Лекция 10. Станки с числовым программным управлением

План лекции

10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.

10.1.1. Станки первого поколения.

10.1.2. Станки второго поколения.

10.1.3. Станки третьего поколения.

10.2. Технологические группы станков с ЧПУ.

10.3. Основные принципы числового программного управления.

10.3.1. Укрупненная структурная схема системы ЧПУ.

10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.

Числовое программное управление (ЧПУ) является средством автоматизации управления станками, причем средством настолько универсальным, что оно постепенно распространяется на все группы и типы станков и другое технологическое оборудование.

В станках с ЧПУ изменение закона движения приводов подач и главного движения при смене обрабатываемой детали осуществляется путем замены программы, записанной на перфоленте или магнитной ленте и вводимой в устройство ЧПУ.

При оснащении станков ЧПУ общие технологические возможности их сохраняются прежними, поэтому при обозначении типов (моделей) металлорежущих станков с ЧПУ, изготовляемых в СССР серийно, сохранена система обозначения (шифров), принятых для станков обычного типа. Добавляются лишь соответствующие буквы и цифры: М - с магазином инструментов; Ф2, Ф3, Ф4 - с позиционной, контурной, контурно-позиционной системой ЧПУ и т.п.

Представляется целесообразным классифицировать станки с ЧПУ по поколениям.

10.1.1. Станки первого поколения.

Это универсальные станки, переоборудованные под числовое управление (например станок модели 6М13ГН1). В этом случае осуществляется переход в приводной части к шариковым винтовым парам повышенной жесткости и точности, вводятся измерительные устройства средств обратной связи, управление работой станка осуществляется от универсального недорогого пульта ЧПУ. Достоинства таких станков - относительная дешевизна и простота. Недостатки - невысокая точность, ограниченные технологические возможности (работа одним инструментом), небольшая производительность (небольшие скорости вспомогательных перемещений, ограниченная жесткость, небольшие рабочие усилия).

10.1.2. Станки второго поколения.

Станки данной группы представляют собой конструкции, специально разработанные для ЧПУ (станок модели ФП-7). Эти станки имеют повышенную жесткость всех элементов. Элементы привода встраиваются в базовые детали так, что последние обеспечивают их надежное укрытие от попадания стружки и долговечность работы. Скорости холостых перемещений повышены до 5-10 м/мин, возможно осуществление автоматической смены инструмента, применение адаптивного управления с автоматическим выбором целесообразного количества переходов и оптимизацией режимов резания. Зачастую компоновка станка обеспечивает самоотвод стружки в автономное транспортное устройство.

Преимущества станков второго поколения - высокая точность и производительность, недостатки - отсутствие комплексности обработки деталей, ручная установка заготовки и снятие готовой детали.

10.1.3 Станки третьего поколения.

Данные станки характеризуются возможностью обеспечения комплексной обработки, расширенными технологическими возможностями и разветвленным транспортом (например станок модели СМ-400Ф4.5). Расширение технологических возможностей в указанном станке достигается за счет увеличения количества управляемых по программе координат: до 5-6 путем введения поворота детали вокруг вертикальной и горизонтальной осей. Система управления станком имеет выход на ЭВМ. Станок оснащен транспортным устройством для автоматической загрузки спутников с заготовками и выгрузки спутников с обработанными деталями. Имеется загрузки и выгрузка инструментов в магазине от внешнего накопителя. В результате расширены технологические возможности станка (он может автоматически выполнять обработку самых сложных корпусных деталей), и он приспособлен для встраивания в автоматические производственные системы.