Станки с ЧПУ – последнее поколение металлообрабатывающего оборудования. Они обеспечивают эффективные режимы обработки, высокую точность позиционирования, надежность и обладают высокотехнологичными решениями в конструкции и компоновке. Станки оснащаются высокоскоростными шпинделями, позволяющими удалять большие припуски (частота вращения достигает 20000 об/мин), жесткими направляющими из износоустойчивых материалов, обеспечивающими низкий коэффициент трения, обработка ведется с большими подачами - до 20000 мм/мин. Средства технологического оснащения токарных обрабатывающих центров обеспечивают возможность установки в позиции револьверной головки вращающегося инструмента со скоростью вращения до 3500 об/мин. Что позволяет обеспечить не только точение, но и выполнять сверление, фрезерование, обработку резьбовых поверхностей и спиральных канавок, шпоночных пазов, отверстий во фланцах и т.д.

    «Активное применение токарных станков с ЧПУ обусловлено целым рядом факторов, - считает директор Российского представительства Ассоциации производственных технологий – MTA (Великобритания), к.т.н. Игорь Баженов. – Это и   усложнение конфигурации заготовок, уменьшение серийности производства, необходимость повышения эффективности обработки и необходимость снижения влияния человеческого фактора. Токарные станки с ЧПУ предназначены для комплексной обработки заготовок, без различия размеров и формы. Так, например, одно из крупных уральских предприятий энергетического машиностроения планирует закупку токарных станков с ЧПУ, позволяющих вести обработку валов в турбинными лопатками в сборе диаметром до 6 м. Кроме того, станок с ЧПУ – это мобильность, гибкость и оперативность текущего производства. При наличии соответствующего программного обеспечения (CAD/CAM систем) – залога эффективной эксплуатации станков с ЧПУ – перенастройка станка инженером технологом занимает минимальное время. Требуется просто сменить программу, что сокращает на 80-90 % трудоемкость переналадки по сравнению с трудоемкостью этой операции на станках с ручным управлением и обеспечивает индивидуальность любой сложной детали. Возможность полной автоматизации этого типа оборудования обеспечивает его круглосуточную загрузку и  выполнение практически всех операций без снятия заготовки в цикле: черновая обработка – чистовая обработка – сверление и нарезание резьбы – финишная обработка – выдача готовой детали. И все это – практически без участия человека. Не случайно токарные станки с ЧПУ сегодня производят сотни компаний по всему миру: их применение оправданно на 100%».

    Дальнейшее совершенствование токарных центров с ЧПУ обуславливает увеличение их многофукциональности и эффективности, рост производительности данного типа оборудования, улучшение конструкции станков в плане жесткости, снижения вибраций и надежности.

 

    Использование конкретного вида оборудования с ЧПУ и типа программного обеспечения зависит от сложности изготовляемой детали, серийности и типа производства. Чем меньше серийность производства, тем большую технологическую гибкость должен иметь станок. «В массовом производстве, когда на станках обрабатывается ограниченная номенклатура большими партиями, программа для станка должна быть максимально  оптимизирована, - говорит тех. директор ООО Делкам-Урал Владимир Власов. - Счет здесь идет на минуты. Даже небольшое сокращение времени обработки на одной детали суммарно дает значительную экономию на всей партии деталей. Затраты на программирование в общей себестоимости незначительны и в этом случае стоит потратить время на оптимизацию программы, поэтому для массового производства актуальными являются системы с широкими возможностями редактирования программы и ее анализа по времени. Если станок имеет несколько револьверных головок, необходимо иметь возможность синхронизации их работы. Для экономии времени на холостых ходах каждый последующий инструмент должен быть в позиции ожидания рядом с зоной обработки, а не в крайних точках. Это требует контроля возможных столкновений узлов станка и функций синхронизации исполнительных органов. Напротив, в единичном и мелкосерийном производствах на первый план выступает трудоемкость программирования. Иногда обработка детали занимает меньше времени, чем ее программирование. В этом случае выбор за системами с высокой степенью автоматизации решений. Идеальный вариант, когда система сама выбирает инструмент, строит стратегию обработки и автоматически готовит программу. Системе можно простить отсутствие оптимизации холостых ходов и синхронизации работы узлов станка, но она обязана иметь типовые настраиваемые стратегии обработки, чтобы не заставлять технолога многократно повторять одни и те же операции по формированию траектории на типовых элементах.

    Что касается перспектив совершенствования, то системы будут развиваться в соответствии с потребностями разных типов производств. Скорее всего, измениться и подход к программированию обработки. В мелкосерийных производствах программы будут готовиться непосредственно на рабочих местах у станка, чтобы сократить потери времени на согласование вопросов между технологом и оператором. Уже сейчас это обычная практика за рубежом, где оператор и технолог-программист - одно лицо. Существует тенденция к специализации систем программирования и по типам оборудования, например для автоматов продольного точения, где особенно важна синхронизация большого количества управляемых осей, что абсолютно неактуально для традиционных станков токарной группы. 
    Развитие систем программирования связано и с совершенствованием конструкции станков и систем ЧПУ.  Так увеличение скоростей обработки заставляет учитывать динамические характеристики станка. Системы позволят оценить качество обработки уже на стадии программирования».

    Применение токарных станков с ЧПУ в технологическом цикле обеспечивает предприятию целый ряд преимуществ при обработке деталей и, как следствие, повышение экономической эффективности предприятия, что чрезвычайно актуально в современном производстве. Поэтому на ближайшее десятилетие реальной альтернативы им просто нет.  

 

Нина Сагадеева,

 

Использованы сайты: www.gig-ant.com; www.metallstanki.ru;