- •4. Металлорежущее оборудование
- •4.1. Общие сведения о металлорежущих станках
- •4.1.1. Классификация металлорежущих станков
- •4.1.2. Движения в станках
- •4.1.3. Структура металлорежущего станка
- •4.1.4. Передачи
- •4.1.5. Типовые детали и механизмы станков
- •4.1.6. Приводы главного движения и подачи
- •4.2. Токарные станки
- •4.3. Сверлильные и расточные станки
- •4.4. Фрезерные станки
- •4.5. Строгальные, долбежные и протяжные станки
- •4.6. Шлифовальные и доводочные станки
- •4.7. Резьбообрабатывающие станки
- •4.8. Зубообрабатывающие станки
- •4.9. Станки для электрофизических и электрохимических
- •4.10. Станки с программным управлением
- •4.11. Многоцелевые станки
- •4.12. Агрегатные станки
- •4.13. Автоматические станочные линии
- •4.14. Гибкие производственные системы
- •5. Подъемно-транспортное оборудование
- •5.1. Грузоподъемные машины
- •5.2. Транспортирующие машины
- •5.3. Промышленные роботы
- •6. Александров м.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для вузов.– 5-е изд., перераб. И доп.– м.:Высш. Шк., 1979.–558 с.
- •Оглавление
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
4.10. Станки с программным управлением
Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой разнообразную и наиболее совершенную группу машин, в которой широко используют средства автоматики и электроники, электрические, механические, гидравлические, пневматические и другие устройства. Программное управление станками за сравнительно короткий срок бурно развивалось и стало основным направлением автоматизации металлообработки. Оно обеспечивает возможность быстрой переналадки станка, что дает возможность создавать экономически выгодные системы автоматизации для мелкосерийного и единичного производства.
По виду управления станки с программным управлением делятся на станки с системами циклового программного управления и станки с системами числового программного управления. В основном распространены станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
Числовое программное управление станком — управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управление станком, называют системой числового программного управления.
Числовое программное управление станками по технологическим признакам подразделяют на позиционное, контурное, адаптивное и групповое.
Позиционное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются. Такое управление применяют в основном в сверлильных и расточных станках для обработки плоских и корпусных деталей с большим числом отверстий.
Контурное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. ЧПУ для контурной обработки позволяет осуществлять непрерывное управление скоростями рабочих движений инструмента относительно заготовки и обеспечивает их заданные положения в каждый момент времени в соответствии с профилем детали, т. е. обеспечивает автоматический обход режущего инструмента по заданному контуру детали. Для обработки плоских деталей используют системы контурной двухкоординатной, а для объемных деталей — трехкоординатной обработки.
Адаптивное управление — числовое программное управление, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.
Групповое управление — числовое программное управление группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам от станков.
В зависимости от основных операций обработки станки с ЧПУ объединены в различные технологические группы.
Токарные станки с ЧПУ являются наиболее многочисленной группой в парке станков с ЧПУ. Их выпускают в следующих исполнениях: центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные. В основном токарные станки имеют горизонтально расположенную ось шпинделя. Исключение составляют двухсуппортные станки и карусельные станки для обработки крупных деталей. По расположению направляющих суппорта токарные станки с ЧПУ выпускают с горизонтальным, вертикальным или наклонным расположением.
Токарные станки имеют две управляемые координаты: Z — вдоль оси шпинделя; Х — перпендикулярно этой оси. Перемещение по оси Z осуществляется кареткой станка, вдоль оси Х— поперечными салазками суппорта. На поперечных салазках установлены либо резцедержатель (при смене инструмента из магазина), либо револьверная поворотная инструментальная головка. Головка может иметь два различных положения оси поворота: совпадающее по направлению с осью 2 и перпендикулярное плоскости ХZ. Существует тенденция оснащения станков не одной, а двумя револьверными головками (рис. 4.40).
Рис. 4.40. Токарный станок с ЧПУ с двумя револьверными
головками
Одна головка 2 имеет ось поворота, совпадающую по направлению с осью Z и используемую для обработки наружных поверхностей. Другая головка 3 имеет ось поворота, перпендикулярную плоскости ХZ, и инструменты, закрепленные в ней, предназначены для обработки внутренних поверхностей. Располагают головки по разные стороны от оси шпинделя с некоторым сдвигом относительно друг дуга: головка 2 установлена на поперечные салазки 4 ближе переднему торцу шпинделя 1, а головка 3 удалена от него. Такое размещение способствует лучшему доступу инструментов к обрабатываемой заготовке. На станках с двумя головками в работе могут участвовать 10—16 режущих инструментов.
Расточные и сверлильные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы: с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя. На расточных станках фрезеруют плоскости и пазы, сверлят и зенкеруют отверстия, растачивают отверстия, подрезают торцы, разрезают резьбу метчиками.
На расточных станках с вертикальным расположением шпинделя целесообразно обрабатывать плоские заготовки (планки, плиты, фланцы, рычаги и др.), на горизонтально-расточных — корпусные детали. Для обработки заготовки с разных сторон на станках с вертикальным шпинделем необходимо иметь различные ее установы. Обработку с четырех боковых сторон на горизонтально-расточном станке можно выполнять при одной установке заготовки, осуществляя поворот стола.
Сверлильные станки с ЧПУ изготовляют в двух исполнениях: вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. На них можно выполнять разнообразные работы: сверление, зенкование, зенкерование, развертывание, нарезание резьб, фрезерование и т. д. Наличие крестового стола, возможность работать последовательно несколькими инструментами, а в некоторых случаях и многоинструментальными головками значительно расширяют возможности станка.
Фрезерные станки с ЧПУ компонуют по типу вертикальных и горизонтальных консольных и бесконсольных одно- и двухстоечных станков. Горизонтально-фрезерные станки оснащают поворотным столом, управляемым по программе.
На фрезерных станках с вертикальным шпинделем преимущественно изготовляют плоскостные и коробчатой формы детали небольших габаритных размеров, а также в сложные поверхности плоских и объемных кулачков, шаблонов и других деталей. На станках с горизонтальным шпинделем обрабатывают поверхности корпусных деталей, расположенные в различных плоскостях.
В соответствии с классификацией систем управления принята следующая система обозначения моделей станков с ПУ. К основному обозначению модели станка добавляют один из следующих индексов: Ц—станки с цикловым управлением; Ф1—станки с цифровой индексацией положения, а также станки с цифровой индексацией и ручным вводом данных; Ф2 — станки с позиционными СЧПУ; ФЗ — станки с контурными СЧПУ; Ф4 — станки со смешанными системами ЧПУ.
Кроме того, введены индексы, отражающие конструктивные особенности станков, связанные с автоматической сменой инструмента: Р — смена инструмента поворотом револьверной головки; М - смена инструмента из магазина. Индексы Р и М записывают перед индексами Ф2 и ФЗ: например, РФ2 — станки с позиционной СЧПУ с револьверной инструментальной головкой; МФЗ — станки с контурной СЧПУ со сменой инструмента из магазина; МФ4 — станки со смешанными системами управления и магазином инструментов.