Общие сведения о наладке станков с ЧПУ

Внедрение станков с ЧПУ - это комплексное мероприятие, в котором наладка является одним из этапов организации их эксплуатации. Подготовка этих станков к сдаче в эксплуатацию рассмотрена на примере многооперационного станка (МС) с ЧПУ.
Специфика наладки станков с ЧПУ заключается в том, что в процессе эксплуатации приходится периодически (при переходе на обработку каждой новой заготовки) выполнять настройку необходимых характеристик гидравлических, пневматических, механических узлов, электрических аппаратов, электронных устройств, блоков ЧПУ, систем автоматической регулировки, регулируемых приводов подач.
Выполняя наладку станка, наладчик пользуется картой, в которой
приведены исходные данные для настройки инструментов (их длины и вылета) и приспособления. Если при обработке требуется обеспечить 8-й (и более) квалитет точности, наладку на обработку первой заготовки осуществляют методом пробных проходов.
В процессе наладки электронных и электрических аппаратов систем управления станками с ЧПУ проводят осциллографирование напряжения и формы сигналов, а также переходных процессов.
Наладку устройства ЧПУ (УЧПУ) выполняют последовательно по каждому устройству, блоку, узлу (например, устройства считывания, ввода, арифметическое устройство, блоки индикации, интерполяции, памяти, узел задания скорости и др.) Не изменяя схемы узла, блока, устройства, получают оптимальные значения выходных сигналов, обеспечивающих точность и работоспособность устройства в целом. Наладку выполняют с помощью настроечных элементов, предусмотренных в конструкции, схеме блока, узле, устройстве (например, переменный резистор), или путем подбора какого-либо из элементов схемы, влияющего на выходной параметр.
В УЧПУ выполнение наладочных работ связано с разнообразными, проводимыми в контрольных точках измерениями, по результатам которых оценивают выходные параметры узла, блока и устройства в целом. Наладка УЧПУ считается законченной после проверки функционирования станка с ЧПУ в различных режимах и в соответствии с заданной программой.
При наладке необходимо пользоваться различными методами для оценки технического состояния станка с ЧПУ.
Метод наблюдений является простейшим и заключается в том, что наладчик, наблюдая за функционированием устройства, узла или элемента станка с ЧПУ и оценивая правильность их действия, может судить об их работоспособности.
Метод исключения, или локализации, состоит в том, что путем искусственного сокращения связей (реализуемых функций) в устройстве, содержащем неисправный элемент, последовательно отключают элементы до обнаружения неисправного. (Под связями в данном случае понимают все виды связей — гидравлические, механические, электрические.)
Метод сравнения заключается в замене проверяемого элемента (узла, блока) устройства соответственно заведомо исправным. Если после замены работоспособность станка восстанавливается, неисправность следует искать в изъятом элементе (узле, блоке).
Последовательный метод поиска неисправности применяют при проверке схемы, состоящей из нескольких звеньев, связанных функциональной зависимостью, измеряя или контролируя контрольные сигналы последовательно от последующего к предыдущему.
При наладке и ремонте электрооборудования, электроприводов и систем ЧПУ станков из-за сложности последних возникает необходимость иметь в наличии определенное количество электро- и радиоизмерительных приборов. Подбор типа приборов и их количества зависит от типа станков и систем ЧПУ, а также от необходимой точности измерения.
Для выполнения наладочных и ремонтных работ необходимы следующие специальные приборы и устройства:
вектометр для измерения силы тока и напряжения по амплитуде и фазе;
приборы для измерения частоты вращения и линейного перемещения (стробоскоп СТ-1, многопредельный тахометр СК751, секундомер «Агат» или карманные часы «Молния» и др.);
приборы для снятия характеристик с электроприводов (указатель полярности обмоток М227, индикатор искрения 1111-1 для оценки коммутации щеток, милливеберметр Ml19 для измерения магнитных потоков, приборы для проверки состояния обмоток электрических машин и электродвигателей);
различные стрелочные приборы для измерения силы тока и напряжения в электрических цепях (амперметры, вольтметры, микроамперметры, миллиамперметры классов 1 и 0; можно использовать также многопредельные приборы типа вольтамперметров, тестеров и самописцев);
приборы и устройства для измерения режима работы и параметров гидроаппаратуры при наладке и проверке гидростанций, насосов, гидродвигателей и других узлов и элементов гидросистем станков с ЧПУ (манометры, датчики давления, индикаторы линейных перемещений, специальные стенды и др.).
Проверку функционирования станка с ЧПУ в целом целесообразно осуществлять в три этапа.
1. Проверка программы без инструмента, оснастки  и заготовки. С помощью ручного управления узлы станка устанавливают в исходное положение, а затем включают автоматическое управление по программе. Контролируют перемещение всех узлов и их возвращение в исходное положение. Контроль осуществляют по лимбам с помощью упоров, индикаторов и др.
2. Обработка макетной заготовки, выполненной в отдельных случаях из листового металла, пластмассы и др. Обычно такую операцию выполняют, если заготовки сложны и количество их ограниченно.
3. Обработка контрольной (эталонной) детали. Комплексной проверкой точности обработки на станке с ЧПУ является проверка эталонной детали (эталона), обработанной по управляющей программе (УП). Для станков с горизонтальным шпинделем эталон может быть выполнен в виде угольника. Для горизонтальных МС при отношении максимальных перемещении по осям X и Z более 1,6 и для вертикальных МС при том же отношении максимальных перемещений по осям X и Y рекомендуется использовать два эталона. Эталон окончательно обрабатывают по базовым поверхностям с точностью, в 2 раза превышающей допуски на проверяемые поверхности.
Кроме комплексной проверки необходима проверка точности межосевых расстояний обработанных отверстий. Для этого по программе в эталоне сверлят и растачивают пять отверстий по квалитету Н7. Длина отверстий должна превышать диаметр или быть равной ему. Возможно растачивание отверстий для проверки межосевых расстояний и на эталоне для комплексной проверки. Проверку проводят с использованием микроскопа или приспособления, предназначенного для измерения межосевых расстояний. Допуск для МС с длиной перемещения рабочего органа L=400... 630 мм составляет 30 и 10 мкм соответственно для классов точности П и А, а для МС с L=630... 1000 мм— 40 и 12 мкм для тех же классов точности.
Для горизонтальных МС проверяют отклонение от соосности отверстий, обработанных с поворотом стола. Измерение выполняют дважды, принимая за базовое каждое из расточенных отверстий. Отклонение от соосности проверяемых осей равно наибольшему из полученных отклонений.
На станках с ЧПУ выполняют испытания на максимальные нагрузки и уточняют режимы резания для характерных видов обработки и инструмента. При испытаниях на максимальное усилие привода главного движения и приводов подач осуществляют сверление инструментом наибольшего диаметра и фрезерование торцовыми фрезами с максимальным припуском. Вначале обработку ведут в расчетных режимах резания. Затем режимы увеличивают и определяют максимальные.

С.Н. Власов, Б.И. Черпаков