18 Глава 8:ЧПУ

Урок 1:Введение в ЧПУ

Что такое ЧПУ? ЧПУ — это компьютер с числовым программным управлением. ЧПУ — это автоматизация станков, которые управляются точно запрограммированными командами, закодированными и воспроизводимыми компьютером, в отличие от ручного управления с помощью маховиков или рычагов.

В современных системах ЧПУ сквозное проектирование компонентов в высокой степени автоматизировано с использованием программ автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM). Ряд шагов, необходимых для производства любой детали, является высокоавтоматизированным и позволяет получить деталь, полностью соответствующую исходному проекту САПР.

В станках с ЧПУ роль операторов сведена к минимуму. Оператор должен просто ввести программу инструкций в компьютер, загрузить необходимые инструменты в машину, а остальная работа выполняется компьютером автоматически. Компьютер направляет станок на выполнение различных операций обработки в соответствии с программой инструкций, переданных оператором.

Технология ЧПУ может применяться для самых разных операций, таких как черчение, сборка, проверка, обработка листового металла и т. д. Но более широко она используется для различных процессов обработки металлов, таких как токарная обработка, сверление, фрезерование, формование и т. д. Благодаря ЧПУ , все операции механической обработки могут выполняться с высокой скоростью, в результате чего массовое производство становится значительно дешевле.

Как это работает

Станок с ЧПУ состоит из компьютера, в который подается программа для резки металла работы в соответствии с требованиями. Все процессы резки, которые должны быть выполнены, и все окончательные размеры вводятся в компьютер через программу. Таким образом, компьютер знает, что именно нужно сделать, и выполняет все процессы резки. Станок с ЧПУ работает как робот, которому нужно накормить программу, и он следует всем вашим инструкциям.

Вам не нужно беспокоиться о точности работы; все станки с ЧПУ рассчитаны на очень высокую точность. Фактически, в наши дни для большинства точных работ станок с ЧПУ является обязательным. Когда ваша работа закончена, вам даже не нужно ее убирать, машина сделает это за вас и самостоятельно возьмет на себя следующую работу. Таким образом, ваша машина может продолжать выполнять производственные работы все 24 часа в сутки без необходимости особого контроля, конечно, вам сначала нужно будет загрузить ее программой и предоставить необходимое сырье.

С самых первых дней производственного производства искали способы повысить точность размеров, а также скорость производства. Проще говоря, числовое управление — это метод автоматического управления производственной машиной на основе кода из букв, цифр и специальных символов. По мере их развития реализовывалось применение цифровых компьютеров для управления технологическим оборудованием. Вскоре компьютеры стали использоваться для прямого управления станками. Интегральная схема привела к появлению небольших компьютеров, используемых для управления отдельными машинами, и началась эра числового программного управления (ЧПУ). Эта эра компьютерного числового управления стала настолько сложной, что это предпочтительный метод почти на каждом этапе

прецизионное производство, особенно механообработка. Требования к точности размеров, являющиеся основой процессов обработки, являются идеальными кандидатами для использования компьютерных систем управления. Компьютерное числовое управление теперь используется во многих других типах производственных процессов. Несомненным преимуществом компьютерного управления станками является быстрое и высокоточное позиционирование заготовки и режущего инструмента.

Сегодня ручные станки в значительной степени заменены станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Станок управляется электронным способом, а не вручную. Станки с ЧПУ могут производить одну и ту же деталь снова и снова с очень небольшими изменениями. Современные станки с ЧПУ могут позиционировать режущие инструменты и заготовки со скоростью поперечной подачи в несколько сотен дюймов в минуту с точностью до 0,0001 дюйма. После того, как программирование завершено и инструменты настроены, они могут работать день или ночь, неделю за неделей, без каких-либо испытаний, с только плановым обслуживанием и обслуживанием режущего инструмента. Это очевидное преимущество по сравнению с ручными станками, которые требуют большого участия человека, чтобы что-то сделать. Скорость подачи при резке и скорость вращения шпинделя можно оптимизировать с помощью инструкций программы. Современные станки с ЧПУ имеют револьверные или ленточные держатели, а некоторые могут вмещать более 150 инструментов. Смена инструмента занимает менее 15 секунд.

Машины с числовым программным управлением отличаются высокой производительностью. Они также дороги в покупке, настройке и обслуживании. Однако преимущество в производительности может легко компенсировать эти затраты, если правильно управлять их использованием. Наиболее важным преимуществом ЧПУ является возможность программировать станок для выполнения различных работ. Выбор и смена инструмента под управлением программы чрезвычайно эффективны, поскольку применение инструмента к работе занимает мало времени.

Программа, разработанная для выполнения данной задачи, может быть использована для короткого производственного цикла одной или нескольких деталей. Затем машину можно настроить для новой работы и использовать для больших производственных циклов в сотни или тысячи производственных единиц. Его можно прервать, использовать для исходной работы или другой новой работы и быстро вернуть к длительному производственному циклу. Это делает станок с ЧПУ чрезвычайно универсальным и производительным. Компьютерное проектирование (САПР) стало предпочтительным методом проектирования и разработки продукции. Связь между CAD и ЧПУ была логичной. Компьютерный дизайн детали может быть передан непосредственно в программу, используемую для разработки управляющей информации станка с ЧПУ. Затем производственный станок с ЧПУ может изготовить деталь. Компьютер чрезвычайно полезен для помощи программисту ЧПУ в разработке программы для изготовления конкретной детали. Системы автоматизированного производства, или CAM, теперь являются отраслевым стандартом для программирования. Когда CAD, CAM и CNC объединяются, появляются самые большие возможности, производя детали, которые чрезвычайно трудно или невозможно изготовить вручную.

Движение ЧПУ основано на декартовой системе координат. Станок с ЧПУ не может успешно работать без понимания того, как определяются системы координат в станке с ЧПУ и как эти системы работают вместе.

Чтобы полностью понять программирование числового программного управления, вы должны понимать оси и координаты. Подумайте о части, которую вы бы сделали. Вы могли бы описать его кому-то еще по его геометрии. Например, ваша деталь представляет собой прямоугольник размером 5 на 8 дюймов. Таким образом можно описать все части. Любая точка на обрабатываемой детали, например карман, который нужно вырезать, или отверстие, которое нужно просверлить, может быть описана с точки зрения ее положения. Система, которая позволяет нам это сделать, называется декартовой системой координат или прямоугольной системой координат.