Управление станком с ЧПУ: основы и выбор системы

Одним из важных критериев выбора станков с ЧПУ является тип системы управления. Именно она отвечает за точность позиционирования узлов и обрабатывающих инструментов, технологический процесс обработки заготовки и качество изготавливаемой детали в соответствии с заданными настройками. С одной стороны, управляющая система должна быть максимально простой и функциональной, а с другой – надёжной и высокотехнологичной. Поэтому правильный выбор потребует учёта множества влияющих факторов.

Особенности управления станками с ЧПУ

Управление станками с ЧПУ осуществляется оператором, который на электронной управляющей системе задаёт алгоритм работы вручную или методом программирования, а она в свою очередь посредством исполнительных механических узлов и агрегатов реализует заданные действия для обработки заготовки. Благодаря минимизации человеческого фактора в технологии получения готового изделия и достигается высокое качество готовых деталей. Поэтому важно в данном процессе создать эффективное взаимодействие оператора и ЧПУ.
За счёт программного управления обеспечивается практически полная автоматизация производственного процесса. Достаточно задать нужную программу обработки, установить заготовку и запустить программу, чтобы в итоге получить партию идентичных по размеру и качеству деталей. Программируемые контроллеры способны решать поставленные логические задачи и проводить вычисления, с одновременным отображением текущего состояния выполнения процесса на встроенном экране или путём визуального сигнализирования.
В целях предотвращения повреждения основных узлов станков в ЧПУ реализована система защиты, которая оповещает о неисправностях, не допускает запуска логически неверных режимов обработки, а также проводит самодиагностику оборудования.

Способы программирования станков с ЧПУ

Существует два основных способа программирования ЧПУ: оперативный (ручной) и при помощи независимой управляющей программы. Первый способ позволяет оператору вручную непосредственно при помощи органов управления ввести нужную программу для обработки детали, внести необходимые корректировки или выполнить отладку работы механизмов. Он отличается простотой и отсутствием необходимости применения компьютеров и специального программного обеспечения. Однако он не подходит для реализации сложных технологических процессов.

К преимуществам оперативного управления станков относятся:

 
• пошаговый контроль за изготовлением детали;
 
• простота программирования;
 
• отсутствие необходимости привлечения высококвалифицированных программистов.

Программирование с использованием управляющей программы является наиболее востребованным, так как позволяет ускорить набор множества стандартных процедур обработки, провести их отладку и корректность работы. Такой способ управления подходит для предприятий, на которых производятся сложные детали, требующие проведения нескольких последовательных или одновременных циклов обработки в едином техпроцессе.

К основным преимуществам управления станками при помощи управляющей программы относятся:

 
• значительная экономия времени, требуемая на перепрограммирование;
 
• простота программирования множества однотипных станков;
 
• возможность внесения правок в программу и проверки правильности её исполнения до запуска на ЧПУ.

Виды механических систем управления обработки деталей

Станки с ЧПУ по функциям обработки деталей подразделяются на следующие виды:

 
• контурные, позволяющие выполнять обработку заготовки по криволинейной траектории и получать детали со сложной геометрической формой (токарные, шлифовальные и фрезерные типы станков);
 
• позиционные, предназначенные для линейной обработки заготовок вдоль направляющих по двум заданным точкам в управляющей программе или посредством органов ручного управления (координатные, расточные или сверлильные станки);
 
• комбинированные, включающие в единый цикл несколько последовательных способов обработки заготовки: перемещения обрабатывающего инструмента вдоль направляющей или по нелинейной траектории, смену и перемещение заготовок (многофункциональные станки);
 
• многоконтурные, способные одновременно либо последовательно реализовать несколько способов обработки детали посредством сложных функциональных механизмов, узлов и инструментов (бесцентровые круглошлифовальные станки).

То есть выбор механических систем управления обработки деталей выбирается на основе поставленных на предприятии технологических задач.

Каковы критерии выбора системы управления для станков с ЧПУ?

Грамотный выбор системы управления станками позволит обеспечить беспрерывный процесс производства за счёт повышения надёжности и стабильности режимов их работы, точного контроля позиционирования механических узлов и обрабатывающего инструмента, а также своевременного выявления возможных проблем. Поэтому важно учитывать следующие правила выбора управляющих блоков:

 
• метод программирования ЧПУ должен быть одновременно простым и легкореализуемым в соответствии с необходимыми этапами обработки заготовки;
 
• важно учитывать возможности усовершенствования системы для расширения её функциональности, скорости обработки или других технических параметров с целью экономии финансов на приобретение нового оборудования;
 
• все узлы должны быть ремонтопригодными и легкозаменяемыми;
 
• важно наличие современных интерфейсов для взаимодействия управляющего блока с другими устройствами программирования или управления; квалификации операторов и наладчиков должно быть достаточно, чтобы настраивать, обслуживать и контролировать работу управляющих систем.

Почему важно правильно подбирать управляющие системы?

Если управляющая система была выбрано неверно, то могут возникнуть следующие неприятности:

 
• снизится производительность труда в среднем в 1,5 раза;
 
• потребуется адаптация или переобучение обслуживающего и рабочего персонала;
 
• используемые программы придётся заново переписывать или вводить вручную по причине отсутствия внешних интерфейсов либо поддержки среды программирования;
 
• могут возникнуть проблемы с поиском деталей в случае поломок;
 
• отсутствие согласования ЧПУ с механической частью станка.

То есть, итоговым результатом станут частые простои оборудования, невыполнение технического плана, рост финансовых затрат. Поэтому важно грамотно подбирать системы управления станками с ЧПУ, чтобы избежать всех этих проблем.