ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ С ЧПУ CNC

TECHNICAL SOLUTIONS FOR CNC EQUIPMENT

Elizaveta Kovaleva

master student, faculty of mechanical Engineering Omsk state technical University

Russia, Omsk

Igor’ Kovalev

master student, faculty of mechanical Engineering Omsk state technical University

Russia, Omsk

АННОТАЦИЯ

Развитие современного машиностроения не представляется возможным без применения систем числового и программного обеспечения. Эта технология обработки призвана упростить процесс изготовления деталей путем механической обработки в серийном и массовом производствах.

ABSTRACT

The development of modern mechanical engineering is not possible without the use of numerical and software systems. This processing technology is designed to simplify the process of manufacturing parts by machining in serial and mass production.

Ключевые слова: машиностроение, станки с ЧПУ, производство.

Keywords: mechanical engineering, CNC machines, manufacturing.

В 1950-60х годах начало производства станков с числовым и программным обеспечением было спровоцировано повышением производительности труда (при условии обеспечения высокого качества) на производственных площадях с массовым и крупносерийным выпуском продукции, т.к. человек в качестве контролера за системой управления станком стал препятствовать росту производительности оборудования. Следующие пол века применения станков с числовым и программным управлением стали доказательством правильности данного решения. В настоящее время станки с ЧПУ имеют многочисленные преимущества по сравнению со станками с ручным управлением. Машиностроительное производство в современном мире невозможно без использования станков, оборудования, а также обрабатывающих центров с ЧПУ.

Современное оборудование, использующее преимущества электроники и вычислительной техники должно было решить ряд проблем и задач:

• Возросшие требования к точности изготовления деталей.
• Недостаточно высокая производительность труда специалистов – станочников.
• Нестабильность размеров деталей, которые изготовлены при участии человека.
• Неизбежность брака из-за ошибок человека.
• Высокая себестоимость продукции, обусловленная низкой производительностью труда и наличием брака.
• Необходимость приобретения и содержания большого станочного парка.
• Чрезмерные затраты на оплату труда большого количества станочников.

ЧПУ (англ. NC и CNC) - компьютеризированные система, которая обеспечивает управление технологическими приводами на программном уровне. Такая система, применяемая в различных станках, дает возможность улучшить характеристики оборудования, автоматизировать сложные процессы, а также объединить отдельные технологические операции в координированные производственные комплексы.

Преимущества станков с числовым и программным управлением:

• При обработке деталей нестандартной формы станок с ЧПУ обеспечивает высокую точность обработки;
• Регулирование величины подачи позволяет подобрать необходимые параметры (1-1200 мм/мин. и более);
• Возможность перемещения рабочих органов станка по сложным траекториям;
• Возможность многоинструментальной обработки (12 и более);
• Время холостых перемещений суппорта сведено к минимуму.

А также, станки с числовым и программным управлением обеспечивают наиболее высокое соответствие производственным стандартам и снижают риск, связанный с психологическим состоянием и квалификацией оператора.

Различают системы первого, второго и третьего поколения. Система ЧПУ первого поколения работала за счет программы, записанной на перфоленту при помощи вынесенного интерполятора, далее эта программа переписывалась на магнитную ленту, которую использовали для управления станком. Магнитная лента не вмещала большое число технологических команд, что ограничивало технологические возможности системы. Устройства числового и программного управления второго поколения имеют встроенный интерполятор и управляются от перфоленты. Для подготовки перфоленты используется ЭВМ. Устройства ЧПУ третьего поколения (системы CNC) имеют встроенный микропроцессор [2]

Это позволяет:

- использовать современное программное обеспечение вместо аппаратного;

- упростить процесс программирования (возможность ввода и корректировки программы с клавиатуры);

- использовать для сохранения программы обработки диски с памятью и др.;

- расширить функционал системы управления:

- разработать диагностические программы,

- организовать поиск неисправностей,

- оптимизировать существующие и новые технологические процессы,

- осуществлять коррекцию параметров,

- вовремя информировать оператора о состоянии системы,

- давать рекомендации оператору станка о необходимых действиях для поддержания работоспособности системы и т. д.

Благодаря тому, что при обработке заготовки используется система числового программного управления, время на обработку является фактически рассчитанным. Это позволяет определить общее время обработки для партии деталей, и в конечном итоге более грамотно спланировать производство.

Помимо большого количества преимуществ станков с ЧПУ можно выделить один наиболее важный минус – высокая стоимость. К тому же, после покупки и установки, данные станки еще довольно дороги в обслуживании, поэтому не все предприятия могут себе их позволить. Но этот недостаток легко перекрываются высокой производительностью и точностью обработки.[3]

В станке, всеми процессами руководит компьютер, анализируя данные с управляющей программы и на основании этого выдает команды электроприводам устройства. Электропривода   в свою очередь перемещают рабочие органы станка. Благодаря этому взаимному процессу производится обработка заготовки детали. Так же, в станке есть датчики обратной связи, которые собирают информацию о фактическом расположении и перемещениях рабочих органов и передают их обратно в компьютер, который корректирует траекторию движения инструментов. Таким образом происходит обработка. Данная последовательность действий производится до конца управляющей программы.

В настоящее время высокие темпы развития современного машиностроения не могли быть достигнуты без применения систем числового и программного обеспечения. Сама технология обработки с применением ЧПУ призвана упростить процесс изготовления деталей путем механической обработки в серийном и массовом производствах. При механической обработке, системы числового и программного обеспечения дают возможность обеспечить высокую точность, повысить скорость изготовления деталей, избегать некоторые механические погрешности позиционирования на станке, что в конечном итоге улучшает качество выпускаемой продукции.

Список литературы:

1. Байков В.Д. Решение траекторных задач в микропроцессорных системах ЧПУ: учеб. для вузов. — М.: Машиностроение, 1986. — С. 101.
2. Классификация систем ЧПУ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://vitcompany.com.ua/klassifikaciya-sistem-chpu.html (дата обращения: 15.10.2020)
3. Станки с ЧПУ. Достоинства и недостатки [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://elenergi.ru/stanki-s-chpu-plyusy-i-minusy.html (дата обращения: 10.10.2020)