Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современный токарный станок; путь от идеи к реализации

Современный токарный станок — путь от идеи к реализации

Вообще-то нечто подобное было известно еще в рабовладельческой Элладе за несколько сотен лет до нашей эры. Принцип получения тел вращения, при котором необходимо вращать заготовку, прикасаясь к её поверхности более прочным и остро заточенным предметом, придумать оказалось легко.

Старинный токарный станок с ножным приводом

Не было и проблем с источником энергии, поскольку здоровых и крепких рабов наличествовало в избытке. В более цивилизованные времена привод такого станка осуществлялся туго натянутой тетивой от лука. Но тут имелось существенное ограничение – скорость оборотов падала по мере раскручивания тетивы, поэтому в Средние века появились модели токарных станков с ножным приводом.

Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Весьма отдалённо они напоминали швейную машинку — потому, что включали в себя традиционный кривошипно-шатунный механизм. Это оказалось весьма позитивным сдвигом: вращающаяся заготовка теперь не имела попутных колебательных движений, заметно усложняя работу мастера, и ухудшая качество обработки.

Вместе с тем к началу XVI века токарный станок по-прежнему имел ряд существенных ограничений:

Токарный станок с канатным ручным приводом от маховика

  • Держать резец следовало вручную, поэтому при продолжительной обработке металла рука токаря сильно уставала.
  • Поддерживающий длинные заготовки люнет крепился отдельно от станка, а поэтому его установка и поверка были довольно длительными.
  • Проблема удаления стружки так и не была решена: требовался подмастерье, который время от времени смахивал стружку с руки мастера.
  • Не был решён и вопрос равномерного перемещения резца по мере обработки: всё определялось квалификацией и опытом мастера.

Станок оказался довольно громоздким, но именно на нём впервые была нарезана резьба. Произошло это в середине XVI века, а уже через несколько лет механик Петра I Андрей Нартов изобрёл механизированный станок, на котором можно было нарезать резьбу с изменяемой скоростью вращения подвижного центра. Характерной особенностью станка Нартова оказалось также наличие сменного блока шестерён.

Ранние исследования числового управления в MIT

Следующий этап развития произошел после Второй мировой войны, когда станки с числовым управлением стали использоваться повсеместно. Это было, когда Джон Парсонс искал способы улучшить самолеты, делая для них жесткую обшивку. Это привело к серии важнейших исследовательских проектов ВВС, которые были организованы в Массачусетском технологическом институте (MIT).

Исследования начались в 1949 году. После предварительных этапов исследований и планирования профессор Дж.Ф. Реинтьес вместе со своей командой разработал экспериментальный фрезерный станок. В 1952 году Ричард Кегг совместно с Массачусетским технологическим институтом создал первый фрезерный станок с ЧПУ Cincinnati Milacron Hydrotel. В 1958 году, через пять лет после этого, он запатентовал «устройство с моторным управлением для позиционирования станка». Это ознаменовало официальное коммерческое рождение технологии.

Читать еще:  Как размагнитить инструменты: отвёртку, шило, ножницы, пинцет и другие?

Первый фрезерный станок с ЧПУ Cincinnati Milacron Hydrotel

Внедрение станков ЧПУ в отечественное производство

Первыми станками с ЧПУ российского производства, а если точнее, то производства СССР, для использования в промышленности, были токарно-винторезный автомат 2К63ПУ, а так же токарно-карусельный автомат 1541n. Их разработали и начали массово выпускать в 60-х годах прошлого столетия.

Данные автоматы управлялись при помощи как систем ПРСЗК (работали совместно с ними), так и других систем управления промышленным оборудованием. Немного позже были изобретены и запущены в производство вертикально-фрезерные автоматы с ЧПУ, получившие название 6H13 и которые были укомплектованы системой «Контур-ЗП», при помощи которой и осуществлялось непосредственное управление станком.

К концу 70-х годов прошлого века на токарное оборудование с ЧПУ стали устанавливать системы 2P22 и Электроника НЦ-31, которые были выпущены также отечественными производителями.

Кто на рынок вхож?

Игорь Петрович не скрывает: если бы не помощь супруги, не справился. Она так же, как и он, самоучка: не заканчивая никаких курсов, занялась разработкой сайтов. К слову, сайт по паркетному делу был признан лучшим в Беларуси.

Сейчас супруги продают сайт по услугам ЧПУ. Он на первом месте среди других. Заказов так много, что все невозможно принять. Выходит, что сайт вводит в заблуждение людей. Покупатели уже нашлись. Ценником, правда, не совсем довольны, мол, почему так дорого. «Да потому, что без сайта вы ничего не заработаете», — предупреждает Игорь. Пока у него не было сайта по ЧПУ, в неделю на станке он делал 2—3 мелкие работы, окупаемости не было.

Супруга отслеживает появление конкурентов. Бывает, за месяц появляется 40—50 новых сайтов с услугами ЧПУ во всей Беларуси. Но на рынке остаются единицы. Выжить могут те, кто, приобретая станок, уже имеет контракты на заказы на год вперед.

— Один клиент обратился с индивидуальным заказом примерно на 2500 рублей. Мы сделали разработку, проект. Это теперь за них берем предоплату, а тогда клиент мог с ним уйти на поиск дешевых услуг. Так и случилось. А через некоторое время он звонит и, видимо, перепутав контакты, начинает интересоваться судьбой заказа. Выяснилось, что он отдал его в изготовление моему тезке в Колодищи. Я съездил туда, посмотрел, как там работают, сделал заказ. Вроде все хорошо. Но через полгода они закрылись, — рассказывает предприниматель.

За все время Игорь заработал на новый ЧПУ-станок, с еще большими возможностями. На нем можно делать фигуры, статуэтки и многое другое. Жена уже начала разрабатывать новый сайт для оборудования.

— Его собирают под меня. С производителем мы обсуждаем все тонкости: какие нужны режимы, двигатели, дополнительные установки. Все делается индивидуально. Примерно в декабре станок прибудет в Беларусь.

Читать еще:  Маленькая буржуйка с варочной плоскостью из газового баллона

ТОЛЬКО ЦИФРЫ

• Средняя выручка — 5400 рублей в месяц

• Стартовые вложения — 20 тысяч рублей

• Стоимость ЧПУ-станка — 19 тысяч рублей

• Расходные материалы — 1200 рублей в месяц

Система CNC или числовое программное управление

По сравнению с обычным числовым управлением CNC (Computerized Numerical Control или ЧПУ являются гораздо более гибким устройством и поддерживают внесение изменений в программу.

Здесь не нужно создавать громоздкие проволочные связи, достаточно лишь изменить данные в накопителе, а это значит, что программирование связей заменяется на программное обеспечение. Благодаря интеграции микрокомпьютера перепрограммируемого управления выполнение всех функций NC обеспечивается микропроцессорами.

Описание NC — функций — это пользовательские программы, которые заложены в жестком диске. Чем больше функций должен выполнять станок, тем больший объем памяти жесткого диска необходим для его работы. Из-за высокого производственного объема современные ЧПУ системы оснащаются многоядерными процессорами.

Благодаря программно-технической реализации функций чу сокращается число потенциально подверженных повреждениям элементов в блоке управления. Дефицит тестирования и оптимизации числового программного обеспечения, которое в среднем изменяется 3-4 раза, благодаря CNC-системам становится не таким критичным, как раньше. Для предприятий без организации обработки данных во время подготовительных работ станки ЧПУ позволяют наладить экономичное автоматизированное производство.

↑ Дело паяльника боится

Всё это время ежевечернее сидел за компьютером и читал, читал, читал. Настройка контроллера, выбор программ: какой рисовать, какой управлять станком, как изготовить механику и тд. и тп. В общем, чем больше читал, тем страшнее становилось, и всё чаще возникал вопрос «нафига мне это надо?!». Но отступать было поздно, двигатель на столе, детали где-то в пути – надо продолжать.

Пришло время паять плату. Имеющиеся в интернете мне не подошли по трем причинам:
1 — В магазине, котором заказывал детали не оказалось IR2104 в DIP корпусах, и мне прислали 8-SOICN. На плату они припаиваются с другой стороны, перевернутые, и соответственно нужно было зеркалить дорожки, а их (IR2104) 12 штук.

2 — Резисторы и конденсаторы также взял в SMD корпусах для уменьшения количества отверстий, которые нужно было сверлить.
3 — Имеющийся у меня радиатор был меньшего размера и крайние транзисторы были вне его площади. Нужно было смещать полевики на одной плате вправо, а на другой влево, поэтому изготовил два вида платы.

Действия наладчика и оператора станка с ЧПУ

Этапы работы наладчика выглядят следующим образом:

  • подбор режущего инструмента согласно карте, проверка его целостности и заточки;
  • подбор по карте наладки заданных размеров;
  • установка режущего инструмента и зажимного патрона, проверка надежности крепления заготовки;
  • установка переключателя в положение «От станка»;
  • проверка рабочей системы на холостом ходу;
  • введение перфоленты, которое проводится после проверки лентопротяжного механизма;
  • проверка правильности заданной программы для пульта и станка ЧПУ и системы световой сигнализации;
  • крепление заготовки в патрон и установка переключателя в режим «По программе»;
  • обработка первой заготовки;
  • измерение готовой детали, внесение поправок на специальные переключатели-корректоры;
  • обработка детали в режиме « По программе» второй раз;
  • осуществление замеров;
  • перевод переключателя режима в положение «Автомат».
Читать еще:  Инженер наладчик станков с чпу должностная инструкция

На этом процесс наладки окончен и к работе приступает оператор станка ЧПУ. Он должен выполнить такие действия:

  • менять масла;
  • чистить рабочую зону;
  • смазывать патроны;
  • проверять станок на пневматику и гидравлику;
  • проверять точные параметры оборудования.

Перед тем как приступить к работе, оператор станка ЧПУ должен проверить его на работоспособность посредством специальной тестовой программы, также ему следует убедиться в том, что подана смазочная жидкость и в том, что в гидросистеме и ограничивающих упорах присутствует масло.

Помимо этого, он должен проверить, насколько надежно крепление всех приборов и инструментов, а также то, насколько мебельная заготовка соответствует заданному технологическому процессу станка. Далее следует провести замеры на предмет возможных отклонений от точности настройки нуля на приборе и других параметров.

И только после этих манипуляций можно включать сам станок ЧПУ:

  • заготовку устанавливают и закрепляют;
  • потом вводится программа работы;
  • в считывающее устройство заправляется перфолента и магнитная лента;
  • нажимаем «Пуск»;
  • после того как первая деталь обработана, производятся ее замеры на предмет соответствия с заданной ранее моделью.

Сферы применения станков с ЧПУ

Станки на основе ЧПУ применяются в разных отраслях по оказанию услуг и производстве:

  • для обработки древесины и плит из дерева;
  • для обработки пластика;
  • камней;
  • сложных изделий из металла, включая ювелирные изделия.

Приборы с ЧПУ имеют ряд таких функций, как:

  • фрезерование;
  • сверление;
  • гравировка;
  • распил;
  • лазерная резка.

Некоторые модели станков с ЧПУ имеют возможность совмещать одновременно разные виды обработки материалов, тогда их называют обрабатывающими центрами на основе ЧПУ.

Основные узлы оборудования

Общение оператора с машиной происходит через пульт управления. Вычислительные операции осуществляет плата с ЧПУ-процессором. На панели имеются разъёмы стандартных интерфейсов для загрузки и выгрузки программ, создания аварийных архивов.

Проводная техника устанавливается на радиаторе охлаждения совместно с модулем ЧПУ и электрически связана с ним по шине. Устанавливаются стандартные интерфейсы типа RS232, RS432, USB, может монтироваться разъём для SD-карты.

Жёсткий диск встраиваемого компьютера служит резервным местом для копирования оперативной памяти. В других случаях для этого используется флеш-карта. Чтобы обеспечивать высокую точность позиционирования, станки оснащаются современными серводвигателями со встроенными датчиками положения. Кроме того, добавляются ещё и линейные датчики с разрешением 0,01 микрона.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector