Полное название станка с ЧПУ – станок с Числовым Программным Управлением. Их использование позволяет выполнять изготовление деталей по заранее созданной программе без контроля и участия человека. На участок из нескольких таких станков достаточно нескольких человек:
- один высококвалифицированный инженер, который разрабатывает программы для станков;
- один квалифицированный рабочий-наладчик на смену для подготовки необходимого инструмента и программ для работы;
- один или несколько малоквалифицированных рабочих-операторов, которые обслуживают работу одного или нескольких станков (устанавливают заготовки, убирают готовые детали, следят за подачей охлаждающей жидкости и инструментом, убирает станки в конце смены).
Станки с ЧПУ обладают рядом особенностей, определяющих их принцип работы, виды и области применения.
Что это такое станок с ЧПУ
Любой станок с ЧПУ состоит из следующих узлов:
- Программа обработки деталей. Это набор инструкций для станка представляющая серию отдельных операций – движение шпинделя и/или стола, включение дополнительных функций, таких как подача охлаждающей жидкости, смена рабочего инструмента и т. д. Все инструкции закодированы и состоят из цифр, букв и символов.
- Устройство ввода данных. Предназначено для ввода программы в систему управления станка. Это уже устаревшие перфолента, магнитная лента и стандартный порт RS-232.
- Блок управления станком. Предназначен для выполнения функций:
- чтение инструкций;
- расшифровка инструкций;
- генерация команд для перемещения по заданным траекториям инструмента;
- получение сигналов обратной связи и корректировка движения инструмента;
- работа вспомогательных элементов.
- Механизм привода. Блок управления выдает команды, а механизм привода, через работу приводных двигателей, обеспечивает движение инструмента по траектории.
- Система обратной связи (другое название измерительная система) через датчики постоянно контролирует положение рабочего инструмента и корректирует его движение при необходимости.
Виды станков с ЧПУ
Станки с ЧПУ можно разделить на следующие виды:
- Сверлильные. Рабочий инструмент - вращающиеся сверла различного диаметра делающие отверстия по координатам в неподвижной заготовке.
- Токарные. Рабочий инструмент - неподвижные резцы снимают лишний материал с вращающейся заготовки зажатой в патроне.
- Фрезерные. Рабочий инструмент – фрезы, сверла, фрезерные головки вращаются сами и обрабатывают заготовку, жестко закрепленную на столе. Стол может двигаться по 3 осям координат, но есть и такие где у стола есть возможность и 4, и 5 осей.
- Электроэрозионные. Рабочий инструмент – проволока осуществляющая роль электрода для эрозии металла по координатам.
- Лазерная и плазменные. Рабочий инструмент - лазер или плазма, осуществляющие резку заготовок.
Принципы работы
Принцип работы всех станков с ЧПУ заключается в контроле компьютером всех этапов процесса изготовления детали, управление перемещением и режимами работы инструмента в виде шпинделя, суппорта и поворотного стола, а также положением заготовки.
Программное обеспечение делится на две части:
- CAD;
- CAM.
CAD – автоматизированное проектирование детали с получением его трехмерной модели.
CAM – автоматизированное обработка. По созданной 3-хмерной модели выбирается:
Форма и размер заготовки (это может быть и отливка);
- инструмент для обработки;
- траектория движения инструмента;
- точка привязки инструмента к заготовке.
Получается программа в машинном коде и чертеж детали с координатами точки привязки которая выдается на производственный участок. В результате происходит автоматизация производственного процесса от чертежа до готового изделия.
Преимущества использования станков с ЧПУ
Плюсами использования такого оборудования будут:
- автоматизация производства;
- точность изготовления;
- многократность повторения результата;
- оперативность перенастройки на выпуск другой продукции;
- возможность изготовления деталей, которые очень сложно или невозможно изготовить на обычном механообрабатывающем оборудовании;
- предсказуемость получения детали по размерам и во времени.