AUTO — автоматическое выполнение загруженной управляющей программы, основной производственный режим;
• JOG — ручное перемещение осей станка с помощью клавиш на панели (шаговое или непрерывное);
• HANDLE — перемещение осей с помощью импульсного ручного маховика (ручной режим высокой точности);
• ZERO RETURN — возврат осей в нулевую точку, используется при инициализации и после аварий;
• MEM — выполнение УП из памяти контроллера (альтернатива AUTO);
• DGNOS/PARAM — режим диагностики и параметрирования, используется наладчиками и сервис-инженерами;

• ALARM/HISTORY — просмотр журналов ошибок, истории работы, диагностика неисправностей.

Применение системы Fanuc 21i

Система ЧПУ Fanuc 21i применяется на широком спектре металлообрабатывающего оборудования, включая:

• Токарные станки с числовым управлением;
• Фрезерные обрабатывающие центры;
• Универсальные многоосевые обрабатывающие центры;
• Шлифовальные и расточные станки;
• Станки с функцией гибридной обработки (резание + лазер);
• Высокоскоростные станки для обработки пресс-форм и штампов.

Кроме того, Fanuc 21i успешно интегрируется в гибкие производственные модули, автоматизированные линии и роботизированные ячейки, благодаря совместимости с системами промышленных роботов, MES-системами и удалённой диагностике.

Преимущества использования Fanuc 21i

Fanuc 21i отличается рядом конструктивных и эксплуатационных достоинств:

• Высокая стабильность и надёжность в непрерывной работе;
• Широкая совместимость с оборудованием Fanuc и других производителей;
• Интуитивный графический интерфейс с поддержкой русификации;
• Расширенные функции симуляции, диагностики и настройки;
• Низкий уровень энергопотребления;
• Поддержка дистанционного мониторинга и сервисного доступа;
• Возможность модернизации и расширения функционала;
• Большое количество предустановленных циклов обработки;
• Гибкая система защиты и авторизации.

Таким образом, система числового программного управления Fanuc 21i представляет собой высокотехнологичное решение для современных производственных задач в области механообработки. Благодаря сочетанию надёжности, точности, функциональности и гибкости, она остаётся востребованной на предприятиях с самым различным уровнем автоматизации. Возможность адаптации к специфике конкретного станка, наличие программируемой логики, широкий выбор режимов работы и развитая система диагностики делают Fanuc 21i отличной платформой как для серийного, так и для индивидуального производства. Знание принципов работы и особенностей настройки данной системы является важной составляющей подготовки специалистов в области автоматизированного управления и станочного оборудования.