8.1: Глава 8: ЧПУ

Last updated
Save as PDF

Page ID: 102700

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Блок 1: Вступ до ЧПУ

Що таке ЧПУ? ЧПУ - це комп'ютерне числове управління. ЧПУ - це автоматизація верстатів, які управляються точно запрограмованими командами, кодованими та відтворюваними комп'ютером, на відміну від керованих вручну за допомогою маховиків або важелів.

У сучасних системах ЧПУ наскрізне проектування компонентів високо автоматизовано за допомогою програм автоматизованого проектування (CAD) та автоматизованого виробництва (CAM). Серія кроків, необхідних для виготовлення будь-якої деталі, високо автоматизована і виробляє деталь, яка тісно відповідає оригінальному дизайну САПР.

У верстатах з ЧПУ роль операторів зведена до мінімуму. Оператору доводиться просто подавати програму інструкцій в комп'ютер, завантажувати необхідні інструменти в машину, а решта роботи виконується комп'ютером автоматично. Комп'ютер направляє верстат для виконання різних операцій механічної обробки відповідно до програми інструкцій, що подаються оператором.

Технологія ЧПУ може бути застосована до найрізноманітніших операцій, таких як складання, складання, огляд, обробка листового металу тощо Але вона більш помітно використовується для різних процесів обробки металів, таких як токарна обробка, свердління, фрезерування, формування тощо Завдяки ЧПУ всі операції механічної обробки можуть бути виконані на швидка швидкість, в результаті чого масове виробництво стає досить дешевшим.

Як це працює

Верстат з ЧПУ складається з комп'ютера, в якому програма подається для різання металу роботи відповідно до вимог. Всі процеси різання, які повинні бути здійснені і всі кінцеві розміри подаються в комп'ютер через програму. Комп'ютер таким чином знає, що саме потрібно зробити, і здійснює всі процеси різання. Верстат з ЧПУ працює як робот, який повинен подаватися за допомогою програми, і він дотримується всіх ваших інструкцій.

Вам не доведеться турбуватися про точність роботи; всі верстати з ЧПУ призначені для задоволення дуже близьких точностей. Насправді, в наші дні для більшості точних робіт верстатів з ЧПУ є обов'язковим. Коли ваша робота закінчена, вам навіть не доведеться її видаляти, машина робить це за вас, і вона підбирає наступну роботу самостійно. Таким чином, ваша машина може продовжувати виконувати роботи з виготовлення всі 24 години дня без необхідності великого моніторингу, звичайно, вам доведеться спочатку годувати її програмою та постачати необхідну сировину.

З перших днів виробництва виробництва шукали способи підвищення точності розмірів, а також швидкості виробництва. Простіше кажучи, числове управління - це метод автоматичного керування виробничою машиною на основі коду літери, цифр і спеціальних символів. У міру їх розробки було реалізовано застосування цифрових обчислювальних машин для управління виробничим обладнанням. Незабаром комп'ютери стали використовуватися для забезпечення безпосереднього управління верстатами. Інтегральна схема призвела до невеликих комп'ютерів, використовуваних для управління окремими машинами, і народилася епоха комп'ютерного числового управління (ЧПУ). Ця епоха комп'ютерного числового управління стала настільки складною, що є кращим методом майже кожної фази

точність виготовлення, особливо механічна обробка. Вимоги до точності розмірів, основа процесів обробки, є ідеальними кандидатами для використання комп'ютерних систем управління. Комп'ютерне числове управління тепер з'являється в багатьох інших типах виробничих процесів. Яскравою перевагою комп'ютерного управління верстатами є швидке, високоточне позиціонування заготовки та ріжучих інструментів.

Сьогодні ручні верстати були в значній мірі замінені верстатами з комп'ютерним числовим управлінням (ЧПУ). Верстат управляється в електронному вигляді, а не вручну. Верстати з ЧПУ можуть виробляти одну і ту ж частину знову і знову з дуже невеликими варіаціями. Сучасні верстати з ЧПУ можуть позиціонувати ріжучі інструменти та заготовки зі швидкістю подачі траверси кілька сотень дюймів на хвилину, з точністю 0,0001». Після завершення програмування та налаштування інструментів вони можуть працювати вдень чи вночі, тиждень за тижнем, не намагаючись, лише рутинне обслуговування та технічне обслуговування різального інструменту. Це очевидна перевага перед ручними верстатами, які потребують великої взаємодії людини, щоб щось робити. Швидкість подачі та швидкість обертання шпинделя можуть бути оптимізовані за допомогою інструкцій програми. Сучасні верстати з ЧПУ мають револьверні або стрічкові тримачі, а деякі можуть вміщати більше 150 інструментів. Зміна інструменту займає менше 15 секунд.

Комп'ютерна машина з числовим управлінням є високопродуктивною. Вони також дорогі для придбання, налаштування та обслуговування. Однак перевага продуктивності може легко компенсувати цю вартість, якщо їх використання правильно управляється. Найважливішою перевагою ЧПУ є можливість програмування машини для виконання різних робіт. Вибір та зміна інструменту під управлінням програми надзвичайно продуктивні, при цьому мало часу витрачається даремно, застосовуючи інструмент до роботи.

Програма, розроблена для виконання даного завдання, може бути використана для короткого виробничого циклу однієї або декількох частин. Потім машина може бути налаштована на нову роботу і використовуватися для тривалих виробничих циклів сотень або тисяч виробничих одиниць. Його можна перервати, використовувати для початкової роботи або іншої нової роботи, і швидко повернутися до тривалого виробничого циклу. Це робить верстат з ЧПУ надзвичайно універсальним і продуктивним. Автоматизоване проектування (САПР), став кращим методом проектування та розробки продукту. Зв'язок між CAD & CNC був логічним. Дизайн комп'ютерної частини може перейти безпосередньо до програми, яка використовується для розробки інформації про управління верстатом з ЧПУ. Потім машина з ЧПУ може виготовити деталь. Комп'ютер надзвичайно корисний для надання допомоги програмісту з ЧПУ в розробці програми для виготовлення конкретної деталі. Системи автоматизованого виробництва, або CAM, тепер є галузевим стандартом програмування. Коли CAD, CAM & CNC змішуються, з'являється найбільша здатність, виробляти деталі надзвичайно важко або неможливо зробити ручними методами.

Рух ЧПУ заснований на декартовій системі координат. Верстат з ЧПУ не може бути успішно експлуатується без розуміння того, як системи координат визначаються в верстаті з ЧПУ і як системи працюють разом.

Щоб повністю зрозуміти числове програмування, ви повинні розуміти осі та координати. Придумайте частину, яку ви б зробили. Ви можете описати його комусь іншому за його геометрією. Наприклад, частина, яку ви зробите, - це прямокутник розміром 5 дюймів на 8 дюймів. Всі деталі можна описати таким чином. Будь-яка точка на оброблюваної деталі, наприклад, кишеню, яку потрібно вирізати, або отвір, який потрібно просвердлити, може бути описана з точки зору її положення. Система, яка дозволяє нам це зробити, називається декартовою координатою або прямокутною системою координат.