Устройство станков с ЧПУ

1.

Курс
Оператор станков с ЧПУ
Устройство станков с
ЧПУ
Крапивин А.Ю.

2. Содержание раздела

• Классификация станков с ЧПУ
• Характеристики станков с ЧПУ
• Конструкция станков с ЧПУ
• Принцип работы станков с ЧПУ

3. Классификация станков с ЧПУ

• Классификация станков с ЧПУ — группировка станочных
приборов с числовым программным управлением по
характерным для них признакам.
• Станки с числовым программным управлением представлены
сотнями различных моделей, имеющими свою особенность. Для
их разделения не существует единой классификации.
• Задача классификации состоит в том, чтобы упростить
пользователям поиск оборудования, необходимого для
осуществления их целей.

4. Виды классификаций

Наиболее важными виды классификации:
• характер выполняемой работы;
• показатель точности;
• степень универсальности;
• размещение шпинделя;
• уровень автоматизации;
• вес;
• габариты;

5. По характеру выполняемых работ

• Токарные – обработка тел вращения
• Фрезерные – обработка всех остальных форм
• Сверлильные – обработка отверстий осевым инструментом
• Координатно-расточные – высокоточная обработка отверстий
• Шлифовальные - обработка поверхностей абразивными материалами
• Электроэрозионные - обработка воздействием электрическими
разрядами
• Листогибочные – обработка методом пластической деформации
• Дыропробивные – формирование отверстий методом пробивки
• Аддитивные – формирование детали путем добавления материала

6. Показатель точности

Отечественная градация:
• нормальной точности (Н),
• повышенной точности (П),
• высокой точности (В),
• особо высокой точности (А),
• особо точные (С)
Зарубежная градация:
• обычной (без обозначения),
• высокой точности (H),
• прецизионный (P),
• суперпрецизионный (SP),
• ультрапрецизионный (UP)

7. Степень универсальности

• универсальные - для обработки деталей широкой номенклатуры
• специализированные - для обработки однотипных деталей в
определенном диапазоне размеров
• специальные - для обработки одной определенной детали, реже
- нескольких однотипных деталей

8. По расположению шпинделя

• горизонтальные
• вертикальные
• наклонные и комбинированные

9. Уровень автоматизации

• полуавтоматы - станок, работающий с автоматическим циклом,
для повторения которого требуются ручные операции, например:
установка заготовки, снятие готовой детали и др.
• автоматы - производит все рабочие и вспомогательные движения
цикла технологической операции и повторяет их без участия
рабочего. Функции оператора: наблюдение за работой станка,
контроль качества обработки, выполнени еопераций подналадки.

10. По массе

• легкие (до 1 т),
• средние (до 10 т),
• тяжелые (до 100 т)
станки,
• уникальные
(более 100 т).

11. Характеристики станков с ЧПУ

Количество управляемых/одновременно
управляемых осей
Характер и схемы компенсаций погрешностей
кинематики
Функции интерполяции
Графический интерфейс
Типы управляемых приводов
Интерфейс обмена
Обеспечиваемая дискретность приводов подач
Наличие измерительных циклов
Максимальная скорость привода главного движения
и приводов подач
Наличие диалогового режима
Функции «Просмотр кадров вперед»/«Управление
разгоном — торможением»
Дополнительные технологические программы и
подпрограммы
Объемы оперативной памяти и памяти жесткого
диска базового компьютера ЧПУ
Системы диагностики и самодиагностики
Количество, тип цифровых входов/выходов
Возможность адаптивного управления
Виды и схемы коррекций
Защитные функции
Другие характеристики

12. Конструкция станков с ЧПУ

Повышенная жесткость базовых узлов
Бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя
Требования к
конструкции
станков с ЧПУ
Встроенное в шпиндель устройство автоматического закрепления инструментов
Короткие кинематические пары приводов подач (редукторы, шариковые
винтовые пары)
Направляющие с малым коэффициентом трения и высокой износостойкостью
(направляющие качения)
Дополнительные сервисные автоматические устройства (смазка, эвакуация
стружки)

13. Базовые элементы

• Станины, колонны, основания
являются базовыми элементами
• Изготавливают с повышенной
жесткостью и
виброустойчивостью, за счет
введения дополнительных
ребер жесткости
• Материалы: литые чугунные,
сварные стальные, бетонные,
гранитные, полимербетонные,
полимергранитные

14. Направляющие

• Направляющие станков с ЧПУ
имеют высокую износостойкость
и обеспечивают малое трение,
что позволяет снизить мощность
следящего привода, увеличить
точность перемещений.
• Различают: направляющие
скольжения, качения и
комбинированные

15. Направляющие

• Направляющие скольжения для
уменьшения коэффициента трения
создают в виде пары скольжения
«сталь (или чугун) — пластиковое
покрытие».
• Направляющие качения имеют
высокую долговечность и
характеризуются небольшим
трением. В таких направляющих
используют стальные закаленные
планки, по которым перемещаются
роликовые опоры.

16. Привод главного движения

• Привод главного движения должен
иметь возможность
бесступенчатого регулирования
скорости, воспринимать большие
перегрузки и работать в
загрязненной среде.
• В качестве двигателя приводов
служат асинхронные
электродвигатели, регулируемые
электродвигатели постоянного тока
Контроллер управления
Двигатель
Шпиндельный узел
Ременная передача
Двигатель

17. Шпиндель станков

• Шпиндель станков должен иметь
повышенную жесткость, высокую
точность вращения, повышенную
износостойкость посадочных и
базирующих поверхностей.
• Конструкция шпинделя значительно
усложняется из-за встроенных в
него устройств автоматического
разжима и зажима инструмента,
системы теплоотвода, датчиков

18. Привод подач

Привод подач - важнейший элементов станка, определяющий
суммарную погрешность обработки.
Привод движения подач характеризуется
• минимально возможными зазорами
• малым временем разгона и торможения
• плавностью хода
• небольшими силами трения
• повышенной жесткостью кинематических цепей

19. Привод подач

Привод подач состоит из:
• Двигателя постоянного тока или
частотно регулируемого
• Контроллера управления
двигателем
• датчика обратной связи
• Кинематической шариковинтовой
пары (ШВП)
• тормоза

20. Дополнительные автоматические устройства

• устройства смены инструмента
(магазины, манипуляторы,
револьверные головки)
• системы смазывания
• загрузочные устройства
• зажимные приспособления
• устройства для уборки стружки
конвейерного или шнекового
типа

21. Дополнительные автоматические устройства

• системы смазывания

22. Принцип работы станков с ЧПУ