Принципы работы станков с ЧПУ

Принцип работы систем числового программного управления в станках. Рассмотрим основные преимущества станков с ЧПУ (токарных, фрезерных)

Содержание статьи:

Преимущества устройства и принципов работы станков ЧПУ
Конструкция и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Как работает ЧПУ

Обработка заготовок в автоматическом режиме по заранее заданному алгоритму возможна при помощи систем числового программного управления. Принцип работы ЧПУ станка основывается на компьютеризированном комплексе, который отвечает за функционирование режущего инструмента, чтобы он выполнял определенное задание. Все движения инструмента контролируются специально написанной управляющей программой (УП) на языках программирования, предназначенных для ЧПУ. Созданные программы можно сохранить в памяти и впоследствии использовать неограниченное количество раз.

Преимущества устройства и принципов работы станков ЧПУ

Универсальность и гибкость современных обрабатывающих комплексов обуславливается именно числовыми управляющими системами. Не только на мелком, но и на крупном производстве все чаще используют такие решения как альтернативу роботам-автоматам и узкоспециализированной оснастке станков. Хотя оборудование в этом случае обходится и дороже, но зато его можно гораздо быстрее перенастраивать, что в итоге дает экономические плюсы. Также некоторые детали высокой сложности вообще невозможно изготовить без многокоординатной обрабатывающей программы.

Выделяют следующие основные плюсы ЧПУ-систем:

наивысшая точность обработки;
универсальность;
повышенная производительность, поддержка высокоскоростной обработки;
практически полное отсутствие разброса по качеству в рамках каждой партии продукции;
упрощение процесса производство – достаточно один раз написать правильную программу, а затем только следить за ее надлежащим исполнением;
открытость систем – можно взять уже готовую программу и доработать ее так, как нужно в конкретном случае;
упрощение оснастки, а также переналадки на выпуск другой продукции.

Кроме того, такие устройства обслуживать значительно проще, чем ручные производственные системы.

Как работает ЧПУ

Конструкция и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Базовый компонент — станина, это литая либо сварная конструкция, на которой фиксируются прочие элементы. Сама станина обычно закрепляется на цементном полу при помощи анкеров, но также может устанавливаться и на виброопорах. Оснащена горизонтальными направляющими и передней бабкой, в которой располагается основной привод, шпиндель, коробка переключения скоростей.

Заготовка зажимается при помощи укрепленного на кончике шпинделя кулачкового патрона либо планшайбы. Есть также задняя бабка, размещаемая напротив передней, на продольных направляющих. Служит для того, чтобы фиксировать конец заготовки и инструменты, отвечающие за обработку отверстий в форме конусов, цилиндров.

Рабочие элементы ЧПУ-станка включают в себя:

Суппорт, при помощи которого позиционируют поворотную головку и резец инструмента. Состоит из верхних и поперечных салазок, держателя резца, каретки, механизма передвижения.
Коробка подач и коробка скоростей – если тип управления станком ручной, то они используются для корректировки шага резьбы либо скорости подачи.
Электрические приводы с цифровым управлением – служат для тех же целей, но в более современных устройствах.
Вспомогательные компоненты, такие как выключатели системы охлаждения, блокираторы защитного ограждения, переключатели позиционирования револьверной головки, зажимы и пр.

Что касается непосредственной электронной системы ЧПУ, то в числе ее компонентов обязательно присутствует микропроцессор, который обрабатывает программный код и преобразует его в реальные импульсы, а также контролирующий все процессы. Оперативная память – нужна для хранения информации о текущем процессе обработки и его особенностях. Постоянная память – в ней сохраняются готовые программы, а также настройки для станка. Помимо этого, в качестве вспомогательных устройств имеется плата подключения к компьютеру и USB-интерфейс для переноса программного обеспечения.

Операции, составляющие токарную обработку под числовым программным управлением, подразделяются на две разновидности: основные (непосредственно обработка металла или дерева) и вспомогательные (подготовительные и завершающие меры). Основные шаги, которые включает в себя последовательность:

Фиксация заготовки при помощи зажимов, центровка, загрузка и прочие требуемые измерения.
Фиксация вспомогательной оснастки, необходимой для изготовления конкретной детали.
Установка режущего инструмента в поворотную головку или специальный держатель. Резец выбирается исходя из указаний в технологической карте.
Задание скорости движения шпинделя и его запуск путем активации основного привода.
Вывод резца в нулевую точку, расположенную на определенном расстоянии от поверхности заготовки и стола.
Активация резца и наблюдение за его рабочим проходом.
Отвод резца с продольного перемещения на поперечное. Новое задание позиции.
Контрольное измерения геометрии обработанной детали. Расфиксация и снятие готового результата.

Как работает ЧПУ

Производственный технолог исходя из принципов работы фрезерного станка с ЧПУ рассчитывает нормальные показатели времени на основные и вспомогательные действия. Затем с их учетом рассчитываются экономические показатели, относящиеся к производству конкретной детали. Коэффициент загрузки оборудования, благодаря автоматике, становится значительно выше, в то время как трудовые затраты сокращаются. Это относится практически к любым видам станочного оборудования: присадочным, листогибочным и т.д.