Система ЧПУ. Как выбрать?

На что обратить внимание при выборе системы ЧПУ? Что думают о предложениях рынка систем ЧПУ поставщики оборудования? Какие требования предъявляют пользователи на российских предприятиях? Предпочтения, пожелания, комментарии в репортаже Марины Валерьевны Вилкиной, инженера кафедры «Технология машиностроения» БГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова.

Вилкина Марина Валерьевна, инженер кафедры «Технология машиностроения» БГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова

Центральное место в современном технологическом, в частности, механообрабатывающем оборудовании занимают системы ЧПУ, во многом определяющие его основные технические характеристики. Системы ЧПУ, в задачи которых входит кроме прочего сделать процесс общения человека-оператора с технологическим оборудованием максимально удобным и эффективным, становятся необходимым условием для обеспечения конкурентоспособности любого механообрабатывающего оборудования. Потребители при покупке оборудования изначально исходят не только из факта наличия системы управления как таковой, но из того, насколько она отвечает современным представлениям об интерфейсе пользователя, справляется с задачей управления выбранным оборудованием, а также из многих других факторов.
Часть производителей оборудования имеют собственные ЧПУ системы. Например, Mazak, Okuma, Haas или Milltronics. В этом случае пользователь не имеет возможности выбора самой СЧПУ, только ее комплектации. Другая часть производителей оборудования взаимодействует с несколькими поставщиками СЧПУ. В результате чего один и тот же станок может быть укомплектован разными СЧПУ. Бывает еще и третий вариант, когда поставщик оборудования устанавливает только определенные ЧПУ системы. Например, компания Takisawa доверяет управление своими станками только системам Fanuc. Поэтому, оценивая возможности разных СЧПУ, следует учитывать производителя оборудования и тип самого станка, где данная система установлена.

ПОСТАВЩИКИ

Терехов Станислав Вадимович, руководитель технологического направления компании РУТЕХ»

На вопрос: «Какие требования российские предприятия предъявляют к СЧПУ сегодня?» Терехов Станислав Вадимович, руководитель технологического направления компании РУТЕХ, дилера промышленного европейского и азиатского оборудования, обозначил несколько наиболее популярных вариантов. Например, он отметил: «Я бы сказал, что больше половины технических заданий идет с дополнительными требованиями к СЧПУ. Чаще всего они касаются одновременной работы определенных осей. Например, синхронное или позиционное фрезерование. Попадаются требования по диалоговому программированию для решения задачи составления программы со стойки. Требования, касающиеся отображения программы в реальном времени и функции предпросмотра. Остальное — уже специфика, исходя из конкретной задачи. Например, интерфейс подключения внешних устройств».

Лебедев Руслан Юрьевич, руководитель отдела продаж токарного и фрезерного оборудования группы компаний  ПроТехнологии
С другой стороны, помимо требований к конкретным техническим характеристикам прослеживаются и сложившиеся предпочтения предприятия. Лебедев Руслан Юрьевич, руководитель отдела продаж токарного и фрезерного оборудования группы компаний ПроТехнологии, разделил предпочтения заказчиков в зависимости от уровня взаимодействия специалистов с оборудованием с ЧПУ. «Если мы говорим про операторов‑наладчиков, которые частенько участвуют в выборе и составлении ТЗ, то для них предпочтительны более удобные стойки, где лучший интерфейс. Так же приоритет имеют стойки, с которыми есть опыт работы. Если говорим про технических директоров и ИТР, то среди них есть устоявшиеся понятия, например, Fanuc — самая надежная и простая, Siemens с ней одном уровне со своими плюсами и минусами. Кстати, оборонные предприятия чаще выбирают Siemens, как-то так исторически сложилось. Heidenhain больше используется для многоосевой обработки. Вообще не скажу, что у заказчика сейчас очень хорошая осведомленность о СЧПУ. Я бы сказал больше какие-то предпочтения, популярность, известность того или иного бренда», — прокомментировал он.
Вопрос осведомленности российских заказчиков об особенностях и применимости различных систем ЧПУ для того или иного вида оборудования и работу, которую приходится вести поставщику в этом направлении, отметил и Станислав Вадимович: «Разброс знаний очень сильный. Бывает, что люди вообще берут первый станок и в принципе ничего не знают, кроме того, что есть ЧПУ, которое как-то управляет станком. А есть заказчики, например крупные заводы, у которых уже есть наработанные знания по системам ЧПУ, они привыкли к определенной стойке и пытаются на новом оборудовании эту стойку выбирать. Но не все понимают, что, несмотря на одинаковое название производителя, пульт, интерфейс и порядок работы может существенно отличаться, для этого мы и проводим обучение при поставке. На каждом станке от одной и той же фирмы все равно из года в год идут изменения. Но в целом при подборе я всегда смотрю, какие задачи стоят перед заказчиком. Потому что разные системы ЧПУ могут иметь свою специфику использования. Какие-то ЧПУ более подходят для мелкосерийного производства, когда часто пишутся программы и часто производится переналадка. Какие-то удобнее в плане стабильности при массовом производстве. В случае крупных производств уже превалирует желание заказчика. Если есть большое количество оборудования с одной и той же стойкой ЧПУ, удобнее, чтобы новый станок был с этой же стойкой, и у меня, как поставщика, особого выбора нет».
Российские поставщики оборудования отмечают, что следует учитывать влияние выбора СЧПУ и на сроки поставки станка в целом. Так же часто на выбор СЧПУ влияет и экономика вопроса: «Например, Mitsubishi сейчас развивает свои позиции на российском рынке. У нас эта система не так известна и нет истории. Но Mitsubishi сейчас предлагает хорошие цены, и, если заказчик не возражает и не имеет строгих ограничений, то мы можем ее поставить. И я бы сказал, что сейчас у нас идет довольно много станков с Mitsubishi,» — прокомментировал Руслан Юрьевич.
На что поставщики рекомендуют обращать внимание при выборе СЧПУ? В первую очередь, следует проанализировать задачу механообработки с точки зрения количества управляемых осей. Следующий вопрос, который появляется, исходя из сложности обработки, это объем оперативной памяти стойки. Сложные изделия всегда требуют большого объема. Например, оптимально написанная управляющая программа для турбинной лопатки потребует как минимум 5 Мб. Еще один немаловажный момент — это скорость обработки управляющей программы системой ЧПУ, скорость предпросмотра (например, Look Ahead на Fanuc). Данная функция актуальна для УП с большим количеством кадров, содержащих короткие перемещения, при этом скорость перемещений высокая, и стандартных возможностей предпросмотра, а это 10–20 кадров, может быть недостаточно. «Все стремятся к высокоскоростной обработке, при этом многие уже поняли, что, например, если обрабатывать алюминий, то нужно минимум 15 000 оборотов, но никто при этом не думает, что СЧПУ должна обладать расширенным предпросмотром, потому что подачи при такой обработке достигают 2 м/мин, программа бежит очень быстро, и могут проявляться дефекты, когда функций ЧПУ не хватает. Например, у нас есть заказчик, производящий пресс-формы для пластин, в которых проявляется дефект именно из-за отсутствия предпросмотра. Он не смертельный, но он есть. Остаются следы, а это дополнительные операции доработки, полировки и т. д. Все это трудозатраты, и дешевле доплатить для доукомплектации стойки, чем нести их в последствии», — утверждает Станислав Вадимович. Расширить предпросмотр можно до 1000–2000 кадров. Также, говоря о пользе этой функции, следует отметить, что у современных станков есть определенная стратегия работы приводами, если станок далеко просматривает программу, то может спланировать ускорение-торможение приводов. При выполнении программы плавно, а не рывками, обрабатываемая поверхность получится лучшего качества.

Павлов Михаил Владимирович, руководитель инжиниринговой компании КАМ СИСТЕМЫ
Говоря о критериях выбора СЧПУ многие отмечают и скорость освоения оборудования оператором-наладчиком. Руководитель инжиниринговой компании КАМ СИСТЕМЫ, Павлов Михаил Владимирович, уже более 20 лет сталкивается с задачей обучения персонала заказчика на различных видах оборудования, оснащенных разнообразными СЧПУ. «Каждая стойка ЧПУ сейчас требует технического образования хотя бы на начальном уровне. Однако часто обучение проходят люди, ранее не сталкивавшиеся не только со станками с ЧПУ, но и с механообработкой в принципе. Таких сотрудников легче обучить на Mitsubishi. Если человек более продвинутый, в том числе в программировании, то это СЧПУ Fanuc. Если имеем дело со специалистом после института, то однозначно это будут Heidenhain и Siemens. Если человек после института и с высшим техническим образованием, то несомненно это Okuma», — высказал свои предпочтения Михаил Владимирович.
Среди важных критериев СЧПУ он так же выделил следующие: «Я бы назвал точность и наличие числовой индикации не до 3-х, а до 4-х знаков. Также в сфере станкостроения не хватает повторяемости, многие заказчики сейчас упирают на этот критерий в ТЗ. И если говорить о России, то самая большая проблема — это привязка инструмента по разным датчикам. Их нужно систематизировать и сделать на всех стойках какое-то единое решение для каждого типа, не зависимо от страны-производителя, то есть сделать международный стандарт».
Рекомендуют обратить внимание и на функции предварительной подготовки программы, такие как визуализация УП. Качественное и удобное отображение позволит исключить удары, повреждения станка и т. д., которые приводят к серьезным издержкам. Симуляция позволяет минимизировать эти риски, даже на токарных станках эта функция считается полезной.

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Свои предпочтения в выборе СЧПУ высказали и представители производства. Безусловно, мнение их сформировано на основе опыта и специфики изготавливаемых изделий, но тем не менее, комментарии оказались весьма ценными. Если поставщики оборудования говорили о системах в целом, то производственники в большинстве своем высказывали мнение о конкретных моделях.

Маслов Дмитрий Александрович, главный технолог ОАО «766 УПТК», имея обширный опыт работы с оборудованием, оснащенным ЧПУ, поделился собственным обоснованием для выбора системы: «Мне нравится Fanuc, но по гибкости больше склонен к Heidenhain. Fanuc предпочтительнее, т. к. нагляднее при чтении по G‑кодам. Heidenhain, как мне кажется, более загружен формулировками. Проще читать сжатую информацию, в ней легче разобраться. Когда перепроверяешь какие-то ошибки, больше опираешься на цифровые значения. В Heidenhain теряешься из-за длины строки, пока ищешь нужные цифровые значения. Хотя визуализация в Heidenhain лучше, чем в Fanuc. Но для меня это не критично, потому что визуализацию мы прорабатываем, когда создаем программу, а делаем мы это в САМ-системе, на компьютере. Визуализацию чаще смотрит оператор, например подводы для инструмента. Это вопрос организации производства. Для нас минимальные характеристики стойки — это хотя бы иметь USB-порт, наличие сетевого кабеля, также наличие простейшего диалогового программирования: чтобы оператор мог в случае, условно говоря, недореза при обработке отверстия из-за привязки инструмента, запрограммировать самостоятельно, без помощи программиста и исправить свои ошибки».

Юрков Игорь Викторович, ведущий инженер-технолог по станкам с ЧПУ АО «ЗАСЛОН»

Юрков Игорь Викторович, ведущий инженер-технолог по станкам с ЧПУ АО «ЗАСЛОН», также отмечает влияние организации производства на выбор СЧПУ и высказывает личные предпочтения: «Из всех стоек, с которыми я работал, лучшая — HAAS, потому что там самый дружелюбный интерфейс. Гораздо проще обучить человека именно на стойке HAAS. Она наипростейшая из всех, наиболее понятная и наглядная. Fanuc считаю самым сложным, как ни странно, ведь считается, что HAAS близок к Fanuc. А Siemens поставлю посередине, если честно не очень нравится с ними работать. В Siemens больше возможностей в плане выставки инструмента, детали, есть дополнительные возможности. Но они, если честно, только путают. Особенно, когда первый раз сталкиваешься, тяжело разобраться. Из важных характеристик СЧПУ отмечу дружелюбный интерфейс для оператора, особенно для производств с разношерстным оборудованием с разными стойками. У нас деталь никогда не закреплена за станком. Есть план производства, и, следовательно, какой станок свободен, туда она и пойдет. И оператору бывает тяжело — кнопки совершенно разные. В Fanuc еще есть ключи, которые постоянно приходится переключать. И я вижу, как ребята мучаются. Допустим, работал оператор на HAAS и поставили его на Fanuc и надо ему выставить тот же самый ноль детали. А стойка сделать этого не дает, и требуется время, чтобы сообразить, вспомнить, что сделать это не дает ключ».

Смирнов Сергей Алексеевич, инженер-программист  АО «ЦКБМ»

Смирнов Сергей Алексеевич, инженер-программист АО «ЦКБМ» имеет дело в основном с немецким оборудованием и точными изделиями со сложной геометрией: «Трудно высказать определенные предпочтения. Но считаю Siemens очень дружелюбной системой. Вот, например, ездили недавно смотреть на HAAS (собирались покупать новые станки), но что-то не впечатлило. Ощущение, что по сравнению с Siemens остановились в развитии. Из важных характеристик СЧПУ назову в первую очередь удобство для оператора. Например, процесс загрузки программы на Fanuc для меня до сих пор шок. На Siemens нужно только скопировать и вставить, чего проще, а не ввести имя, еще раз ввести имя, переключить ручку и т. д. Кстати, стойки Siemens переводят в ИСО код то, что ты сделал при помощи диалогового программирования, в отличие от Fanuc. У Heidenhain свои преимущества, например, измерительные циклы для Renishaw вообще здорово написаны, и очень нас спасают».

Чистов Олег Николаевич, ведущий программист-технолог завода АО «КЛИМОВ», считает, что проблемы выбора СЧПУ может вообще не возникнуть, если грамотно спланировать производственный процесс: «У нас есть своя специфика. Сейчас мы составляем программы на компьютере, проверяем их, а дальше уже разбрасываем по станкам. Одну и ту же программу нажатием кнопки в ПК мы можем перевести на тот или иной станок. У нас станки однотипные: токарные все практически одной модели, фрезерные и обрабатывающие центры (например, Okuma Multus) тоже. Программу мы составляем в САМ-системе и на станок передаем после того, как выведем ее в VeryCUT, эта система позволяет проконтролировать УП в динамике рабочих органов станка на экране компьютера. Мы в некотором смысле избаловали своих наладчиков: если они не будут залезать самостоятельно в УП, то наш отдел гарантирует ее качество. Про стойки могу сказать, что чем сложнее станок, тем и стойка будет сложнее. А чем сложнее стойка, тем больше наладчику придется совершать манипуляций, чтобы достичь результата. Из важных характеристик стойки наверное можно выделить такой параметр, как оперативная память, т. к. программы у нас большие, также важно быстродействие самой системы (предпросмотр)».

СЕРВИС

К обсуждению достоинств и недостатков СЧПУ невозможно было не привлечь и специалистов, осуществляющие сервисные работы, ремонт и отладку СЧПУ на станках. Они имеют другой уровень доступа к системе и так же решают не простые задачи.
Тямков Даниил Львович, ведущий инженер по сервисному обслуживанию компании Солдрим-МСК: «Если смотреть по сервису, то я выберу Fanuc. На Fanuc могу программу логики открыть прямо со стойки, ничего больше не надо, а у Siemens требуется дополнительное оборудование и ПО. Если сравнивать по надежности, то приоритет у Fanuc. Siemens чаще ломаются. У Fanuc наработка на отказ большая получается, то есть может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и ничего с ним не будет. Siemens иногда выходит из строя при такой круглосуточной работе. Heidenhain по сравнению с Fanuc сначала кажется неудобной, но когда к ней привыкаешь, то понимаешь, что она сделана для пользователей, для оператора и сделана очень удобно. Есть графические меню, стойка направлена на общение человека с машиной. В NC-стойке с точки зрения сервис-инженера, например, логику писать очень неудобно. Даже с точки зрения наладчика-оператора там присутствуют так называемые трехбуквенные операторы, которые сложно запомнить».

Багаутдинов Сергей Васильевич, ведущий сервис-инженер группы компаний ПроТехнологии

Багаутдинов Сергей Васильевич, ведущий сервис-инженер группы компаний ПроТехнологии: «Предпочтения в плане сервиса отдаю Fanuc и Mitsubishi. Для них не надо использовать дополнительное программное обеспечение, установленное на ноутбуке или ПК, чтобы, например, сохранить параметры, LOADER (программное управление станком). Достаточно всего лишь иметь компакт флеш и, грубо говоря, станок перед собой, и можно продиагностировать его полностью. Сейчас новое поколение стоек Fanuc 0i-F имеет встроенный в систему SERVO GUIDE. Раньше его встраивали только в 31-ю и 32-ю серию модификации B, то теперь даже на нулевой серии есть встроенный интерфейс для диагностики станка. Для модернизации, например, лучше подходит Mitsubishi, т. к. может поддерживать не только собственные привода».

ПОЖЕЛАНИЯ

В завершении разговора все специалисты высказали свои пожелания в направлении развития СЧПУ. Они коснулись как недостающих функций, так и улучшения уже существующих.
Терехов С. В.: «Чаще всего сталкиваюсь с некорректными переводами. Просят включить русский язык, и я понимаю, что мне проще оставить английский и натаскать человека за пару дней по терминам. Этим страдает Fanuc, Mitsubishi, Siemens меньше. Например, вместо «коррекции» — «сдвиг» и т. д. То есть первую задачу я бы поставил корректный перевод в плане терминологии и техники. Также продолжил бы развивать направление диалогового программирования, и так, чтобы была конверсия в ИСО на всех станках, т. к. не все это делают. А это большая гибкость: сделали на одном станке, скинули на другой, пусть даже и с правками».
Маслов Д. А.: «Стойки становятся больше, производители делают упор на экран, внедряют TOUCH SCREEN, и не скажу, что всегда это удобно. Во‑первых, TOUCH SCREEN не всегда срабатывают, потому что руки могут быть вымазаны, да и в перчатке нужно 10 раз нажать, чтобы сработал экран. Иногда бывает, требуется нажатие одной клавиши, чтобы запуститься, так проще дотянуться носом. Работать с кнопками более эффективно. Во‑вторых, из-за большого размера экрана приходится бегать глазами по монитору, мотать головой влево‑вправо, искать, чтобы нажать кнопку — это неудобно. К тому же станки с большими стойками занимают дополнительное место в цеху».
Юрков И. В.: «Хотелось бы иметь независимую систему контроля, чтобы сберечь шпиндель и стол станка. Сейчас можно спокойно отфрезеровать станком свой собственный стол на всех стойках, с которыми я работал. Желательно иметь датчик по нагрузке, более чувствительный. В стандартном комплекте датчики, конечно, тоже есть, но довольно грубые, и срабатывают они, когда совсем уже дело плохо. Но мне кажется, должен быть еще какой-то более чувствительный или регулируемый хотя бы при сервисных работах. Также интересуют расширенные функции диагностики инструмента при привязке и промежуточной проверке. Потому что, несмотря на то, что есть лазер, и он достаточно чувствительный, ловит микроны, у нас были случаи, когда сломанным зубом фрезеровали партию деталей. Желательно контролировать форму угла фрезы».
Багаутдинов С. В.: «Защита на многих стойках есть, но она не позволяет сделать так, чтобы стойка была полностью защищена от несанкционированного проникновения в те параметры, в которые человек не должен иметь доступ, настраивать. Это должны настраивать квалифицированные специалисты. Чаще всего на стойках простая защита ЧПУ параметров и любой оператор может навредить станку, изменив 1 на 0 или наоборот, всего лишь в одном параметре, и станок уже будет работать неадектватно. Поэтому защита этих данных была бы хороша».

О РОССИЙСКИХ СЧПУ

Практически все специалисты, чей опыт работы превышает десять лет, знакомы с российскими СЧПУ, установленными на старом оборудовании. С современными отечественными СЧПУ опрошенные специалисты сталкивались в основном на модернизированном оборудовании.
По результатам опроса их предпочтения оказались не на стороне российских разработок. Что касается дальнейшего развития отечественных СЧПУ, было высказано следующее мнение. Лебедев Руслан Юрьевич на вопрос «Часто ли клиенты просят поставить новое оборудование с отечественными стойками?» ответил: «Честно говоря, я не сталкивался. Что такое российская СЧПУ? Зачем она нужна, если пока еще нет российских серийных станков, которые популяризированы. Сначала нужно вообще доказать, что наша сборка имеет право существовать в целом. Дальше должна последовать какая-то локализация, а после этого можно уже говорить, что и стойки мы умеем делать. Если сейчас их развивать, то к чему их привязать? В Тайвань поставлять? В Китай? Сейчас говорить о российских стойках в каком-то масштабе бессмысленно. Может быть, в некой специализированной отрасли, в частных случаях, например при производстве автоматизированных линий или другого несерийного оборудования, но не в сегменте серийных станков, где работаем мы».