Система ЧПУ станков с ЧПУ
На процесс обработки деталей на станках с ЧПУ влияет множество факторов, поэтому при анализе процесса обработки деталей следует учитывать характеристики станков с ЧПУ. Необходимо учитывать ряд факторов, таких как организация маршрутов обработки деталей, выбор станков, выбор режущего инструмента и крепление деталей. Различные станки с ЧПУ соответствуют различным процессам и заготовкам, и выбор рационального станка стал ключом к повышению эффективности и снижению инвестиций для предприятий. Система ЧПУ станка с ЧПУ включает в себя устройство ЧПУ, привод подачи (блок управления скоростью подачи и серводвигатель), привод шпинделя (блок управления скоростью шпинделя и двигатель шпинделя) и компоненты обнаружения. При выборе системы ЧПУ необходимо учитывать вышеуказанное.
1. Выбор устройств ЧПУ
（1） Выбор типа
Выберите соответствующее устройство ЧПУ в зависимости от типа станка. Как правило, устройства ЧПУ подходят для таких видов обработки, как точение, сверление, расточка, фрезерование, шлифование, штамповка и электроэрозионная резка, и должны выбираться соответствующим образом.
（2） Выбор производительности
Производительность различных устройств ЧПУ сильно различается, например, количество управляемых осей, включая одну ось, 2 оси, 3 оси, 4 оси, 5 осей и даже более 10 или 20 осей; Имеются 2 или более осей сопряжения, а максимальная скорость подачи составляет 10 м/мин, 15 м/мин, 24 м/мин, 240 м/мин; Разрешение составляет 0,01 мм, 0,001 мм и 0,0001 мм. Эти показатели различны, и цены также различны. Они должны основываться на фактических потребностях станка. Например, для общей токарной обработки следует выбрать управление 2 или 4 осями (двойной держатель инструмента), а для обработки плоских деталей следует выбрать управление 3 или более осями сопряжения. Не гонитесь за последним и самым высоким уровнем, выбирайте мудро.
（3） Выбор функций
Система ЧПУ станков с ЧПУ имеет множество функций, включая базовые функции – важнейшие функции устройств ЧПУ; функцию выбора – функцию, доступную пользователю. Некоторые функции выбираются для решения различных задач обработки, некоторые – для повышения качества обработки, некоторые – для упрощения программирования, а некоторые – для повышения эксплуатационных характеристик и производительности обслуживания. Некоторые функции выбора взаимосвязаны, и выбор одного варианта требует выбора другого варианта. Поэтому выбор должен основываться на конструктивных требованиях станка. Не следует выбирать слишком много функций без анализа и упускать важные функции, так как это снизит функциональность станка с ЧПУ и приведет к неоправданным потерям.
В функции выбора есть два типа программируемых контроллеров: встроенные и независимые. Лучше всего выбрать внутренний тип, который имеет разные модели. Во-первых, выбор должен основываться на количестве точек входного и выходного сигнала между устройством ЧПУ и станком. Выбранное количество точек должно быть немного больше фактического количества точек, и одна чашка может потребовать дополнительных и измененных характеристик управления. Во-вторых, необходимо оценить размер последовательных программ и выбрать емкость памяти. Размер программы увеличивается с увеличением сложности станка, и емкость памяти также увеличивается. Ее следует выбирать разумно в соответствии с конкретной ситуацией. Существуют также технические характеристики, такие как время обработки, функция инструкции, таймер, счетчик, внутреннее реле и т. д., а количество также должно соответствовать требованиям конструкции.
（4） Выбор цены
Разные страны и производители устройств ЧПУ выпускают продукцию с различными характеристиками, цена которой существенно различается. Исходя из выбора типа управления, производительности и функций, необходимо провести комплексный анализ соотношения производительности и цены, чтобы выбрать устройства ЧПУ с более высоким соотношением производительности и цены для снижения затрат.
（5） Выбор технических услуг
При выборе устройств ЧПУ, соответствующих техническим требованиям, следует также учитывать репутацию производителя, полноту инструкций по эксплуатации и другой документации, а также возможность обучения пользователей программированию, эксплуатации и обслуживанию. Наличие специализированного сервисного центра, обеспечивающего долгосрочное обеспечение запасными частями и своевременное техническое обслуживание для максимального повышения технической и экономической эффективности.
2、 Выбор привода подачи
（1） Приоритет следует отдать использованию серводвигателей переменного тока.
Потому что по сравнению с двигателями постоянного тока он имеет меньшую инерцию ротора, лучшую динамическую реакцию, большую выходную мощность, большую скорость, более простую конструкцию, меньшую стоимость и неограниченную среду применения.
（2）Рассчитать условия нагрузки
Выберите подходящую спецификацию серводвигателя, правильно рассчитав условия нагрузки, приложенной к валу двигателя.
（3） Выберите соответствующий блок управления скоростью
Производитель привода подачи предоставляет полный комплект продукции для выпускаемого блока управления скоростью подачи и серводвигателя, поэтому после выбора серводвигателя подбирается соответствующий блок управления скоростью согласно руководству по изделию.
3. Выбор привода шпинделя
（1） Приоритет следует отдать основным шпиндельным двигателям.
Благодаря отсутствию ограничений коммутации, высокой скорости и большой мощности, присущих двигателям постоянного тока, он обладает широким диапазоном регулирования скорости с постоянной мощностью, низким уровнем шума и низкой стоимостью. В настоящее время 85% станков с ЧПУ во всем мире используют приводы переменного тока.
（2） Выберите требуемый двигатель шпинделя.
① Рассчитайте мощность резания на основе различных станков, и выбранный двигатель должен соответствовать этому требованию; ② По требуемому времени ускорения и замедления шпинделя рассчитайте, что мощность двигателя не должна превышать максимальную выходную мощность двигателя; ③ В ситуациях, когда требуются частые запуски и торможения шпинделя, необходимо рассчитать среднюю мощность, и ее значение не должно превышать длительную номинальную выходную мощность двигателя; ④ В ситуациях, когда требуется постоянный контроль поверхности, сумма мощности резания, необходимой для постоянного контроля скорости поверхности, и мощности, необходимой для ускорения, должна находиться в пределах диапазона мощности, который может обеспечить двигатель.
（3） Выберите соответствующий блок управления скоростью шпинделя
Производитель привода шпинделя предоставляет полный комплект продукции для выпускаемых блока управления скоростью шпинделя и двигателя шпинделя. Поэтому после выбора двигателя шпинделя подбирается соответствующий блок управления скоростью шпинделя в соответствии с руководством по эксплуатации изделия.
（4） Выберите метод управления направлением
Если требуется управление направлением вращения шпинделя, можно выбрать позиционный энкодер или магнитный датчик в соответствии с фактическим положением станка для осуществления управления направлением вращения шпинделя.
4. Выбор компонентов обнаружения
（1） Выберите метод измерения
В соответствии со схемой позиционного управления системы ЧПУ, линейное перемещение станка измеряется напрямую или косвенно, и выбираются линейные или вращательные датчики. В настоящее время в станках с ЧПУ широко применяется полузамкнутое управление с использованием вращательных датчиков угла (вращательных преобразователей, импульсных энкодеров).
（2） Учитывайте точность и скорость обнаружения
В зависимости от требований к станкам с ЧПУ, для измерения точности или скорости выбираются компоненты определения положения или скорости (тестовые генераторы, импульсные энкодеры). Крупногабаритные станки, как правило, предназначены для обеспечения требований скорости, а высокоточные, а также станки малого и среднего размера – для обеспечения требований точности. Разрешение выбранного компонента определения, как правило, на порядок выше точности обработки.
（3） Выберите импульсные энкодеры соответствующих спецификаций
Выберите соответствующие характеристики импульсных энкодеров на основе шага шарико-винтовой передачи станка с ЧПУ, минимальной скорости перемещения системы ЧПУ, множителя команды и множителя обнаружения.
（4） Рассмотрите схемы интерфейса
При выборе компонентов обнаружения важно учитывать, что устройство ЧПУ имеет соответствующие интерфейсные цепи.