Obrabiarki sterowane numerycznie

Obrabiarka może być sterowana ręcznie, półautomatycznie i automatycznie. Przy sterowaniu automatycznym wszystkie czynności gł. i pomocnicze związane z obróbką, włącznie z zamocowaniem i zdejmowaniem przedmiotu obrabianego, są wykonywane samoczynnie (bez udziału człowieka) i cyklicznie. Obrabiarka półautomatyczna lub automatyczna może być sterowana programowo sekwencyjnie lub numerycznie (cyfrowo). Przy sterowaniu sekwencyjnym, oprócz wprowadzenia programu do obrabiarki, jest konieczne nastawienie tzw. zderzaków ograniczających krańcowe położenie narzędzi względem obrabianego przedmiotu; przy sterowaniu numerycznym wszystkie dane dotyczące czynności wykonywanych przez obrabiarkę są zawarte w programie zapisanym na taśmie magnetycznej (dawniej dziurkowanej). Obrabiarka skrawająca wielooperacyjna, sterowana numerycznie, z automatyczną zmianą narzędzi umieszczonych wcześniej w specjalnym magazynku, jest nazywana centrum obróbkowym; taka obrabiarka umożliwia obróbkę przedmiotów o skomplikowanych kształtach bez zmiany zamocowania.
Ważniejsze zespoły i elementy obrabiarek skrawających to: korpus — element stanowiący konstrukcję nośną obrabiarki, w skład obrabiarki wchodzi zwykle kilka korpusów, wśród nich korpus gł. (np. łoże, stojak lub słup); wspornik — korpus wchodzący w skład konstrukcji nośnej obrabiarki, zamocowany z jednej strony na stole lub przesuwnie na pionowych prowadnicach stojaka; wrzeciennik — zespół obrabiarki, w którym są umieszczone wrzecionowe elementy robocze, wykonujące gł. ruch obrotowy; skrzynka prędkości — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości obrotowych wrzeciona; skrzynka posuwów — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości posuwu narzędzia; suport — zespół obrabiarki wykonujący ruch posuwowy, na suporcie są zamocowane narzędzia skrawające (przeważnie noże); sanie — element w kształcie płyty, stanowiący podstawę zespołów (imaków nożowych, wrzecienników itp.), rozróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne; imak nożowy — zespół obrabiarki do mocowania narzędzi skrawających, przeważnie noży; stół — element (np. stół frezarki) lub zespół (np. stół obrabiarki zespołowej) w kształcie płyty, do zamocowania przedmiotów obrabianych (bezpośrednio lub w uchwytach); głowica rewolwerowa — zespół obrabiarki (np. tokarki rewolwerowej) do osadzania narzędzi wprowadzanych do pracy w określonej kolejności; suwak — element lub zespół obrabiarki wykonujący wraz z narzędziem główny ruch prostoliniowy, najczęściej posuwisto-zwrotny, w strugarkach, dłutownicach, przeciągarkach; konik — zespół obrabiarki kłowej (przeważnie tokarki, szlifierki), służący do podparcia za pomocą kła obrabianych przedmiotów w kształcie wałków. W zależności od stopnia mechanizacji, automatyzacji i rodzaju sterowania obrabiarką rozróżnia się: obrabiarki z posuwem ręcznym, w których zespół posuwowy (suport, stół, wrzeciono itp.) jest napędzany podczas obróbki siłą mięśni człowieka; obrabiarki z posuwem mech., w których zespół posuwowy jest napędzany silnikiem elektr. za pośrednictwem przekładni mech.; oraz obrabiarki z posuwem hydraulicznym lub pneumatycznym.
Obrabiarki skrawające do drewna zwykle mają budowę zbliżoną do obrabiarek do metali o tych samych nazwach; ważną rolę wsród obrabiarek do drewna odgrywają pilarki.
Za pierwowzór obrabiarki uważa się suport mech., który zastąpił podtrzymywane ręką narzędzia (A.K. Nartow 1718, H. Maudslay 1797); ulepszanie konstrukcji przyspieszyła rewolucja przem., a następnie zastosowanie napędu elektr.; w końcu XIX w. skonstruowano automaty tokarskie. Wynalezienie nowych materiałów narzędziowych — stali szybkotnących, a następnie węglików spiekanych w pocz. XX w. — znacznie przyspieszyło rozwój obrabiarek; rozwój produkcji wielkoseryjnej i masowej przed II wojną świat. doprowadził do budowy wysoko wydajnych obrabiarek zespołowych i automatycznych linii obrabiarkowych; w poł. lat 50., kiedy wynaleziono pierwszą uniwersalną obrabiarkę sterowaną numerycznie, a następnie sterowane numerycznie automaty, centra obróbkowe i linie automatyczne, nastąpił znaczny postęp automatyzacji w przemyśle maszyn.; szybki rozwój elektroniki przyczynił się do budowy obrabiarek sterowanych przez komputery oraz łączenia ich w systemy produkcyjne sterowane. Dalsze etapy i kierunki rozwoju wyraźnie zmierzają do tworzenia zautomatyzowanych bezzałogowych systemów produkcyjnych (elastyczne systemy produkcyjne) złożonych z różnego rodzaju obrabiarek i in. maszyn technologicznych.
Obrabiarkami sterowanymi numerycznie mogą być zarówno obrabiarki ogólnego przeznaczenia i specjalne

Wytwarzanie wspomagane przez komputer, komputerowe sterowanie i nadzorowanie produkcji, sterowanie obrabiarkami i maszynami: ruchy każdej maszyny są zaprogramowane, produkcja całkowicie zautomatyzowana. Centralny komputer przejmuje dyspozycję narzędziami, jak dobór, wymiana, magazynowanie, sprawdzenie ich jakości i utrzymywanie w sprawności (np. ostrzenie).

Komputeryzacja sterowania produkcją to między innymi opracowanie planów operacyjnych, planowanie materiałów, narzędzi i przyrządów oraz programowanie numerycznie sterowanych obrabiarek i robotów.

programowanie obrabiarek - większość maszyn w zakładach przemysłowych starowana jest komputerem. Wystarczy przejść się w czerwcu po Targach Poznańskich, żeby zobaczyć, że wszystko, co się w przemyśle rusza, ma już ekran i klawiaturę, a konwencjonalną obrabiarkę (taką z korbami) można spotkać z rzadka, zakurzoną, gdzieś w kącie. Jeśli inżynier przygotuje i sprawdzi projekt przy użyciu komputera, może także w dużym stopniu automatyczne wygenerować program obróbczy. Oczywiście nic nie zastąpi technologicznej wiedzy i wyczucia inżyniera, ale jeśli się tylko wie, co i jak zrobić, to reszta jest samą przyjemnością.
Systemy, które potrafią na podstawie rysunku stworzonego w CADzie wygenerować program NC - czyli do obrabiarki noszą nazwę CAM (Computer Aided Manufacturing - komputerowo wspomagane wytwarzanie).

symulacja obróbki - po stworzeniu programu, warto sprawdzić, czy nie zniszczymy niechcący obrabiarki, np, czy nie zaczniemy frezować stołu frezarskiego, lub uchwytu. Większość programów CAM ma w sobie możliwość wizualizacji obróbki, a niektóre dają nawet możliwość pomierzenia wykonanego teoretycznie detalu, sprawdzenia jego teoretycznej chropowatości itp.

wykonanie przedmiotu - większość obrabiarek przemysło0wych jest sterowanych w systemie CNC (Computer Numerical Control - komputerowe sterowanie). Praktycznie każdy producent ma swój dialekt programowania maszyn, jednak wszystkie one opierają się na pewnej ogólnej normie. Najprościej rzecz biorąc, program maszynowy wygląda jak instrukcje dla pracownika - idioty:
- weź narzędzie nr 1
- dźwignię "kierunek obrotów" przestaw w położenie "w lewo"
- dźwignię "posuw" ustaw na pozycji 0,15 mm/obrót
- przestaw narzędzie na 2 mm nad przedmiot
- skrawaj pionowo w dół, aż do osi przedmiotu itd itd.
Oczywiście obrabiarki programuje się specjalnym kodem i powyższy program może wyglądać np. tak:

N0000 G56 G53 T0000
N0010 G54 G57
N0020 T0101 G95 F150 G96 S150 M04
N0030 G92 S2500
N0040 G00 X32. Z0.
N0050 G01 X-0.5
itd. itd. ....