Управление ЧПУ станком

Системы программного управления

Любая из систем управления в принципе является системой программного управления, так как обеспечивает согласованные перемещения исполнительных органов в определенной последовательности, т. е.

по определенной программе, поэтому название программное управление условное. Его применяют для обозначения систем управления, в которых программа задается на программоносителях в виде перфорированных бумажных лент или карт (т. е. лент или карт с пробитыми в определенном порядке отверстиями), кино- или фотопленки, магнитной ленты или переключением тумблеров, перестановкой штекеров на специальных панелях и др.

Общая особенность таких систем — их гибкость, возможность быстрой переналадки для обработки различных заготовок, сочетающаяся с высоким уровнем автоматизации. Это позволяет рационально использовать автоматизированные станки с программным управлением в средне- и мелкосерийном производстве.

Наибольшее количество продукции (порядка 80%) машиностроения выпускают на заводах серийного производства, поэтому станкам с программным управлением в последнее время уделяют серьезное внимание.

Классификация ЧПУ

Станки с программным управлением по технологическим признакам принято классифицировать на две основные группы:

  1. станки с программированием цикла и режимов обработки (с цикловым программным управлением — ЦПУ)
  2. станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

В свою очередь, системы ЧПУ делят на позиционные и контурные.

Станки с ЦПУ

Станки с цикловым программным управлением имеют системы управления, обеспечивающие заданную программой последовательность движений исполнительных органов (например, движений стола, салазок и консоли вертикально-фрезерного станка при обработке нескольких поверхностей заготовки корпусной детали) Необходимая величина перемещений исполнительных органов, а следовательно, и размеры обработки программой не задаются и обеспечиваются установкой упоров, воздействующих на конечные выключатели. Расстановку упоров выполняет наладчик перед обработкой партии одинаковых заготовок.

В некоторых станках этой группы программируется не только последовательность движений, но и режим работы станкл для отдельных переходов в пределах цикла, автоматическая смена режущего инструмента и т. д.

Программоносителями служат штекерные панели, перфокарты или перфоленты.

Станки с ЧПУ

В станках с числовым программным управлением программа работы станка задается в виде ряда чисел, обозначающих последовательные положения частей станка, режущего инструмента и их перемещения, необходимые для получения требуемой формы и размеров обработанных деталей. Программа записывается в кодированном виде на программоноситель — перфорированную или магнитную ленту.

Позиционные системы

Позиционные системы ЧПУ служат для последовательной точной перестановки заготовки из одного положения в другое по отношению к режущему инструменту. Их применяют главным образом в сверлильных и расточных станках для обработки заготовок плоских и корпусных деталей с большим числом отверстий.
Одной из разновидностей позиционной системы является система программного управления прямоугольными перемещениями, применяемая для обработки заготовок плоских и корпусных деталей на фрезерных станках, для обтачивания ступенчатых валов на токарных станках и т. д.

Контурные системы

Контурные системы ЧПУ предназначены для обработки заготовок сложной формы с криволинейными поверхностями. Они обеспечивают автоматический обход режущего инструмента по заданному контуру. Для обработки плоских заготовок служат системы непрерывной двухкоординатной, а для сложных объемных заготовок — трехкоординатной обработки.

Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) – это высокотехнологичное оборудование, в котором исполнительные устройства (приводы) управляются автоматически. Приводы, управляемые по определенной программе, приводят в действие рабочий элемент станка – таков принцип работы оборудования с ЧПУ.

В зависимости от назначения станка рабочим элементом может быть шпиндель, сверло, пуансон и т.д.

Парк станочного оборудования, оснащенного ЧПУ, огромен и разнообразен. Достаточно перечислить лишь самые основные: это токарные, фрезерные, шлифовальные, металлорежущие, сверлильные станки, которые подразделяются на множество типов и модификаций. Сложное и многообразное производство требует такого же сложного оборудования. Однако, при всем многообразии типов и моделей принцип работы станков с ЧПУ сводится к наличию программного обеспечения, задающего алгоритм работы станка.

В состав системы ЧПУ входит:

  • пульт оператора, который предназначен для управления станком в ручном режиме при подготовке станка к работе по программе. Он позволяет вводить программу управления станком, задавать режимы его работы, при аварийной ситуации отключить станок для устранения неполадок;
  • панель оператора (дисплей) отображает текущую информацию о работе станка и выполняемой программе. Оператор может визуально контролировать ход выполнения технологической операции, видеть сообщения об авариях и возникших неполадках;
  • контроллер, который представляет собой микросхему с программой работы данного станка. Это устройство служит, например, для задания траектории движения рабочего инструмента, для команд выполнения технологических операций, для изменения управляющих программ и т. д.;
  • ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) -это постоянная память, которая предназначена для долговременного хранения системных программ и констант, определяющих конфигурацию данного станка; информация в ПЗУ может быть только для чтения;
  • ОЗУ (оперативное запоминающее устройство)- это оперативная память, предназначенная для кратковременного хранения файлов системных и управляющих программ, используемых в текущий момент; ОЗУ предназначено для хранения информации, меняющейся в ходе выполнения программы, используется как для записи, так и для чтения информации.

Станки с ЧПУ не требует высокой квалификации специалиста — станочника, достаточно обучить персонал приемам управления программой. Станки с ЧПУ – это современное оборудование, позволяющее обеспечить высокую производительность труда при отменном качестве производимых работ. Использование таких станков значительно повышает общий уровень культуры производства.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)

В зависимости от характера выполняемых работ и применяемого режущего инструмента станки подразделяют на группы и типы (табл. 1).

Станки с ЧПУ должны обеспечивать высокие точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех исполнительных органов применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических передач. Эти приводы должны иметь высокое быстродействие. Точность станков с ЧПУ повышается в результате устранения зазоров в передаточных механизмах приводов, уменьшения потерь на трение в направляющих и механизмах, повышения виброустойчивости, снижения тепловых деформаций.

По технологическим признакам и возможностям станки с ЧПУ классифицируются практически так же, как универсальные станки, на базе которых изготовляется большинство станков с ЧПУ.

Токарные станки с ЧПУ предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы.

Фрезерные станки с ЧПУ, предназначенные для обработки плоских и пространственных корпусных деталей, осуществляют следующие операции: плоское, ступенчатое и контурное фрезерование с нескольких сторон и под различными углами; сверление; растачивание; развертывание; нарезание резьбы и др.

Сверлильно-расточные станки с ЧПУ, предназначенные для обработки отверстий в деталях, выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание, развертывание, обтачивание торцов, фрезерование, нарезание резьбы и др.

Шлифовальные станки с ЧПУ предназначены для шлифования наружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей, имеющих прямолинейную и криволинейную форму образующих.

Многоцелевые станки с ЧПУ (обрабатывающие центры), предназначенные для комплексной обработки деталей за одну установку, выполняют практически все операции обработки резанием.

Электроэрозионные станки с ЧПУ предназначены для вырезания методом электроэрозии деталей сложного контура из токопроводящих материалов, обработка которых другими способами затруднена или невозможна. Обработка осуществляется непрерывно перемешающимся электродом-проволокой (из латуни, меди, молибдена, вольфрама) в среде керосина или воды с антикоррозионными присадками.

Станки создают по размерным рядам, представляющим собой группы однотипных станков подобной кинематической структуры и конструкции, но имеющих разные размеры. По ГОСТ 600–80 предусмотрено 13 размеров токарно-карусельных станков (диаметр обработки 80…25000 мм); по ГОСТ 2983–81 регламентировано 6 размеров круглошлифовальных станков (диаметр устанавливаемой заготовки 100…800 мм); по ГОСТ 6852–80 предусмотрено 5 размеров зубофрезерных станков (диаметр заготовки – 800…5000 мм) и так далее.

Типоразмер станка – представитель ряда с конкретными параметрами, а модель станка – конструкция данного типоразмера.

Классификация станков по степени универсальности предусматривает подразделение их на универсальные (для разнообразных операций на заготовках широкой номенклатуры в единичном и мелкосерийном производствах, а также при ремонтных работах), специализированные (для обработки однотипных заготовок разных размеров в крупносерийном и массовом производствах) и специальные (для обработки заготовок одного наименования и одного типоразмера в массовом производстве).

По габаритным размерам и массе, которые в значительной степени определяются параметрами тех деталей, для обработки которых предназначен станок, их подразделяют на легкие (до 1 т), средние (до 10 т) и тяжелые (свыше 10 т). Последние делят на крупные (10…30 т), собственно тяжелые (30… 100 т) и особо тяжелые – уникальные (свыше 100 т).

Классификация станков по точности предусматривает пять классов: нормальной точности (Н); повышенной точности (П) (на базе станков класса Н, но при более высоких требованиях к качеству изготовления и сборки основных узлов); высокой точности (В) (достигается специальной конструкцией отдельных узлов и элементов при высоких требованиях к изготовлению, сборке и регулировке станка); особо высокой точности (А) (на базе станков класса В, но при более высоких требованиях к точности изготовления основных узлов и деталей); особо точные (С), так называемые мастер-станки (для обработки деталей, определяющих точность эталонов зубчатых колес, измерительных винтов или деталей к станкам классов А и В).

Станки классов В, А, С эксплуатируют в помещениях с постоянной температурой и влажностью. В зависимости от класса точности соотношение допусков на изготовление деталей и узлов следующее: Н – 1,0; П – 0,6; В – 0,4; А – 0,25; С – 0,15.

Современный станок с ЧПУ представляет собой самоуправляющуюся рабочую машину, органически связанную с вычислительной машиной, работающей в реальном масштабе времени и преобразующей дискретные сигналы информации в дискретные сигналы управления.

По технологическим признакам в зависимости от назначения системы ЧПУ разделяют на позиционные, контурные и комбинированные.

По наличию обратной связи системы ЧПУ разделяют на разомкнутые (имеющие один источник информации – от управляющей программы через устройствауправления к исполнительным органам станка) и замкнутые (с обратной связью по положению рабочего органа и с компенсацией погрешности станка, самоприспосабливающиеся – с адаптацией на различные внешние возмущения и изменения протекания техпроцесса).

В зависимости от степени автоматизации и типа системы ЧПУ для станков приняты следующие дополнительные обозначения: Ф1 – цифровая индикация и предварительный набор координат; Ф2 – позиционные и прямоугольные системы ЧПУ; ФЗ – контурные системы ЧПУ; Ф4 – универсальные комбинированные системы ЧПУ; М – инструментальный магазин и автоматическая смена инструмента (АСИ); Р – револьверная инструментальная головка и АСИ; РМ – револьверная головка, инструментальный магазин и АСИ.

Обозначение станков с ЧПУ

Каждая модель станка имеет цифровое или буквенно-цифровое обозначение – шифр, по которому можно получить некоторое первоначальное представление о станке. Схемы расшифровки трех основных систем обозначений отечественных станков с ЧПУ приведены на рисунке 1.

Например, модель станка 1А512МФЗ следует расшифровывать по первому варианту (рис. 1,1), начинающемуся с цифры. Так, 1 – группа токарных станков; А – буква модернизации модели; 5 – тип карусельных станков; 12 – условный либо характерный размер станка (в данной модели это соответствует размеру планшайбы 1250 мм); М – с инструментальным магазином и автоматической сменой инструмента; ФЗ – с контурной системой ЧПУ; станок относится к нормальному классу точности, буква Н в классе не указывается.

Модель станка РТ-724ФЗРМ расшифровывается по второму варианту (рис. 1, П): РТ – буквенное обозначение завода-изготовителя (Рязанский станкостроительный завод); 724 – порядковый номер модели; ФЗ – с контурной системой ЧПУ; РМ – с револьверной головкой, инструментальным магазином и АСИ.

Обозначение станка с ЧПУ, например, модели ИР320ПМФ4 расшифровывается по третьему варианту (рис. 1, III): ИР – буквенное обозначение завода-изготовителя (Ивановский завод тяжелого станкостроения); 320 – характерный размер (габариты стола 320×320); П – повышенного класса точности; М – с инструментальным магазином и АСИ; Ф4 – с комбинированной системой ЧПУ.

Наиболее часто встречаются следующие буквенные обозначения заводов-изготовителей: БРСК – Бердичевский станкостроительный (Украина); КТ – Средневолжский станкостроительный (г. Самара, Россия); РТ – Рязанский станкостроительный (Россия); ИР – Ивановский тяжелого станкостроения (Россия); ОФ – Одесский фрезерных станков (Украина); ОП – Одесский прецизионных станков (Украина); КК – Самарский (Куйбышевский) координатно-расточных станков (Россия); ЛР – Санкт-Петербургское (бывшее Ленинградское) станкостроительное производственное объединение (Россия); ME – Московский завод автоматических линий (Россия).

Рис. 1 Схемы расшифровки различных систем обозначений отечественных станков с ЧПУ

Основные условные обозначения для кинематических схем

В механизмах станков с ЧПУ для передачи движения от одного звена к другому служат ременные, цепные, зубчатые, червячные, винтовые, реечные передачи, муфты, валы, подшипники. Наиболее употребительные в приводах станков условные обозначения механических передач и других элементов даны в таблице 1.
Таблица 1 – Условные обозначения элементов кинематических схем

Особенности управления станками с ЧПУ

Управление станками с ЧПУ осуществляется оператором, который на электронной управляющей системе задаёт алгоритм работы вручную или методом программирования, а она в свою очередь посредством исполнительных механических узлов и агрегатов реализует заданные действия для обработки заготовки. Благодаря минимизации человеческого фактора в технологии получения готового изделия и достигается высокое качество готовых деталей. Поэтому важно в данном процессе создать эффективное взаимодействие оператора и ЧПУ.
За счёт программного управления обеспечивается практически полная автоматизация производственного процесса. Достаточно задать нужную программу обработки, установить заготовку и запустить программу, чтобы в итоге получить партию идентичных по размеру и качеству деталей. Программируемые контроллеры способны решать поставленные логические задачи и проводить вычисления, с одновременным отображением текущего состояния выполнения процесса на встроенном экране или путём визуального сигнализирования.
В целях предотвращения повреждения основных узлов станков в ЧПУ реализована система защиты, которая оповещает о неисправностях, не допускает запуска логически неверных режимов обработки, а также проводит самодиагностику оборудования.

Способы программирования станков с ЧПУ

Существует два основных способа программирования ЧПУ: оперативный (ручной) и при помощи независимой управляющей программы. Первый способ позволяет оператору вручную непосредственно при помощи органов управления ввести нужную программу для обработки детали, внести необходимые корректировки или выполнить отладку работы механизмов. Он отличается простотой и отсутствием необходимости применения компьютеров и специального программного обеспечения. Однако он не подходит для реализации сложных технологических процессов.

К преимуществам оперативного управления станков относятся:

Программирование с использованием управляющей программы является наиболее востребованным, так как позволяет ускорить набор множества стандартных процедур обработки, провести их отладку и корректность работы. Такой способ управления подходит для предприятий, на которых производятся сложные детали, требующие проведения нескольких последовательных или одновременных циклов обработки в едином техпроцессе.

К основным преимуществам управления станками при помощи управляющей программы относятся:

Преимущества станков с ЧПУ

Программируемое оборудование от нашей компании имеет ряд характерных особенностей, благодаря чему оно снискало популярность и востребованность. Различные предприятия оснащают свои производственные мощности высокотехнологичными установками, которые имеют следующие достоинства:

Современные станки с ЧПУ автоматически проводят контроль и диагностику своей работы, при возникновении отклонений или появлении неисправностей происходит уведомление оператора. Своевременная настройка и сервисное обслуживание оборудования обеспечивает большой ресурс, надежность и долговечность работы. Конструкция станков тщательно проработана и просчитана, поэтому риск отказов и поломок сведен до минимума. А система электронного управления обеспечивает постоянный контроль точности и качества обработки заготовок любой сложности.

Наша компания предлагает современные высокопроизводительные станки с ЧПУ, которые позволят в несколько раз увеличить эффективность использования производственных мощностей и ресурсов. Точность, качество обработки, скорость и технологичность дают возможность в короткие сроки окупается при номинальной загруженности оборудования. При этом установка не требует дорогостоящего ремонта, а лишь нуждается в недорогом периодическом обслуживании и надлежащем уходе.

ЧПУ станки — это современный инструмент для производства качественных изделий при минимальных затратах времени, ресурсов и сырья. В нашей компании можно купить станки с ЧПУ по доступных ценам от производителя, при этом клиентам гарантирован высокий уровень сервиса, доставка, наладка и гарантийное обслуживание, а также возможность модернизации и дополнительной комплектации в соответствии с технологическими требованиями.

>Советуем прочитать:

Изготовление балясин из дерева
Фрезеровка алюминия

Добавить комментарий

Закрыть меню