Введение. 
Автоматизация процесса обработки на станках с числовым программным управлением

Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это объясняется тем, что значительно растет номенклатура деталей в мелкои среднесерийном производстве, и поэтому необходимо автоматизировать эти производства. Этого можно достигнуть путем широкого применения станков с ЧПУ, в том числе многоцелевых, а также гибких производственных систем (ГПС). Современные достижения микроэлектроники способствуют быстрому развитию этого направления в станкостроении.

Станки с ЧПУ обеспечивают высокую автоматизацию процесса обработки, малые затраты времени на переналадку даже при небольших партиях деталей, и высокое качество обработки этих деталей.

Современные станки с ЧПУ оснащают контурными системами управления, что позволяет обрабатывать профильные поверхности. Значительно возросло число управляемых координат (до шести и более), в результате стало возможным изготовление весьма сложных деталей. Программы обработки у многих станков с ЧПУ составляются прямо у станка, что упрощает их переналадку при переходе на обработку других деталей. Увеличиваются мощности главных приводов и приводов подач, повышается динамическая устойчивость станков. Станки снабжаются устройствами для автоматической смены инструментов и заготовок. Идет процесс оснащения станков датчиками для контроля над технологическим процессом, позволяющим обнаружить неполадки и оптимизировать режимы резания.

На токарных станках обеспечивается контурное управление по четырем координатам; внедряются станки с инструментальными головками, имеющими свой привод. Появление токарных многоцелевых станков обеспечивает изготовление сложных деталей за одну установку.

Применение станков с ЧПУ в сочетании с роботами позволяет обеспечить полностью автоматизированное изготовление деталей в ГПС, управляемые от ЭВМ, а также организовать обработку деталей по «безлюдной» технологии без участия оператора.

Режущий и вспомогательный инструмент, средства предварительной настройки инструмента вне станка и системы инструментального обеспечения играют важную роль в достижении высокой экономической эффективности дорогостоящего оборудования с ЧПУ.

Техническое перевооружение производства требует разработки многочисленных систем автоматизированного проектирования различных этапов технологической подготовки производства, в первую очередь технологических процессов обработки, затем вытекающих из них этапов проектирования специальных режущих, измерительных, вспомогательных инструментов, приспособлений, а также определения планово — экономических показателей обработки.

Переоснащение машиностроительных заводов новым оборудованием (как настроенными станками, так и станками с ЧПУ, в том числе и управляемых от ЭВМ) поставило перед технологическими службами заводов и институтов задачи автоматизации проектных работ в области ТПП с широким охватом как ранее решенных, так и новых алгоритмов проектирования маршрутных описаний технологических процессов, отдельных операций, операционных описаний процессов (групповых и единичных), инструментов (режущих, измерительных и вспомогательных), приспособлений, станков, роботов и автоматизированных систем управления ими.

К настоящему времени можно отметить два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизации инженерного труда. Первое направление — это оборудование с ЧПУ, гибкие производственные комплексы и системы, автоматизированные системы управления технологическими процессами и производством. Второе — САПР для разработки технологических процессов, управляющих программ для оборудования с ЧПУ и др. Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа:

• — машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД и т. д., то есть чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки. Это порождает большое разнообразие разрабатываемых САПР ТПП;
• — запись управляющих программ на различных программоносителях (картриджи), необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого на ЭВМ, а также непосредственную передачу этих программ на оборудование с ЧПУ.