Мобильный колесотокарный станок с ЧПУ

Архитектура комплекса

Комплекс состоит из двух механических частей станка с суппортами, шкафа управления, ЧПУ-контроллера, операторского ПО с сенсорным интерфейсом, дистанционного пульта, системы отчетов и отдельного инверторного блока для вращения колесной пары.

Станок устанавливается непосредственно на рельсовый путь под локомотивом или вагоном и фиксируется на рельсах. Конструкция рассчитана на работу в условиях депо: стружка, влага, СОЖ и механические воздействия учитывались в защите направляющих и ходовых узлов.

Механика и четыре оси подачи

Механика состоит из левой и правой базовых станин, каждая несет собственный суппорт с продольной и поперечной подачей. Станок управляет четырьмя осями X1, Y1, X2, Y2, что позволяет задавать разную глубину съема для левого и правого колеса и обрабатывать колесную пару одновременно.

• линейные направляющие, ШВП, серводвигатели и редукторы
• фиксация на рельсовом пути через прижимы и распорные элементы
• защита направляющих и винтов от стружки, влаги и механических воздействий
• комплект производственных материалов: 3D-модель, детали, спецификации и чертежи

ЧПУ и операторское ПО

Для станка был разработан ЧПУ-контроллер на STM32. Прошивка основана на GRBL 1.1, портированном и адаптированном под четыре оси X1, Y1, X2, Y2.

Операторское ПО на C++/Qt хранит профили и задания, проверяет параметры обработки, строит управляющую программу в G-code, показывает координаты и траектории, управляет запуском, паузой, остановкой и ручными перемещениями.

Генерация траекторий

Оператор не пишет G-code вручную. Он выбирает профиль, режим, направление обхода, подачу, глубину съема и параметры колес, а ПО строит программу движения для четырех осей.

• обточка полного профиля
• удаление кругового наплыва
• обточка гребня
• черновые и чистовые проходы
• контроль выхода за рабочую область

Процесс обработки

Оператор устанавливает станок, фиксирует его, подключает кабели, выполняет базирование осей, включает вращение колесной пары, подводит суппорты и задает параметры обработки. После запуска программа ведет обработку двух колес, отображает координаты, скорость подачи, активный проход и состояние выполнения.

После завершения обработки оператор выполняет контрольные замеры и может либо завершить работу с отчетом, либо вернуться к дополнительному проходу без потери текущего состояния.

Дистанционный пульт

Через дистанционный пульт оператор может выбирать ось, перемещать суппорт, менять коэффициент перемещения, управлять подачей, запускать и останавливать выполнение, ставить программу на паузу, переключать координаты и управлять вращением.

Силовой блок вращения

Для комплекса разработан отдельный инверторный блок вращения колесной пары. Он поддерживает заданную скорость вращения с использованием выносного энкодера, прижимаемого к ободу колесной пары. В составе материалов есть корпус, силовая схема, контроллер, прошивка и производственные файлы.