Автоматизация станков с чпу реферат

Обновлено: 07.07.2024

Технологические возможности станков с чпу ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

После изучения материала данной главы студент должен:

• конструктивные особенности станков с ЧПУ;
• технологические возможности станков с ЧПУ;
• силовые характеристики и показатели точности станков с ЧПУ;

• применять многоинструментность станков с ЧПУ для решения задачи интеграции обработки, автоматизации и обеспечения гибкости производства;
• использовать возможности станков с ЧПУ для повышения точности обработки;

• навыками проектирования технологических процессов с использованием станков с ЧПУ;
• навыками наладки станков с ЧПУ;
• методами проверки точности станков с ЧПУ и ее поддержания в период эксплуатации.

В современных условиях основные виды работ выполняются на станках с ЧПУ. Становится понятно, что прежде чем рассматривать технологию изготовления основных типов деталей, необходимо ознакомиться с возможностями этого вида станков. Материалы, изложенные в данной главе, относятся ко всем станкам с ЧПУ и ко всем типам обрабатываемых деталей.

Станки с ЧПУ обладают широкими возможностями (рис. 9.1).

1. Автоматизация всех основных и вспомогательных действий. К основным действиям следует отнести перемещения рабочих органов и смену режущих инструментов. Вспомогательные действия: изменения частот вращения шпинделя и величин подач, включение и выключение охлаждения, изменение режима охлаждения, включение технологического останова, изменение положения люнетов и элементов ограждения, выбор между относительной и абсолютной системами отсчета перемещения и положения рабочих органов и др.
2. Многоинструментность и быстродействие при смене инструментов.

Многоинструментность позволяет объединять в одну операцию много различных видов работ, выполняемых в один установ. Время автоматической смены инструментов в современных станках доведено до двух секунд. Инструменты размещены в револьверных головках (рис. 9.2) или инструментальных магазинах (рис. 9.3) и зачастую транспортируются в позицию смены во время выполнения станком резания.

Рис. 9.1. Технологические возможности станков с ЧПУ.

Рис. 9.2. Револьверные головки токарных станков с ЧПУ.

Рис. 9.3. Инструментальные магазины станков с ЧПУ

3. Высокие силовые характеристики, к которым относится следующее:
- — мощность и вращающий момент привода главного движения, и характер их изменений в зависимости от частоты вращения шпинделя;
- — тяговые усилия приводов подач;
- — жесткость отдельных элементов станка;
- — виброустойчивость при резании.
На рис. 9.4 показаны графики зависимости мощности Р двигателя (пунктирная линия 3) и двух диапазонов скоростей шпинделя (линии 1 и 2), созданных ременной и зубчатыми передачами двухскоростного редуктора привода главного движения станка с ЧПУ, от частоты вращения п. Асинхронный двигатель с частотным регулированием (АДЧР) с номинальной ЗОР мощностью Р_{ном дв} имеет номинальный вращающий момент I _ном =;

НОМ.ДВ и три участка изменения величины мощности:

Рис. 9.4. Графики мощности главного привода станка с ЧПУ

4. Высокие и широкие скоростные характеристики приводов главного движения и подач. В связи с повышением скоростей резания возрастает верхний предел частот вращения шпинделя. При обработке легких сплавов скорости резания равны нескольким сотням м/мин, частоты вращения шпинделей достигают значений нескольких десятков тыс. об/мин.

Стремление повысить производительность за счет сокращения вспомогательного времени диктует необходимость увеличить скорости холостых перемещений. В настоящее время эти скорости для самых быстроходных станков достигают 60 м/мин. Кроме того, важна динамика приводов подач. Под этим термином понимают характер достижения максимальной величины скорости движения. Ее необходимо достичь в минимально короткое время, Поскольку величины перемещений сравнительно невелики, при неудовлетворительной динамике высокие скорости фактически не смогут быть реализованы.

5. Высокая точность перемещений рабочих органов. Современные станки снабжены системами обратной связи. Это означает, что величины перемещений контролируются датчиками, которые отслеживают положение рабочих органов в каждый момент времени.

Современные станки с ЧПУ имеют цену единичного импульса (дискрету) 0,001 мм для линейных и 0,001° для круговых перемещений. У высокоточных станков эти значения меньше в 10 раз.

Допустимые погрешности отработки запрограммированных координатных перемещений и повторяемости достижения заданного положения не превышают нескольких микрометров ["https://referat.bookap.info", 25].

6. Увеличенное число управляемых координат. Чем больше координат имеет станок, тем богаче его возможности. Например, токарный обрабатывающий центр может иметь шесть координат: три координатных линейных перемещения по осям Z (вдоль оси шпинделя), X (перпендикулярно оси шпинделя) и Y (перпендикулярно плоскости осей XZ) поворот заготовки вокруг оси Z— координата С; поворот инструментального шпинделя вокруг оси Y — координата В; поворот шпинделя вокруг своей оси вращения — координата С1. Для сравнения: простой токарный станок с ЧПУ имеет две координаты: X и Z.

На рис. 9.5 изображены многокоординатпые станки фрезерно-расточной и токарной групп:
- а) вертикально-фрезерный с поворотной шпиндельной бабкой и вращающимся столом;
- б) вертикально-фрезерный с поворотным вращающимся глобусным столом;
- в) горизонтально-расточной с поворотным вращающимся глобусным столом;
- г) горизонтально-расточной с поворотным столом с вертикальной осью вращения;
- д) токарный восьми координатный обрабатывающий центр с двумя суппортами;
- е) токарный шестикоординатный обрабатывающий центр с револьверной головкой на суппорте и вертикальным инструментальным шпинделем на другом суппорте.
Рис. 9.5. Многокоординатные станки с ЧПУ.

Перемещения заготовки и режущего инструмента позволяют формообразующей точке оказываться в любом месте рабочего пространства станка.

Обозначение координатных осей и их направленность в прямоугольной системе координат описаны в ГОСТ 23 597–79 . Три линейные X, Y, Z и три круговые управляемые координаты А, В, С вокруг данных линейных являются основными. Станкам также могут быть приданы вторичные дополнительные линейные координатные оси U, V, W, параллельные основным, и третичные оси Р, Q, R, как параллельные, так и не параллельные основным. Дополнительные поворотные оси обозначаются буквами D и Е.
- 7. Наличие режима интерполяции. Этот режим заключается в одновременном перемещении рабочих органов по нескольким координатам со строго контролируемыми скоростями. Сняты существовавшие ранее запреты на продаж>' в Советский Союз и Россию устройств ЧПУ с числом координатных перемещений в режиме интерполяции более двух. Немецкая фирма Siemens продает в настоящее время устройства Sinumerik с 32 координатами, которые все могут работать в режиме одновременной интерполяции.
- 8. Система управления качеством обработки. Реализуется автоматический ввод изменения положения режущих инструментов и рабочих органов, связанных с износом режущих инструментов и тепловыми деформациями, возникающими по ходу выполнения работ.
- 9. Параметрический ввод компенсации величин постоянных систематических погрешностей перемещений по всем координатным осям. За счет этой возможности можно значительно повысить исходную точность станка, а затем поддерживать ее в период эксплуатации.
Для ввода значений компенсации первоначально производят проверку точности перемещений с помощью лазерных интерферометров (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Лазерный интерферометр.

Лазерные автоколлиматоры (рис. 9.7) используют при контроле формы и взаимного расположения поверхностей (прямолинейности, плоскостности, перпендикулярности, соосности и др.).

Рис. 9.7. Лазерный автоколлиматор.

10. Возможность компенсировать величину зоны нечувствительности по каждой из управляемых координат. Зона нечувствительности проявляет себя при реверсировании направления перемещения рабочего органа в виде потери некоторой величины перемещения.

Наиболее полно выполнить диагностику технического состояния станка с ЧПУ и проверить соответствие рабочих характеристик станка требованиям, установленным руководством по его эксплуатации, можно с помощью беспроводного устройства QC20-W ballbar фирмы Renishaw (Англия), механическая часть которого показана на рис. 9.8, а.

Рис. 9.8. Схема проверки с помощью телескопической оправки со сферическими шарнирными опорами:

а — устройство; б — круговая профилограмма Телескопический линейный датчик с двумя сферическими шарнирными опорами 1 закрепляется на станке с ЧПУ в магнитных держателях 2: один держатель — на столе станка, другой — на шпиндельной бабке, которая перемещается по круговой траектории относительно стола. Изменение расстояния между центрами сферических опор 1 фиксируется с помощью преобразователя перемещений 3. Сигнал измерения отображается либо на круговой (см. рис. 9.8, б), либо на линейной профилограмме.

За отклонение принимается наибольшее расстояние, А между ирофилограммой и прилегающими эталонными контурами (окружностями).

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

интерфейсный информационный автоматизация

Внедрение автоматизации участков с ЧПУ на производстве колоссально повышает производительность труда, сокращает долю рабочих, которые заняты в различных сферах производства.

В основе организации производственного процесса на каждом предприятии и в любом его цехе лежит рациональное сочетание всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Особенности и методы этих сочетаний различны в разных производственных условиях, однако есть и общие принципы. Например, принципы специализации, пропорциональности, прямоточности, минимума и максимума перерывов, ритмичности

С внедрением в производство автоматизированных прогрессивных технологических процессов все шире применяются станки с ЧПУ, промышленные роботы (ПР), гибкие производственные системы (ГПС), управляемые от ЭВМ [1].

Станки с числовым программным управлением появились на рынке в 1955 г., их быстрое распространение началось только с применением микропроцессоров.

Одним из способов получения максимального экономического эффекта от внедрения станков с ЧПУ является концентрация станков на отдельных участках или в цехах. Такая концентрация имеет следующие преимущества: дает возможность организовать технологический поток при обработке сложных деталей; применять обработку деталей по методу групповой обработки; применять многостаночное обслуживание; повысить надежность работы станков; снизить затраты на обслуживающий персонал и др. По мере увеличения станочного парка и накопления опыта эксплуатации станков структура участков (цехов) с ЧПУ будет совершенствоваться путем применения группового управления и централизованного управления станками с ЧПУ, а также путем создания автоматизированных участков станков с ЧПУ.

Создание автоматизированных участков из станков с ЧПУ является первым шагом к созданию больших автоматизированных систем, в которых планирование производства, определение оптимальной технологии и режимов обработки, а также управление станками осуществляется при помощи вычислительной техники.

В зависимости от отрасли и типа производства автоматизированные производственные системы создают на базе различного оборудования: универсального, агрегатного, специального и специализированного, автоматов, полуавтоматов, обрабатывающих центров, станков с ЧПУ, объединенного гибкими или жесткими транспортными устройствами. Для серийного и мелкосерийного производства характерно применение автоматизированных систем из универсальных и агрегатных станков, обрабатывающих центров, станков с ЧПУ с гибкой связью, предполагающей наличие межоперационных накопителей.

По межстаночному транспорту различают следующие автоматизированные линии:
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Станок с числовым программным управлением

ЧПУ станок (станок с числовым программным управлением) - это станок, который оснащен специализированным программно-аппаратным обеспечением для управления механической частью. Использование ЧПУ систем делает производство более предсказуемым, увеличивает повторяемость результата механообработки и снижает потребность в рабочих руках высококвалифицированных рабочих-станочников и операторов.

· Разнообразие ЧПУ станков очень велико и позволяет выполнить довольно большой спектр задач например

· фрезерный станок позволяет обрабатывать большое количество материалов от фанеры до мягких металлов с большой точностью и повторяемостью

· лазерный гравер в зависимости от мощности лазера производить гравировку и резку материалов от бумаги до 10мм стальных листов

· 3д принтер позволяет создавать объемные изделия из разных видов пластика для очень большого количества областей от художественных мастерских до медицины и архитектуры

· Токарный станок позволяет изготавливать тела вращения из различных материалов

Разберем из чего состоит типовой чпу станок. Все элементы конструкции и электроники подбираются с учетом назначения станка и требуемого класса точности изготовления изделий.

Рассмотрим направляющие от самых простых и дешевых прецизионным.

· Система open builds представляет собой экструдированный алюминиевый конструкционный профиль по которому передвигаются прорезиненные колёса.

· Полированные валы вдоль которых движется линейный подшипник

· Полированные валы с опорой тоже самое что выше только обладает большей жесткостью.

· Рельсовые направляющие обладают большой жесткостью и точностью и при этом большой ценой относительно других видов направляющих.

· Ременная передача происходит с помощью зубчатого ремня и зубчатого колеса позволяет проводить обработку с большой скорость на станка где не требуется большая жёсткость конструкции

· Резьбовая передача применяется для станков с требемой повышенной жесткотью конструкции виды резьбовой передачи так же подбираеютя в зависимости от требованиям предъявляемым к станку

Электроника станка с ЧПУ

В движение станок приводит ша́говый электродви́гатель — синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. Управляет шаговым двигателем Электронное устройство драйвер, которое заставляет шаговый двигатель "шагать" по сигналам управления. Стандартом де-факто в области управления ШД являются сигналы STEP/DIR/ENABLE. STEP это сигнал шага, DIR это сигнал направления вращения, ENABLE это сигнал включения драйвера

Коммутационная плата станка с ЧПУ Используется для взаимодействия ЧПУ с ПК. Она позволяет управлять различными двигателями, реле и другими устройствами вашего станка. Существует несколько типов коммутационных плат для ЧПУ станков: платы для LPT-порта, платы с USB портом, эмуляторы клавиатур(HID) и платы управления перемещением. Проще говоря, у коммутационных плат есть две базовых функции:

1. Транслирует сигналы управления к ЧПУ станку и прием сигналов от станка;

2. Изоляция материнской платы компьютера от электрических помех.

Для работы с чпу станком существует 3 вида программного обеспечения

• CAD программа автоматизированная - система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

• CAM программа - автоматизированная система, либо модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства

• Управляющая программа – составляющая станочного оборудования с числовым программным управлением. С ее помощью обеспечивается автономная или полуавтономная обработка заготовок.

В настоящее время ведутся множество работ, в сфере разработок систем автоматизации контроля управления станков с ЧПУ.
В данной работе мы разобрали несколько возможных путей решения этой проблемы, но среди их числа можно выделить одну наиболее подходящую систему, для решения множества проблем касающихся не только автоматизации выполнения самого тех процесса, но так же и мониторинга самого станка.
Полная автоматизация станков с ЧПУ позволит предприятиям значительно сократить свои расходы на ремонтное обслуживание, и обеспечит наиболее эффективное производство.

Содержание

Вложенные файлы: 1 файл

kursor.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный аэрокосмический университет

Варианты решения задачи автоматизации контроля. 4

Схема организации мониторинга оборудования 6

Программная часть. 11

Обзор возможностей системы. 12

Список литературы. 20

Введение.

Автоматизация производства – это процесс усовершенствования промышленного оборудования, при котором часть функций, которые раньше выполняли люди, передаются компьютерам и промышленным устройствам. Благодаря автоматизации, можно существенно повысить качество и темпы производства, а также сократить количество рабочих, выполняющих механические, рутинные операции по обработке металла.

Поломки и непредвиденные отказы оборудования, возникающие при эксплуатации станков с ЧПУ на производстве, влекут за собой дорогостоящий ремонт. Вынужденные простои оборудования сопровождаются срывом технологического процесса и, как следствие, крупных финансовых потерь или срыва поставок. Как это ни парадоксально, но на бюджете малых предприятий простои промышленного оборудования сказываются более сильно, т.к. относительная доля потерь по отношению к квартальному бюджету гораздо выше, чем у крупных производств.

В настоящее время ведутся множество работ, в сфере разработок систем автоматизации контроля управления станков с ЧПУ. В данной работе мы разобрали несколько возможных путей решения этой проблемы, но среди их числа можно выделить одну наиболее подходящую систему, для решения множества проблем касающихся не только автоматизации выполнения самого тех процесса, но так же и мониторинга самого станка.

Полная автоматизация станков с ЧПУ позволит предприятиям значительно сократить свои расходы на ремонтное обслуживание, и обеспечит наиболее эффективное производство.

Варианты решения задачи автоматизации контроля.
- Установка видеокамер для наблюдения за работой станка и оператора.
Данное решение не сможет решить всех проблем. С помощью камер невозможно будет уследить за всеми действиями оператора и, к тому же, это достаточно неудобно.

Что такое станки с ЧПУ, и какие технологические операции они могут выполнять. Когда, в условиях производства, выгодно приобретать оборудование с программным управлением? Устройство и автоматизация станков на программном управлении. Написание управляющей программы для ЧПУ.
- Целесообразность применения
- Классификация станков ЧПУ, их характеристика и обозначения
- Технологические группы
- Степень автоматизации
- Основные параметры станков ЧПУ
- Принцип программирования
- Станки фрезерные с ЧПУ
- Конструктивные особенности фрезерного станка с ЧПУ
- Станки токарные с ЧПУ
- Классификация токарных станков с ЧПУ по виду выполняемых работ
- Конструктивные характеристики
- Многоцелевые станки (обрабатывающие центры)
- Конструктивные особенности
- Проблемы
Что такое ЧПУ и как расшифровать эту аббревиатуру? Это сокращенное обозначение Числового Программного Управления — компьютеризованной системы, которая контролирует работу исполнительных органов (суппорта, шпинделя, поворотного стола) на производственных станках.

Приводы, получив команду от системы ЧПУ, начинают перемещать рабочий орган по траектории описанной в управляющей программе (УП) станочного оборудования. УП это, по сути, набор команд в виде G и М-кодов — языке программирования ЧПУ. УП остается в памяти системы, и оператор (обученный токарь или механик) всегда может ее отредактировать, скопировать, или составить новую из блоков.

Станки с числовым программным управлением используются практически в каждой отрасли народного хозяйства. С их помощью делают изысканные деревянные панно и мебель, изготавливают рекламные сувениры и макеты, вытачивают игрушки. Но их основное назначение — это, конечно же, металлообработка.

У этого оборудования много плюсов. Высокая производительность — один станок с ЧПУ заменяет собой 5-6 обычных машин. Управление ЧПУ станками сводится к наладке и контролю по заданной схеме, поэтому потребность в грамотных токарях и квалифицированных фрезеровщиках сразу падает. Но за преимущества приходится платить, а в случае как со станком ЧПУ сэкономить не удастся.

Целесообразность применения

Когда, в условиях производства, выгодно приобретать оборудование с программным управлением?
- Деталь стоит очень дорого (вал или лопатки турбин, авиационные запчасти, детали медицинского оборудования), а значит, нужно исключить саму вероятность ошибки.
- Изделия выпускаются серийными партиями.
- Деталь имеет сложную поверхность. Для ее механической обработки потребуется выполнить множество технологических операций.
- В процессе изготовления детали возможны небольшие изменения в ее конструкции. На станке ЧПУ изменения в управляющую программу можно внести сразу с пульта оператора агрегата.
- У детали маленький квалитет по допуску (первые 6 из 19). Если на станках установлено числовое программное управление, то допустимые отклонения в размерах изготавливаемой детали определяются дискретным шагом привода, который не превышает 3 мкм.
Классификация станков ЧПУ, их характеристика и обозначения

Для расшифровки обозначений моделей станков используются буквенно-цифровые обозначения, поэтому вы должны знать, какую букву (цифру) используют для определения степени автоматизации, класса точности, назначения станка.

Технологические группы

Если проводить классификацию станочного оборудования по виду основных операций, то их можно разделить на следующие технологические группы:
- Фрезерная группа и сверлильно-расточная. Так как современное фрезерное оборудование довольно универсально, и может растачивать, сверлить, зенкеровать, то грань между фрезерной, сверлильной и расточной группой довольно условна.
- Токарная.
- Шлифовальная.
- Зубообрабатывающая.
- Многоцелевые станки или обрабатывающие центры.
Этой же классификацией каждой из групп присвоен свой номер. У токарных станков — 1-й номер, фрезерных — 6-й, сверлильных и расточных — 2-й, у разных станков — 9-й. Когда приходится расшифровывать маркировку, обращайте внимание на первую цифру. Именно она означает технологическую группу оборудования.

Степень автоматизации

В управляющих системах СЧПУ, которыми оборудуются станки с программным обеспечением, тоже есть свои схемы классификации. Здесь разделение идет по следующим параметрам:
1. Назначение. Выпускаются позиционные, прямоугольные, непрерывные, комбинированные станочные системы управления.
2. Способ загрузки. Программное обеспечение в систему может устанавливаться через диск, флеш-носитель, магнитную или перфорированную ленту.
3. Тип привода: шаговый, ступенчатый, регулируемый.
4. Число управляемых (одновременно) координат и погрешности их задания.
- Ф1 — механизм оснащен устройством цифровой индикации. Координаты перемещения вводятся с клавиатуры, каждый раз на один кадр программы.
- Ф2 — в оборудовании используется позиционная (в сверлильных и координатно-расточных группах) или прямоугольная (во фрезерных, токарных и расточных группах) система управления.
- Ф3 — оборудование с контурными или непрерывными СЧПУ. Используя их можно обрабатывать поверхности любой степени сложности.
- Ф4 — ЧПУ станком управляет многооперационная комбинированная СЧПУ, в которой совмещаются возможности контурного и позиционного управления.
- Ц — цикловое программное управление. Самая дешевая и простая система автоматизации. Устанавливается на машины для производства однотипных деталей. Система циклового управления используется на станках с 2-3 точками позиционирования.
Основные параметры станков ЧПУ

Для сверлильной группы это — самый большой диаметр сверления, для расточной — диаметр шпинделя, для фрезерной — ширина рабочей поверхности стола, оборудование токарной группы характеризует максимально возможный диаметр обрабатываемого отверстия.

Как расшифровывается маркировка модели станка? Например, у нас есть станок 1А616Ф3. Расшифровка будет следующей: станок токарный (1 группа), усовершенствованный (после номера группы добавлена буква А), относится к типу токарных и лобных станков (6 тип), у оборудования 16 типоразмер (выбирается по максимальному диаметру обрабатываемой детали), с установленной контурной системой СЧПУ.

Принцип программирования

Что такое ЧПУ? Если говорить о комплектации, то система состоит из:
- Шкафа с пультом оператора.
- Дисплея.
- Контроллера управления — устройства, обрабатывающего информацию УП и управляющие работой приводов.
- Постоянного и оперативного запоминающего устройства (память).
В первую очередь работа этих устройств направлена на оперативное и корректное выполнение команд управляющей программы (УП). Но кто, и как ее пишет? Если вы хотите знать все о станках с ЧПУ, без этой информации не обойтись.

Для создания управляющей программы можно воспользоваться одним из предложенных методов:

А) Ручное программирование. Программная часть УП пишется технологом, который путем ввода числовых данных задает координаты перемещения рабочего органа вручную. Это трудоемкий и кропотливый процесс, поэтому его применение оправдано только если на производстве всего несколько автоматизированных станков, и они ориентированы на изготовление простых деталей.

Б) Программирование с пульта оперативной системы числового программного управления (shop-floor). УП пишется с использованием сенсорного экрана и джойстика, расположенных на стойке станка. Модели пятого поколения при вводе управляющей программы могут использовать диалоговый режим. Оператор ЧПУ, в любой момент, может протестировать программу или провести ее коррекцию.

В) Метод программирования с помощью систем САПР и CAM. Используется при написании программ для изготовления сложных деталей, с большим количеством задействованных операций. Программные средства управления пишутся в несколько этапов.
- С помощью графических программ САПР (AutoCAD, Solid, Catia, Компас) инженеры создают электронный чертеж детали.
- В программу САМ (SheetCam, Kcam. MeshCam, CorelDraw) загружается полученный графический файл, предварительно преобразованный в формат DXF, Exeilon, HPGL, Gerber. Таким образом импортируется геометрия детали. Задача программиста-технолога описать траекторию движения рабочего органа путем задания чисел, выбрать способ обработки из предложенных вариантов, назначить рабочий инструмент. Параллельно процессу написания программы на экране происходит ее визуализация (функция бэкплот).
- Создается промежуточный Cl-файл на базе информации полученной из предыдущего этапа. Этот файл обрабатывается специальной программой, которая называется постпроцессор или паспорт. На выходе получают управляющую программу в соответствии с форматом конкретного станка. В этой УП команды уже сгенерированы в виде G- и М-кодов.
Требования к подобному программному обеспечению, как вы понимаете, довольно высоки. УП стоит тысячи долларов и токарем она не пишется.

Станки фрезерные с ЧПУ

Основное назначение станков этой группы — фрезерование, как простых плоских деталей, так и изделий сложной пространственной формы. Современные фрезерные станки с ЧПУ ориентированы на выполнение большого числа технологических операций. Кроме фрезерования на них можно раскраивать листовой металл, обрабатывать заготовку под разными углами, выбирать пазы. Чтобы расширить спектр работ эти металлорежущие механизмы оснащаются устройствами АСИ — револьверными шпиндельными головками или инструментальным магазином.

Количество хранимых в одном магазине инструментов впечатляет — есть магазины на 300 инструментов!

Промышленностью выпускаются следующие виды фрезерных станков:
- Вертикально-фрезерные. Шпиндель расположен вертикально (перпендикулярно столу). Применяются при обработке заготовки с одной из сторон.
- Горизонтально-фрезерные. Шпиндель устанавливается параллельно плоскости стола. Оборудование используется для многосторонней обработки.
Из-за конструктивного разнообразия классификация фрезерных станков с ЧПУ становится затруднительной. Независимо от того, к какому из видов (вертикальная или горизонтальная компоновка), относится фрезерный станок ЧПУ, он может быть консольным или бесконсольным, иметь один или несколько шпинделей, управлять одновременно движением по трем (и более) координатам.

Согласно установленной на станке СЧПУ выделяют следующие типы фрезерных станков:
- С позиционным управлением. На этих программах работает сверлильно-фрезерное оборудование.
- С контурным управлением. Эти виды станков используются для фрезерования сложных криволинейных поверхностей.
- С комбинированным (смешанным) управлением. Станок, работающий на этой системе, используется для комплексной обработки деталей.
Конструктивные особенности фрезерного станка с ЧПУ
- Мощная станина, корпус, укреплённый ребрами жесткости.
- Высокие показатели жесткости шпинделя.
- Одинаково хорошее качество обрабатываемой поверхности как при встречном, так и при попутном фрезеровании.
- Оборудование оснащено высокоточными винтами и рельсовыми направляющими качения для горизонтального перемещения рабочих органов.
Мини станки с ЧПУ оборудуются шаговым приводом (сервоприводом) для перемещения каретки, шпинделем, который поворачивается в любом угловом направлении, регулируемым по высоте столом. Управляющая программа, как правило, идет в комплекте с оборудованием и подключается через обычный ПК.

Станки токарные с ЧПУ

На токарном станке обработка производится резцом со сменными пластинами. Он закрепляется в резцедержателе, который вместе с салазками и поворотной плитой входит в узел суппорта. Токарный станок с ЧПУ может быть оборудован кассетным резцедержателем (вмещает до 12 инструментов). Заготовка зажимается в токарном патроне, закрепленном на вращающемся шпинделе. Рабочие органы токарного станка приводятся в движение приводными механизмами, причем скорость вспомогательного хода практически всегда делается выше скорости рабочего.

Классификация токарных станков с ЧПУ по виду выполняемых работ

На сегодняшний день широко используется несколько типов этого оборудования:
- Центровые. Обработка заготовки производится по контуру деталей цилиндрической и конической формы, фасонных поверхностей. Основной способ обработки — точение.
- Патронные. Нарезают резьбу, зенкеруют, сверлят, обтачивают заготовки под фланцы, шестерни, диски, втулки. Токарные станки этого вида могут применяться для обработки как внутренней, так и внешней поверхности деталей.
- Патронно-центровые. Универсальные токарные станки, успешно совмещают технологические возможности по обработке патронных и центровых механизмов.
- Карусельные. Используются для металлообработки крупногабаритных заготовок, деталей неправильной формы. Одностоечные карусельные ЧПУ станки применяют, если диаметр заготовки не превышает 2 м. Для заготовок с диаметром до 12…15 метров потребуются двухстоечные токарные станки ЧПУ.
Конструктивные характеристики
- Для токарных станков с ЧПУ характерна вертикальная или круто наклоненная компоновка. При такой конструкции стружка легче удаляется из рабочей зоны, оборудование с ЧПУ занимает меньшую площадь, можно подключить к станку автоматическое загрузочное устройство любого типа.
- Все несущие конструкции станка выполняются более жесткими, за счет увеличения толщины металла и дополнительных ребер жесткости.
- Токарные станки с ЧПУ оборудуются инструментальными сменными магазинами или автоматическими револьверными головками, которые ставятся на место резцедержателя.
Многоцелевые станки (обрабатывающие центры)

Многоцелевые станки на числовом программном управлении обеспечивают комплексную обработку детали без ее перебазирования. МЦС оборудуются комбинированными (смешанными) системами программного управления. С ЧПУ что устанавливается на этом оборудовании, можно зенкеровать, растачивать, раскраивать, фрезеровать, нарезать резьбу на металлических заготовках, нарезать фаски на торцах труб. Если обрабатывается заготовка плоской детали или детали корпуса, то используют МЦ сверлильно-расточной группы.

Для металлообработки заготовок валов, втулок, фланцев и шестерен потребуется МЦ токарно-шлифовальной группы.

Конструктивные особенности
- Практически всегда в комплектацию оборудования входят сменные инструментальные магазины. Настройка инструмента на размер происходит заранее.
- Обрабатывающие центры оборудованы поворотными столами, которые обеспечивают перемещение заготовки в разных плоскостях. В комплектацию современных обрабатывающих центров могут входить переналаживаемые приспособления-спутники по смене заготовок.
- В конструкции используются малоинерционные высокомоментные электродвигатели, отличающиеся высоким быстродействием и способностью развивать высокий крутящий момент на малых частотах.
По компоновке МЦС подразделяются на:
- Горизонтальные. Предназначаются для односторонней обработки заготовок с большими габаритами, но это только если не использовать поворотных приспособлений. В этом случае при одном закреплении деталь можно обработать сразу с нескольких сторон.
- Вертикальные. Предназначаются для обработки заготовки с 2-5 сторон. В таких станках головка шпинделя, с помощью специальных поворотных приспособлений, может поворачиваться вдоль горизонтальной (или вертикальной) оси.
Проблемы

Хотите узнать все о станках ЧПУ? Что же, тогда промолчать о проблемах будет некорректным. Есть определенные сложности на этапе постпроцессирования СПУ. По идее G и М-коды должны быть универсальны для всех станков, и если программист пишет в УП код M5, то предполагает, что эта команда остановит шпиндель, а не запустит цикл сверления. Но, по факту, зачастую возникает масса нестыковок, и станок не может правильно отработать запрограммированные перемещения. Еще одна проблема — недостаток квалифицированных наладчиков и технологов-операторов.

Для молодых специалистов программное управление станками — открытая книга, но они плохо разбираются в технологии обработки металла или дерева. Опытные токаря и слесаря, напротив, не знают компьютера, и их приходится обучать работе с фрезерным, расточным или токарным станком буквально заново, с нуля. Словом, проблема, о которой говорили уже давно, (в стране не хватает грамотных токарей и программистов) распространяется и на эту сферу производства.

Что же, проблемы есть, но главное — они решаемы. Тот, кто хоть раз видел, что такое ЧПУ, и как работает станок по программному управлению, уверен — за автоматизированным оборудованием будущее, и в этом сомнений нет.

Читайте также: