Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) применяются в мелкосерийном и единичном производствах для обработки деталей сложной геометрической формы, например — штампов, пресс-форм, литейных форм и моделей. Обработать такие детали на обычных металлорежущих станках, как правило, крайне сложно. Встроенный в стойку станка компьютер предоставляет оператору возможность составить программу в режиме диалога. Работу на станке облегчает цветной дисплей на компактной панели управления. Можно включить покадровый режим просмотра, изменить «скорость» обработки, или «остановить» ее, нажав кнопку «Пауза».
Станки с ЧПУ оснащаются магазином инструментов, средствами активного контроля размеров обработанной поверхности и износа режущего инструмента. Они обеспечивают высокую скорость резания и точное позиционирование инструмента. Загрузка нужного для работы инструмента происходит автоматически. Автоматическая смена инструментов позволяет работать в круглосуточном режиме без участия рабочего.
Поскольку в условиях рынка полностью сформировать портфель заказов предприятию затруднительно, многие заводы, имеющие станки с ЧПУ, берутся за изготовление единичных заготовок сложной геометрической формы для других заводов, например, для рабочих частей крупных штампов.
На рис. 5.40 показан токарный станок SBL 500, оснащенный цветным дисплеем на тонкопленочных транзисторах. Программа обработки заготовки может создаваться с панели управления с использованием двухмерной графики. Возможно программирование с использованием постоянных циклов, а также написание программы одновременно с выполнением другой работы на станке. Отображение вращательного и линейного перемещения с помощью цифровых датчиков облегчает работу на токарном станке.
В зависимости от сложности управляющую программу подготавливают и редактируют с помощью вычислительной техники, входящей в состав станка, на сервере или на персональном компьютере. Обмен данными между ЭВМ и микропроцессором станка может производиться через локальную сеть цеха или завода по специальному кабелю. В эту же сеть интегрируют рабочие места технологов-программистов.
Система диагностики управляющей программы для станков с ЧПУ обеспечивает выявление ошибок программирования на этапе разработки программы, а не во время отладки программы на станке. Это позволяет сократить время простоя дорогостоящего оборудования, избежать поломки технологической оснастки и режущего инструмента, исключить возможные столкновения инструмента с заготовкой, оснасткой или с рабочими механизмами
станка.
Рис. 5.40. Токарный станок с ЧПУ
Режущий инструмент, имеющий часто сравнительно простую геометрическую форму, совершает в процессе резания сложное движение формообразования. Применяются следующие траектории движения инструмента: по строке, по спирали, по антиспирали и по зигзагу. Подход к заготовке и отход от нее режущего инструмента в горизонтальной плоскости может выполняться по касательной, по нормали или по дуге.
Ассоциативная связь между геометрией детали и управляю* Щей программой позволяет при изменении модели автоматически пересчитывать траекторию перемещения инструмента. Это
значительно сокращает время подготовки управляющей программы. Технолог может дать задание программисту разработать программу для станка с ЧПУ. Компании-разработчики стремятся обеспечить многократное использование готовых технологий обработки отдельных конструктивных элементов детали.
Следует учитывать, что в ряде случаев режущий инструмент может изнашиваться в процессе обработки одной детали, изготовленной, например, из труднообрабатываемого материала, и его размеры изменяются до завершения цикла обработки. Поэтому программы для станков с ЧПУ могут предусматривать кадр с функцией паузы для организации «проверки инструмента» станочником. Например, при сверлении 20—30 отверстий в титане одно сверло, как правило, может обработать только половину требуемого количества отверстий.
Для повышения производительности труда технолога создаются различные библиотеки: инструментов, приспособлений, обрабатываемых материалов, элементов креплений, операций и типовых переходов используемых шаблонов. При выборе из библиотеки какого-либо элемента можно посмотреть его характеристики и область применения. Технолог может ввести новый элемент в библиотеку и задать его параметры. Задание параметров, может производится по шаблонам или аналогии с ранее выполненной операцией.
В состав такого шаблона входят стандартные переходы с выбранными стратегиями обработки, заданными технологическими параметрами и инструментом. Программы изготовления деталей и установочные процедуры хранятся в базе данных.
