Понятие о станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и программировании.

Числовое программное управление (ЧПУ) – компьютеризированная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку.

Управляющим элементом машины является программное обеспечение, которое разрабатывается специалистами при помощи языков программирования. Структура станка с ЧПУ включает в себя:

1. Пульт – консоль ввода/вывода;

2. Дисплей – панель оператора;

3. Центральный процессор – решает задачи формирования траектории движения инструмента;

4. Постоянное запоминающее устройство – необходимо для долговременного хранения информации;

5. Оперативное запоминающее устройство – необходимо для временного хранения информации.

Более 70% изделий в машиностроении изготавливают в условиях мелкосерийного и серийного производств. Эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производств является программное управление металлорежущими станками. В станках с ЧПУ управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически, по заранее разработанной программе, без непосредственного участия рабочего.

Программное управление – это такая система управления, которая обеспечивает автоматическую работу механизмов станка по легко переналаживаемой программе.

При этом, станок-автомат также работает по программе, задаваемой кулачками или копирами, однако переналадка таких станков на изготовление другой детали сложна. Поэтому их выгодно использовать лишь в крупносерийном и массовом производствах.

Принципиальное отличие станка с ЧПУ от обычного автомата заключается в задании программы обработки в математической (числовой) форме на специальном программоносителе.

По заданной программе можно управлять регулированием направления и скорости перемещения исполнительных органов станка, циклом работы станка, сменой инструмента и так далее.

По количеству управляемых перемещений различают системы 2-х, 3-х, 4-хкоординатные и так далее (например, перемещение в направлении осей x, y, z, повороты исполнительных органов и тому подобное). Координату, работающую лишь при отсутствии перемещений по остальным координатам, называют половиной координаты. Так, систему называют системой с 2.5 координатами, если, например, перемещения по осям x и y могут осуществляться одновременно, а по оси z, лишь при отсутствии перемещения по осям x и y.

На станках с ЧПУ могут быть применены различные виды адаптивного управления, обеспечивающие оптимальное значение одного или нескольких параметров (составляющая силы резания, температура инструмента или детали, шероховатость обработанной поверхности, оптимальные режимы резания, уровень шумов и вибраций и так далее).

Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с ЧПУ является сохранение станками их широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всех номенклатуры деталей, которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.

Программное управление позволяет:

· автоматизировать процесс обработки;

· сократить время наладки станка, сводя всю наладку к установке инструмента, заготовки и программы на станке;

· организовать многостаночное обслуживание в серийном и мелкосерийном производствах;

· повысить производительность труда и качество обработанных деталей.

Основной задачей рациональной эксплуатации металлорежущих станков с ЧПУ является обеспечение длительной и безотказной обработки деталей с заданной производительностью, точностью и шероховатостью обработанной поверхности при минимальной стоимости эксплуатации станков.

В парке машиностроения страны доля станков с ЧПУ будет непрерывно увеличиваться при одновременном повышении их технического уровня.

Станки с ЧПУ подразделяются на следующие технологические группы:

1. Станки токарной группы;

2. Станки сверлильно-фрезерно-расточной группы;

3. Станки шлифовальной группы;

4. Станки зубообрабатывающей группы;

5. Станки электрофизической группы;

6. Многоцелевые станки (обрабатывающие центры).