Первые станки с числовым программным управлением – ЧПУ – появились ещё в 50-х годах прошлого столетия. Токарные машины стали оснащаться электродвигателями, которые приводили в действие исполнительные механизмы. Это не только облегчало труд токарей, но и существенно повышало точность обработки деталей. Затем появились шаговые электродвигатели, способные поворачивать шпиндель строго на определённый угол. Наряду с сервоприводами и синхронизаторами они совершили настоящую техническую революцию в станкостроении. Поэтапное внедрение высокоточных датчиков конечных положений позволило достичь качества обработки поверхностей с точностью до 0,01 мм без участия оператора.
Станки с ручным приводом до сих пор являются технической базой большинства производств. Их можно встретить в автомастерских, цехах по ремонту механического оборудования, на крупных промышленных производствах. Но как быть, если заказ необходимо изготовить быстро и с высокой точностью. Сможет ли токарь создать десятки и сотни идентичных деталей с «нулевым» отклонением от заданных размеров? Вот в этом случае и стоит обратить внимание на автоматизированное оборудование.
Сегодня станки с ЧПУ – это обязательное техническое оснащение любого современного производства. Они могут выполнять практически все операции — от шлифовки и расточки до лазерной резки.
Как сравнить производительность ЧПУ со станками с ручным управлением? В чём их принципиальные отличия и тонкости обслуживания? Об этом в материале статьи.
Качество обработки поверхностей станками с ручным управлением и ЧПУ различается
Режущий инструмент полностью управляется автоматизированной программой, корректирующей скорость, глубину обработки, выполняющей позиционирование режущей головки или шпинделя. В качестве программ управления на современном оборудовании используются операционные системы, по быстродействию и интеллектуальности не отличающиеся от программных оболочек персональных компьютеров. Процесс масштабируемый: станок способен самостоятельно создать макет будущего изделия и запустить его в серийное производство.
В чём суть обработки на станке с ручным управлением?
Качество детали целиком зависит от квалификации токаря. Человек выполняет подбор инструмента, производит центровку осей, «обкатку» поверхности, а также делает «физику» процесса – снимает поверхностный слой металла или другого материала с помощью резца. В процессе работы необходимо следить за всеми параметрами: подачей СОЖ в зону обработки, скоростью вращения шпинделя, состоянием резцов и заготовки. Труд токаря – это тяжёлая, ответственная и напряжённая работа. Не зря сегодня профессия считается востребованной. За квалифицированного токаря кадровые агентства по подбору персонала готовы платить большие деньги.
Преимущества обработки на ЧПУ
Специалист всегда различит деталь, изготовленную на станке ЧПУ или на обычном токарном оборудовании. Отличий много. Ниже указаны преимущества и недостатки каждого типа оборудования. Это позволит понять, в чём принципиальная разница числового программного управления и проверенной временем «ручной» обработки.
- станки с ЧПУ способны производить большой объём однотипных изделий в течение рабочей смены;
- станки с ЧПУ способны выполнять средне- и крупносерийное производство деталей с высоким качеством и минимальными отклонениями параметров;
- риск получения травмы персоналом близок к нулю: человек не задействован в непосредственном процессе механической обработки изделия;
- точность позиционирования режущих головок современного оборудования с ЧПУ составляет 0,001 мм;
- риск получения брака близок к нулю;
- Межсервисные интервалы обслуживания станков с ЧПУ выше, чем у оборудования старого образца. Заказы выполняются точно в срок независимо от объёма. Вынужденные технологические простои исключены;
- ЧПУ позволяет изготавливать детали сложных геометрических форм, производство которых на стандартных токарных и фрезерных станках невозможно;
- отклонение размеров каждой детали в серии не превышает 0,01 мм на 100 единиц изделий;
- программное обеспечение станков с числовым управлением позволяет увидеть, как будет выглядеть будущая деталь;
- ЧПУ – энергоэффективное оборудование: КПД выше, потери мощности ниже;
- станки быстро перенастраиваются с производства одного вида изделий на другие;
- на оборудовании можно обрабатывать любые виды стали и сплавов.
Недостатки обработки на ЧПУ
Так же, как и любые сложные механизмы и системы, станки с ЧПУ обладают рядом недостатков: высокой стоимостью обслуживания, необходимостью регулярной калибровки.
С чем ещё связаны основные расходы?
- с необходимостью привлечения программиста для регулярной диагностики и настройки ПО станка;
- с сервисным обслуживанием и ремонтом;
- с покупкой комплектующих импортного производства.
Станки с ручным управлением: в чём их преимущества
Главное преимущество станков – невысокая стоимость и доступность в сравнении с ЧПУ. Приобрести как новое, так и б/у оборудование можно в любом уголке России. Предложений предостаточно. Даже неисправный станок можно отремонтировать с небольшим вложением средств и получить весьма надёжную машину, которая прослужит ещё не один год.
Станки с ручным управлением приобретаются для небольших производств, частных мастерских, автосервисов. Они просты в обслуживании и не требуют привлечения специалистов завода-производителя. Заменить приводной электродвигатель можно самостоятельно, прохудившийся бак гидростатики тоже, купить рукав РВД можно в любом магазине по продаже комплектующих для грузовиков и спецтехники.
Почему же станки с ручным управлением проигрывают ЧПУ?
- Их можно использовать только для мелкосерийного производства деталей. Токарь не может работать без остановки, ему нужны перерывы и отдыхи;
- Вероятность брака велика. Человек устаёт и ошибается, параметры детали нарушаются;
- Размеры обрабатываемой заготовки ограничены.
ВАЖНО: основная доля травм на производстве приходится именно на станки с ручным управлением: рукав спецодежды намотало на шпиндель, в глаз попала стружка из-под резца и т.д. Статистика красноречива.
Какой вид станка выбрать для производства?
ЧПУ подходят для крупносерийного производства деталей. Их используют в оборонном комплексе и приборостроении. На ЧПУ изготавливают детали самолётов и выполняют заказы для космической отрасли. Многие детали являются уникальными и проектируются вручную. В этом случае снова предпочтительнее ЧПУ. Он исключит человеческие ошибки. Большинство моделей станков автоматически меняют оснастку, что повышает производительность процесса в несколько раз.
Станки с ручным управлением приобретаются для производств, в которых временная доля механической обработки деталей не превышает 15-20% в общем цикле. К примеру, существует цех по производству автомобильных запасных частей. Коренные и шатунные вкладыши производятся методом литья. Фрезерный станок нужен только для изготовления масляного канала на сформированном изделии. Техпроцесс занимает 30 минут. Производство вкладыша занимает 120 минут. Нет никакой необходимости приобретать автоматизированное оборудование с программным управлением, т.к. станок работает только эпизодически.
Часто задаваемые вопросы
Правда ли, что работа на ЧПУ безопасна?
Статистика производственного травматизма говорит о том, что обслуживающий персонал практически не подвержен действию опасных факторов, т.к. управляет процессом на расстоянии. Девять из 10 травм приходятся на работников, выполняющих трудовые обязанности на станках старого образца.
Являются ли станки с ЧПУ универсальными?
Да, они могут обрабатывать не только любые материалы, но и выполнять различные функции: фрезеровку, шлифовку, резку. ЧПУ предназначены для обработки металла, дерева, керамики, пластика, стекла. Одно и то же оборудование может работать с различным сырьём.
Во сколько раз обработка на ЧПУ точнее, чем на механическом станке?
Токарь способен изготовить деталь с точностью до 0,01 мм. При работе он использует ручной мерительный инструмент: штангенциркули, микрометры, нутромеры, измерительные скобы. ЧПУ в этом плане не лимитированы. Оборудование может изготавливать детали с точностью до 0,01 мм, а специальные станки с точностью до 0,001-0,0001 мм.
Выводы:
За станками с ЧПУ будущее промышленности. Уже сегодня их доля на крупных производствах составляет до 90%. Станки с ручным управлением постепенно выходят из эксплуатации, т.к. требуют значительных трудовых резервов. Один оператор может одновременно обслуживать 3-4 станка с ЧПУ. Они производительнее, надёжнее, экономичнее и травмобезопаснее.
Размещение крупных заказов лучше выполнять в компаниях, обладающих парком станков с ЧПУ. Клиент сэкономит не только деньги, но и время. Себестоимость изготовления детали ниже, сроки на исполнение работы меньше в 3-5 раз в сравнении с работой на станках с ручным управлением.
