НАСТОЛЬНЫЙ ТОКАРНЫЙ СТАНОК С КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМОЙ ЧПУ

Настольный токарный станок с компьютерной системой ЧПУ относится к области станкостроения и предназначен для производства цилиндрических деталей, проведения практических, лабораторных работ по различным дисциплинам, связанным со станками, резанием, инструментом, технологией машиностроения, электроприводами, автоматизацией, числовым программным управлением, микропроцессорными системами, вычислительной техникой, современными информационными технологиями, а также для технического творчества и др.
Известен настольный токарный станок с компьютерной системой ЧПУ (патент на полезную модель РФ N54453), используемый для учебных целей, содержащий станину, шпиндельный узел, крестовый суппорт, тяговые устройства приводов подач в виде винтовой пары скольжения, направляющие скольжения суппортов, заднюю бабку, блок питания, блок управления и персональный компьютер, управляющий главным движением, перемещениями суппортов и пиноли задней бабки.
Недостатками такого исполнения для производственного использования станка является затрудненность удаления стружки из зоны обработки, отсутствие гарантий по необходимой точности и шероховатости обработки, недостаточность по диапазону обрабатываемых на станке материалов, невозможно нарезать резьбу резцом, т.к. на при указанном исполнении станка, направляющих суппортов с трением скольжения и тяговых устройствах приводов подач на винтовых парах скольжения потери на преодоления сил трения велики, ресурс станка низок и приемлемые по крутящему моменту и габаритам электроприводы не способны обеспечить обработку заготовок из металлов, а низкая жесткость и виброустойчивость станка не позволяют гарантировать необходимые параметры точности и шероховатости обрабатываемых заготовок.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно улучшение условий удаления стружки из зоны обработки, повышение жесткости и виброустойчивости станка, уменьшение потерь на трение в направляющих, увеличение ресурса станка и, следовательно, обеспечение высокой точности обработки, уменьшение шероховатости обработанных заготовок, увеличение диапазона обрабатываемых материалов заготовок, т.е. обеспечение возможности применения станка в качестве производственного оборудования, наряду с применением в качестве учебного оборудования.
Для решения указанной задачи в настольном токарном станке с компьютерной системой ЧПУ, имеющем станину, шпиндельный узел, крестовый суппорт, тяговое устройство механического типа, направляющие и заднюю бабку, блок питания, блок управления, персональный компьютер, согласно предложению, станина выполнена наклонной, направляющие суппортов выполнены на каретках качения, тяговые устройства приводов подач выполнены в виде шариково-винтовых пар, на шпиндельном узле установлен датчик для резьбонарезания.
Отличительной особенностью предлагаемого станка является то, что станина выполнена наклонной, что улучшает условия удаления стружки из зоны обработки, направляющие суппортов выполнены на каретках качения, тяговые устройства приводов подач выполнены в виде шариково-винтовых пар, что повышает жесткость, виброустойчивость и надежность станка, а также снижает потери на трение, что дает возможность обработки на станке заготовок из металлов с достаточной точностью и шероховатостью; на шпиндельном узле установлен датчик для резьбонарезания, что дает возможность согласования в блоке управления сигналов от датчика об оборотах шпинделя с величиной подачи суппорта, несущим резьбонарезной инструмент.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема подключения элементов станка и системы управления, на фиг.2-4 - чертеж станка.
Настольный токарный станок с компьютерной системой ЧПУ содержит собственно станок 1, блок управления 2, блок питания 3, управляющий персональный компьютер 4.
Блок управления 2 посредством связи 5 соединен с блоком питания 3 и, через блок питания соединен посредством связи 6 - с сетью переменного тока, а связью 7 - с параллельным портом компьютера (LPT-портом). Шнур 8 соединяет блок управления с приводом поперечной подачи, шнур 9-с приводом пиноли задней бабки, шнур 10 - с приводом главного движения, шнур 11 - с датчиком для резьбонарезания, шнур 12 - с приводом продольной подачи.
Станок имеет наклонную станину 13, направляющие качения 14 поперечного суппорта, направляющие качения 15 продольного суппорта и шариковые винтовые пары продольного и поперечного приводов с ходовыми винтами соответственно 16 и 17, на шпиндельном узле закреплен датчик 18 для резьбонарезания, на станине станка крепится задняя бабка 19.
После запуска системы управления на компьютере на автоматическую отработку соответствующей управляющей программы (УП), управляющие импульсы через блок управления поступают на электродвигатели приводов станка, вращение шпинделя и перемещение приводов подачи происходят в соответствии с УП, за счет предложенной конструкции станка обеспечиваются хорошее удаление стружки со станины, высокая жесткость и виброустойчивость станка, высокая точность перемещений суппортов, необходимые точность и шероховатость обработанных деталей при обработке металлических, пластмассовых и деревянных заготовок, а также нарезание резьбы резцом.
Промышленная применимость
Технологические, функциональные и дидактические возможности предложенного станка с компьютерной системой ЧПУ позволяют обеспечивать:
- высококачественную обработку заготовок из дерева, пластмасс, цветных и черных металлов в условиях автоматизированных мелкосерийного и серийного производств, в том числе нарезание резьбы резцом,
- получать знания по резанию, инструменту, станкам, технологии обработки конструкционных материалов, шаговым электроприводам, системам ЧПУ и современным информационным технологиям;
- приобретать умения и навыки по программированию и наладке станков с ЧПУ, режимам и технологии обработки деталей на станках, по наладке и эксплуатации электроприводов и систем управления;
- использовать станок для работы с внешними устройствами;
- выполнять учебно- и научно-исследовательские работы по резанию, инструменту, станкам, технологии обработки деталей и системам ЧПУ;
- использовать станок для подготовки кадров не только в вузах и техникумах, но и в школах и лицеях, в том числе, для технического творчества.