Обработка деталей на станках с ЧПУ

Станки с ЧПУ являются сложными технологическими комплексами, включающими непосредственно станок и устройство ЧПУ.

     При работе станка с ЧПУ происходит взаимодействие большого числа механических, гидравлических, пневматических и электронных устройств и элементов, от правильного и надежного функционирования которых зависит точность выполнения заданной программы механичекой обработки 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 заданною технологическую надежность, т.е. выполнение станком с ЧПУ технологических операций с показателями качества и производительностью, установленными нормативно-технической документацией.

     Сбои в работе станков с ЧПУ

     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 с станке, так и в устройстве.

     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 обработки 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.

     Компенсация погрешностей

     Станки с ЧПУ позволяют проводить компенсацию погрешностей как самого станка, так и погрешностей, возникающих в процессе обработки деталей.

     Первый метод заключается в проведении компенсации систематической составляющей погрешностей на основе априорной информации о погрешностях станка с ЧПУ или всей технологической системы, полученной аналитическими расчетами или экспериментальными исследованиями (упругих деформаций, люфта в приводе подач, погрешностей инструмента, ходового винта и др.).

     Компенсация накопленной погрешности шага ходового винта, зазоров в приводе подачи, тепловых деформаций осуществляется с помощью постоянно действующих программ коррекции, заложенных в память устройства ЧПУ. Причем такие возможности позволяют не только повысить начальную точность станка с ЧПУ, но и путем периодического измерения меняющихся погрешностей станка и их коррекции в памяти устройства ЧПУ поддерживать точность станка в заданном пределе в процессе эксплуатации.

     При другом методе компенсация погрешностей станка с ЧПУ осуществляется на основе информации, поступающей непрерывно или прерывисто от систем обратной связи с датчиками, измеряющими

     - начальные погрешности станка (например, геометрические параметры);

     - погрешности, возникающие в процессе эксплуатации (например, вибрации, тепловые деформации, инструмента и др.);

     - погрешности, вызываемые внешними воздействиями (температура, вибрации, припуск на заготовке, твердость обрабатываемого материала и др.);

     - погрешности непосредственно обрабатываемых деталей (размеров, формы, шероховатости и др.).

     Применение обратных связей усложняет станок с ЧПУ, но позволяет компенсировать не только систематическую, но и случайную составляющую погрешностей и проводить эту ксмпенсацию непрерывно в процессе эксплуатации. По такому методу работают адаптивные системы управления, которые позволяют компенсировать погрешности обработки, обусловленные таким случайными факторами, как колебания припуска на заготовке и твердости обрабатываемого материала, а также затупление режущего инструмента.

     Методы контроля станков с ЧПУ

     Для станков с ЧПУ разработаны и применяются новые виды контроля их начальной точности. При работе станка с ЧПУ вхолостую определяется комплексный показатель начальной точности — погрешности позиционирования.

     Комплексная проверка станка с ЧПУ в работе проводится путем обработки заданной детали (или нескольких различных деталей) на определенных режимах резания с регламентацией поручаемых размеров. Применяют также контроль точности станков с ЧПУ ощупыванием специального эталона по заданной программе и фиксации получаемых отклонений. Контроль надежности работы станка и устройства ЧПУ проводится при их непрерывной работе вхолостую по определенной тест-программе в течение заданного времени.

     Диагностика технического состояния станка с ЧПУ

     Современные системы ЧПУ позволяют проводить диагностику технического состояния станка и устройства ЧПУ, обеспечивают оперативную выдачу информации о возникающих неисправностях, а также позволяют прогнозировать состояние как отдельных механизмов и блоков, так и станков с ЧПУ в целом.

     Точмех (http://www.tochmeh.ru/)
13.08.2008