Эксплуатация станков с использованием числового программного управления

Технологический цикл обработки обеспечивается воздействием на механизмы станка. Данное воздействие называется управлением. Система управления устройством – одно или несколько устройств, которые данные воздействия реализуют. Если управление производится под руководством программы, записанной на носителе информации, имеет место ЧПУ.

Определение термина и классификация

Сокращение ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление, то есть автоматическое.При его использовании вся последовательность действий станка задается командами, записанными на программном носителе.

По этим командам автоматические, полуавтоматические и копировальные станки выполняют свои прямые функции.Под системой ЧПУ подразумевают совокупность специальных средств, методов и устройств, которые необходимы для реализации числового программного управления.

УЧПУ (то есть, устройство ЧПУ) является частью этой системы. Его предназначение – выдача управляющего воздействия в соответствии с параметрами, занесенными в управляющую программу.

В качестве носителя управляющей программы могут выступать разные материалы. К примеру, им может быть:

перфокарта;
перфолента;
магнитная лента и другие носители, содержащие определенную информацию.

Выделяют два вида информации, которая может быть записана на подобном носителе:

технологическая. Отвечает за последовательность использования разных элементов конструкции станка, изменение режима резки, изменения, касающиеся вращения шпинделя;
геометрическая. Отвечает за форму изделия и его размеры, а также за взаимное расположение в пространстве инструмента и соответствующего изделия.

В случае со станками с ЧПУ-ем, в программоноситель заносятся оба вида информации. Это отличает их от устройств с ЦПУ (расшифровка – цикловое программное управление), при которых в программоноситель может заноситься только технологическая информация.

Подобное обстоятельство позволяет высвободить большое количество инструментов, а также положительно сказывается на производительности станка.

Еще одна классификация разделяет станки с ЧПУ на четыре группы:

позиционные. Задаются только конечные точки, в которых располагаются исполнительные органы;
контурные. Управляют движениями исполнительных органов по заданной траектории (криволинейной);
универсальные. Объединяют свойства двух предыдущих видов;
многоконтурные. Управляют одновременно несколькими узлами станка. В некоторых случаях возможно последовательное управление.

Информация в программоноситель записывается в виде математических формул, цифр. Устройство выполняет работу в соответствии с созданными данными. При помощи программ можно задавать вращение, мощность, ускорение, скорость работы и другие параметры.

Особенности конструкции

Поскольку операции на станках с ЧПУ проводятся без участия рабочего, к их конструкции предъявляются повышенные требования. Так, для повышения жесткости станин, стоек, столов станков, при их изготовлении используются дополнительные ребра жесткости. Для приводов движения/подач используются кинематические цепи минимальной длины.

Широко используются электромагнитные муфты. С их помощью можно производить переключение скоростей в автоматическом режиме. Шпиндельные механизмы должны быть более жесткими. Они усложняются дополнительными конструкциями (с их помощью осуществляет зажим/отжим инструментов).

В таких станках используются электродвигатели в комплексе с гидроусилителями моментов. Передачи беззазорные. Существует несколько типов танкеток. Они различны по размерам.

Роликовые опоры набиваются специальной смазкой и монтируются на платформах. Суппорт и каретка не отличаются от аналогов, применяющихся в стандартных станках.

Современные станки, оснащенные числовым программным управлением, представляют собой сложные электромеханические приборы.

Их обслуживанием должны заниматься квалифицированные специалисты. В большинстве случаев в процессе настройки и управления ЧПУ станка участвуют два человека:

наладчик;
оператор.

Более сложную работу выполняет наладчик. В его обязанности входит настройка и перенастройка прибора. Оператор следит за производственным процессом непосредственно во время работы агрегата.

Обязанности наладчика и оператора

Как уже было сказано ранее, наладчик выполняет большее количество функций. В его прямые обязанности входит:

подбор инструмента и его проверка;
подбор наладки;
установка инструмента и патрона;
переключение переключателя в режим «От станка»;
проверка системы (сначала на холостом ходу);
введение программоносителя;
проверка данных на нем;
крепление заготовки, перевод станка в состояние «По программе»;
обработка заготовки (только первой);
сравнение полученного результата с конечной целью, при необходимости – внесение корректировок;
повторная обработка детали в том же режиме.

Если при повторной обработке нарушений не обнаружено, наладчик переводит станок в режим «Автомат». Это все обязанности наладчика. Далее со станком взаимодействует оператор. В его непосредственные обязанности входит:

замена масел;
чистка рабочей зоны;
смазывание патронов;
проверка станка;
проверка точности параметров оборудования.

Включать станок можно только после полной проверки всех его систем. Особое внимание необходимо уделять надежности крепления приборов/инструмента. Важно также определить, подходит ли заготовка техпроцессу агрегата.

Где применяются такие системы

Станки с числовым ПУ могут применяться в разных сферах промышленности. Они повышают производительность предприятия, благоприятно влияют на качество выпускаемой продукции.

Сегодня такие устройства используются на предприятиях, занимающихся обработкой:

древесины/древесных плит;
пластика;
камней;
ювелирных изделий и другой сложной металлической продукции.

С помощью таких станков можно сверлить, распиливать и гравировать заготовку. Кроме того, они позволяют проводить фрезерование и лазерную резку. Некоторые агрегаты способны совмещать разные типы обработки заготовок. Такие устройства называются обрабатывающими центрами, в основе которых лежит ЧПУ.

Каковы преимущества систем с ЧПУ

К преимуществам оборудования с ЧПУ можно отнести:

высокую производительность. Станки с ручным управлением приблизительно вдвое менее эффективны;
сочетание гибкости универсального оборудования и точности автоматических станков;
снижение потребности в квалифицированных работниках-станочниках;
изготовленные под управлением одной программы детали являются взаимозаменяемыми. Это обстоятельство сокращает процесс последующей сборки;
снижение затрат времени на производство деталей.

Однако подобное оборудование отличается высокой ценой. Его приобретение целесообразно только в случае широкой клиентской базы и возможности быстрого сбыта производимой продукции. Поэтому перед оснащением предприятия такими агрегатами необходимо проанализировать рентабельность перехода на новую технику.

Таким образом, благодаря системе управления станков с ЧПУ можно значительно повысить продуктивность работы предприятия. Такие агрегаты обладают целым рядом преимуществ. Обслуживание станков производится двумя специалистами: наладчиком и оператором. Сфера применения подобных станков достаточно широка: от деревообрабатывающей промышленности до ювелирного дела.