Системы чпу для станков позволили сделать большой шаг вперед на пути прогресса. Сравнительный анализ рассмотренных систем ПУ (рис. 1) показывает, что во всех этих системах на основе чертежа детали 1 разрабатывается карта 2 наладки (или программная карта), затем проектируются чертежи 3 программоносителей (копира, кулачков, схем расстановки упоров), производится их изготовление и последующая установка и наладка программоносителей на станке 4.
Как уже отмечалось (см. статья: "Системы программного управления станками: история и этапы развития"), главным недостатком всех рассмотренных систем является необходимость представлять цифровую и символическую информацию чертежа детали в аналоговом виде на физически изготавливаемых программоносителях (кривые на кулачках и копире, путевые упоры). Затем эта информация во время обработки опять преобразуется в цифровой вид на изготовленной детали. Это приводит к погрешности обработки (из-за погрешности при изготовлении кулачков, копира, расстановки упоров и из-за их последующего износа), затрудняет автоматизацию всего цикла подготовки процесса обработки из-за необходимости трудоемкого изготовления в натуральном виде программоносителей.
Рис. 1. Схема управления станком системами программного управления: 1 — чертеж детали; 2 — программные карты; 3 — чертежи программоносителей; 4 — программоносители; 5 — система ПУ; 6 — заготовка; 7 — станок; 8 — стружка; 9 — теплота от станка; 10 — готовая деталь; М — поток материала; Э — поток энергии; И — поток информации
Развитие электроники и вычислительной техники, внедрение в производство микроЭВМ привело к разработке и широкому применению в промышленности металлорежущих станков с системами ЧПУ и построенных на их основе многоцелевых станков (обрабатывающих центров), роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ) и систем (ГПС), имеющих при достаточно высокой производительности высокую мобильность.
Числовым программным управлением станком в соответствии с ГОСТ 20523–80 называют управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме.
Под системой числового программного управления понимают совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих ЧПУ станком.
Основой системы ЧПУ для станков является устройство числового программного управления (УЧПУ), выдающее управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта, получаемой с помощью измерительных систем. От его типа, структуры построения, функциональных возможностей зависят характеристики самой системы ЧПУ.
Под управляющей программой (УП) понимается совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Управляющая программа записывается и вводится в систему ЧПУ с помощью программоносителя, в качестве которого могут применяться перфолента, магнитная лента, магнитный диск и непосредственно запоминающие устройства разного типа. В ряде случаев УП может составляться оператором непосредственно на пульте устройства системы ЧПУ для станка.
Таким образом, особенностью систем ЧПУ являются следующие положения:
- вся информация (размерная, технологическая, вспомогательная) вводится в УЧПУ в цифровом виде;
- технолог-программист переводит задачу управления, сформулированную на разговорном языке, в понятный для УЧПУ язык программирования;
- указанная информация УП вводится автоматически, поэтому она должна быть полностью определена и с помощью программоносителя введена в память УЧПУ;
- преобразование данных УП в управляющие команды и контроль выполнения этих команд выполняет УЧПУ.
