Особенности конструкции и эксплуатации станков с чпу

Полная автономность и упрощение кинематических цепей приводов подач, когда связь между перемещениями по нескольким координатам одновременно осуществляется только через программу управления, позволяет осуществлять в станках с ЧПУ сложное во времени и точное по положению взаимодействие большого числа рабочих и вспомогательных механизмов. Возможность увеличения числа одновременно управляемых координат при применении систем ЧПУ, позволило создать принципиально новые компоновки станков с получением широких технологических возможностей при автоматическом управлении.

Станки с ЧПУ являются сложными технологическими комплексами, включающими непосредственно станок и устройство ЧПУ(рис. ), которые должны быть органически взаимосвязаны с учетом их особенностей и возможностей. Надежность и качество работы станка с ЧПУ в равной степени зависят от надежности и качества работы как самого станка, так и устройства ЧПУ.

Р ис. 26 . Структурная схема технологической системы

при применении станка с ЧПУ

При работе станка с ЧПУ происходит взаимодействие большого числа механических, гидравлических, пневматических и электронных устройств и элементов, от правильного и надежного функционирования которых в значительной степени зависит точность выполнения заданной программы управления обработкой деталей. При этом важно не только обеспечить безотказное функционирование станка с ЧПУ с точки зрения выхода из строя его отдельных механизмов и блоков, но и обеспечить в течение определенного периода эксплуатации выполнение обусловленных его назначением технологических операций с показателями качества и производительностью, установленными нормативно-технической документацией, т. е. обеспечить заданную технологическую надежность.

Изменение точности станка с ЧПУ в процессе эксплуатации, происходящее под действием различных вредных процессов и внешних воздействий, обусловливается появлением допустимых и недопустимых повреждений как в самом станке, так и в устройстве ЧПУ.

Повреждения, которые приводят сразу к остановке станка с ЧПУ (из-за повреждения самого станка или устройства ЧПУ) или к недопустимым условиям его работы, являются причинами отказов его функционирования. Эти отказы являются следствием неправильных методов конструирования, изготовления станка или его эксплуатации.

Повреждения, которые не ограничивают возможности функционирования станка с ЧПУ, но приводят при его дальнейшей эксплуатации к снижению точности обработки, являются причинами его параметрических отказов (отказов по точности обработки). Параметрические отказы присущи любому сложному технологическому комплексу, каким является станок с ЧПУ.

Если более характерным для станка является параметрический отказ, то для устройства ЧПУ – отказ функционирования. Последний может проявляться в устройстве ЧПУ в виде неиндикатируемых сбоев, которые не обнаруживаются в момент их возникновения; индикатируемых сбоев, которые фиксируются системой ЧПУ в момент их возникновения с прекращением дальнейшей отработки программы управления; устойчивых отказов, которые приводят сразу к остановке станка с ЧПУ. Таким образом, если индикатируемые сбои и устойчивые отказы устройства ЧПУ приводят к отказам функционирования станка с ЧПУ, то его неиндикатируемые сбои приводят к параметрическим отказам.

Неиндикатируемые сбои в станках с разомкнутыми системами ЧПУ проявляются в виде пропуска управляющих импульсов, что может иметь место в самих электронных блоках устройства ЧПУ, при работе шагового электродвигателя и гидроусилителя, а также в передаточных механизмах привода подачи (например, из-за наличия люфта в зубчатых передачах и в передаче винт-гайка в момент реверса перемещения).

В станках с замкнутыми системами ЧПУ появление неиндикатируемых сбоев возможно из-за изменения параметров точности самого станка, датчика обратной связи, элементов блока ДОС в устройстве ЧПУ. Так, тепловые деформации базовых и перемещающихся элементов станка, упругие деформации, износ направляющих и другие погрешности станка могут оказывать влияние на точность измерения датчиками обратной связи действительного положения рабочих органов. В этом случае ДОС будет передавать искаженную информацию о перемещении рабочих органов, что приведет к появлению неиндикатируемых сбоев и соответственно к параметрическому отказу станка с ЧПУ.