Числове програмне керування: технологія, що наблизила незалежність машин – але не остаточно

Заводи розміром з міський квартал, де механізми рухаються самі собою, і тільки жменька людей наглядає за всією цією машинерією – така реальність вже настала для сучасних індустріальних гігантів.

Тим, що устаткування працює автономно і «знає», що йому робити, воно завдячує програмам, у яких точно прописані його дії. Насправді станки з числовим програмним управлінням https://grizlicnc.com.ua/stanki-chpu були винайдені значно раніше за персональні комп’ютери. Вони з’явилися ще тоді, коли коди записували на перфокартах. Більш того, перфокарти з’явилися завдяки ним. 

Дірка на дірці

У середині XVIIIстоліття французький винахідник  Жак де Вокансон застосував перфорований рулон паперу для керування переплетенням ниток на ткацькому верстаті. Трохи більше ніж через 50 років після того його земляк Жозеф Марі Жаккар використав перфокарти для управління вишивальним станком. Це були далекі прообрази станків з числовим програмним керуванням, причому у машині Жаккара вперше пішли у хід перфокарти, які згодом набули поширення у комп’ютерній техніці. А її, треба сказати, на початку 1800-х не існувало як такої. «Коди» перфокарт жаккарового верстата відповідали візерункам, які вишивала машина.

Ідею розробки фрезерного верстата з числовим програмним керуванням висунув у 1945 році американець Джон Парсонс. Він запропонував використовувати для контурного фрезування пропелерів гелікоптерів верстат, керований програмою, яка зчитувалася б з перфокарт. У 1952-му Массачусетський технологічний інститут спільно з компанією HydroTel збудували і вперше продемонстрували роботу такого станка, а вже з 1955 року Bendix Corp. налагодила масове виробництво установок з ЧПК. 

Це обладнання було з «жорсткою логікою» – для зміни режиму роботи необхідно було створювати нову схему управління. Власне, верстати з ЧПК досі не думають самостійно. Зате виконувати задані вказівки вміють відмінно.

Хто на фабриці господар?

Спрощено схема створення станка з програмним управлінням виглядає так:

• За допомогою графічних програм на комп’ютері формується модель майбутньої заготовки;
• За допомогою спеціальної програми для обладнання з ЧПК готова модель оцифровується та набуває вигляду керуючої програми;
• Файл з керуючою програмою вносять у пам’ять ЧПК, після чого верстат починає виконувати роботу.

Біля працюючого верстату з ЧПК люди виконують функції операторів і наладчиків. Вони контролюють параметри обладнання, перевіряють його справність, встановлюють інструменти, вводять програму, задають режим роботи, стежать за її якістю і лагодять агрегат, коли стаються поломки чи збої. Крім того, у них є можливість редагувати керуючу програму та віддалено управляти обладнанням.

Промислові роботи також використовують числове програмне керування. Поки що тільки на стадії експериментів системи, які працюють на основі машинного навчання, а не введених алгоритмів. Зрештою, у останньому випадку машина відразу є готовим «спеціалістом».

На відміну від роботів, пристосованих до багатозадачності, верстати чітко спрямовані на виконання одного завдання – фрезерування, свердління, розпилювання, токарної обробки, тощо – з дуже високою продуктивністю. Вже від специфіки підприємства залежить, які машини будуть задіяні.

Вартість обладнання з ЧПК має тенденцію до зниження, що сприяє його впровадженню навіть на не дуже великих виробництвах. За деякими підрахунками, встановлення верстатів з ЧПК збільшує продуктивність роботи на 50%. Щоправда, за умови правильної організації управління станками. І тут уже знову виходить на сцену людський фактор.