ООО «СинкТвин Технологии» +7 925 353-56-35 info@synctwin.ru
Документация / Станок и программы / Справочник / Типы станков

Порода — это кинематика, а не бренд

«Фрезер 3 оси», «фрезер 5+2», «локтевой манипулятор 6R» — вот породы. «KUKA», «Inovance», «через LPT» — это не порода, а данные конкретного экземпляра. Два станка с одной кинематикой — один тип, даже если приводы у них от разных заводов: различие обязано жить в паспорте двойника, а не во втором описании станка.

Словарь

Список пород мы не выдумываем

Он сверяется с модулями кинематики LinuxCNC — теми, что физически лежат на управляющей машине. Замер на нашем стенде: девятнадцать модулей.

trivkinsgenserkinsscarakinspumakins5axiskinsxyzac-trt-kinsxyzbc-trt-kinsxyzab_tdr_kinscorexykinsgenhexkinstripodkinsrotarydeltakinslineardeltakinspentakinsmaxkinsrosekinsrotatekinsscorbot-kinsuserkins

Каждый такой модуль отвечает на один вопрос: как из координат, которые называет программа, получить положения приводов, и обратно. Есть модуль — есть решатель; нет решателя — механизм всё равно управляется, но другим родом программ (см. ниже).

Каталог

Шаблоны компоновок

Станок заводится с выбора шаблона: он приносит модуль кинематики, порядок осей и роль каждой (что двигается — стол или голова). Дальше правятся пределы и приводы.

ШаблонКинематикаОсиКлассПрограмма реза
3-осевой вертикальный фрезерtrivkins coordinates=XYZXYZстанокда
ЧПУ-роутер портального типа (gantry)trivkins coordinates=XYYZ kinstype=BOTHXYYZстанокда
Плоттер / роутер с двумя параллельными X (dual-X gantry)trivkins coordinates=XXYZ kinstype=BOTHXXYZстанокда
Плоский XY-гантри (плоттер / лазер / нож)trivkins coordinates=XYXYпрочееда
2-осевой токарный станокtrivkins coordinates=XZXZтокарныйда, токарный процесс
5-осевой фрезер с поворотно-наклонным столом (trunnion)xyzbc-trt-kinsXYZBCстанокда
5-осевой фрезер с поворотной головкой (swivel head)xyzac-trt-kinsXYZACстанокда
SCARA-робот (4 оси)scarakinsXYZAроботнет — это SCARA-рука (шарнирная кинематика)
6-осевая рука (KUKA-типа)genserkinsXYZABCроботда
Гексапод (платформа Стюарта, 6 ног)genhexkinsXYZABCроботнет — это гексапод: XYZ решаются из длин штанг
Линейная дельта (3 каретки, уровневая платформа)lineardeltakinsXYZроботда
Трипод (3-PRS наклонная голова, Sprint-Z3-класс)ptripodkinsZABроботнет — это трипод: свободных X/Y нет, только Z и наклоны
Проволочная эрозия, конусная (X Y + U V)trivkins coordinates=XYZUVXYZUVпрочееда
Проволочная эрозия, поворотная («turn & burn»)trivkins coordinates=XYZABXYZABпрочееда
Своя конфигурацияtrivkins coordinates=XYZXYZпрочеенет — кинематика не описана как декартова

Порода определяется не именем станка и не именем файла, а тем, какой модуль кинематики уезжает в конфигурацию. Совпал — та же порода.

Столбец «программа реза» отвечает только за геометрию. Второе условие — навесное: голова обязана уметь этот процесс. Фрезерная станина с горелкой резать не будет, и никакая кинематика этого не переголосует.

Оборудование

Одиннадцать конструкторов

Конструктор — это параметрический тип оборудования: вы задаёте размеры, ход, приводы и навесное, а конфигурация станка собирается из двойника. Зрелость помечена честно: рабочий — ездит на железе каждый день, бета — работает, но вне основной линии, опытный — исследовательский, на цех не выпускался.

Фрезер 3 оси

XYZtrivkinsEtherCAT · CiA-402 или LPT · step/dirрабочий

Основной класс: три линейные оси и шпиндель. Приводы — сервоприводы по EtherCAT или шаговые через параллельный порт (3018, CNC3040 на DRV8825 / A4988 / TB6600): это поле «интерфейс» одного и того же конструктора, а не две породы. На серво-варианте платформа ездит каждый день.

Чего не делает. Наклонов и поворотов нет: обработка 2.5D и плоский контур. У варианта на LPT нет шины — значит нет и обратной связи привода: положение известно ровно настолько, насколько верны настройки хода.

Фрезер 5 осей с поворотно-наклонным столом

XYZBCxyzbc-trt-kinsEtherCAT · CiA-402бета

Trunnion-стол: деталь наклоняется и поворачивается, шпиндель остаётся вертикальным. Под обработку 3+2 — позиционирование поворотных осей и рез в плоскости.

Чего не делает. Непрерывная пятикоординатная обработка сложных поверхностей — не наша игра.

Фрезер 5 осей с наклонной головой

XYZACxyzac-trt-kinsEtherCAT · CiA-402бета

Наклонная голова A/C: стол неподвижен, ориентацию инструмента даёт голова. Та же обработка 3+2 и та же программа-пример, что у trunnion-стола; разное — чем добывается ориентация, и это видно в ответе стенда, а не в программе.

Чего не делает. Тот же предел, что у стола: непрерывная пятикоординатная обработка не ведётся.

Токарный станок 2 оси

XZtrivkinsLPT · step/dirбета

Поперечная X и продольная Z, шпиндель с патроном. Класс bench / hobby (Taig, Sherline, mini-lathe 7×14). Есть стол инструментов: резцы точения, торцовки, отрезки, резьбы.

Чего не делает. Оси Y у токарного нет вовсе — и в описании станка её быть не должно.

Лазерный плоттер / резак

XYtrivkinsремни · step/dirбета

Плоский портал на ремнях и лазер (диодный или CO₂) через ШИМ. Луч управляется как шпиндель: M3 с числом — мощность, M5 — выключить. Класс K40 и диодных гравёров.

Чего не делает. Оси Z нет — голова с фиксированным фокусом. Стола инструментов нет: сменного инструмента у луча не бывает.

Проволочный электроэрозионный станок

XYUV+Z или XYAB+Ztrivkinsбез шиныопытный

Две компоновки в одном конструкторе: «конусность» — X Y (нижняя направляющая) и U V (смещение верхней) интерполируются, Z установочная; «поворотная» — X Y плюс вращение детали A и наклон B. Подача идёт по зазору.

Чего не делает. Только симуляция: на железе не проверялся. Стола инструментов нет.

6-осевая рука (KUKA KR16 и любая другая 6R)

XYZABCgenserkinsвирт. оси или EtherCATопытный

Шарнирный промышленный робот. Геометрия задаётся таблицей DH — то есть тот же конструктор обслуживает любую руку 6R, а не только KR16. Пока приводы не назначены, оси виртуальные; назначили серво суставам — рендерится шина.

Чего не делает. Программы реза на нём не пишутся: у шарнирной кинематики нет прямой декартовой оси, и плоский G-code на ней не значит того, что нарисован.

Сварочный робот

XYZABCgenserkinsвирт. оси или EtherCATопытный

Та же рука 6R, но навесное — горелка MIG/MAG, и в паспорте появляются параметры процесса: подача проволоки, скорость ведения. Отдельной кинематики у него нет и не должно быть.

Чего не делает. То же ограничение, что у руки: движения — да, рез по объёму детали — нет.

Гексапод (платформа Стюарта)

6 штанг → XYZABCgenhexkinsEtherCAT · CiA-402опытный

Подвижная платформа на шести линейных штангах, полная поза: три перемещения и три поворота. Геометрия (радиусы базы и платформы, разнос пар, высота, ход) задаётся параметрами.

Чего не делает. Замкнутая цепь: в URDF такой механизм не выражается, программы реза недоступны.

Трипод — наклонная голова 3-PRS

Z + 2 наклонаptripodkinsEtherCAT · CiA-402опытный

Три линейных цилиндра держат головку: синхронно — подача по Z, врозь — наклон. Класс Sprint Z3 / Tricept.

Чего не делает. Модуль кинематики нестандартный: его надо собрать и установить на боксе до первого запуска, в том числе в симуляции. Свободных X и Y у трипода нет.

Линейная дельта

3 каретки → XYZlineardeltakinsEtherCAT · CiA-402опытный

Платформа на трёх тягах к трём вертикальным кареткам, три степени свободы. Платформа остаётся уровневой — инструмент всегда вертикально. Геометрия — длина тяги и дельта-радиус.

Чего не делает. Не путать с триподом: там голова наклоняется, здесь нет. Замкнутая цепь — те же ограничения, что у гексапода.

Главное различие

Рез и движение — два разных рода программ

Разница не в навесном и не в отрасли, а в том, откуда берётся траектория. Отсюда и правило доступности.

РодКому доступенОткуда траекторияВ каких координатах
Рез (CAD-программа)только породам, у которых есть решатель под этот процесстраектория ВЫВОДИТСЯ из объёма детали: карман, контур, сверловка, резьба, фаска, гравировкакоординаты ДЕТАЛИ, стол слотов инструмента, смена инструмента
Движение (PLC-программа)ЛЮБОМУ механизму, включая узел автоматики и гексаподтраекторию НАЗЫВАЕТ автор: каждая ось получает своё задание, шаг за шагомкоординаты ЯЧЕЙКИ, слотов инструмента нет вовсе

Станочность — это способность механизма, а не его порода. Станок есть частный случай автоматики. Поэтому гексапод, трипод и шарнирная рука прекрасно программируются движениями — перенос, установка, сварочный проход, — но программу реза на них система не даст: у их кинематики нет решателя под этот процесс, и плоский G-code на них означал бы не то, что нарисовано.

Обратное тоже верно: обычный трёхосевой фрезер доступен роду «движение» наравне с конвейером. Ограничение здесь одностороннее.

Оборудование выбирается ОДИН раз — при создании программы, и внутри лаборатории его больше не переспрашивают. Непригодный станок из списка не исчезает: он показывается с названной причиной («это гексапод: XYZ решаются из длин штанг»), потому что исследовательский запуск иногда нужен, а молчаливый запрет объясняет хуже, чем честная строка.

Паспорт

Оси, пределы и откуда берутся числа

Всё, что знает станок, живёт в двойнике. Конфигурация для управляющей машины всегда генерируется из него — она производная, а не второй источник правды. Импорт с реального станка засевает двойник, но второй истины не создаёт.

ЧтоЗначениеОткуда
Тип осилинейная или угловаязадаёт человек
Границы ходаминимум и максимум в координатах станказадаёт человек
Максимальная скорость и ускорениемм/мин и мм/с²задаёт человек
Допуск слеженияпредельная и минимальная ошибка следованиязадаёт человек
Люфтмм, доезжает до станка как компенсациязадаёт человек
Направлениеинверсия знака оси — геометрия, а не настройка приводазадаёт человек
Шаг винта, редуктор, энкодерфизика передачи: мм на оборот, отношение, импульсов на оборотзадаёт человек
Импульсов на миллиметрто самое число, от которого зависит «станок проехал ровно столько»ВЫВОДИТСЯ, руками не вписывается
Источник масштаба«умолчание стенда» либо «наладка двойника»называется словом
Привязка к приводупозиция слейва на шине плюс снимок его личности при привязкеприходит из наладки
Виртуальная / отключенаось едет в петле, привязка при этом сохраняетсяфлаг

Число «импульсов на миллиметр» руками не вписывается никогда. Это единственное число, от которого зависит «станок проехал ровно столько, сколько сказали», и оно выводится из физики: шаг винта, внешний редуктор, разрешение энкодера. Вводятся причины — считается следствие.

Источник масштаба называется словом, а не выводится из совпадения чисел. Ось, до которой наладчик ещё не дошёл, помечена как «умолчание», даже если её значения верны. Молчание двойника не может значить знание.

Привязка оси к приводу — это личность, а не позиция. При привязке снимается, какой именно привод стоял на этом месте шины (модель, идентификаторы производителя и изделия). Поменяли местами два привода — позиция осталась, машина за ней другая, и такую ось система вести откажется.

Ноль детали станку не принадлежит. Он принадлежит установке заготовки: где лежит деталь — знает установка и смещение нуля, а программа описывает саму деталь от угла болванки. Поэтому одна и та же программа переносится между установками без единой правки.

Правило, к которому платформа сведена: число, описывающее конкретный станок, принадлежит двойнику — ходы и пределы, скорости и ускорения, люфт, масштаб, смещение нуля осей, паспорт шпинделя. Генератор конфигурации такое число печатает, но не знает.

Дальше

Механизм как данные

Кинематика отвечает на вопрос «как считаются оси». На вопрос «как эта машина выглядит и из чего состоит» отвечает описание механизма — звенья, шарниры, пределы, точки датчиков: URDF, шарниры, имена, меши.