5.3.1 Загальні відомості про верстати з чпк

Металорізальні верстати з програмним керуванням це різноманітна група машин, у якій широко використовують засоби автоматики й електроніки, електричні, механічні, гідравлічні, пневматичні й інші пристрої. Програмне керування верстатами за порівняно короткий термін бурхливо розвивалося і стало основним напрямком автоматизації металообробки. Воно забезпечує можливість більш швидкого переналагодження верстата, чим у випадку, коли на автоматизованому верстаті потрібна заміна кулачків або копірів, перестановка упорів та кінцевих вимикачів та інше. У принципі кулачкові автомати, копіювальні верстати і тому подібні автомати теж є програмними, але їхнє переналагодження складне. Тому верстати з такими системами автоматичного керування вигідно використовувати лише в масовому та великосерійному виробництві.

Основна відмінність та перевага верстатів із програмним керуванням полягають у простоті переналагодження, що дає можливість створювати економічно вигідні системи автоматизації для дрібносерійного й одиничного виробництва.

По виду керування верстати з програмним керуванням поділяють на верстати із системами циклового програмного керування і верстати із системами числового програмного керування. В основному поширені верстати з числовим програмним керуванням (ЧПК). Застосування верстатів з числовим програмним керуванням – один з найбільш прогресивних напрямків автоматизації металообробки на промислових підприємствах, що підвищує продуктивність у 3-6 разів та більш. Подальший розвиток верстатів із ЧПК привело до створення багатоцільових верстатів. Відмінною рисою цих верстатів є можливість комплексної обробки деталей (гостріння, свердління, фрезерування, різьбонарізання і т.д.) без їхнього перебазування з автоматичною зміною різальних інструментів.

Впровадження нових видів перетворювачів енергії (тиристорів, транзисторів, сучасних інтегральних схем та мікропроцесорної техніки) дозволяє уніфікувати системи керування верстатами з ЧПК. Широко застосовують металорізальні верстати, оснащені оперативною системою програмного керування. Вона дозволяє робітникові вести діалог з вбудованим керуючим пристроєм – багатопроцесорною міні-ЕОМ. Оперативна система рятує від необхідності звертатися до послуг фахівців обчислювальних центрів для складання програми. Програма вводиться прямо на верстаті з пульта керування. Завдяки цьому відкривається реальна можливість використання таких верстатів на підприємствах із дрібносерійним та одиничним характером виробництва.

Відпрацьована програма зберігається в оперативній пам'яті міні-ЕОМ (або переноситься в касету зовнішньої пам'яті на тривале збереження). Це дозволяє робітникові при обробці деталей працювати в автоматичному циклі. На нових верстатах із ЧПК встановлюють регульований привід постійного струму, що дає можливість відмовитися від шестеренної коробки швидкостей.

Металорізальні верстати з ЧПК класифікують:

1. По ступені автоматизації – автомати і напівавтомати.

2. По призначенню – одноцільові та багатоцільові.

3. По ступені універсальності – спеціальні, спеціалізовані, універсальні.

4. По характері виконуваних робіт – токарні, свердлильні, шліфувальні, фрезерні, зуборізьбооброблюючі.

5. По компонуванню – вертикальні, горизонтальні, похилі.

6. По роду приводу – з гідро-, пневмо-, електроприводом.

7. По ступені точності – Н – нормальної, П – підвищеної, В – високої, А – особливо високої та С – надвисокої. В залежності від класу точності співвідношення допусків наступне:

Н – 1,0;

П – 0,6;

В – 0,4;

А – 0,25;

С – 0,15.

8. За принципом побудови технологічного процесу – для одночасної обробки однієї деталі (наприклад, з декількох сторін) або для одночасної обробки декількох деталей.

9. По розв'язуваних технологічних задачах – позиційні, контурні та комбіновані.

10. По наявності зворотного зв'язку – розімкнуті та замкнуті (зі зворотним зв'язком по положенню робочого органа, по положенню робочого органа та з компенсацією похибки верстата, що самопристосовується – з адаптацією на різні зовнішні збурювання та зміни характеру протікання технологічного процесу).

В залежності від ступеня автоматизації та типу системи ЧПК для верстатів прийняті наступні додаткові позначення:

Ф1 – цифрова індексація та попередній набір координат;

Ф2 – позиційні та прямокутні системи ЧПК;

ФЗ – контурні системи ЧПК;

Ф4 – універсальні комбіновані (для позиційної та контурної обробки)

МФ – ЧПК, інструментальний магазин та автоматична зміна інструмента (АЗІ);

РФ – ЧПК, револьверна інструментальна головка й АЗІ; РМФ – ЧПК, револьверна інструментальна головка, інструментальний магазин та АЗІ.