Значение и область применения станков с ЧПУ. Главное направление автоматизации – применение станков с ЧПУ. Под ЧПУ понимается управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные приведены в цифровой форме. Управляющая программа представляет собой совокупность команд на языке программирования, соответствующих заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной детали. Станки с ЧПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы, все подвижные органы которых совершают рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе, записанной на бумажной перфоленте или диске.  Эффективность применения станков с ЧПУ выражается: В повышении точности и однородности размеров и формы обрабатываемых заготовок; В повышении производительности обработки, связанной с уменьшение доли вспомогательного времени с 70-80% для обычных станков с ручным управлением до 40-50% (при использовании обрабатывающих центров до 20-30%) также с интенсификацией режимов резания. В среднем при переводе обработки на станки с ЧПУ производительность возрастает в 2-3 раза для токарных станков; в 3-4 раза для фрезерных; в 5-6 раз для обрабатывающих центров; В снижении себестоимости обработки, связанном с повышением производительности; В значительном снижении потребности в высококвалифицированных станочниках, связанном с упрощением изготовления сложных и точных деталей на настроенных и автоматически работающих станках с ЧПУ. Применение станков с ЧПУ в промышленности развивается в 2-х направлениях: Обработка очень сложных заготовок уникальных деталей, имеющих сложную конфигурацию и различные фасонные поверхности. Обработка заготовок обычных машиностроительных деталей с точностью IT6 – IT8 и шероховатостью Rz=(3-10)мкм, оправдывается экономически для партий 15-25 штук и более. Системы ЧПУ можно классифицировать по различным признакам.  I. Исходя из технологических задач управления обработкой все системы ЧПУ делят на три группы: позиционные, контурные и комбинированные. Позиционные системы ЧПУ обеспечивают управление перемещениями рабочих органов станка в соответствии с командами, определяющими позиции, заданные программой управления.   Контурные системы ЧПУ обеспечивают управление перемещениями рабочих органов станка по траектории и с контурной скоростью, заданными программой управления. Контурной скоростью является результирующая скорость подачи рабочего органа станка, направление которой совпадает с направлением касательной в каждой точке заданного контура обработки. Контурные системы ЧПУ в отличие от позиционных обеспечивают непрерывное управление перемещениями инструмента или заготовки поочередно или сразу по нескольким координатам, в результате чего может обеспечиваться обработка очень сложных деталей (с управлением одновременно по более чем двум координатам). Контурными системами ЧПУ оснащены в основном токарные и фрезерные станки. Комбинированные системы ЧПУ, сочетающие функции позиционных и контурных систем ЧПУ, являются наиболее сложными, но и более универсальными. В связи с усложнением станков с ЧПУ (особенно многооперационных) расширением их технологических возможностей и повышением степени автоматизации применение комбинированных систем ЧПУ значительно расширяется.    II. По наличию обратной связи все системы ЧПУ делятся на две группы: разомкнутые и замкнутые.  Замкнутые системы ЧПУ в свою очередь могут быть:  1) с обратной связью по положению рабочих органов станка; 2) с обратной связью по положению рабочих органов и с компенсацией погрешностей станка; 3) самоприспособляющиеся (адаптивные).   Разомкнутые системы ЧПУ строятся на основе силовых или шаговых двигателей (ШД). В последнем случае ШД применяется обычно в комплекте с гидроусилителем.  III. Классификация в зависимости от уровня электронной техники.  Применяемые в настоящее время в промышленности системы ЧПУ класса NC построены по принципу цифровой модели. В системах класса SNC устройство для считывания программы управления применяют только один раз - для ввода программы управления в запоминающий блок (памяти). В результате повышается надежность работы станка по причинам отказа фотосчитывающего устройства.  Особенностью систем управления класса CNC является их структура, соответствующая структуре управляющей ЭВМ. С появлением систем класса CNC расширились функциональные возможности программного управления, в том числе хранение программы управления и ее редактирование непосредственно на рабочем месте, расширенные возможности индикации на дисплее, диалоговое общение с оператором и т.д. Ввод программы управления может быть осуществлен на перфоленте или вручную. Второй тип систем получил название систем класса HNC.

Системы ЧПУ можно классифицировать по различным признакам. В зависимости от способа управления исполнительным органом различают: позиционные, контурные, универсальные системы. При позиционном управлении инструмент последовательно обходит ряд точек - позиций. Требуется высокая точность позиционирования, а траектория перемещения инструмента из одной позиции в другую не имеет существенного значения - это холостое перемещение. При контурном управлении инструмент движется без остановок, и обработка совершается во время движения. Все погрешности отработки траектории переносятся на деталь. В зависимости от наличия обратной связи системы управления могут быть: замкнутыми, закрытыми, разомкнутыми, открытыми. В зависимости от способа отсчета перемещения различают системы управления с абсолютным и относительным отсчетом. В первом случае отсчет ведется относительно начала системы координат: x1, y1, x2, y2 и т. д., во втором случае задаются приращения: Дx1, Дy1, Дx2, Дy2 и т. д. В зависимости от чисел управляемых координат различают одно-, двух-, трех- четырех - пятикоординатные системы управления. Из них какое-то число координат управляется одновременно (параллельно), а какое-то - последовательно.В зависимости от элементной базы и уровня использования ЭВМ различают системы первого, второго, третьего поколения. Устройства ЧПУ первого поколения не имели встроенного интерполятора. Программа, записанная на перфоленту при помощи вынесенного интерполятора, переписывалась на магнитную ленту, которую использовали для управления станком. На магнитную ленту трудно записать большое число технологических команд. Это ограничивает технологические возможности системы. Устройства ЧПУ второго поколения имеют встроенный интерполятор и управляются от перфоленты. Для подготовки перфоленты используется ЭВМ. Устройства ЧПУ третьего поколения (системы CNC) имеют встроенный микропроцессор.