Суть программирования технологических процессов на чпу станках с программ

Особенности работы

Принцип работы фрезерного станка основывается на взаимодействии всех комплектующих. Знание связи между рабочими элементами помогает разобраться, как работать на фрезерном станке.

Задняя бабка имеет специальное место, в которое устанавливается рабочий механизм. Затем при помощи направляющих она размещается рядом с заготовкой на расстоянии, необходимом для ее фрезерования. Между задней и передней бабкой находится суппорт. После включения фрезерного станка с ЧПУ с его помощью будут выполняться продольные движения по заготовке.

Фреза выбирается в зависимости от того, из какого материала состоит обрабатываемая деталь, и какой результат нужно получить. Например, дерево обычно не требует применения жестких фрез.

Некоторые резцовые головки способны разместить четыре резца. Четырехкоординатный станок используется повышения качества и скорости обработки. Фрезерный станок с ЧПУ работает от электродвигателя, конструкция которого включает плотные приводной ремень. Он обеспечивает крепление ступенчатого шкива с мотором.

Работа оператора

Станки работают под контролем оператора. Он отвечает за:

• смену и закрепление заготовок;
• установку фрезы нужного типа;
• запуск управляющей программы;
• включение станка;
• контроль за работой оборудования.

Оператор долго учится прежде, чем приступить к выполнению своих обязанностей. Первый запуск выполняется в тестовом режиме, поскольку вероятность допустить ошибку имеется даже тогда, когда специалист научил оператора правильно. Учащемуся предоставляются точные знания, но даже на самом современном устройстве имеется погрешность. На основе тестового запуска определяется, необходимо ли вносить коррективы в работу четырехосного прибора.

Также проверяется, подходит ли фреза для дерева или другого материала, из которого изготовлена деталь, и соответствуют ли габариты детали допустимым значением станка. На этом принципе основывается процесс работы практически всех моделей четырехкоординатных станков.

Некоторые считают: «Если я пользуюсь станком, больше ничего знать не нужно». Но к работе рекомендуется приступать, научившись создавать управляющие программы.

Выполняемые операции на станках

С применением этого оборудования, выполняется обработка деталей, которая сводится:

• к лазерной резке листов металла и труб;
• к раскрою листов лазером и другим лазерным работам;
• к фрезерным и токарным работам;
• к сверлению отверстий и нарезке пазов;
• к обычной резке и сварке металла.

Кроме этого, достоинство компьютерного управления состоит в том, что обработка становится более точной, ведь исключаются негативные влияние человеческих факторов.

Можно назвать операции, совершаемые посредством токарных, сверлильных и револьверных агрегатов, двухсторонними центровыми станками, – изменяющие конфигурацию  обрабатываемых изделий:

• точение – связанное с обработкой внешней поверхности детали;
• растачивание – заключается в обработке внутренней поверхности;
• подрезание – обработка поверхностей с торцов;
• разрезание – заготовка разделяется на две части, или же готовая деталь отрезается от заготовок;
• зенкерование – его суть в обработке ранее полученных отверстий, чтобы придать им геометрически правильную форму и снизить шероховатости на поверхностях;
• посредством зенкования сделанные отверстия углубляют, чтобы удобно было разместить головки болтов, винтов или заклепок;
• в процессе центрования (после подрезания торца), отверстие обрабатывают с двух сторон, чтобы его зацентровать;
• резьба (внутренняя и внешняя) нарезается при создании нескольких видов соединения деталей;
• развертывание – обработка отверстий с помощью специнструмента. Применяемая для этого развертка имеет от 6 до 12 лезвий.

На токарно-винторезные станки ложатся и другие операции, например, обтачивание фасонных поверхностей.

Конструкция

Чтобы понять, как работать на станке с ЧПУ, необходимо предварительно разобраться в его конструкции. Отдельные модели фрезерных и токарных станков имеют незначительные отличия, но базовые элементы идентичны.

Стандартная конструкция агрегата включает наличие:

• станины;
• коробки подач;
• передней шпиндельной бабки;
• задней бабки;
• стержневого механизма;
• суппорта.

Станина представляет собой основу оборудования – к ней крепятся другие комплектующие. Коробка подач отвечает за передачу движений, которые осуществляет шпиндель. Передаваемые движения принимаются суппортом. Передняя шпиндельная бабка состоит из:

• коробки скоростей;
• шпинделя;
• крепежных элементов для фиксации и вращения заготовки.

Задняя бабка предназначена для закрепления заготовки с противоположной стороны, когда выполняется обработка на станках с ЧПУ центральной части. В качестве стержневого механизма могут выступать различные инструменты, такие как развертка или сверло. Именно этот элемент отвечает за центральную обработку заготовки. Он неразрывно связан с задней бабкой. От суппорта зависит надежность фиксации режущего инструмента и траектории его движения.

Работая с современным оборудованием, следует знать и дополнительных комплектующих. Конструкция станков может быть дополнительно оснащена:

• вакуумным столом;
• улавливателем стружки;
• системой охлаждения фрезы.

Также для удаленного контроля агрегатом иногда могут использовать переносной пульт. По этому принципу работают в основном в узкоспециализированном производстве.

Варианты работы оборудования

Есть два варианта работы станков с ЧПУ:

1. С полуавтоматическим циклом, когда определяется длительность работы и холостого пробега, вспомогательного времени, используемого для того, чтобы загрузить станок. Этот вариант не предполагает непосредственного участия рабочих в обработке заготовок.
2. С автоматическим циклом – такой вариант исключает участие оператора в ходе технологического процесса. Поэтому предъявляются особые требования к тому, насколько надежны все узлы станка, инструменты и приспособления, и высокое качество заготовок. Только тогда можно говорить о безотказной работе.

Ради качественной обработки деталей на станках с чпу есть необходимость стабилизировать:

• параметры заготовок (припуски, свойства материала, состояние их поверхности);
• параметры инструмента (свойства твердосплавной пластины и его геометрии);
• параметры станка, связанные с точностью, виброустойчивостью и жесткостью;
• процессы дробления и удаления стружек;
• эффективную настройку инструментов для достижения нужных размеров (при помощи специальных приборов);
• режимы технологических операций.

Функциональность обрабатывающего оборудования

В процессе производства применяют самое разнообразное оборудование, исходя из  станочных реалий, согласно приемлемым на предприятии технологиям и программной оснастке.

1. Токарно-револьверному станку под силу обработать одновременно две-три детали. Если его револьверная головка вертикального размещения, а у суппорта – поперечное, станок способен выполнять отрезку и фасонное обтачивание деталей.
2. При помощи станков для подготовки кромок труб успешно обрабатывают торцы, снимают фаски, устраняют неодинаковую толщину труб, которая появляется вследствие сварочных работ.
3. Что касается револьверных станков, имеющих продольное перемещение суппорта, они несколько ограничены в своем функционале, хотя на них выполняют операции центрования, сверление, растачивание, развертывание, обтачивание, нарезание резьбы, подрезание широким резцом торцов небольшого формата. А вот проточка канавок, подрезка широких торцов, обработка фасонных поверхностей и отрезка на нем возможна лишь тогда, когда закреплённый в специальном держателе резец способен перемещаться в поперечном направлении. Используют с этой целью и вращение в нужную сторону револьверной головки.

Готовя новую деталь для обработки, делают переналадку станка – меняют  револьверную головку вместе с установленным инструментом. Несложно заменить и зажим, соответственно конфигурации новой заготовки. Далее, пользуясь закрепленным в патроне эталоном, приступают к регулировке упоров и затем уже к обработке заготовок. Первую пробную деталь замеряют и, если возникнет потребность, подналаживают оборудование. Подналадка часто совмещается с заменой резца.

1. Обрабатывая поверхность со ступенями, пользуются широким резцом, применяя поперечные суппорты, имеющие продольную подачу. Если же у станка револьверная головка, имеющая горизонтальную ось, подрезание торцов выполняют резцами, установленными в головке (вариант – круговая подача). Пользуясь станком токарно-револьверного типа, который совмещает  одновременное применение нескольких инструментов, удается экономить время.
2. Высока эффективность токарно-винторезных станков, выполняющих множество операций, с использованием (одновременно или последовательно) большого числа режущих инструментов.
3. А вот применение токарно-карусельных станков – в обработке тяжеловесных заготовок больших размеров. Речь идёт об обтачивании роторов турбин, зубчатых колес, маховиков.
4. Коленчатые валы обрабатываются при помощи токарных полуавтоматов с несколькими резцами. Они устанавливаются так, чтобы одновременно обрабатывалось несколько деталей.

Характеристика

Перед тем, как научиться работать на станке, нужно разобраться в его характеристиках. Отличительной чертой станков, имеющих числовое программное управление, является высокая скорость и точность обработки. В отличие от более старого оборудования подобного типа четырехкоординатные фрезерные станки с системой числового программного управления имеют более высокий показатель надежности и удобства в использовании.

Еще одним фактором, отличающим токарный станок по дереву с числовым программным управлением от его аналогов, заключается в повышенном показателе жесткости. Эта особенность обусловлена:

• короткими кинематическими цепями;
• сниженными потерями на трении;
• минимальными зазорами между элементами конструкции;
• низким количеством механических передач;
• повышенным быстродействием.

Подвижные элементы устойчивы к износу, а теплопотери и механическое трение сведены к минимуму. Для конструкции характерно чередование в соединении между твердыми материалами и мягкими. Так, например, стальные детали могут соединяться с пластиковыми. Работа выполняется благодаря роликам, имеющим преднатяг. Вероятность получения повреждений такими элементами крайне мала.

Принцип работы станка с системой ЧПУ также зависит от отличий приборов. По характеристикам токарные станки отличаются:

• диаметром обрабатываемой заготовки;
• габаритам детали, которую возможно зафиксировать;
• максимальным расстоянием между центрами станочного прибора.

Обработка токарным станком на высоких скоростях и быстрое нагревание не оказывают влияния на показатель трения.

Должность наладчика, его обязанности

Наладчик ЧПУ считается отдельной должностью, но, как правило, операторы одновременно являются и наладчиками. Конечно же, люди с несколькими специальностями ценятся больше и получают зарплату повыше. В обязанности работы наладчика ЧПУ входит разработка управляющих программ (УП) для изготовления деталей с определенными характеристиками и, собственно, наладка.

Составление программы

В начале наладчик или оператор станков с ЧПУ просматривает чертежи и устанавливает последовательность инструкций, которые должна будет выполнить машина. По ним наладчик делает УП в числовом коде.

Наладка

Далее оператор-наладчик станков с ЧПУ должен делать наладку, то есть настроить аппарат на определенное действие (через пульт или при помощи перфоленты). Кроме того, наладка подразумевает установку и настройку режущих и вспомогательных инструментов, зажимного устройства и заготовки. Описание и характеристика этих инструментов, а также необходимые инструкции находятся в технологическом задании и карте наладки.

Тестирование

Во время тестового запуска новой схемы оператор станков с программным управлением внимательно следит, чтобы не было проблем, таких как: вибрация заготовки, поломка режущих инструментов или отклонения в размерах готовой детали. Если обнаружены ошибки, наладчик станков ЧПУ должен изменить и снова протестировать программу, до устранения неполадок.

Это требует ответственного выполнения должностных обязанностей, так как неправильные действия и программные ошибки могут повредить дорогостоящие машины и приспособления, а также потратить драгоценное время и материалы.

Как только УП будет завершена, выполнение задачи может перейти от этого опытного наладчика к рабочему с квалификацией более низкого уровня. Если он сталкивается с проблемой, требующей модификации программы, то обращается за помощью к специалисту 4 или 5 разряда. Многие начинают работать оператором, имея низкий квалификационный уровень, а со временем обучаются и выполняют задачи более высокой категории.