Производство и проектирование новых станков с ЧПУ

Производство и проектирование новых станков с ЧПУ позволяет получить агрегаты с большим количеством функций. Станок с ЧПУ – оборудование, в состав которого входит числовое программное управление, предназначенное для автоматизации или частичной автоматизации выполнения заданной функции. ЧПУ позволяет управлять агрегатом в автономном режиме, не находясь на рабочем месте.

Программа для автономной работы станка может отличаться в зависимости от самого прибора и цели, для которой он будет использован.

Виды

История данного оборудования началась еще в шестидесятых годах. За длительный период развития оно не раз было модернизировано. Существует три поколения станков с ЧПУ. Каждое поколение отличается функционалом и возможностями, и используется для определенных задач:

• первое поколение: представлено ручными приборами универсального типа, управление осуществляется через специальную стойку или пульт, программный носитель устанавливается на магнитную ленту или перфоленту;
• второе поколение: включает наличие аппаратов первого поколения с усовершенствованной конструкцией, узлы на фрезерном станке усилены, увеличен показатель скорости работы, точности и производительности, такому станку характерно выполнять только одну функцию, примером является жесткий фрезерный станок;
• третье поколение: представлено современными устройствами, способными осуществлять сразу несколько задач, приборы считаются самыми лучшими среди своих аналогов, и могут выполнять комплексную обработку деталей.

Последняя разновидность станков с ЧПУ используется повсеместно на крупных предприятиях. Модели данного типа отличаются высокой стоимостью, но способны в автономном режиме заниматься высокоточным фрезерованием и обработкой деталей.

Особенности проектирования

Первые технологии станочного оборудования производились отдельно от системы числового программного управления. Процесс изготовления современных моделей при проектировании учитывает наличие ЧПУ. Несмотря на многообразие аппаратов данного типа, проектирование предполагает наличие общих компонентов:

• типовых подсистем;
• узлов;
• механизмов и элементов.

При создании структурной схемы процесс проектирования делится на две части:

• система управления станком (где размещены основные рабочие инструменты);
• несущая система (элементы корпуса, инструменты, предназначенные для вспомогательных действий станками).

Системы станочного модуля позволяют управлять прибором и инструментами, а также выполнять транспортировку при наличии дополнительного оборудования. Фрезерные станки с ЧПУ могут быть дополнительно оснащены шарико-винтовой передачей. Конструкция агрегатов предполагает наличие ШВП, если перемещение исполнительных инструментов ниже 3 метров. ШВП устанавливается как часть комплектации структуры приводов подач, и может положительно повлиять на жесткость станка.

Эргономика

Эргономика на станках представлена комплексом требований, обеспечивающих условия для взаимодействия человека и оборудования. При работе с агрегатами, оснащенными ЧПУ, проектированием обеспечиваются условия, которые дадут возможность исправно пользоваться прибором оператору.

Конструкция правильно спроектированного аппарата позволяет:

• находиться человеку в естественной позе в процессе управления;
• сохранить широкое рабочее пространство;
• обеспечить хорошее освещения и угол обзора.

До начала производства оборудования рассчитывается показатель точности и производительности. Расчеты делятся на два этапа:

• теоретический, выполняющийся с использованием специальных формул;
• практический, выполнение которого происходит с использованием специальных устройств.

Изготовлению механизма разрешается допуск только в том случае, если все расчеты верны, практические тесты показали исправность элементов фрезерного прибора, а показатель жесткости соответствует необходимым нормам.

Программа

Программы для станочного оборудования отличаются в зависимости от типа, модели и функций аппарата. Элементная база представлена полупроводниками и интегральными схемами. Приводы подач различаются по частоте, и могут варьироваться в промежутке от 1 до 160 тысяч Гц.

Программы могут быть встроенными, которые нельзя использовать отдельно от станков, или установочными.

Установочный софт позволяет превратить обычный агрегат, в жёсткий агрегат автономного или полуавтономного типа с ЧПУ. Программу можно разработать самостоятельно при наличии специальных знаний и навыков, но она не будет обладать той же функциональностью, что и заводской продукт.

Современные приборы, оснащенные элементами ЧПУ, приводятся в действие при помощи программоносителя.

Программоносители разрабатываются для станочных аппаратов, выполняющих задачи разных типов:

• токарных;
• сверлильно-расточных;
• шлифовальных;
• фрезерных;
• многоцелевых.

Последний тип является наиболее востребованным и дорогостоящим. Проектированию способствуют вычисления, при которых учитывается, какой программоноситель будет использован совместно с прибором, и каким способом будет осуществляться смена инструмента: ручным или автоматическим. Станку должна соответствовать общая комплектация с числовым программным управлением.