Ця стаття потребу? додаткових посилань на джерела для пол?пшення ?? перев?рност? . Будь ласка, допомож?ть удосконалити цю статтю , додавши посилання на над?йн? (авторитетн?) джерела . Зверн?ться на стор?нку обговорення за поясненнями та допомож?ть виправити недол?ки. Матер?ал без джерел може бути п?ддано сумн?ву та вилучено. (березень 2018)

Числове? програ?мне керува?ння (ЧПК) ( англ. Computer numerical control ) ? комп'ютеризована система керування, яка зчиту? командн? ?нструкц?? спец?ал?зовано? мови програмування (наприклад, G-код ) ? керу? приводами метало-, дерево- чи пластмасообробних верстат?в та верстатним оснащенням.

Числове керування ( англ. Numerical control ) ? автоматичне керування процесом, що зд?йсню?ться пристро?м , який використову? числов? дан? котр?, як правило, уводяться п?д час виконання операц?? (посилання: ISO 2382).

Скорочення ЧПК в?дпов?да? двом англомовним ? NC ? CNC , що в?добража? еволюц?ю розвитку систем керування устаткуванням:

• Системи типу NC ( англ. Numerical control ), що з'явилися першими, передбачали використання жорстко заданих схем керування обробкою ? наприклад, задання програми за допомогою штекер?в чи перемикач?в, збер?гання програм на зовн?шн?х нос?ях. Якихось пристро?в оперативного збер?гання цих керуючих процесор?в не передбачалося;
• Сучасн?ш? системи ЧПК, що мають назву CNC ( англ. Computer numerical control ), ?рунтуються на систем? керування побудован?й на:
  • м?кроконтролер? ;
  • програмованому лог?чному контролер? ;
  • промисловому комп'ютер? на основ? м?кропроцесора .

?стор?я [ ред. | ред. код ]

Зм?нюван? програми , нанесен? на перфокарти за допомогою дв?йкового коду , використовувалися вже на ткацькому верстат? Жаккара , створеному 1801 року.

Винах?дником першого верстата з числовим (програмним) керуванням ( англ. Numerical Control , NC ) ? Джон Персонс ( John T. Parsons ), котрий працював ?нженером в компан?? свого батька Parsons Inc , що випускала в к?нц? Друго? св?тово? в?йни пропелери для вертольот?в. В?н вперше запропонував використовувати для обробки пропелер?в верстат, який працю? за програмою, що вводиться з перфокарт.

1949 року, ВПС США проф?нансували Parsons Inc розробку верстата для контурного фрезерування складних за формою деталей ав?ац?йно? техн?ки. Однак компан?я не змогла самост?йно виконати роботи ? звернулася за допомогою в лаборатор?ю сервомехан?ки Массачусетського технолог?чного ?нституту ( англ. Massachusetts Institute of Technology ). Сп?впраця Parsons Inc з MIT тривала до 1950 року. 1950 року MIT придбав компан?ю з виробництва фрезерних верстат?в Hydro-Tel ? в?дмовився в?д сп?впрац? з Parsons Inc, уклавши самост?йний контракт з ВПС США на створення фрезерного верстата з програмним керуванням.

У вересн? 1952 верстат було вперше продемонстровано публ?ц? ? про нього була надрукована стаття в журнал? Scientific American . Нос??м програми керування верстатом була перфостр?чка .

Перший верстат з ЧПК в?др?знявся особливою складн?стю ? не м?г бути використаний у виробничих умовах. Перший сер?йний пристр?й ЧПК було створено компан??ю Bendix Corp. в 1954 роц?, ? з 1955 року в?н став встановлюватися на верстати. Широке впровадження верстат?в з ЧПК йшло пов?льно. П?дпри?мц? з недов?рою ставилися до ново? техн?ки. М?н?стерство оборони США змушене було на сво? кошти виготовити 120 верстат?в з ЧПК, щоби передати ?х в оренду приватним компан?ям.

Першими радянськими верстатами з ЧПК промислового застосування, ? токарно-гвинтор?зний верстат 1К62ПУ ? прокатн? 1541П. Ц? верстати були створен? в перш?й половин? 1960-х рок?в. Верстати працювали сп?льно з керувальними системами типу ПРС-3К та ?ншими. Пот?м були розроблен? вертикально-фрезерн? верстати з ЧПК 6Н13 з системою керування ≪Контур-ЗП≫. У наступн? роки у СРСР для токарних верстат?в , найб?льшого поширення набули системи ЧПК 2Р22 ? Електрон?ка НЦ-31.

Числове програмне керування також характерно для систем керування сучасними промисловими роботами . ^{[ джерело? ]}

Абрев?атура ЧПК в?дпов?да? двом англомовним ? NC и CNC , що в?ддзеркалюють еволюц?ю розвитку систем керування обладнанням.

1. Системи типу NC ( англ. Numerical Control ), що з'явилися першими, передбачали використання жорстко заданих схем керування обробкою ? наприклад, завдання програми за допомогою штекер?в або перемикач?в, збер?гання програм на зовн?шн?х нос?ях. Будь-яких пристро?в оперативного збер?гання даних, керувальних процесор?в не передбачалося.
2. Б?льш сучасн? системи ЧПК, зван? CNC ( англ. Computer numerical control ) ? системи керування, що дозволяють використовувати для модиф?кац?? наявних ? написання нових програм програмн? засоби. Базою для побудови ЧПК служать сучасний (м?кро)контролер або (м?кро)процесор:
3. м?кроконтролер ,
4. контролер з програмовано? лог?кою ,
5. керувальний комп'ютер на баз? м?кропроцесора .

Можлива реал?зац?я модел? з централ?зованим автоматизованим робочим м?сцем (наприклад, ≪ ABB Robot Studio≫ , ≪ Microsoft Robotics Developer Studio ≫) з подальшим завантаженням програми за допомогою передавання з промислово? мереж?.

Апаратне забезпечення [ ред. | ред. код ]

Числове програмне керування (ЧПК) ? комп'ютеризована система, яка керу? приводами технолог?чного обладнання, разом з верстатним оснащенням. Устаткування з ЧПК може бути представлено:

• верстатним парком, наприклад, верстатами (верстати, обладнан? числовим програмним керуванням, називаються верстатами з ЧПК) для обробки метал?в (наприклад, фрезерн? чи токарн? ), дерева, пластмас, для р?зання листових заготовок, для обробки тиском тощо;
• приводами асинхронних електродвигун?в, що використовують векторне керування ;
• характерною системою керування сучасними промисловими роботами.
• Перифер?йними пристроями , наприклад: 3D-принтер , 3D-сканер .

Структурно, до складу ЧПК можуть входити:

• пульт оператора (або консоль вводу-виводу) , що дозволя? вводити керуючу програму, задавати режими роботи; виконати операц?ю вручну. Як правило, всередин? шафи пульта сучасно? компактно? ЧПК, розм?щуються ?? ?нш? частини;
• дисплей (або операторська панель) ? для зорового контролю режим?в роботи ? редаговано? керуючо? програми/даних; може бути реал?зований у вигляд? окремого пристрою для дистанц?йного керування обладнанням;

• контролер ? комп'ютеризований пристр?й, котрий вир?шу? завдання формування тра?ктор?? руху р?зального ?нструменту, технолог?чних команд керування пристроями автоматики верстата, загальним керуванням, редагування керуючих програм, д?агностики та допом?жних розрахунк?в (тра?ктор?? руху р?зального ?нструменту, режим?в р?зання);
• Пост?йний запам'ятовувач ? пам'ять, призначена для довготривалого збер?гання (роки ? десятки рок?в) системних програм ? констант; ?нформац?я з не? може т?льки зчитуватися;
• Оперативна пам'ять ? призначена для тимчасового збер?гання керуючих ? системних програм, що використовуються в дану мить.

У рол? контролера виступа? промисловий контролер , як то: м?кропроцесор , на якому побудована вбудована система ; програмований лог?чний контролер або б?льш складний пристр?й керування ? промисловий комп'ютер .

Важливою характеристикою CNC -контролера, ? к?льк?сть осей (канал?в), як? в?н здатний синхрон?зувати (управляти) ? для цього потр?бна висока продуктивн?сть ? в?дпов?дне ПЗ.

Як виконавч? механ?зми використовуються сервоприводи , кроков? двигуни .

Для передач? даних м?ж виконавчим механ?змом ? системою керування верстатом зазвичай, використову?ться промислова мережа (наприклад, CAN , Profibus , Industrial Ethernet ).

К?лька верстат?в з ЧПК можуть об'?днуватися в гнучку автоматизовану виробничу систему, яка, в свою чергу, може бути доповнена гнучкою автоматизованою д?лянкою ? ув?йти до складу автоматично? л?н?? (виробництва масштабу д?лянки або цеху). ^{[ джерело? ]}

Верстати , обладнан? числовим програмним керуванням, називаються верстатами з ЧПК. Окр?м металор?зальних (наприклад, фрезерн? чи токарн? ), ?сну? устаткування для р?зання листових заготовок, чи обробки тиском.

Програмне забезпечення [ ред. | ред. код ]

Найпоширен?шою мовою програмування ЧПК для металор?зального устаткування описана документом ISO 6983 М?жнародного ком?тету ?з стандарт?в ? назива?ться ≪ G -код≫ . В окремих випадках ? наприклад, системи керування грав?ювальними верстатами ? мова керування принципово в?др?зня?ться в?д стандарту. Для простих завдань, наприклад, розкрою плоских заготовок, система ЧПК як вх?дна ?нформац?я може використовувати текстовий файл у формат? обм?ну даними ? наприклад DXF або HP-GL .

П?сля того як складена керуюча програма, оператор за допомогою програматора вводить ?? в контролер. Команди керуючо? програми розм?щуються в оперативн?й пам'ят?. У процес? створення або п?сля введення керуючо? програми оператор (в даному аспект? викону? роль програм?ста) може в?дредагувати ??, включивши в роботу системну програму редактора ? виводячи на дисплей всю або потр?бн? частини керуючо? програми ? вносячи в них потр?бн? зм?ни. При робот? в режим? виготовлення детал? керуюча програма кадр за кадром надходить на виконання. В?дпов?дно до команд керуючо? програми, контролер виклика? з пост?йно? пам'ят? в?дпов?дн? системн? п?дпрограми, як? змушують працювати п?дключене до ЧПК обладнання в необх?дному режим? ? результати роботи контролера у вигляд? електричних сигнал?в надходять на виконавчий пристр?й  ? приводи подач?, або на пристро? керування автоматикою верстата.

Керуюча система зчиту? ?нструкц?? спец?ал?зовано? мови програмування (наприклад, G-код ) програми, який пот?м ?нтерпретатором системи ЧПК переклада?ться з вх?дно? мови на команди керування головним приводом, приводами подач, контролерами керування вузлами верстата (наприклад, ув?мкнути / вимкнути подачу охолоджувально? емульс??).

Розробка керуючих програм на початку 2000 рок?в, викону?ться з використанням спец?альних модул?в для систем автоматизованого проектування (САПР) або окремих систем автоматизованого програмування ( CAM ), як? за електронною моделлю, генерують програму обробки.

Для визначення потр?бно? тра?ктор?? руху робочого органу в ц?лому (?нструменту / заготовки) в?дпов?дно до керуючо? програми, використову?ться ?нтерполятор , що розрахову? положення пром?жних точок тра?ктор?? по заданих у програм? к?нцевим.

У систем? керування, окр?м само? програми, присутн? дан? ?нших формат?в ? призначення. Як м?н?мум, це машинн? дан? ? дан? користувача , специф?чно прив'язан? до конкретно? системи керування або до певно? сер?? (л?н?йки) однотипних моделей систем керування.

Програма для верстата (обладнання) з ЧПК, може бути завантажена з зовн?шн?х нос??в, наприклад, магн?тно? стр?чки, перфоровано? паперово? стр?чки ( перфостр?чки ), дискети або флеш-накопичувач?в у власну пам'ять або тимчасово, до вимкнення живлення ? в ??оперативну пам'ять. У раз? оновлення вм?сту пост?йно? пам'ят? (наприклад, флеш-пам'ят? або твердого чи SSD -диску) програма збер?га?ться ? п?сля вимкнення живлення. Кр?м цього, сучасне обладнання при?дну?ться до централ?зованих систем керування за допомогою заводських (цехових) мереж зв'язку.

Найб?льш поширена мова програмування ЧПК для металор?зального обладнання, описана документом ISO 6983 М?жнародного ком?тету з? стандарт?в ? назива?ться ≪G-код≫ . В окремих випадках ? наприклад, системи керування грав?рувальними верстатами ? мова керування принципово в?др?зня?ться в?д стандарту. Для простих завдань, наприклад, розкрою пласких заготовок, система ЧПК як вх?дну ?нформац?ю, може використовувати текстовий файл у формат? обм?ну даними ? наприклад, DXF або HPGL .

?нтерпретатор системи ЧПК проводить переведення програм з? вх?дно? мови на команди керування головним приводом, приводами подач, контролерами керування вузлами верстата (ув?мкнути/вимкнути охолодження, швидкост? перем?щення та ?нше). Для визначення необх?дно? тра?ктор?? руху робочого органа в ц?лому (?нструмента/ заготовки ) в?дпов?дно до керуючо? програми, використову?ться ?нтерполятор , що розрахову? положення пром?жних точок тра?ктор?? в?дпов?дно до координат заданих у програм? точок.

Див. також [ ред. | ред. код ]

• Автоматизац?я
• Автоматизац?я виробництва
• Робототехн?ка

Джерела [ ред. | ред. код ]

• Числове керування