Общие принципы построения программ
Под ЧПУ оборудования понимают управление при помощи программ, заданных в алфавитно-числовом коде.
При обработке на станках с ЧПУ инструмент перемещается по задаваемым в программе траекториям.
При этом, например, для токарных станков программируется перемещение вершины резца, а для фрезерных – перемещение оси фрезы.
Ось фрезы перемещается по эквидистанте, т. е. линии или поверхности, отстоящей от обрабатываемой поверхности на постоянную величину, равную радиусу фрезы.
1- требуемый контур детали;
2- эквидистанта;
3- фреза.
Программируются две подачи. На обрабатываемом контуре выделяются опорные точки, которые представляют собой те точки контура, в которых он изменяет свой характер (точки 4, 5, 6, 7).
ЭВМ, встроенная в систему ЧПУ производит аппроксимацию перемещений рабочих органов оборудования. В частности аппроксимирует окружность ломаной линией (между точками 6 и 7). Поэтому существует погрешность d.
Оборудование с ЧПУ снабжено либо шаговыми двигателями, либо двигателями постоянного тока (тиристорными).
Пусть Nx и Ny – количество импульсов по осям X и Y соответственно, тогда
, 
,
где Dх и Dу – цены импульсов (дискреты), лежащие обычно в пределах 0,005¸0,01 мм.
Шаговые двигатели являются низкомоментными и в станках не используются. В станках используются двигатели постоянного тока, для которых необходимо вычислить скорость перемещения вдоль осей координат:
, 
,
где 
– время перемещения по прямой в данной точке аппроксимации, [с], S – скорость подачи, [мм/мин], Dl – длина участка аппроксимации в данной точке, причем
.
Структура систем ЧПУ
Различают СЧПУ без обратной связи и с обратной связью.
Структура СЧПУ без обратной связи выглядит следующим образом:
1- программоноситель;
2- дешифратор (устройство считывания);
3- промежуточное устройство (запоминающее);
4- силовой привод.
Структура СЧПУ с обратной связью:
1, 2, 3- аналогично устройству без обратной связи (см. предыдущий рисунок);
4- сравнивающее устройство;
5- усилитель;
6- привод;
7- датчик обратной связи.
Поскольку управление в СЧПУ происходит по нескольким каналам, в целом структура СЧПУ имеет следующий вид:
БТК - блок технологических команд
1- программоноситель;
2- магнитная головка;
3- электронный блок;
4- каналы (управляющие перемещением технологического оборудования и канал для команд);
5- привод главного движения;
6- двигатель подачи СОЖ;
7- двигатель насоса гидросистемы станка;
8- усилители;
9- силовые приводы (двигатели постоянного тока);
10- датчики обратной связи;
11- рабочие органы станка;
12- ходовые винты.
Разновидности СЧПУ
Различают позиционные и контурные СЧПУ.
Позиционные СЧПУ управляют только перемещением рабочих органов в те или иные точки. Например, при сверлении отверстий в печатных платах необходимо задавать только координаты отверстий.
Контурные СЧПУ обеспечивают требуемую скорость в процессе перемещения от одной позиции к другой. Эта скорость является скоростью подачи.
В обозначениях металлорежущих станков предусмотрена возможность указания на тип применяемого СЧПУ. В конце обозначения указывается:
…Ц – цикловое программное управление, управляющими элементами яв-
ляются концевые переключатели, упоры и т. д.
…Ф1 – станок снабжен цифровой индикацией положения инструмента.
…Ф2 – позиционная СЧПУ.
…Ф3 – контурная СЧПУ.
…Ф4, …Ф5 – обрабатывающие центры (ОЦ) – многооперационные станки
с позиционным и контурным СЧПУ соответственно.
Также в обозначении станков присутствуют буквы Р и М.
Р – револьверная головка (например, РФ3).
М – оборудование снабжено магазином элементов, что характерно для ОЦ.
Инструменты для станков с ЧПУ
Номенклатуру инструмента для станков c ЧПУ (см. табл. 1 – 5) составляют на базе статистического анализа форм и размеров изготовляемых деталей и технологических возможностей станков. В конкретных условиях обработки можно применять и другие инструменты (инструментальные материалы).
Для обработки отверстий используют сверла и расточные резцы ограниченной номенклатуры. Зенкеры и развертки в большинстве случаев не применяют. 7-й и 8-й квалитеты для отверстий получают растачиванием (употребление разверток целесообразно только в случае обработки больших партий деталей).
Наружные основные поверхности с образованием прямых уступов формируют проходным подрезным резцом с углами j =95° j1 =5° для черновой обработки и контурными резцами с углами j =93° и j1 =32° для чистовой обработки (см. табл. 1).
При обработке внутренних основных поверхностей используют центровочные и спиральные сверла, а также расточные проходные резцы с углами j =95°, j1 =5° для черновой обработки и расточные контурные резцы с углами j =93°, j1 =32° для чистовой обработки. Размеры расточного инструмента устанавливают соответственно размерам обрабатываемых отверстий: диаметру и длине.
Для обработки глухих отверстий используют перовые или спиральные донные сверла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм.
Для образования наружных и внутренних дополнительных поверхностей необходимы прорезные резцы, резцы для угловых канавок, резьбовые резцы с углом j =60°, 55° (для метрических и дюймовых резьб).
Конструкция инструмента и резцедержателей должна обеспечивать возможность предварительной настройки инструмента на размер вне станка, быструю и точную установку инструмента в рабочую позицию на суппорте или в револьверной головке, формирование и отвод стружки в условиях автоматической работы станка с ЧПУ.