Чпу станки что это такое: Что такое станки с ЧПУ

все о ЧПУ станках, описание обработки и функции мастера

Автоматизация производственных процессов шагнула на новую ступень развития. Компьютеры в системе управления стали обычным явлением. Большинство современных людей уже знает, что такое CNC, а производством оборудования с таким управлением занимаются многие известные компании. Разобраться с предложениями поможет более глубокое знание данного вопроса.

• Что такое CNC: все о станках с ЧПУ
• Мастер ЧПУ что это за должность?

Что такое CNC: все о станках с ЧПУ

Computer numerical control или сокращенно CNC представляет собой современное направление в разработке техники различного назначения, базирующееся на использовании цифровых электронных устройств в системе управления. В России оно известно, как числовое программное управление (ЧПУ).

По сути, ЧПУ – это компьютеризированный комплекс, управляющий рабочими органами оборудования и контролирующий исполнение задания. Любые перемещения исполнительных органов задаются специальной управляющей программой (УП) для данного станка. Она составляется из необходимых команд, записанных на языке программирования ЧПУ (G- и М-коды). Компьютер сохраняет в своей памяти УП, и оператор всегда может ей воспользоваться для выполнения конкретной работы.

Современная система CNC существенно расширила возможности ранее используемой системы NC. Базой для нее служат микроконтроллеры, программируемые логические контроллеры, компьютеры на микропроцессорах.

Целесообразность использования

Система ЧПУ значительно повышает производительность труда и способствует сокращению работников, но для ее внедрения необходимы значительные затраты и специально подготовленные работники, что не всегда экономически оправдано. Использование ЧПУ целесообразно в следующих обстоятельствах:

1. Производство изделий высокой стоимости, когда применяются дорогостоящее и дефицитное сырье. В этом случае необходимо минимизировать ошибки, исключить брак, что и обеспечивает ЧПУ.
2. Выпуск однотипных изделий большими сериями. Отработанная программа позволяет снизить себестоимость и менять программное обеспечение (ПО) нет необходимости, а первоначальные затраты достаточно быстро окупаются.
3. Изготовление сложных деталей, требующее проведения многочисленных технологических операций.
4. Необходимость обеспечения выпуска многочисленных изделий, абсолютно идентичных по точности обработки. Программа обеспечивает такое производство с отклонением не более 3 мкм.
5. Изготовление изделий, в конструкцию которых часто вносятся небольшие изменения. При использовании ЧПУ они легко вносятся в УП с пульта оператора станка.

 Важно!  Автоматизация производства – это современный подход к его организации, но она требует экономического обоснования.

Функции

Система ЧПУ способна выполнять следующие функции:

1. Управление процессами обработки деталей из различных материалов (металлы, древесина, пластик и т. п.). Для этого данной системой обеспечивается станочный парк (станки с ЧПУ).
2. Управление асинхронными электродвигателями. Их плавная регулировка крайне затруднена, а ЧПУ позволяет применять «векторное управление».
3. Управление промышленными роботами.
4. Управление периферическими устройствами различного назначения. Характерные примеры: 3D-принтеры и сканеры.

Некоторое оборудование обеспечивается централизованными, автоматизированными рабочими местами, когда нужная программа устанавливается через промышленную сеть. В этом случае ЧПУ позволяет контролировать работу не одного станка, а всего участка, цеха (ABB Robot Studio, Microsoft Robotics Developer Studio).

Особенности

Станки с ЧПУ обладают рядом привлекательных особенностей:

1. Высокий уровень автоматизации. Оператор только контролирует процесс по монитору. Его участие в процессе сведено к минимуму.
2. Обеспечение повторяемости. Оборудование не зависит от настроения и физического состояния оператора. Оно выпускает одинаковые изделия с неизменным высоким качеством месяцами, а то и годами.
3. Один оператор способен обслуживать несколько станков.
4. Гибкость. При небольших изменениях параметров процесса вносится корректива в программу, а при существенном изменении – загружается новая программа. Такие процедуры не занимают много времени.
5. Точность обработки и повторяемость. Программа обеспечивает выпуск множества одинаковых деталей с высочайшей точностью.
6. С помощью станков с ЧПУ можно изготовить изделия сложной формы, которые подвластны только высокопрофессиональным рабочим, да и то с использованием специальных приспособлений.

 Важно!  Станки с ЧПУ отличаются универсальностью и способны заменить 4–5 простых машин. При этом не надо искать опытных рабочих по конкретной специальности, достаточно подготовить оператора оборудования с ЧПУ.

Классификация

Станки с ЧПУ подразделяются на несколько категорий. Это отражается в буквенно-цифровом обозначении марки. По назначению оборудования устанавливается технологическая категория. Она определяется по возможности проведения основных операций. Основные виды: токарные станки (номер группы – 1), фрезерные (номер 6), сверлильные и расточные станки (номер 2), многоцелевое оборудование (номер 9). Эта цифра стоит первой в маркировке.

По степени автоматизации устанавливаются такие типы:

1. Ф1 — координаты движения устанавливаются с помощью клавиатуры компьютера (один нажим – 1 кадр программы). Предусматривается устройство цифровой индикации.
2. Ф2 — используется порционная или прямоугольная система управления. Первая характерна для сверлильных и расточных станков, а вторая – для фрезерных и токарных станков.
3. Ф3 — устанавливается контурная или непрерывная система ЧПУ. Она позволяет обрабатывать заготовки практически любой сложности.
4. Ф4 — многооперационная, комбинированная система ЧПУ. В ней совмещены лучшие качества контурной и позиционной системы.
5. Ц — цикловое ЧПУ. Это наиболее простая автоматизированная система для серийного выпуска достаточно простых, однотипных изделий.

Производится классификация станков и по способу смены рабочего инструмента. В маркировке могут выделяться такие варианты:

1. Р – для смены и крепления инструмента применяются револьверные головки.
2. М – установлен специальный инструментальный магазин, откуда автоматически поступает нужный инструмент.

Указанная маркировка свидетельствует о наличии устройства автоматической смены инструмента (АСИ). Помимо указанных модификаций, станки различаются по типу регулирования привода: шаговый, ступенчатый, плавно регулируемый.

Основные параметры

При выборе оборудования с ЧПУ основное внимание следует уделить таким параметрам:

1. Класс точности. Допустимую погрешность можно определить по маркировке: П – повышенная точность, В – высокая точность.
2. Рабочие параметры. Они устанавливаются для каждой технологической категории отдельно. Так для сверлильного оборудования важен максимальный диаметр отверстия, для фрезерных станков – размер рабочей зоны, для расточных станков – диаметр шпинделя, для токарных станков – размеры заготовки и т. д. К общим для всех типов оборудования можно отнести: мощность электродвигателя, скорость обработки (производительность), напряжение питания (220 или 380 В), габариты и масса станка.
3. Количество одновременно контролируемых координат и точность их задания. В современных станках обеспечивается управление по 5 координатам.

В зависимости от назначения оборудования могут задаваться и другие важные параметры, которые необходимо учитывать при организации производства.

Принцип программирования

Работа станка с ЧПУ зависит от УП. Она может базироваться на следующих принципах программирования:

1. Ручной способ. Программист формирует программную часть станка путем введения цифровых сведений о координатах движения рабочего инструмента, полученных при ручном перемещении. Требуется множество точек, что затягивает процесс программирования. Данный способ применяется при наличии всего 1–2 станков с ЧПУ, используемых для изготовления простых, однотипных изделий.
2. Shop-floor – программирование с пульта оперативной системы ЧПУ. В этом случае УП составляется с помощью сенсорного экрана и джойстика на станочной стойке. В последних моделях станков применяется диалоговый режим.
3. Программирование с использованием систем САПР и САМ. Система САПР (AutoCAD, Solid, Catia, Компас) позволяет построить электронный чертеж изделия, а система САМ (SheetCam, Kcam. MeshCam, CorelDraw) на его основе описывает траекторию движения инструмента. Предварительно графический файл переводится в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber. Процесс программирования отражается на экране. Выдается Cl-файл. Для преобразования его в понятный для станка вид используется специальная программа (постпроцессор или паспорт). Она обеспечивает подачу команд в форме G- и М-кодов.

Программа на станок может загружаться в готовом виде с внешних носителей (дискеты, флеш-носители, магнитные ленты, перфоленты). Она помещается в оперативную память, карту памяти, жесткий диск или твердотельный накопитель.

Конструктивные особенности

Функционирование системы ЧПУ обеспечивают следующие основные узлы:

1. Пульт оператора, консоль ввода-вывода. Этот элемент конструкции предназначен для ввода УП, задания параметров процесса, а также ручного управления операцией.
2. Операторская панель, дисплей. Позволяет визуально контролировать процесс и производить корректировку УП.
3. Контроллер. Это устройство компьютерного типа для введения в действие УП, формирования траектории движения рабочего органа, выдачи необходимых команд, осуществление общего управления, проведения диагностики и дополнительных расчетов.
4. ПЗУ. Это память, позволяющая хранить программу длительное время. Информация из ПЗУ только считывается.
5. ОЗУ. Данная оперативная память предназначена для программ, используемых в данный момент, а также для кратковременного хранения информации.

В качестве контроллеров могут служить промышленные готовые модели, встраиваемые устройства на основе микропроцессоров, программируемый контроллер логического типа, промышленный компьютер. Роль исполнительных механизмов исполняют сервоприводы и шаговые двигатели.

Виды станков с ЧПУ

К наиболее распространенному оборудованию с ЧПУ можно отнести фрезерные и токарные станки, а также многоцелевые агрегаты. Они выбираются с учетом того, какие работы планируется производить и в каких объемах.

Фрезерные станки

Фрезерные станки с ЧПУ могут использоваться только для фрезерования или с расширенным функционалом (сверление, раскрой листов, обработка под разным углом, формирование пазов и т. п.). Основные разновидности:

1. Вертикальные фрезерные станки. В них шпиндель установлен вертикально. Может иметь нижний или верхний привод. Обработка обеспечивается с одной стороны.
2. Горизонтальные фрезерные станки. Шпиндель установлен параллельно основанию. На станке можно производить всестороннюю обработку.

Оба типа станков могут иметь 1 или 2 шпинделя. Управление обеспечивается по 3–5 координатам. По способу управления различаются такие варианты: с позиционным, контурным, комбинированным управлением. Основные параметры станков: размеры рабочего стола, глубина фрезерования, мощность, скорость вращения шпинделя, тип передачи.

Среди конструктивных особенностей следует выделить наличие мощной станины, корпуса с ребрами жесткости, шпинделя с повышенной жесткостью для устранения вибраций, высокоточные направляющие рельсы. Для повышения производительности устанавливаются АСИ в виде шпиндельной головки револьверного типа или инструментального магазина. Выпускается большое количество разнообразных моделей для обработки дерева, металла, пластика и других материалов.

Токарные

На токарном станке с ЧПУ используются резцы со сменными пластинами. Инструмент крепится в резцедержателе, расположенном в узле суппорта. Для проведения разнообразных процессов часто применяются резцедержатели кассетного типа с возможностью закрепления до 12 разных резцов.

Наиболее популярные разновидности:

1. Центровые станки. Обработка осуществляется методом точения по контуру заготовки. Изготавливаются детали цилиндрической и конической формы, а также фасонные изделия.
2. Патронные станки. На них можно производить обработку и снаружи, и изнутри заготовки. Основные операции: нарезание резьбы, зенкование, сверление, обтачивание для установки фланцев, дисков, втулок и шестерней.
3. Комбинированные (патронно-центровые) станки. Совмещает возможности обоих типов.
4. Карусельные станки. Они необходимы для обработки деталей больших размеров и заготовок неправильной формы.

Конструктивными особенностями токарных станков с ЧПУ являются: вертикальная или наклонная компоновка, повышенная жесткость элементов, система АСИ.

Многоцелевые

Комплексная обработка деталей осуществляется на многоцелевых станках (обрабатывающих центрах) с ЧПУ. Для них применяются специальные смешанные УП. Станки обеспечивают такие операции: фрезерование, зенкерование, растачивание, раскрой, нарезание резьбы и фасок. Они могут относиться к сверлильно-расточной или токарно-шлифовальной группе.

Многоцелевые станки различаются по типам:

1. Горизонтальные станки. Они осуществляют одностороннюю обработку заготовок больших размеров.
2. Вертикальные станки. Способны обеспечить обработку с 3–5 сторон с помощью поворотного шпинделя.

Среди конструктивных особенностей выделяются: наличие инструментальных магазинов для АСИ, поворотные столы для перемещения заготовки, приспособления для смены заготовок. Чаще всего применяются высокомоментные электродвигатели малой инерционности.

Мастер ЧПУ что это за должность?

Мастер или оператор станков с ЧПУ – это человек, работающий на данном оборудовании и обеспечивающий его обслуживание. Помимо него, необходим наладчик ЧПУ, который вводит и корректирует УП. Эти специальности могут совмещаться – мастер-наладчик.

Операторы имеют такие должностные обязанности: обслуживание станка, контроль процесса, проверка и испытание готовых изделий, устранение небольших неполадок, подналадка узлов, подготовка рабочего инструмента. Действует он на основании должностной инструкции, которая утверждается самим предприятием. Мастер может обслуживать одновременно несколько станков. Наладчик ЧПУ осуществляет следующие работы: разработку УП, ввод ее в станок и отработка, наладка оборудования на конкретные процессы.

Обучение операторов и наладчиков обеспечивается в колледжах (техникумах) или на специальных курсах по специальности «Технология машиностроения».

Для того чтобы стать профессионалом, работник должен получить такие знания: строение и особенности станков с ЧПУ, технология обработки, основы программирования ЧПУ, принципы работы с компьютеризированными системами, признаки неисправностей оборудования с ЧПУ, особенности различных инструментов и материалов. При работе оператор обязан строго соблюдать технику безопасности.

Станки с ЧПУ (CNC) все активнее внедряются в производство. Они способны обеспечить высокую точность обработки деталей на больших скоростях. В то же время следует учитывать экономическую целесообразность их использования. На российском рынке предлагается множество высококачественных моделей и надо выбирать оптимальный вариант для конкретных условий.

• 30 августа 2020
• 17799

Получите консультацию специалиста

Что такое станок с ЧПУ: виды, характеристики ✭ «ЧПУ24»

В современном мире автоматизация производства является не элементом роскоши, а осознанной необходимостью.

Хотя в нашей стране стоимость человеческого труда достаточно низкая и нет предпосылок к увеличению ее стоимости в ближней и среднесрочной перспективе, ЧПУ станки даже в этой ситуации выигрывают у человека.

Станок не уходит в отпуск и декрет, ему не нужны выходные, он не опаздывает и не прогуливает, его работоспособность не зависит от настроения и вчерашней вечеринки с друзьями. Каждое предприятие заинтересовано во внедрении высокоэффективных технологий. Поэтому подбирает надежное, функциональное оборудование для выполнения таких работ как фрезерные, токарные, раскрой металла, дерева, фанеры с помощью лазера, нанесению маркировки и гравировки на изделия и многие другие.

В этой статье мы расскажем, про ЧПУ станки, их виды, устройство конструкции, принцип работы. Предоставим основную информацию, чтобы вы могли решить, нужна вам такая техника или нет.

Станки с ЧПУ: что это такое?

Давайте разберемся, что такое ЧПУ станок, и какая расшифровка аббревиатуры. ЧПУ это числовое программное управление. Представляет собой компьютеризированную систему, которая направлена на проведение расчетов и автоматизацию технических операций. Контроль выполняется специальными командами ‒ G-кодами. Систему можно запрограммировать с внешних носителей или подключить к компьютеру. 

Состоит из таких элементов:

• пульт оператора;
• дисплей;
• контроллер;
• ПЗУ ‒ память долговременного хранения;
• ОЗУ ‒ временное хранение программ, используемых в настоящий момент.

Многих интересует вопрос: что делает ЧПУ станок? Он относится к самому востребованному оборудованию основных сфер промышленности. Считается дорогой, инновационной техникой. На нем обрабатывают металл, обтачивают сложные заготовки, изготавливают корпусную мебель, пластиковые игрушки, сувениры. Устройство позволяет с высокой точностью выполнить даже самые сложные работы. Изготавливает детали, к которым выдвигаются самые строгие требования касаемо точности размеров и допусков.

Компьютеризация и автоматизация исключает ошибки, присущие человеческому фактору. Если правильно пользоваться устройством, риск бракованной продукции снизится к нулю.

Возьмем для примера фрезерный станок и изготовление панно. 

Для того чтобы изготовить такое панно, раньше человек должен был обладать художественным видением, чтобы вручную или используя полуавтоматический инструмент отсечь от заготовки все лишнее. Если нужно было изготовить таких штук 10, то это превращалось из творческого процесса в некую рутину для мастера. Все изделия были разными и непохожими друг на друга. Человек мог заболеть или потерять интерес. Могла дрогнуть рука мастера и т.д. Сегодня, при наличии 3D модели такого панно, любой человек, даже не обладающий художественным видением с помощью ЧПУ станка способен изготавливать такие изделия. Творчество все равно присутствует т.к. создание 3D модели — это творческий процесс, доступный немногим и неважно, что на выходе у вас будет физическая модель, воплощенная дереве или на компьютере.

После того как мы выбрали модель для изготовления, нам нужно «рассказать» станку что необходимо делать – составить управляющую программу (УП). В ней мы сообщаем станку, какого размера заготовка, каким инструментом мы это делаем, с какой скоростью, где начать и где закончить и т.д. Этим в зависимости от компании и организации рабочего процесса может заниматься как оператор станка, так и отдельный технолог. Также работа оператора заключается в установке заготовки и рабочего инструмента (при его наличии), запуске станка, съеме готового изделия. Необходимо вовремя менять смазочную жидкость, очищать зону выполнения операций. Один сотрудник может управлять несколькими аппаратами. Оператору не обязательно иметь специальность токаря или фрезеровщика. Достаточно научиться приемам управления программой и разбираться в особенностях применяемых инструментов.

Виды станков 

Оборудование делится на несколько групп, которые отличаются способностью выполняемых операций. Виды станков с ЧПУ по типу воздействия на обрабатываемый материал:

• фрезерные, сверлильные, расточные ‒ используют для резки заготовок, раскроя листов, загибания углов, сверления отверстий;
• токарные ‒ для обработки наружной и внутренней поверхности, выполняют нарезку резьбы, позволяют создавать любые контуры.
• зубообрабатывающие ‒ позволяют создать необходимую геометрию шестеренок и других деталей;
• шлифовальные ‒ зачищают и выравнивают поверхность на конечном этапе обработки;
• многоцелевые ‒ сочетают в себе возможность выполнения всех видов работ;
• электромеханические ‒ включают в себя плазменные, лазерные, электрохимические, электроэрозионные агрегаты.

Фрезерный станок применяют на производстве, где важно соблюдать параметры точности. Бывает с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделя. Работает с высокой скоростью. Есть габаритные и компактные модели. 

Лазерный станок — это общее название станков, обработка материала на которых производится при помощи лазерного излучения (луча). Но источник этого излучения и соответственно его характеристики различаются. Например, источником луча может быть лазерная трубка с закаченной смесью различных газов основной из которых СО2. Это линейка станков применяется для обработки широкого спектра материалов, реже металла.

Потому как длина волны лазерного излучения способна воздействовать на металл на мощности трубки от 100 вт. Обработка цветных металлов практически исключена. Для обработки металла, в том числе и цветного, используются лазеры с источниками на иттербиевого оптоволокна. Если мощность источника 10вт — 100вт, то их используют для маркировки и нанесения гравировки. Источники от 300вт используются для раскроя листового металла. Также на рынке можно встретить лазерное оборудование на твердотельных диодах. Из-за их несовершенства и низкого КПД используется, относительно, редко и в основном в хоббийных аппаратах. 

Плазменный предназначен для точного и качественного раскроя листов из металла любой толщины.

Основные характеристики

Те, кто знают, что такое ЧПУ в современных станках, уже давно оценили его преимущества. Оборудование значительно увеличивает производительность труда. Удешевляет себестоимость товаров. Один ЧПУ станок заменяет до 6 единиц обычных. Может бесперебойно работать многие годы, отменно выполняя заданные команды.

Для обработки разных деталей нужно просто заменить программу. Устройство позволяет быстро изготовить спроектированное на компьютере изделие. Отличается надежностью, разнообразием функций, гибкостью настроек, точностью обработки. Благодаря данным характеристикам станки ЧПУ широко применяются на производствах, которые стремятся увеличить объемы выпускаемой продукции.

Принцип работы ЧПУ станков — DARXTON

Прежде чем понять принцип работы ЧПУ систем, для начала стоит почитать техническое описание автоматизированных систем. Подробно о принципе ЧПУ внутри статьи.

Основы числового программного управления

Для более четкого понимания всех возможных проблем, связанных с успешным применением данных, для выполнения механической обработки или резания с применением станков с ЧПУ, вам необходимо иметь представление о процессе и принципах числового программного управления. Надеемся, что этот небольшой справочный материал поможет вам понять принцип работы станков с ЧПУ.

Для начала — несколько определений

ЧПУ — Числовое Программное Управление. Принцип ЧПУ заключается в получении оцифрованных данных, после чего компьютер или САМ-программа обеспечивает управление, автоматизацию и мониторинг движений элементов машины. В роли машины может выступать токарный или фрезерный станок, роутер, сварочный автомат, шлифовальный станок, установка лазерной или водоструйной резки, листоштамповочный автомат, робот либо оборудование других типов. На крупногабаритных промышленных станках в качестве встроенного устройства управления обычно выступает компьютер. Но на большинстве станков любительского уровня или некоторых модернизированных моделях устройством управления может являться отдельный персональный компьютер. Контроллер ЧПУ функционирует совместно с электродвигателями и Настольный ЧПУ станок бывает нескольких разновидностей, предназначенных для любителей/макетчиков/моделистов. Такие станки имеют меньшую массу и уровень прочности, точности обработки и скорости работы и, кроме того, они дешевле своих промышленных аналогов, но при этом могут хорошо справляться с механической обработкой различных предметов, изготовленных из мягких материалов (пластик, пенопласт, воск).

Работа некоторых настольных станков с ЧПУ может во многом напоминать работу принтера. Другие же имеют собственную замкнутую систему управления или даже встроенную специализированную CAM-программу. Некоторые модели также могут принимать данные в виде стандартного g-кода. Существуют промышленные станки настольного типа, предназначенные для выполнения мелких работ, требующих особой точности обработки, оснащенные специализированными устройствами числового программного управления.

CAM — автоматизированная механическая обработка или автоматизированное производство. Данный термин относится к применению различных пакетов ПО для управления траекторией движения режущего инструмента и генерации управляющей программы для работы станков с ЧПУ, основанных на использовании данных, получаемых путем компьютерного 3D-моделирования (CAD-файлы). В случаях когда два описанных понятия используются вместе, обычно применяется сокращение CAD/CAM.

Примечание: CAM-программа фактически не управляет станком с ЧПУ, а только создает программный код, которому следует станок.

Также это не автоматическая операция, которая импортирует 3D-модель и генерирует корректную управляющую программу. CAM-программирование, как и 3D-моделирование, требует наличия определенных знаний и опыта использования ПО такого типа, разработки технологий механической обработки, а также знаний о том, какие виды инструментов и технологических операций необходимо применять в той или иной ситуации для достижения наилучших результатов. Существует ряд несложных программ, позволяющих начинающим пользователям начать работать с ними без особых затруднений. Но есть и более сложные версии, которые требуют вложений времени и финансов для достижения максимальной эффективности их использования.

Управляющая программа — особый относительно простой машинный язык, который может понимать и исполнять станок с ЧПУ. Чтобы понимать принцип работы ЧПУ, очень важно понимать как подобная система управляется. Такие машинные языки изначально разрабатывались для непосредственного программирования обработки деталей путем ввода команд с клавиатуры станка без использования CAM-программ. Они указывают станку, какие движения он должен совершать, одно за другим, также осуществляют контроль выполнения станком других его функций, таких как скорость подачи, частота вращения шпинделя, подача СОЖ. Наиболее распространенным языком подобного рода является G-код или ISO-код — простой буквенно-цифровой язык программирования, разработанный в начале 1970-х годов для первых станков с ЧПУ. Подробнее о G-кодах в статье «Описание G»

Постпроцессор. В то время как g-код рассматривается в качестве стандартного машинного языка для станков с ЧПУ, любой производитель может изменять отдельные его части, такие как использование дополнительных функций, создавая ситуации, при которых g-код, разработанный для одного станка, может не работать для другого. Существует также множество производителей станков, разработавших собственные языки программирования. В связи с этим, для перевода данных траекторий движения инструмента, рассчитанных внутри CAM-программы, в особый код управляющей программы с тем, чтобы станок с ЧПУ мог понимать эти данные, существует связующее программное обеспечение, называемое постпроцессором. Постпроцессор, единожды сконфигурированный должным образом, генерирует соответствующий код для выбранного станка, который, по крайней мере теоретически, позволяет управлять любым станком с помощью любой CAM-программы. Принцип работы ЧПУ станков позволяет поставлять постпроцессоры вместе с CAM-программой бесплатно либо за отдельную плату.

Общие сведения о станках с ЧПУ

Станки с ЧПУ могут иметь несколько осей перемещения, а сами движения могут быть линейными либо поворотными. Многие станки совмещают в себе оба вида движения. Станки, предназначенные для резки, такие как установки лазерной или водоструйной резки, как правило, имеют всего две линейные оси — X и Y. Фрезерные станки обычно имеют как минимум три оси — X, Y и Z, а также могут иметь дополнительные поворотные оси. Фрезерный станок, имеющий пять осей перемещения — это станок с тремя линейными и двумя поворотными осями, позволяющий фрезе совершать технологические операции под углом 180º (в полусфере), а иногда и под большими углами. Также существуют установки лазерной резки, имеющие пять осей перемещения. Робот-манипулятор может иметь более пяти осей.

Некоторые ограничения для станков с ЧПУ

В зависимости от возраста и сложности конструкции, станки с ЧПУ могут иметь определенные ограничения в части функциональных возможностей систем управления и приводных систем. Большинство контроллеров ЧПУ понимают только движения строго по прямой линии или по кругу. Во многих станках перемещения по кругу ограничены главными плоскостями координатных осей XYZ. Перемещения по поворотной оси могут восприниматься контроллерами как линейные перемещения, только вместо расстояния будут использоваться градусы. Для создания перемещений по круговой дуге или линейных перемещений, проходящих под углом по отношению к главным координатным осям, две или более оси должны интерполироваться (их движения должны быть точно синхронизированы) между собой. Линейные и поворотные оси могут также одновременно интерполироваться. В случае использования станка, имеющего пять координатных осей, все пять осей должны быть идеально синхронизированы друг с другом, что является непростой задачей.

Скорость, с которой контроллер станка способен получать и обрабатывать входящие данные, передавать команды на драйверы, а также отслеживать скорость и положение рабочих органов, является критически важным показателем. Более старые и бюджетные модели станков, очевидно, обладают менее высокими показателями, что во многом схоже с тем, насколько менее производительными являются старые модели компьютеров в части выполнения требуемых операций по сравнению с их более современными аналогами.

Сначала интерпретируйте данные 3D-моделей и сплайнов

Наиболее часто возникающая проблема заключается в организации файлов и кода CAM-программы таким образом, чтобы станок, выполняющий обработку заготовок, работал с заложенными в него данными плавно и эффективно. Так как многие контроллеры ЧПУ понимают только формы дуги и прямой линии, любую другую геометрическую форму, которую невозможно описать в данном языке программирования, необходимо конвертировать в более применимую. Обычно конвертации подвергаются сплайны, то есть общие неоднородные рациональные B-сплайны, которые не являются дугами или линиями, а представляют собой трехмерные поверхности. Некоторые станки настольного типа также не способны воспринимать дуги окружности, поэтому все подобные фигуры необходимо конвертировать в полилинии.

Сплайны могут быть разбиты на ряд линейных сегментов, касательных дуг или их сочетание. Вы можете представить себе первый вариант в виде серии хорд на вашем сплайне, касающихся его концами и имеющих определенное отклонение в середине. Другим способом конвертации является преобразование вашего сплайна в полилинию. Чем меньше сегментов вы используете в процессе преобразования сплайна, тем грубее будет аппроксимация, а результат преобразования будет состоять из отрезков большего размера. Использование более мелкого масштаба сглаживает аппроксимацию, но при этом значительно увеличивается и количество сегментов. Представьте себе, что серия дуг могла бы сгладить ваш сплайн в пределах допустимых значений с использованием небольшого количества длинных отрезков. Данный факт является главной причиной того, что преобразование сплайнов в дуги предпочтительнее, нежели преобразование в полилинии, особенно в если вы работаете на станках старых моделей. С более современными моделями станков в этом плане возникает меньше проблем.

Представьте себе поверхности с тем же уровнем аппроксимации сплайнов, только многократно увеличенные и с разрывом между ними (обычно называемым перемещением инструмента между проходами). Обычно поверхности создаются с применением только линейных сегментов, но бывают ситуации, при которых могут также использоваться дуги или сочетания прямых линий и дуг.

Размер и количество сегментов определяются требуемым уровнем точности обработки, а также применяемым методом, и напрямую влияют на качество обработки. Слишком большое количество коротких сегментов может привести к сбою в работе станков старых моделей, а слишком малое — к появлению на заготовке слишком больших граней. CAM-программы обычно применяются в тех случаях, когда необходим подобный уровень аппроксимации. У опытных операторов станков, понимающих требования к детали и знающих, какие операции способен выполнить станок, обычно не возникает с этим проблем. Но некоторые CAM-программы не способны выполнить обработку тех или иных сплайнов или определенных типов поверхностей, поэтому вам может понадобиться предварительное конвертирование данных в CAD-программе (Rhino) перед использованием CAM-программы. Процесс перевода данных из CAD-программы в CAM-программу (посредством использования нейтрального файлового формата — IGES, DXF и т.д.) также может вызвать определенные проблемы, в зависимости от качества функций импорта/экспорта самих программ.

Общепринятые термины, используемые при описании станков с ЧПУ

Поняв принцип ЧПУ, следует убедиться, что вы имеете представление об основных терминах, часто использующихся в станкооборудовании. Следует понимать, что ваш проект может быть:

2-осевым, в случае если резание производится в одной плоскости. В данном случае инструмент не имеет возможности двигаться по плоскости оси Z (вертикальной). В целом координатные оси X и Y могут быть одновременно интерполированы между собой для формирования линий и дуг окружностей.

2,5-осевым, если резание производится в плоскостях, параллельных главной плоскости, но необязательно на той же высоте и глубине. При этом для изменения уровня инструмент может двигаться по плоскости оси Z (вертикальной), но не одновременно с перемещением по осям X и Y. Исключение могут составлять случаи, когда траектория движения инструмента может интерполироваться спирально, то есть описывать круг в плоскостях X и Y, одновременно двигаясь по оси Z для создания винтовой линии (например, при резьбофрезеровании).

Разновидностью вышеуказанного способа интерполяции является способ, при котором станок может интерполировать движение в двух любых плоскостях одновременно, но не в трех. Данный способ интерполяции позволяет проводить обработку ограниченного количества разновидностей трехмерных объектов, напрмиер, путем фрезерования в плоскостях XZ или YZ, но является более ограниченным по сравнению с трехосевой интерполяцией.

3-осевым, если для необходимой технологической операции требуется одновременное управляемое перемещение режущего инструмента в трех координатных осях — X,Y,Z, что необходимо для обработки большинства поверхностей произвольной формы.

4-осевым, если он включает в себя перемещение по трем осям, указанным выше, плюс перемещение по одной поворотной оси. Тут есть два варианта: одновременная 4-осевая интерполяция (полноценная 4-я ось) либо только позиционирование по 4-й оси, при котором 4-я ось может менять положение заготовки, перемещая ее между тремя координатными осями, фактически не перемещаясь в процессе обработки. 5-осевым, если он включает в себя перемещение по трем осям, указанным выше, плюс перемещение по двум поворотным осям. Кроме полноценной обработки в 5 осях (5 осей перемещаются одновременно), в вашем распоряжении часто есть вариант обработки с применением 3-х осей плюс еще 2 дополнительные оси или 3-осевая механическая обработка + позиционирование с помощью 2-х независимых осей. Также в редких случаях есть вариант обработки с применением 4-х осей плюс одной дополнительной оси или непрерывная механическая обработка по 4 осям + позиционирование по 5-й оси. Звучит запутанно, не правда ли?

DARXTON

особенности и разновидности :: ТОЧМЕХ

Основные сведения о станках и числовом программном управлении

Использование металлообрабатывающих станков, оборудованных современными системами числового программного управления, занимает в производственных процессах особое привилегированное положение. Это связано с тем, что оно позволяет выпускать детали, к которым выдвигаются строгие требования точности размеров и допусков.

Работа на таком оборудовании требует от оператора не только богатого практического опыта работы на станке, но и умения составлять для него программы, в соответствии с которыми будут выполняться операции обработки.

Числовое программное обеспечение нашло применение в управлении системами и конструктивными особенностями самых разных станков, выполняющих фрезерную, токарную, сверлильную, шлифовальную и другие операции обработки.

В последние годы стали популярны станки с универсальными возможностями и конструкцией, которые сочетают в себе возможность выполнения нескольких видов обработки с использованием автоматизированных систем дополнительных элементов.

С использованием числового программного управления обеспечивается точность и слаженность работы целых производственных автоматизированных линий, на которых производится выпуск самых разных деталей для отраслей промышленности.

Особенно эффективно проявляет себя автоматизация обрабатывающего процесса при использовании возможностей электронно-вычислительных систем.

Применение числового программного обеспечения обеспечивает обработку в режиме автоматического и полуавтоматического производственного цикла. Соответственно это удешевляет себестоимость продукции. От оператора требуется только следить за работой оборудования, а в случае необходимости проводить наладку (переналадку) его систем и программ.

Развитие науки и техники создаёт условия для оптимизации производства, уменьшения себестоимости продукции, создания новых условий для повышения качества обработки. С течением времени числовое программное обеспечение становится всё более совершенным. Соответственно повышаются и требования к операторам станков.

Основные требования к операторам станков с ЧПУ

К работе на станках, оборудованных числовым программным обеспечением, допускаются только опытные работники, которые имеют багаж практических навыков выполнения обработки на обычных станках.

Невозможно написать и следить за работой программы, если у оператора отсутствует понимание самого процесса выполнения станком той или иной операции, позволяющей выполнить требуемую обработку заготовки (детали).

Первоочерёдным, что должен понимать и уметь выполнять оператор, выступают операции по черновому и чистовому точению, сверлению, нарезанию резьб, а также использованию других способов механической обработки.

Чтобы оператор, использующий станок с числовым программным управлением эффективно выполнял свои функции, его профессиональное обучение начинают с изучения:

• основных компонентов и знания устройства станка;
• вспомогательных систем и механизмов, улучшающих условия обработки;
• понимания особенностей применяемых для обработки инструментов и рабочего стола, допустимых направлений (осей) их ориентации и взаимного соотношения при движении;
• определения функций станка и особенностей его программирования.

Чем выше уровень подготовки и квалификации оператора, тем лучше будет организовано выполнение станком своих функций, а также более качественно проведена операция по обработке заготовки (детали).

Ценность знания основных и дополнительных (вспомогательных) компонентов станков с ЧПУ

Знание и понимание конструктивных особенностей обрабатывающего станка, а также его возможностей по выполнению конкретного вида операций, обеспечивает чёткое осознание оператором пределов и возможностей оборудования.

Для каждого станка существует техническая документация, поясняющая его конструктивные особенности и направленность выполняемых обрабатывающих операций. В ней также содержится основная информация о технических характеристиках, к которым относятся:

• сведения о максимальных оборотах узлов и частей;
• скоростные диапазоны;
• сведения о мощности двигателей, используемых для осей станка;
• максимально допустимые значения перемещения движущихся элементов рабочего стола и инструмента, их осевые направления;
• информация о возможности крепления нескольких инструментов, а также их автоматической смене;
• сведения о максимальной скорости резания или иной обработки.

Чем лучше оператор станка владеет этой информацией, тем правильней он сможет разработать программу для выполнения обработки. В этом случае управление станком становиться более понятным, а достижение поставленных перед оператором задач по обработке детали (заготовки) кратчайшим по времени.

Дополнительные, или вспомогательные, компоненты станка — это различные измерительные приборы и устройства, механизмы и системы замены паллет, а также заменяемые узлы станка, которые служат для повышения его производительности.

Знание возможностей дополнительных элементов позволяет правильно настроить числовое программное управление с учётом не только основных, но и дополнительных производственных характеристик.

Особенности программирования, применяемые в станках с ЧПУ

Программирование осуществляется с использованием определённых, понятных цифровой обрабатывающей системе, алгоритмов и наборов функций, выполняемых обрабатывающим станком.

Особенности программирования зависят не только от качества команд, которые подаются оператором, но и от возможностей каждого конкретного станка (производственной линии).

Например, многие фрезерные станки позволяют обеспечить программируемое движение только инструмента, в этом случае оператору бессмысленно будет вводить команды для движения рабочего стола: станок не сможет их выполнить.

В то же время существуют станки, которые позволяют выполнять значительно большее количество функций и операций по обработке. В этом случае и набор подаваемых оператором команд должен быть значительно богаче.

Многие современные станки позволяют обрабатывать такое количество команд, что от оператора требуется только менять заготовки (детали) и следить за качеством используемого инструмента.

Технические возможности фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ — это автоматизированный многофункциональный комплекс для обработки заготовок и получения готовых изделий из дерева, металла, стекла, пластика, камня и пр. Режим работы фрезерного станка зависит от материала заготовки, типа операции (черновое, чистовое резание), используемого инструмента (типа фрезы), вида готового изделия (плоское, цилиндрическое, трёхмерное), а также конструкции самого станка, системы охлаждения, рабочих размеров и высоты портала и т.  д.

Фрезерование твёрдых материалов (таких как металл, текстолит) осуществляется на сравнительно высоких скоростях — порядка 20-24 тыс. об/мин. Обработка заготовок из дерева может осуществляться при 18 тыс. об/мин. Фрезерование мягких материалов (к примеру, пластика) чаще всего производится при 5-6 тыс. об/мин. Изменение скорости вращения шпинделя осуществляется с помощью инвертора под условия конкретного техпроцесса. Следует учитывать, что чрезмерное снижение частоты вращения крутящий момент на валу шпинделя падает. Компенсация этого (правда, лишь частичная) достигается поддержанием крутящего момента — специальной функцией инвертора.

Дополнительные опции

Современные станки с ЧПУ содержат всевозможные дополнительные устройства для облегчения работы и расширения технологических возможностей оборудования. Так при фрезеровании деревянных заготовок важнейшим моментом является исключение попадания мелкой пыли к ответственным узлам станка. Для обеспечения этого служит система очистки рабочей поверхности, путём всасывания и, таким образом, удаления стружки из зоны резания. Для изготовления сложных, фигурных изделий (например, балясин) фрезерный станок оснащается поворотным устройством, преобразующим координаты продольного перемещения заготовки в её поворот вокруг оси.

При чистовой обработке пластика для получения гладкой поверхности и зеркальных краёв среза фрезерование осуществляется однолезвийными спиральными фрезами с полированной канавкой.

При фрезеровании твёрдых материалов (сталей, камня) необходимо обеспечивать надёжное охлаждение фрезы. Для этого существуют различные системы, такие как охлаждение струёй жидкости под давлением (направленной на саму фрезу или омывающей область резания), или распылённым в виде мельчайших капель «масляным туманом». Ряд жидкостей также способствуют не только снижению температуры, но и уменьшению трения в паре «инструмент-заготовка». В этом случае жидкость носит аббревиатуру СОЖ (смазочно-охлаждающая).

Рабочая площадь и высота портала

выбираются исходя из габаритных размеров обрабатываемой заготовки. Естественно, рабочая площадь станка должна превышать размеры заготовки.

Высота портала (размеры оси Z) — это расстояние от верхней кромки рабочего стола до цанги фрезы на шпинделе. Высота выбирается исходя из максимальной толщины обрабатываемой заготовки. При выборе высоты также следует учесть запас на размер крепёжных механизмов (струбцин), но только если станок не оборудован вакуумным столом. При установке поворотного механизма (так называемой «четвёртой оси») для обработки тел вращения, высота портала должна быть не ниже 220 мм.

Жёсткость станка

Единая система, состоящая из станка, крепёжных элементов, фрезы и заготовки, испытывает деформацию от воздействия сил резания. Особенно опасны такие деформации, которые изменяют рабочий зазор между инструментом и поверхностью. Это снижает точность готовых изделий, а возникающие вибрации дополнительно ухудшают качество обрабатываемой поверхности, увеличивая её шероховатость.

Таким образом, жёсткостью системы станка называется её способность противодействовать деформации.

Необходимая жёсткость системы фрезерного станка является обязательным условием для применения высокоскоростных режимов, получения заданной точности и высокой производительности обработки.

Свежее:

• Как фрезеровать мебельные панели МДФ
• Виды станков с ЧПУ. Рассматриваем основные
• Из чего состоит фрезерный станок
• Подключение фрезерного станка
• Виды фрезерных станков с ЧПУ

Популярное:

• Плюсы 4-х координатных фрезерных станков
• DSP контроллер фрезерного станка с ЧПУ
• Особенности обработки камня повышенной твёрдости
• Гравировка листового двухлойного пластика на станке с ЧПУ
• Оптимальные режимы и инструмент для качественной резки ПВХ

• В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

• Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

Популярные категории товаров

Фрезерные станки WATTSAN Фрезерные станки по дереву Фрезерные станки для дома Настольные фрезерные станки Фрезерные станки для рекламы Фрезерный станок по камню Многоцелевые фрезерные станки

Индивидуальный запрос

Имя

Телефон

Отправляя контактные данные — вы даете согласие на их обработку в целях оказания услуг

Оцените информацию на странице

Средняя оценка: 5
Голосов: 1

Что такое обработка с ЧПУ

Ускоряем разработку продукта, сокращаем затраты с помощью цифровой производственной платформы.

Получить мгновенную оценку

Загрузка в производство за 5 мин.

Узнайте основные принципы обработки с ЧПУ, типы станков и методы обработки, чтобы найти лучшую технологию для производства ваших деталей.

Основы

Параметры обработки
Отличие фрезерной и токарной обработки
Типы станков с ЧПУ
Инструмент

Обработка на станке с ЧПУ (Числовое программное управление) — это технология обработки резанием. Изделия создаются путём удаления материала из так называемой заготовки с использованием различных режущих инструментов. Производственный процесс при этом автоматизирован программным обеспечением — инструмент или заготовка движутся согласно коду, оператор станка выполняет только вспомогательные операции, такие как замена инструмента или установка заготовки.

Обработка на станках с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали из файла CAD (системы автоматизированного проектирования) с превосходными физико-механическими свойствами. Благодаря высокому уровню автоматизации, обработка на станках с ЧПУ является конкурентоспособной как для штучных деталей и небольших тиражей, так и для серийного и массового производства.

Процесс производства изделия на станке с ЧПУ можно разбить на четыре основных этапа:

1. Инженер проектирует CAD-модель.

2. Технолог на базе CAD/CAM программного обеспечения подготавливает управляющую программу для станка с ЧПУ.

3. Оператор устанавливает в станок с ЧПУ инструмент, заготовку и запускает управляющую программу.

4. Станок с ЧПУ выполняет все операции обработки — удаления материала.

Параметры

Габаритный размер:
Максимальный: 400 × 250 × 200 мм
Минимальный: 10 × 10 × 10 мм

Точность (допуск изготовления размера):
Стандартная: +/- 0,1 мм
Нормальная: +/- 0,075 мм 
Возможная: +/- 0,05 мм 

Достижимые допуски меняются в зависимости от номинального размера и геометрии детали. Приведенные выше значения рекомендуемых допусков являются разумными для максимальных рекомендуемых размеров.

Материал:
Номенклатура материалов, которые могут быть обработаны на станках с ЧПУ, очень широка. Наиболее распространенные — металлы (алюминиевые и стальные сплавы, латунь и т. д.), пластмассы (ABS, POM, PA и т. д.), при этом возможна обработка композитов и дерева.
Узнайте Доступные материалы для обработки с ЧПУ.

Типы станков с ЧПУ

Мы сосредоточимся на станках с ЧПУ, которые удаляют материал с помощью режущих инструментов — фрезерные и токарные. Они являются наиболее распространенными и имеют самый широкий спектр применения.

Фрезерование — это высокопроизводительный метод формирования поверхностей деталей многолезвийным режущим инструментом — фрезами. Фреза, выполненная в виде зубчатого колеса, имеющего множество лезвий, зажимается во фрезерном станке и, вращаясь с большой скоростью, снимает слои материала в нужном месте.

Для фрезерования характерно непрерывное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи заготовки. В некоторых случаях заготовка совершает круговое или винтовое движение подачи.

Токарная обработка — это обработка резанием (точением) заготовок в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление и развёртывание отверстий.

Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью, режущий инструмент перемещается по внешней или внутренней поверхности, образуя геометрию изделия. Основное ограничение использования токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем. Иногда детали проходят дополнительный этап фрезерной обработки.

3-х осевые станки с ЧПУ

Токарная обработка — это обработка резанием (точением) заготовок в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, развёртывание отверстий и т. д.

Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью, режущий инструмент перемещается по внешней или внутренней поверхности, образуя геометрию изделия. Основное ограничение использования токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем. Иногда детали проходят. дополнительный этап фрезерной обработки.

Фрезерные и токарные станки с ЧПУ являются примерами 3-х осевых систем. Эти «базовые» станки позволяют перемещать режущий инструмент по трем линейным осям относительно заготовки.

3-х осевые фрезерные станки с ЧПУ очень распространены так как они могут быть использованы для производства типичных геометрий, деталей. Они относительно просты в программировании и эксплуатации, поэтому затраты на пуско-наладочные работы незначительные. Доступ инструмента к обрабатываемой поверхности накладывает ограничения на геометрию изделия при фрезеровке с ЧПУ. Поскольку есть только три оси для работы, некоторые области могут быть недоступны. Проблема решается переустановкой или вращением заготовки. Если за время производства изделия. необходимо несколько раз переустановить заготовку, то затраты на пуско-наладочные работы будут расти и приведут к значительному увеличению стоимости изделия и сроку производства.

Плюсы:
Эффективное производство деталей с простой геометрией
Высокая точность и жёсткие допуски

Минусы:
Ограничения по геометрии / конструкции изделия
Ручное перемещение заготовки может привести к увеличению стоимости детали

3 + 2 осевые фрезерные станки с ЧПУ

Во время обработки режущий инструмент может двигаться только вдоль трёх линейных осей. Между операциями может происходить позиционирование по двум осям, наклон и поворот стола либо наклон головы шпинделя и поворот стола, что позволяет производить обработку под другим углом.

Основным преимуществом этих систем является то, что они устраняют необходимость ручного перемещения заготовки. Таким образом, детали с более сложной геометрией могут быть изготовлены быстрее и с большей точностью, чем на 3-х осевом станке с ЧПУ.

Плюсы:
Устраняет необходимость ручного перемещения заготовки
Производит детали с элементами, которые не совпадают ни с одной из основных осей с более высокой точностью

Минусы:
Более высокая стоимость по сравнению с 3-х осевой обработкой с ЧПУ

5-ти осевые фрезерные станки с ЧПУ

Режущий инструмент может перемещаться по трём линейным и двум осям вращения относительно заготовки. Все пять осей могут перемещаться одновременно во время всех операций обработки.

5-ти осевые фрезерные системы с ЧПУ имеют архитектуру, аналогичную 3 + 2 осевым фрезерным станкам с ЧПУ. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки. Таким образом, можно изготавливать детали со сложной, «органической» геометрией, которые невозможно изготовить с достигнутым уровнем точности с помощью любой другой технологии.

Плюсы:
Производство сложных деталей с высокой точностью
Производство сложных деталей с высоким качеством поверхности с минимальными артефактами обработки

Минусы:
Самая высокая цена по сравнению с остальными технологиями фрезерной обработки с ЧПУ
Ограничения по геометрии производимых изделий, но ограничения меньшие, чем для 3-х осевых станков и станков типа 3 + 2

5-ти осевой токарный станок с ЧПУ

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ — это, в основном, токарные станки с ЧПУ, оснащенные фрезерными инструментами.
В токарно-фрезерных системах используются преимущества как высокой производительности токарной обработки, так и геометрической гибкости фрезерования с ЧПУ. Они идеально подходят для изготовления деталей с «рыхлой» осевой симметрией (например, распределительные валы и центробежные рабочие колеса) при гораздо более низкой стоимости, чем другие 5-ти осевые системы обработки с ЧПУ.

Плюсы:
Самая низкая стоимость всех 5-ти осевых систем обработки с ЧПУ
Высокие производственные возможности

Минусы:
Ограничения по геометрии производимых изделий

Инструмент

 
Для создания различных геометрий станки с ЧПУ используют различные режущие инструменты.

Некоторые из наиболее часто используемых фрезерных инструментов:

• Цилиндрические фрезы
Такие фрезы с плоским торцом — концевые и с угловым радиусом используются для обработки пазов, канавок, полостей и других вертикальных стенок. Сферические позволяют обрабатывать детали с криволинейной геометрией и свободной формы при 5-ти осевой обработке с ЧПУ. 

• Свёрла
Это распространенный и быстрый способ создания отверстий. Диаметр определяется стандартным набором инструменты, для нестандартного отверстия возможно использование цилиндрических или конических фрез.  

• Резьбовые фрезы и метчики
Используются для изготовления резьбовых отверстий. Метчик в данной ситуации является одним из самых популярных решений для быстрого нарезания резьбы с необходимыми геометрическими параметрами и может быть ручного типа или машинный. Но нарезание резьбы метчиком имеет значительные риски. Из-за повышенной нагрузки инструмент или же при малейших включениях в обрабатываемых материалах может сломаться внутри дорогостоящей детали.

При резьбофрезеровании профиль резьбы формируется за счёт вращения фрезы вокруг собственной оси вращения и перемещения фрезы по винтовой линии. Такой инструмент более долговечен, несет меньшие риски — фреза меньше обрабатываемого диаметра и в любом случае может быть извлечена из детали. Одна и та же резьбовая фреза с определённым шагом может сформировать резьбовое отверстие любого диаметра с этим шагом. 

• Корпусные фрезы
Используются для удаления материалов с больших плоских поверхностей. Они имеют больший диаметр, чем концевые фрезерные инструменты, поэтому для обработки больших площадей требуется меньше проходов. Этап такого фрезерования часто используется в начале цикла обработки для подготовки габаритных размеров детали и удаления наибольшего количества материала. 
 
• Конические фрезы
Для формирования глубоких поверхностей, конусная геометрия при этом обеспечивает прочность длинного инструмента. Такой инструмент подходит, например, для обработки криволинейных поверхностей лопастей турбинного двигателя. 

Не менее широкий ассортимент режущих инструментов также используется при токарной обработке с ЧПУ, охватывая такие операции как обтачивание, торцевание, сверление и нарезание резьбы. 

Другие статьи на тему обработки с ЧПУ:

Возможности и ограничения обработки с ЧПУ
Рекомендации по проектированию деталей для обработки с ЧПУ
3D-печать или обработка с ЧПУ 
Выбор допуска для обработки с ЧПУ

Что такое станок с ЧПУ?

История станков с ЧПУ

Джон Т. Парсонс (1913–2007) из корпорации Parsons в Траверс-Сити, штат Мичиган, считается пионером числового программного управления, предшественником современного станка с ЧПУ. За свою работу Джона Парсонса называют отцом 2-й промышленной революции. Ему нужно было производить сложные лопасти для вертолетов, и он быстро понял, что будущее производства за подключением машин к компьютерам. Сегодня детали, изготовленные на станках с ЧПУ, можно найти практически в каждой отрасли. Благодаря станкам с ЧПУ у нас есть менее дорогие товары, более сильная национальная оборона и более высокий уровень жизни, чем это возможно в неиндустриальном мире. В этой статье мы рассмотрим происхождение станков с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ, программы для станков с ЧПУ и общие методы работы мастерских с ЧПУ.

Машины встречают компьютер

В 1946 году слово «компьютер» означало вычислительную машину с перфокартой. Несмотря на то, что корпорация Parsons раньше производила только один воздушный винт, Джон Парсонс убедил Sikorsky Helicopter в том, что они могут производить чрезвычайно точные шаблоны для сборки и изготовления винтов. В конце концов он изобрел компьютерный метод с перфокартами для вычисления точек на лопасти несущего винта вертолета. Затем он попросил операторов повернуть колеса в этих точках на фрезерном станке в Цинциннати. Он провел конкурс на название этого нового процесса и дал 50 долларов тому, кто придумал «Числовое управление» или NC.

В 1958 году он подал заявку на патент на подключение компьютера к машине. Его патентная заявка поступила на три месяца раньше, чем в Массачусетском технологическом институте, который работал над начатой ​​им концепцией. Массачусетский технологический институт использовал его концепции для создания оригинального оборудования, а лицензиат г-на Парсонса (Bendix) передал сублицензию IBM, Fujitusu и GE, среди прочих. Концепция NC медленно приживалась. По словам г-на Парсонса, люди, продающие эту идею, были компьютерщиками, а не производителями. Однако к началу 1970-х армия США сама популяризировала использование компьютеров с ЧПУ, производя их и сдавая в аренду многочисленным производителям. Контроллер ЧПУ развивался параллельно с компьютером, обеспечивая все большую производительность и автоматизацию производственных процессов, особенно механической обработки.

Что такое обработка с ЧПУ?

Станки с ЧПУ производят детали по всему миру практически для всех отраслей промышленности. Они создают вещи из пластика, металлов, алюминия, дерева и многих других твердых материалов. Слово «ЧПУ» означает числовое программное управление, но сегодня все называют его ЧПУ. Итак, как вы определяете станок с ЧПУ? Все автоматизированные машины управления движением имеют три основных компонента: функцию управления, систему привода/движения и систему обратной связи. Обработка с ЧПУ — это процесс использования станка с компьютерным управлением для изготовления детали из твердого материала различной формы

ЧПУ зависит от цифровых инструкций, обычно создаваемых в программах автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), таких как SolidWorks или MasterCAM. Программное обеспечение записывает G-код, который может прочитать контроллер станка с ЧПУ. Компьютерная программа на контроллере интерпретирует конструкцию и перемещает режущие инструменты и/или заготовку по нескольким осям, чтобы вырезать из заготовки желаемую форму. Автоматизированный процесс резки намного быстрее и точнее, чем ручное перемещение инструментов и заготовок, которое осуществляется с помощью рычагов и шестерен на старом оборудовании. Современные станки с ЧПУ содержат несколько инструментов и выполняют множество типов разрезов. Количество плоскостей движения (осей), а также количество и типы инструментов, к которым станок может обращаться автоматически в процессе обработки, определяют, насколько сложной заготовкой может быть обработано ЧПУ.

Как использовать станок с ЧПУ

Операторы станков с ЧПУ должны получить навыки как в программировании, так и в металлообработке, чтобы в полной мере использовать возможности станка с ЧПУ. Профессионально-технические училища и программы ученичества часто запускают студентов на ручных токарных станках, чтобы они почувствовали, как резать металл. Машинист должен уметь представлять все три измерения. Сегодня программное обеспечение делает изготовление сложных деталей проще, чем когда-либо, потому что форма детали может быть нарисована виртуально, а затем программа может предложить траектории движения инструмента для изготовления этих деталей.

Тип программного обеспечения, обычно используемого в процессе обработки с ЧПУ

Компьютерное черчение (САПР)

Программное обеспечение САПР является отправной точкой для большинства проектов с ЧПУ. Существует множество различных программных пакетов САПР, но все они используются для создания проектов. Популярные программы САПР включают AutoCAD, SolidWorks и Rhino3D. Существуют также облачные CAD-решения, и некоторые из них предлагают возможности CAM или интегрируются с программным обеспечением CAM лучше, чем другие.

Автоматизированное производство (CAM)

Станки с ЧПУ часто используют программы, созданные программным обеспечением CAM. CAM позволяет пользователям настроить «дерево заданий» для организации рабочего процесса, установки траекторий движения инструментов и запуска моделирования резки до того, как станок начнет настоящую резку. Часто программы CAM работают как надстройки к программному обеспечению CAD и генерируют G-код, который сообщает инструментам ЧПУ и движущимся частям заготовки, куда двигаться. Мастера в программном обеспечении CAM упрощают программирование станков с ЧПУ. Популярное программное обеспечение CAM включает Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam. Согласно отчету за 2015 год, на Mastercam и Edgecam приходится почти 50% рынка CAM-систем высокого класса.

Что такое распределенное числовое управление?

Прямое числовое управление, которое стало распределенным числовым управлением (DNC)

Прямое числовое управление использовалось для управления программами ЧПУ и параметрами станка. Это позволяло программам перемещаться по сети с центрального компьютера на бортовые компьютеры, известные как блоки управления машинами (MCU). Первоначально называвшийся «Direct Numeric Control», он обходился без бумажной ленты, но когда компьютер вышел из строя, все его машины вышли из строя.

Распределенное числовое управление использует сеть компьютеров для координации работы нескольких станков путем передачи программы на ЧПУ. В памяти ЧПУ хранится программа, и оператор может собирать, редактировать и возвращать программу.

Современные программы ЧПУ могут выполнять следующие действия:

• Редактирование — можно запускать одну программу ЧПУ, пока редактируются другие
• Сравнивать — сравнивать исходные и отредактированные программы ЧПУ рядом друг с другом и просматривать изменения инструмент ломает программу можно остановить и перезапустить с того места где она остановилась
• Отслеживание заданий — операторы могут синхронизировать задания и отслеживать настройку и время выполнения, например,
• Отображение чертежей — показ фотографий, чертежей САПР инструментов, приспособлений и отделочных деталей
• Расширенные экранные интерфейсы — обработка одним касанием
• Расширенное управление базой данных — Организует и хранит данные там, где их можно легко получить

Сбор производственных данных (MDC)

Программное обеспечение MDC может включать в себя все функции программного обеспечения DNC, а также собирать дополнительные данные и анализировать их на предмет общей эффективности оборудования (OEE). Общая эффективность оборудования зависит от следующего: Качество – количество продуктов, соответствующих стандартам качества, из всех произведенных продуктов Доступность – процент запланированного времени, в течение которого указанное оборудование работает или производит детали Производительность – фактическая скорость работы по сравнению с запланированной или идеальной работой скорость оборудования.

OEE = Качество x Доступность x Производительность

OEE — ключевой показатель производительности (KPI) для многих механических мастерских.

Решения для мониторинга машин

Программное обеспечение для мониторинга машин может быть встроено в программное обеспечение DNC или MDC или приобретаться отдельно. С помощью решений для мониторинга машин машинные данные, такие как настройка, время выполнения и время простоя, автоматически собираются и объединяются с человеческими данными, такими как коды причин, чтобы обеспечить как историческое, так и реальное время понимание того, как выполняются задания. Современные станки с ЧПУ собирают до 200 типов данных, а программное обеспечение для мониторинга станков может сделать эти данные полезными для всех, от цеха до верхнего этажа. Такие компании, как Memex, предлагают программное обеспечение (Tempus), которое берет данные с любого типа станков с ЧПУ и вводит в стандартизированный формат базы данных, который можно отображать в виде понятных диаграмм и графиков. Стандарт данных, используемый большинством решений для мониторинга машин, получивших распространение в США, называется MTConnect. Сегодня многие новые станки с ЧПУ оснащены средствами для предоставления данных в этом формате. Старые машины по-прежнему могут предоставлять ценную информацию с помощью адаптеров. Мониторинг станков для станков с ЧПУ стал популярным всего за последние несколько лет, и постоянно разрабатываются новые программные решения.

Какие существуют типы станков с ЧПУ?

Сегодня существует бесчисленное множество различных типов станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ — это станки, которые режут или перемещают материал, как запрограммировано на контроллере, как описано выше. Тип резки может варьироваться от плазменной резки до лазерной резки, фрезерования, фрезерования и токарной обработки. Станки с ЧПУ могут даже поднимать и перемещать детали на сборочной линии.

Ниже приведены основные типы станков с ЧПУ:

Токарные станки: Этот тип ЧПУ поворачивает заготовку и перемещает режущий инструмент к заготовке. Базовый токарный станок является 2-осевым, но можно добавить гораздо больше осей, чтобы увеличить сложность резки. Материал вращается на шпинделе и прижимается к шлифовальному или резьбовому инструменту, который придает желаемую форму. Токарные станки используются для изготовления симметричных объектов, таких как сферы, конусы или цилиндры. Многие станки с ЧПУ многофункциональны и сочетают в себе все виды резки.

Фрезерные станки: Фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для резки больших размеров дерева, металла, листов и пластика. Стандартные фрезерные станки работают с 3-осевыми координатами, поэтому они могут резать в трех измерениях. Однако вы также можете купить 4,5 и 6-осевые станки для прототипов моделей и сложных форм.

Фрезерование: Ручные фрезерные станки используют маховики и ходовые винты для соединения режущего инструмента с заготовкой. Вместо этого на фрезерном станке с ЧПУ ЧПУ перемещает высокоточные шарико-винтовые пары в точные запрограммированные координаты. Фрезерные станки с ЧПУ бывают самых разных размеров и типов и могут работать на нескольких осях.

Плазменные резаки : Плазменный резак с ЧПУ использует для резки мощный лазер. Большинство плазменных резаков вырезают запрограммированные формы из листа или пластины.

3D-принтер: 3D-принтер использует программу, чтобы сообщить ему, куда положить небольшие кусочки материала для создания желаемой формы. 3D-детали строятся слой за слоем с помощью лазера для затвердевания жидкости или питания по мере роста слоев.

Станок для захвата и размещения: Станок с ЧПУ для захвата и размещения работает аналогично фрезерному станку с ЧПУ, но вместо резки материала машина имеет множество небольших насадок, которые захватывают компоненты с помощью вакуума, перемещают их в нужное место и укладывают. их вниз. Они используются для изготовления столов, компьютерных материнских плат и других электрических сборок (среди прочего).

Станки с ЧПУ могут многое. Сегодня компьютерные технологии можно поставить на почти вообразимую машину. ЧПУ заменяет человеческий интерфейс, необходимый для перемещения деталей машины для получения желаемого результата. Сегодняшние ЧПУ способны начать с исходного материала, такого как блок стали, и изготовить очень сложную деталь с точными допусками и удивительной повторяемостью.

Собираем все вместе: как мастерские с ЧПУ изготавливают детали

Работа с ЧПУ включает в себя как компьютер (контроллер), так и физическую настройку. Типичный процесс механического цеха выглядит следующим образом:

Инженер-конструктор создает проект в программе САПР и отправляет его программисту ЧПУ. Программист открывает файл в программе CAM, чтобы выбрать необходимые инструменты и создать программу ЧПУ для ЧПУ. Он или она отправляет программу ЧПУ на станок с ЧПУ и предоставляет оператору список правильной настройки инструмента. Оператор установки загружает инструменты в соответствии с указаниями и загружает сырье (или заготовку). Затем он или она запускает образцы деталей и измеряет их с помощью инструментов контроля качества, чтобы убедиться, что станок с ЧПУ изготавливает детали в соответствии со спецификацией. Как правило, оператор наладки предоставляет первую часть изделия в отдел качества, который проверяет все размеры и подписывает установку. Станок с ЧПУ или связанные с ним станки загружены достаточным количеством сырья для изготовления желаемого количества деталей, а оператор станка следит за тем, чтобы станок продолжал работать, изготавливая детали в соответствии со спецификацией. и имеет сырье. В зависимости от задания часто можно запускать станки с ЧПУ «отбоя» без присутствия оператора. Готовые детали автоматически перемещаются в указанную область.

Современные производители могут автоматизировать почти любой процесс при наличии достаточного времени, ресурсов и воображения. Сырье может быть отправлено в машину, а готовые детали могут быть упакованы и готовы к работе. Производители полагаются на широкий спектр станков с ЧПУ, чтобы делать вещи быстро, точно и экономично.

Что такое обработка с ЧПУ? | Подробное руководство

Что такое обработка с ЧПУ? Обзор процесса обработки с ЧПУ

Опубликовано Брайаном Хесс на 22 мая 2017 г.

Содержание

• Как работает обработка с ЧПУ?
• Программирование станков с ЧПУ
• Различные типы станков с ЧПУ
• Что еще может станок с ЧПУ?
• Выберите Astro Machine Works для своих нужд производства с ЧПУ

Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет движение заводских инструментов и оборудования. Этот процесс можно использовать для управления рядом сложных машин, от шлифовальных и токарных станков до мельниц и фрезерных станков с ЧПУ. При обработке на станках с ЧПУ задачи трехмерной резки могут выполняться за один набор подсказок.

 Процесс ЧПУ работает в отличие от ограничений ручного управления и, таким образом, заменяет их, когда требуются живые операторы, чтобы подсказывать и направлять команды обрабатывающих инструментов с помощью рычагов, кнопок и колес. Для стороннего наблюдателя система ЧПУ может напоминать обычный набор компьютерных компонентов, но программы и консоли, используемые при обработке с ЧПУ, отличают ее от всех других форм вычислений.

Если вы заинтересованы в использовании производства с ЧПУ для производства различных продуктов, узнайте больше о том, как работает обработка с ЧПУ и программирование ЧПУ. Возможно, вам также захочется узнать об основных типах станков с ЧПУ и видах работы, которые они могут выполнять, чтобы увидеть, могут ли они удовлетворить ваши потребности.

Как работает обработка с ЧПУ?

Когда система ЧПУ активирована, желаемые разрезы программируются в программном обеспечении и диктуются соответствующим инструментам и машинам, которые выполняют заданные размерные задачи, как робот.

При программировании ЧПУ генератор кода в системе счисления часто предполагает, что механизмы безупречны, несмотря на возможность ошибок, которая выше, когда станок с ЧПУ направлен на резку более чем в одном направлении одновременно. Размещение инструмента в системе числового программного управления определяется серией входных данных, известных как программа обработки детали.

В машинах с числовым программным управлением программы вводятся с помощью перфокарт. Напротив, программы для станков с ЧПУ передаются на компьютеры через маленькие клавиатуры. Программирование ЧПУ сохраняется в памяти компьютера. Сам код пишется и редактируется программистами. Таким образом, системы ЧПУ предлагают гораздо более широкие вычислительные возможности. Лучше всего то, что системы ЧПУ ни в коем случае не являются статичными, поскольку новые подсказки могут быть добавлены к уже существующим программам с помощью измененного кода.

Программирование станков с ЧПУ

В производстве с ЧПУ станки управляются с помощью числового программного управления, при этом программное обеспечение предназначено для управления объектом. Язык обработки с ЧПУ также называют G-кодом, и он написан для управления различными режимами соответствующего станка, такими как скорость, скорость подачи и координация.

По сути, обработка с ЧПУ позволяет предварительно запрограммировать скорость и положение функций станка и запускать их с помощью программного обеспечения в повторяющихся предсказуемых циклах, и все это с минимальным участием оператора. В процессе обработки с ЧПУ создается 2D- или 3D-чертеж САПР, который затем преобразуется в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ. После того, как программа введена, оператор дает ей пробный запуск, чтобы убедиться в отсутствии ошибок в кодировании.

Благодаря этим возможностям этот процесс был принят во всех уголках производственного сектора, и производство с ЧПУ особенно важно в областях производства металла и пластика. Узнайте больше о типах используемых систем обработки и о том, как программирование станков с ЧПУ полностью автоматизирует производство с ЧПУ ниже:

Системы обработки с разомкнутым/замкнутым контуром

петлевая система. В первом случае сигнализация проходит в одном направлении между контроллером ЧПУ и двигателем. В системе с обратной связью контроллер может получать обратную связь, что делает возможным исправление ошибок. Таким образом, замкнутая система может скорректировать неравномерность скорости и положения.

При обработке с ЧПУ движение обычно направлено по осям X и Y. Инструмент, в свою очередь, позиционируется и направляется с помощью шаговых двигателей или серводвигателей, которые точно воспроизводят движения, определенные G-кодом. Если сила и скорость минимальны, процесс можно запустить с помощью управления без обратной связи. Для всего остального необходимо регулирование с обратной связью, чтобы обеспечить скорость, согласованность и точность, необходимые для промышленных применений, таких как металлообработка.

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

В современных протоколах ЧПУ производство деталей с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения в основном автоматизировано. Размеры для данной детали устанавливаются с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (CAD), а затем преобразуются в фактический готовый продукт с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM).

Для обработки любой заготовки могут потребоваться различные станки, такие как сверла и фрезы. Чтобы удовлетворить эти потребности, многие современные машины объединяют несколько различных функций в одну ячейку.

В качестве альтернативы установка может состоять из нескольких машин и набора роботизированных рук, которые переносят части из одного приложения в другое, но при этом всем управляет одна и та же программа. Независимо от настройки, процесс ЧПУ обеспечивает постоянство в производстве деталей, которое было бы трудно, если вообще возможно, воспроизвести вручную.

Самые ранние станки с числовым программным управлением относятся к 1940-м годам, когда двигатели впервые использовались для управления движением ранее существовавших инструментов. По мере развития технологий механизмы были усовершенствованы с помощью аналоговых компьютеров и, в конечном итоге, с помощью цифровых компьютеров, что привело к развитию обработки с ЧПУ.

Подавляющее большинство сегодняшних арсеналов ЧПУ полностью электронные. Некоторые из наиболее распространенных процессов с ЧПУ включают ультразвуковую сварку, пробивку отверстий и лазерную резку. К наиболее часто используемым станкам в системах ЧПУ относятся следующие:

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ могут работать по программам, состоящим из числовых и буквенных подсказок, которые направляют детали на различные расстояния. Программирование, используемое для мельничного станка, может быть основано либо на G-коде, либо на каком-то уникальном языке, разработанном производственной командой. Базовые мельницы состоят из трехосевой системы (X, Y и Z), хотя большинство новых мельниц могут иметь три дополнительные оси.

Токарные станки

На токарных станках детали обрезаются по кругу с помощью сменных инструментов. Благодаря технологии ЧПУ резы, используемые на токарных станках, выполняются с точностью и высокой скоростью. Токарные станки с ЧПУ используются для производства сложных конструкций, которые были бы невозможны на версиях станков с ручным управлением. В целом функции управления фрезерных и токарных станков с ЧПУ аналогичны. Как и в случае с фрезерными станками с ЧПУ, токарные станки могут управляться G-кодом или уникальным собственным кодом. Однако большинство токарных станков с ЧПУ состоят из двух осей — X и Z.

Плазменные резаки

В плазменном резаке материал разрезается плазменной горелкой. Этот процесс в первую очередь применяется к металлическим материалам, но также может применяться и к другим поверхностям. Для получения скорости и тепла, необходимых для резки металла, плазма генерируется за счет комбинации сжатого воздуха и электрической дуги.

Электроэрозионные станки

Электроэрозионная обработка (EDM) — попеременно называемая пробивкой штампов и искровой обработкой — представляет собой процесс, при котором заготовкам придают определенную форму с помощью электрических искр. При электроэрозионной обработке разряды тока происходят между двумя электродами, при этом удаляются участки заданной заготовки.

Когда расстояние между электродами становится меньше, электрическое поле становится более интенсивным и, следовательно, сильнее диэлектрического. Это позволяет току проходить между двумя электродами. Следовательно, части заготовки удаляются каждым электродом. Подтипы электроэрозионной обработки включают:

• Проволочная электроэрозионная обработка : Проволочная электроэрозионная обработка использует искровую эрозию для удаления частей из электропроводящего материала.
• Sinker EDM: Sinker EDM использует электрод и заготовку, пропитанную диэлектрической жидкостью, для формирования заготовки.

В процессе, известном как промывка, мусор с каждой готовой заготовки уносится жидким диэлектриком, который появляется после прекращения тока между двумя электродами и предназначен для устранения любых дальнейших электрических зарядов.

Гидроабразивная резка

При обработке на станках с ЧПУ гидроабразивная резка представляет собой инструмент, предназначенный для резки твердых материалов, таких как гранит и металл, с применением воды под высоким давлением. В некоторых случаях вода смешивается с песком или другим сильным абразивным веществом. С помощью этого процесса компании часто формируют заводские детали машин.

Водяные струи используются в качестве более прохладной альтернативы для материалов, которые не могут выдерживать теплоемкие процессы других станков с ЧПУ. Из-за их более прохладной природы несколько секторов, таких как аэрокосмическая и горнодобывающая промышленность, полагаются на струи воды, где они используют их для резьбы и резки, среди других функций. Компании также используют гидроабразивные резаки для приложений, требующих очень сложных разрезов материала, поскольку отсутствие тепла предотвращает любое изменение внутренних свойств материала, которое может произойти в результате резки металла по металлу.

Что еще может станок с ЧПУ?

Как показали многочисленные видеодемонстрации станков с ЧПУ, компании используют станки с ЧПУ для высокодетализированных вырезов из металлических деталей для промышленных аппаратных средств. В дополнение к вышеупомянутым машинам вы можете найти несколько других распространенных единиц оборудования, используемых в производстве с ЧПУ для производства высокодетализированных и точных изделий с ЧПУ. Некоторые из наиболее распространенных продуктов, производимых на станках с ЧПУ, включают стальные аэрокосмические детали, металлические автомобильные компоненты, деревянные украшения и пластмассовые потребительские товары.

Поскольку к этим изделиям с ЧПУ предъявляются уникальные требования, в станках с ЧПУ регулярно используются другие инструменты и компоненты. Ознакомьтесь с некоторыми из основных единиц оборудования, используемых в системах ЧПУ:

• Вышивальные машины
• Фрезы по дереву
• Револьверные перфораторы
• Станки для гибки проволоки
• Резак для пенопласта
• Лазерные резаки
• Круглошлифовальные станки
• 3D-принтеры
• Стеклорезы

Поскольку станки с ЧПУ могут использовать так много других инструментов и компонентов, вы можете доверять им в быстром и точном производстве почти безграничного разнообразия товаров. Например, когда на заготовке необходимо выполнить сложные надрезы на разных уровнях и под разными углами, все это можно сделать за считанные минуты на станке с ЧПУ.

Пока машина запрограммирована с правильным кодом, функции машины будут выполнять шаги, продиктованные программным обеспечением. При условии, что все закодировано в соответствии с дизайном, после завершения процесса должен появиться продукт с детализацией и технологической ценностью.

Выберите Astro Machine Works для своих производственных нужд с ЧПУ

Если вам нужно лучшее оборудование и производство с ЧПУ, обращайтесь в Astro Machine Works. Нас подкрепляет наш более чем 35-летний опыт работы в обрабатывающей промышленности и штат опытных членов команды с сертификатами ЧПУ. Как компания, мы стремимся предоставлять исключительную ценность каждому клиенту, которого мы обслуживаем. Благодаря этому обязательству мы можем производить детали и компоненты для механической обработки на заказ, а также изготавливать оборудование на заказ, специально разработанное для нужд вашей компании.

Просмотрите наши прецизионные станки с ЧПУ сегодня, чтобы узнать, что мы можем сделать для вас. Если у вас есть какие-либо вопросы или вы готовы сотрудничать с нами, свяжитесь с нами.

Категории: CNC-обработка

Что такое ЧПУ? | Определение, процессы, компоненты и прочее

Обработка с ЧПУ — это термин, широко используемый в производстве и промышленности. Но что такое ЧПУ? А что такое станок с ЧПУ?

Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.

Изображение предоставлено: Дмитрий Калиновский, Shutterstock

Что такое обработка с ЧПУ?

CNC 101: термин CNC означает «цифровое программное управление», а определение обработки с ЧПУ состоит в том, что это субтрактивный производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные элементы управления и станки для удаления слоев материала с заготовки, известной как заготовка. или заготовку — и производит деталь по индивидуальному заказу. Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пенопласт и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ, обработка деталей и прототипов для телекоммуникаций и ЧПУ. обработка аэрокосмических деталей, для которых требуются более жесткие допуски, чем для других отраслей промышленности. Обратите внимание, что существует разница между определением обработки с ЧПУ и определением станка с ЧПУ: одно представляет собой процесс, а другое — станок. Станок с ЧПУ (иногда неправильно называемый станком C и C) — это программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.

CNC-обработка как производственный процесс и услуга доступна по всему миру. Вы можете легко найти услуги по обработке с ЧПУ в Европе, а также в Азии, Северной Америке и других странах мира.

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто противопоставляются аддитивным производственным процессам, таким как 3D-печать, или формообразующим производственным процессам, таким как жидкостное литье под давлением. В то время как субтрактивные процессы удаляют слои материала с заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, аддитивные процессы собирают слои материала для получения желаемой формы, а формирующие процессы деформируют и смещают исходный материал в желаемую форму. Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и среднесерийных производственных циклов. Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и запутанности, достижимая для проектирования деталей, и рентабельность производства сложных деталей ограничены.

Несмотря на то, что у каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется процессу обработки с ЧПУ с изложением основ этого процесса, а также различных компонентов и инструментов станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процессу обработки с ЧПУ.

Краткое описание этого руководства: 

• Обзор процесса обработки с ЧПУ
• Типы операций обработки с ЧПУ
• Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ
• Материалы для ЧПУ
• Рекомендации по размеру ЧПУ
• Альтернативы использованию станка с ЧПУ
• История обработки с ЧПУ

Вы сейчас в перерыве между работами или работодатель ищет новых сотрудников? Мы предоставим вам наши подробные коллекции ресурсов для соискателей работы в промышленности и работодателей, желающих заполнить вакансии. Если у вас есть открытая вакансия, вы также можете заполнить нашу форму, чтобы иметь возможность разместить ее в информационном бюллетене Thomas Monthly Update.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Развиваясь из процесса обработки с числовым программным управлением (ЧПУ), в котором использовались карты с перфолентой, обработка с ЧПУ представляет собой производственный процесс, в котором используются компьютеризированные элементы управления для работы и манипулирования станком и режущими инструментами для придания формы исходному материалу, например, металлу, пластику, дереву, пене, композит и т. д. — в нестандартные детали и конструкции. Хотя процесс обработки с ЧПУ предлагает различные возможности и операции, основные принципы процесса остаются в основном одинаковыми для всех них. Базовый процесс обработки с ЧПУ включает следующие этапы:

• Разработка модели САПР
• Преобразование файла САПР в программу ЧПУ
• Подготовка станка с ЧПУ
• Выполнение операции обработки

Дизайн модели САПР

Процесс обработки с ЧПУ начинается с создания 2D-векторной или 3D-модели твердотельной детали в САПР собственными силами или с помощью компании, предоставляющей услуги по проектированию CAD/CAM. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализации своих деталей и продуктов вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для производства детали или продукта.

Конструкции деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструментов. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия деталей, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструменты создают изогнутые угловые участки. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, конструкция инструмента и возможности крепления станка дополнительно ограничивают возможности проектирования, такие как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также включение и сложность внутренних полостей и элементов.

После завершения проекта САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, например STEP или IGES.

Таблицы допусков для станков с ЧПУ

При заказе деталей для механического цеха важно учитывать все необходимые допуски. Хотя станки с ЧПУ очень точны, они все же оставляют небольшую разницу между дубликатами одной и той же детали, обычно около + или — 0,005 дюйма (0,127 мм), что примерно вдвое больше ширины человеческого волоса. Чтобы сэкономить на затратах, покупатели должны указывать допуски только в тех областях детали, которые должны быть особенно точными, поскольку они будут соприкасаться с другими деталями. Хотя существуют стандартные допуски для различных уровней обработки (как показано в таблицах ниже), не все допуски одинаковы. Если, например, деталь абсолютно не может быть больше размера, для нее может быть указан допуск +0,0/-0,5, чтобы показать, что она может быть немного меньше, но не больше в этой области.

Таблица 1: Линейные допуски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	Тонкая (F) +/-	Средний (М) +/-	Грубая (C) +/-	Очень грубая (V) +/-
. 5-3	.05	.1	.2	—
3-6	.05	.1	.3	.5
6-30	.1	.2	.5	1,0
30-120	.15	.3	.8	1,5
120-400	.2	.5	1,2	2,5
400-1000	.3	.8	2,0 ​​	4,0
1000-2000	.5	1,2	3,0	6,0
2000-4000	—	2,0 ​​	4,0	8,0

 

Таблица 2: Угловые допуски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	Тонкая (F) +/-	Средний (М) +/-	Грубая (C) +/-	Очень грубая (V) +/-
0-10	1 или	1 или	1 или 30’	3 или
10-50	0 или 30’	0 или 30’	1 или	2 или
50-120	0 или 20’	0 или 20’	0 или 30’	1 или
120-400	0 или 10’	0 или 10’	0 или 15’	0 или 30’
400	0 или 5’	0 или 5’	0 или 10’	0 или 20’

 

Таблица 3: Допуски на радиус и фаску при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	Тонкая (F) +/-	Средний (М) +/-	Грубая (C) +/-	Очень грубая (V) +/-
. 5-3	.2	.2	.4	.4
3-6	.5	.5	1	1
6	1	1	2	2

 

Преобразование файлов САПР

Отформатированный файл проекта САПР проходит через программу, как правило, программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM), для извлечения геометрии детали и создания цифрового программного кода, который будет управлять станком с ЧПУ и манипулировать инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу.

Станки с ЧПУ

использовали несколько языков программирования, включая G-код и М-код. Самый известный из языков программирования ЧПУ, общий или геометрический код, называемый G-кодом, контролирует, когда, где и как перемещаются станки — например, когда включать или выключать, как быстро перемещаться в заданную точку. конкретное место, какие пути выбрать и т. д. — по заготовке. Код дополнительных функций, называемый М-кодом, управляет вспомогательными функциями машины, такими как автоматизация снятия и замены кожуха машины в начале и в конце производства соответственно.

После создания программы ЧПУ оператор загружает ее в станок с ЧПУ.

Настройка машины

Прежде чем оператор запустит программу ЧПУ, он должен подготовить станок ЧПУ к работе. Эти подготовительные работы включают в себя крепление заготовки непосредственно к станку, к шпинделям станка, к станочным тискам или аналогичным приспособлениям, а также к прикреплению необходимых инструментов, таких как сверла и концевые фрезы, к соответствующим компонентам станка.

После полной настройки станка оператор может запустить программу ЧПУ.

Выполнение операции обработки

Программа ЧПУ действует как инструкция для станка с ЧПУ; он передает команды станка, определяющие действия и движения инструмента, на встроенный в станок компьютер, который управляет инструментами станка и манипулирует им. Запуск программы предлагает станку с ЧПУ начать процесс обработки с ЧПУ, и программа направляет станок на протяжении всего процесса, поскольку он выполняет необходимые машинные операции для производства детали или продукта, разработанного по индивидуальному заказу.

Процессы обработки с ЧПУ

могут выполняться собственными силами — если компания инвестирует в приобретение и обслуживание собственного оборудования с ЧПУ — или отдаваться на аутсорсинг специализированным поставщикам услуг по обработке с ЧПУ.

Типы операций обработки с ЧПУ

CNC-обработка — это производственный процесс, подходящий для самых разных отраслей, включая автомобильную, авиакосмическую, строительную и сельскохозяйственную, и способный производить ряд продуктов, таких как автомобильные рамы, хирургическое оборудование, авиационные двигатели, шестерни, а также ручные и садовые инструменты. Этот процесс включает в себя несколько различных операций механической обработки, управляемых компьютером, включая механические, химические, электрические и термические процессы, которые удаляют необходимый материал из заготовки для производства детали или продукта, разработанного по индивидуальному заказу. В то время как химические, электрические и термические процессы обработки рассматриваются в следующем разделе, в этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее распространенных операций механической обработки с ЧПУ, включая:

• Сверление
• Фрезерование
• Токарная обработка

Сверление с ЧПУ

Сверление — это процесс механической обработки, в котором используются многогранные сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке. При сверлении с ЧПУ, как правило, станок с ЧПУ подает вращающееся сверло перпендикулярно плоскости поверхности заготовки, в результате чего получаются выровненные по вертикали отверстия с диаметром, равным диаметру сверла, используемого для операции сверления. Однако операции углового сверления также могут выполняться с использованием специализированных конфигураций станков и зажимных устройств. Операционные возможности процесса бурения включают зенкерование, зенкерование, развертывание и нарезание резьбы.

Фрезерование с ЧПУ

Фрезерование — это процесс механической обработки, в котором используются вращающиеся многогранные режущие инструменты для удаления материала с заготовки. При фрезеровании с ЧПУ станок с ЧПУ обычно подает заготовку к режущему инструменту в том же направлении, что и вращение режущего инструмента, тогда как при ручном фрезеровании станок подает заготовку в направлении, противоположном вращению режущего инструмента. Операционные возможности процесса фрезерования включают торцевое фрезерование — вырезание в заготовке неглубоких плоских поверхностей и полостей с плоским дном — и периферийное фрезерование — вырезание в заготовке глубоких полостей, таких как пазы и резьба.

Токарная обработка с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ и многошпиндельная обработка

Изображение предоставлено: Buell Automatics

Токарная обработка — это процесс механической обработки, в котором используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся заготовки. При токарной обработке с ЧПУ станок — обычно токарный станок с ЧПУ — подает режущий инструмент линейным движением вдоль поверхности вращающейся заготовки, удаляя материал по окружности до тех пор, пока не будет достигнут желаемый диаметр, для производства цилиндрических деталей с внешними и внутренними элементами. , такие как прорези, конусы и резьба. Операционные возможности процесса токарной обработки включают растачивание, торцевание, нарезание канавок и нарезание резьбы. Когда дело доходит до фрезерного станка с ЧПУ по сравнению с токарным станком, фрезерование с его вращающимися режущими инструментами лучше работает для более сложных деталей. Однако токарные станки с вращающимися заготовками и стационарными режущими инструментами лучше всего подходят для более быстрого и точного создания круглых деталей.

Таблица 1 – Характеристики стандартных операций обработки с ЧПУ

Примечание. Некоторая информация об операциях обработки с ЧПУ предоставлена ​​компанией Metal Craft.

Механическая обработка	Характеристики
Сверление	Используются вращающиеся многогранные сверла Сверло, подаваемое перпендикулярно или под углом к ​​заготовке Делает цилиндрические отверстия в заготовке
Фрезерование	Используются вращающиеся многогранные режущие инструменты Заготовка подается в том же направлении, что и вращение режущего инструмента Удаляет материал с заготовки Производит более широкий ассортимент форм
Токарная обработка	Используются одноточечные режущие инструменты Вращает заготовку Режущий инструмент, подаваемый вдоль поверхности заготовки Удаляет материал с заготовки Производит круглые или цилиндрические детали

Металлорежущий станок с ЧПУ

Близкие родственники токарных станков, вращающиеся токарные станки с ЧПУ включают токарный набор с заготовкой (металлический лист или труба), которая вращается с высокой скоростью, в то время как металлический вращающийся ролик придает заготовке желаемую форму. В качестве «холодного» процесса формование металла с ЧПУ формирует предварительно сформированный металл — трение вращающегося станка, контактирующего с роликом, создает силу, необходимую для придания формы детали.

Как работает швейцарская машина?

Швейцарская обработка, также известная как обработка швейцарским винтом, использует специальный тип токарного станка, который позволяет заготовке двигаться вперед и назад, а также вращаться, чтобы обеспечить более жесткие допуски и лучшую стабильность при резке. Заготовки обрезаются непосредственно рядом с удерживающей их втулкой, а не дальше. Это позволяет снизить нагрузку на изготавливаемую деталь. Швейцарская обработка лучше всего подходит для небольших деталей в больших количествах, таких как часовые винты, а также для приложений с критическими допусками прямолинейности или концентричности. Вы можете узнать больше об этой теме в нашем руководстве о том, как работают станки с швейцарским винтом.

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

5-осевая обработка с ЧПУ описывает компьютеризированную производственную систему с числовым программным управлением, которая добавляет к традиционным 3-осевым линейным движениям станка (X, Y, Z) две оси вращения, чтобы обеспечить станку доступ к пяти из шести сторон детали в одиночная операция. Добавляя к рабочему столу наклоняющееся вращающееся приспособление (или цапфу), фрезерный станок становится так называемым 3+2, индексным или позиционным станком, что позволяет фрезе приближаться к пяти из шести сторон рабочего стола. призматическая заготовка на 90° без необходимости повторной установки заготовки оператором.

Однако это не совсем 5-осевой фрезерный станок, потому что четвертая и пятая оси не двигаются во время операций обработки. Добавление серводвигателей к дополнительным осям, а также компьютеризированное управление ими — часть с ЧПУ — сделают это единым целым. Такой станок, способный к полной одновременной контурной обработке, иногда называют «непрерывным» или «одновременным» 5-осевым фрезерным станком с ЧПУ. Две дополнительные оси также могут быть встроены в обрабатывающую головку или разделены — одна ось на столе и одна на головке.

Обучение операторов токарных станков с ЧПУ

Чтобы работать на токарном станке с ЧПУ, машинист должен выполнить определенный объем курсовых работ и получить соответствующий сертификат от аккредитованной производственной организации по обучению. Программы обучения токарной обработке с ЧПУ обычно включают несколько классов или занятий, предлагая постепенный процесс обучения, разбитый на несколько этапов. Важность соблюдения протоколов безопасности усиливается на протяжении всего тренировочного процесса.

Начальные занятия по токарному станку с ЧПУ могут не включать практический опыт, но они могут включать ознакомление учащихся с кодами команд, перевод файлов САПР, выбор инструмента, последовательности резки и другие области. Начальный курс токарного станка с ЧПУ может включать:

• Смазка и планирование технического обслуживания токарных станков
• Перевод инструкций в машиночитаемый формат и загрузка их в токарный станок
• Установление критериев выбора инструмента
• Установка инструментов и деталей для работы с материалом
• Изготовление образцов деталей

Последующее обучение токарному станку с ЧПУ обычно включает в себя реальную работу на токарном станке, а также настройку станка, редактирование программы и разработку нового синтаксиса команд. Обучение работе на токарном станке этого типа может включать курсы по:

• Выяснение того, где необходимы правки, путем сравнения образцов деталей с их спецификациями
• Редактирование программ ЧПУ
• Создание нескольких циклов тестовых компонентов для уточнения результатов правок
• Регулировка потока охлаждающей жидкости, очистка станка, ремонт и замена инструментов

Прочие операции механической обработки с ЧПУ

Другие операции механической обработки с ЧПУ включают:

• Протяжка
• Пиление
• Шлифовка
• Хонингование
• Притирка

Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ

Как указано выше, существует широкий спектр доступных операций обработки. В зависимости от выполняемой операции обработки в процессе обработки с ЧПУ используются различные программные приложения, машины и станки для получения желаемой формы или дизайна.

Типы программного обеспечения для обработки с ЧПУ

В процессе обработки с ЧПУ используются программные приложения для обеспечения оптимизации, точности и аккуратности изготовленной по индивидуальному заказу детали или продукта. Используемые программные приложения включают:

• CAD
• САМ
• КАЕ

CAD : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) — это программы, используемые для проектирования и создания 2D-векторных или 3D-моделирования твердотельных деталей и поверхностей, а также необходимой технической документации и спецификаций, связанных с деталью. Конструкции и модели, созданные в программе CAD, обычно используются программой CAM для создания необходимой машинной программы для производства детали с помощью метода обработки с ЧПУ. Программное обеспечение САПР также можно использовать для определения и определения оптимальных свойств деталей, оценки и проверки конструкции деталей, моделирования продуктов без прототипа и предоставления проектных данных производителям и мастерским.

CAM : Программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM) — это программы, используемые для извлечения технической информации из модели CAD и создания машинной программы, необходимой для запуска станка с ЧПУ и управления инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу. Программное обеспечение CAM позволяет станку с ЧПУ работать без помощи оператора и может помочь автоматизировать оценку готового продукта.

CAE : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (CAE) — это программы, используемые инженерами на этапах предварительной обработки, анализа и последующей обработки процесса разработки. Программное обеспечение CAE используется в качестве вспомогательных средств поддержки в приложениях инженерного анализа, таких как проектирование, моделирование, планирование, производство, диагностика и ремонт, чтобы помочь в оценке и изменении конструкции продукта. Доступные типы программного обеспечения CAE включают программное обеспечение для анализа методом конечных элементов (FEA), вычислительной гидродинамики (CFD) и программного обеспечения для динамики нескольких тел (MDB).

Некоторые программные приложения сочетают в себе все аспекты программного обеспечения CAD, CAM и CAE. Эта интегрированная программа, обычно называемая программным обеспечением CAD/CAM/CAE, позволяет единой программе управлять всем производственным процессом от проектирования до анализа и производства.

Что такое станок с ЧПУ? Типы станков с ЧПУ и станков

В зависимости от выполняемой операции обработки в процессе обработки с ЧПУ используются различные станки и станки с ЧПУ для производства детали или продукта по индивидуальному заказу. В то время как оборудование может различаться по другим параметрам от операции к операции и от приложения к приложению, интеграция компонентов компьютерного числового программного управления и программного обеспечения (как указано выше) остается неизменной для всего оборудования и процессов обработки с ЧПУ.

Сверлильный станок с ЧПУ

Сверление использует вращающиеся сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет металлическим отходам, т. е. стружке, отпадать от заготовки. Существует несколько типов сверл, каждый из которых используется для определенного применения. Доступные типы сверл включают центрирующие сверла (для изготовления неглубоких или направляющих отверстий), сверла с вертикальным сверлением (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для изготовления отверстий без направляющего отверстия) и патронные развертки (для увеличения ранее изготовленные отверстия).

Обычно в процессе сверления с ЧПУ также используются сверлильные станки с ЧПУ, которые специально разработаны для выполнения операции сверления. Однако эту операцию можно выполнять и на токарных, резьбонарезных или фрезерных станках.

Фрезерное оборудование с ЧПУ

Фрезерование использует вращающиеся многогранные режущие инструменты для придания формы заготовке. Фрезерные инструменты ориентированы либо горизонтально, либо вертикально и включают концевые фрезы, винтовые фрезы и фрезы для снятия фасок.

В процессе фрезерования с ЧПУ также используются фрезерные станки с ЧПУ, называемые фрезерными станками или мельницами, которые могут быть горизонтально или вертикально ориентированы. Базовые фрезы способны перемещаться по трем осям, а более продвинутые модели имеют дополнительные оси. Доступные типы мельниц включают ручные фрезерные, простые фрезерные, универсальные фрезерные и универсальные фрезерные станки.

Токарное оборудование с ЧПУ

Токарная обработка использует одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся заготовки. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами, доступными для черновой, чистовой обработки, торцевания, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезки и обработки канавок.

В процессе токарной обработки с ЧПУ также используются токарные станки с ЧПУ или токарные станки. Доступные типы токарных станков включают токарные станки с револьверной головкой, токарные станки с двигателями и токарные станки специального назначения.

Что такое настольный станок с ЧПУ?

Компании, специализирующиеся на производстве станков с ЧПУ, часто предлагают настольные серии небольших и легких станков. Настольные станки с ЧПУ, хотя и медленнее и менее точны, хорошо обрабатывают мягкие материалы, такие как пластик и пенопласт. Они также лучше подходят для небольших деталей и легкого и среднего производства. Машины, представленные в настольной серии, напоминают более крупный отраслевой стандарт, но их размер и вес делают их более подходящими для небольших приложений. Например, настольный токарный станок с ЧПУ, который имеет две оси и может обрабатывать детали диаметром до шести дюймов, был бы полезен для изготовления ювелирных изделий и форм. Другие распространенные настольные станки с ЧПУ включают лазерные резаки размером с плоттер и фрезерные станки.

При работе с токарными станками меньшего размера важно различать настольный токарный станок с ЧПУ и настольный токарный станок. Настольные токарные станки с ЧПУ, как правило, более доступны по цене, но также меньше по размеру и несколько ограничены в приложениях, с которыми они могут работать. Стандартный настольный токарный станок с ЧПУ обычно включает в себя контроллер движения, кабели и базовое программное обеспечение. Стандартный настольный токарный станок с ЧПУ с аналогичной базовой комплектацией стоит немного дороже.

Материалы для станков с ЧПУ

Процесс обработки с ЧПУ подходит для различных конструкционных материалов, в том числе:

• Металл (например, алюминий, латунь, нержавеющая сталь, легированная сталь и т. д.)
• Пластик (например, PEEK, PTFE, нейлон и т. д.)
• Дерево
• Пена
• Композиты

Выбор оптимального материала для производства с ЧПУ во многом зависит от конкретного производственного приложения и его спецификаций. Большинство материалов можно подвергать механической обработке при условии, что они выдерживают процесс механической обработки, т. е. обладают достаточной твердостью, прочностью на растяжение, прочностью на сдвиг, химической и температурной стойкостью.

Материал заготовки и его физические свойства используются для определения оптимальной скорости резания, скорости подачи и глубины резания. Измеряемая в поверхностных футах в минуту, скорость резания относится к тому, насколько быстро станок врезается или удаляет материал с заготовки. Скорость подачи, измеряемая в дюймах в минуту, является мерой того, насколько быстро заготовка подается к станку, а глубина резания показывает, насколько глубоко режущий инструмент врезается в заготовку. Как правило, заготовка сначала проходит начальную фазу, на которой она грубо обрабатывается до приблизительных, специально разработанных формы и размеров, а затем проходит чистовую фазу, на которой она испытывает более медленные скорости подачи и меньшую глубину резания для достижения более точных и точных результатов. точные характеристики.

Рекомендации по размеру ЧПУ

Широкий спектр возможностей и операций, предлагаемых процессом обработки с ЧПУ, помогает ему найти применение в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, строительную и сельскохозяйственную, и позволяет производить ряд продуктов, таких как гидравлические компоненты, винты и валы. Несмотря на универсальность и настраиваемость процесса, изготовление некоторых деталей, например крупных или тяжелых компонентов, представляет более сложные задачи, чем другие. В таблице 1 ниже представлены некоторые проблемы обработки крупных деталей и тяжелых компонентов.

Таблица 2 – Проблемы обработки в зависимости от размера детали

Примечание. Некоторые задачи по обработке крупных деталей и тяжелых компонентов выполняются компанией Technox Machine & Manufacturing Inc.

Размер детали	Проблемы обработки
Большая часть	Требуется специальное оборудование для позиционирования и обработки Требуется обучение оператора для работы со специализированным оборудованием Более сложная настройка станка Может быть слишком большим для рабочей области Усиление факторов, влияющих на точность Большее количество тепла, выделяемое в процессе Большая вероятность деформации, связанной со стрессом
Тяжелый компонент	Требуются специальные инструменты и оборудование для обращения и обработки Требуется обучение оператора для работы со специализированным оборудованием Может быть слишком тяжелым для рабочей зоны Повышенная нагрузка на оборудование

Альтернативы использованию станка с ЧПУ

Хотя обработка с ЧПУ демонстрирует преимущества по сравнению с другими производственными процессами, она может не подходить для каждого производственного применения, и другие процессы могут оказаться более подходящими и экономически эффективными. Хотя в этой статье основное внимание уделяется процессам механической обработки с ЧПУ, в которых используются станки для производства детали или продукта, разработанного по индивидуальному заказу, элементы управления ЧПУ могут быть интегрированы в различные станки. Другие процессы механической обработки с ЧПУ включают ультразвуковую обработку, гидроабразивную резку и абразивно-струйную обработку.

Помимо механических процессов, также доступны процессы химической, электрохимической и термической обработки. Процессы химической обработки включают химическое фрезерование, вырубку и гравировку; процессы электрохимической обработки включают электрохимическое удаление заусенцев и шлифование; и процессы термической обработки включают электронно-лучевую обработку, лазерную резку, плазменно-дуговую резку и электроэрозионную обработку (EDM).

История обработки с ЧПУ (Видео)

Резюме

Выше изложены основы процесса обработки с ЧПУ, различные операции обработки с ЧПУ и необходимое для них оборудование, а также некоторые соображения, которые могут приниматься во внимание производителями и механическими мастерскими при принятии решения о том, является ли обработка с ЧПУ наиболее оптимальным решением для их конкретных задач. производственное приложение.

Чтобы найти более подробную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для производства на заказ, посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

1. Нетрадиционные процессы механической обработки и термической резки
2. Обработка пластика с ЧПУ
3. Отрасли, использующие высокоточную обработку с ЧПУ
4. Токарно-фрезерные услуги с ЧПУ
5. Швейцарская токарная обработка по сравнению с традиционной обработкой с ЧПУ
6. 7 причин, по которым обработка с ЧПУ превосходит обычную обработку
7. As the World (CNC) Turns — Эволюция токарной обработки с ЧПУ
8. Типы и преимущества станков с ЧПУ
9. Прототипирование с ЧПУ в современном виде
10. Преимущества контракта на обработку с ЧПУ
11. Все о станках с ЧПУ
12. Алюминиевые детали с механической обработкой
13. Обработка компонентов огнестрельного оружия
14. Советы по отличному дизайну металлического прядения
15. Важность деталей и компонентов трансмиссии для внедорожников
16. Что такое швейцарская обработка с ЧПУ?
17. Что нужно знать о швейцарской токарной обработке
18. Авиационная и аэрокосмическая промышленность в Ardel Engineering
19. Связь в Ardel Engineering
20. Токарно-фрезерные услуги с ЧПУ в Helander 
21. Обработка пластика с ЧПУ
22. Фрезерные станки против. Токарные станки
23. Швейцарская обработка с ЧПУ
24. Что такое обработка с ЧПУ?
25. Руководство по допускам обработки с ЧПУ
26. Как указать общие допуски в обрабатываемых деталях
27. Обработка с ЧПУ по сравнению с обычной обработкой

Прочие изделия с ЧПУ

• Ведущие сервисные компании с ЧПУ в США
• Типы ЧПУ
• Типы сверл с ЧПУ
• Обработка с ЧПУ Эволюция к обработке с ЧПУ
• Обучение токарному станку с ЧПУ
• Применения для прядения металла с ЧПУ
• Получение образования в области ЧПУ
• Понимание фрезерных станков с ЧПУ
• Что такое настольный станок с ЧПУ?
• Объяснение G-кодов: введение в общие коды G-кода
• Руководство по швейцарскому станку с ЧПУ/швейцарскому винтовому станку
• 10 ведущих производителей станков с ЧПУ в США и мире
• Что означает ЧПУ?
• Нарезание резьбы на токарных станках с ЧПУ

Больше из Изготовление и изготовление на заказ

Что такое ЧПУ? | Goodwin College

Обработка с ЧПУ играет жизненно важную роль в развивающемся мире современного производства. Но что такое ЧПУ? Какую роль это играет в обрабатывающей промышленности и чем занимаются станки с ЧПУ? Более того, как начинающие станки с ЧПУ могут успешно подготовиться и получить работу в области обработки с ЧПУ уже сегодня? Будучи ведущим учебным заведением в области производства и обработки в Коннектикуте, Колледж Гудвин подробно описывает все детали, начиная с основ:

Что такое ЧПУ?

ЧПУ расшифровывается как «Компьютеризированное числовое управление». Это компьютеризированный производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное программное обеспечение и код управляют движением производственного оборудования. Обработка с ЧПУ управляет рядом сложных машин, таких как шлифовальные, токарные и токарные станки, которые используются для резки, придания формы и создания различных деталей и прототипов. Изо дня в день операторы станков с ЧПУ сочетают элементы механического проектирования, технических чертежей, математики и навыков компьютерного программирования для производства различных металлических и пластиковых деталей. Операторы ЧПУ могут взять лист металла и превратить его в важную деталь самолета или автомобиля.

Что такое станок с ЧПУ?

Машины с числовым программным управлением представляют собой автоматизированные машины, которые управляются компьютерами, выполняющими предварительно запрограммированные последовательности контролируемых команд. Станки с ЧПУ, по сути, являются противоположностью устройств «старой школы», которые управляются вручную с помощью маховиков или рычагов или механически автоматизируются с помощью одних только кулачков. Сегодняшние современные станки с ЧПУ понимают и работают с использованием языка обработки с ЧПУ, называемого G-кодом, который сообщает им точные измерения для производства, такие как скорость подачи, скорость, местоположение и координация.

Сегодняшняя конструкция и механические части систем ЧПУ в значительной степени автоматизированы — в отличие от старых, опасных заводских станков, о которых вы думали раньше. Механические размеры деталей определяются с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (CAD), а затем переводятся в производственные директивы с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM). Поэтому важно иметь в отрасли знающих станков с ЧПУ и программистов для работы с этим высокотехнологичным оборудованием.

Важность обработки с ЧПУ

Производители в Коннектикуте являются лидерами в производстве жизненно важных продуктов в отрасли, таких как реактивные двигатели, вертолеты и подводные лодки. И, благодаря последним достижениям в области технологий, дни жесткой фабричной жизни прошли. Сегодня рабочие используют свои навыки обработки в чистых, профессиональных условиях с передовыми и передовыми технологиями.

Начало работы

Тем, кто хочет стать оператором станков с ЧПУ, нравится работать в практической, никогда не скучной, развивающейся сфере.

При надлежащем обучении обработке на станках с ЧПУ машинисты и операторы помогают создавать широкий спектр промышленной продукции, тем самым играя решающую роль в быстро развивающейся обрабатывающей промышленности Коннектикута и экономике в целом. Квалифицированные операторы станков с ЧПУ видят продукт на каждом этапе его создания, от начальной концепции до проектирования, кода и затем до готового продукта. Таким образом, обработка с ЧПУ — это не , а просто типичная производственная работа; это практический, творческий и ценный карьерный путь для новаторов, которым нравится видеть жизненный цикл своей работы.

Что значит быть оператором станков с ЧПУ?

Типичные ежедневные обязанности операторов ЧПУ могут включать:

• Чтение чертежей, эскизов или файлов автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM)
• Установка, эксплуатация и разборка ручных, автоматических и станков с числовым программным управлением (ЧПУ)
• Выравнивание, фиксация и регулировка режущих инструментов и заготовок
• Контроль подачи и скорости станков
• Токарные, фрезерные, сверлильные, формовочные и шлифовальные детали станков в соответствии со спецификациями
• Измерение, проверка и тестирование готовой продукции на наличие дефектов
• Сглаживание поверхностей деталей или изделий
• Презентация готовых заготовок клиентам и внесение изменений при необходимости.

Для начинающих машинистов, стремящихся начать захватывающую карьеру в этой развивающейся области, получение диплома младшего специалиста и/или сертификата в авторитетной производственной школе — отличная инвестиция в будущее! Для тех, кто хочет стать оператором станков с ЧПУ в Коннектикуте, Колледж Гудвина признан за наши различные программы CNC.

Независимо от уровня сертификата или степени, наше обучение станкам с ЧПУ дает студентам полное представление о производственных процессах, материалах и производственной математике. Вы также получите знания в области технических чертежей, спецификаций и компьютерной обработки. Возможно, самое главное, вы также приобретете практический опыт работы с современными технологиями ЧПУ.

Колледж Гудвин сочетает обучение в классе с практическим опытом и обучением. Студенты обучаются на наших новых 3-осевых фрезерных и токарных станках с ЧПУ, чтобы обеспечить навыки, ноу-хау и опыт, необходимые для достижения успеха в отрасли. Благодаря расширенному обучению операторов ЧПУ студенты также уходят с пониманием передовых навыков Mastercam, необходимых для программирования положения инструмента, движения, подачи и скорости.

По завершении этих программ студенты готовы получить сертификат Национального института металлообработки (NIMS), чтобы стать оператором ЧПУ.

Конкурентоспособная школа операторов станков с ЧПУ в колледже Гудвин предназначена для того, чтобы студенты могли получить сертификат и работать в полевых условиях в короткие сроки по гибкому графику. Независимо от ваших личных обязанностей или текущей ситуации на работе, у Goodwin есть производственная программа для вашего активного образа жизни. Вам не нужно ставить свою жизнь на паузу, чтобы достичь степени своей мечты.

Хотите узнать больше о карьере оператора ЧПУ или о программах обучения работе с ЧПУ Goodwin, ориентированных на карьеру? Позвоните в колледж Гудвин сегодня по телефону 1-800-889-3282, чтобы узнать больше.

Университет Гудвина

Университет Гудвина является некоммерческим высшим учебным заведением и аккредитован Комиссией по высшему образованию Новой Англии (NECHE), ранее известной как Ассоциация школ и колледжей Новой Англии (NEASC). Университет Гудвина был основан в 1999, с целью обслуживания разнообразного студенческого населения с помощью программ получения степени, ориентированных на карьеру, которые приводят к хорошим результатам трудоустройства.

Все, что вам нужно знать о станках с ЧПУ

История

Станки с ЧПУ представляют собой электромеханические устройства, которые манипулируют механическими инструментами с помощью входных данных компьютерного программирования. Название «ЧПУ» на самом деле означает компьютерное числовое управление. Он представляет собой один из двух стандартных методов (другими являются технологии 3D-печати, такие как SLA, SLS/SLM и FDM) для создания прототипов из файла цифрового программного обеспечения. Компании, занимающиеся проектированием и созданием прототипов, могут использовать станки с ЧПУ для фрезерования и обработки различных материалов, включая дерево, металлы и пластмассы.

Одна минута о программном обеспечении ЧПУ от экспертов:

Первые станки с ЧПУ были разработаны в 1940-х и 1950-х годах и основывались на обычной технологии хранения телекоммуникационных данных, известной как «перфорированная лента» или «перфорированная бумажная лента». Технология перфоленты давно устарела, поскольку носитель данных быстро перешел на аналоговую, а затем цифровую компьютерную обработку в 1950-х и 1960-х годах. По мере внедрения новых технологий и увеличения мощности цифровой обработки станки с ЧПУ продолжают повышать свою эффективность.

Как это работает

В общем, механическая обработка — это способ преобразования готового изделия (обычно это прототип детали) с использованием контролируемого процесса удаления материала. Подобно другой технологии разработки прототипов, FDM (3D-печать), ЧПУ использует цифровые инструкции из файлов автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), таких как Solidworks 3D. Хотя CAM или CAD не запускают сам станок с ЧПУ, они предоставляют ЧПУ дорожную карту для изготовления конструкций. Станок с ЧПУ интерпретирует дизайн как инструкции по вырезанию деталей-прототипов.

Возможность программирования компьютерных устройств для управления станками быстро повышает производительность цеха за счет автоматизации высокотехнологичных и трудоемких процессов. Автоматизированная резка повышает как скорость, так и точность создания прототипов деталей, особенно когда материал имеет решающее значение (например, в случае с полипропиленом).

Часто процессы механической обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения требуемых надрезов (например, сверл разного размера). Станки с ЧПУ обычно объединяют инструменты в общие блоки или ячейки, из которых машина может рисовать. Базовые машины перемещаются по одной или двум осям, в то время как усовершенствованные машины перемещаются в поперечном направлении по осям x, y, продольно по оси z и часто вращательно вокруг одной или нескольких осей. Многоосевые станки способны автоматически переворачивать детали, что позволяет удалять материал, который ранее находился «из-под». Это избавляет рабочих от необходимости переворачивать материал прототипа и позволяет выполнять резку со всех сторон без ручного вмешательства. Полностью автоматизированные разрезы, как правило, более точны, чем при ручном вводе данных. Тем не менее, иногда отделочные работы, такие как травление, лучше выполнять вручную и простыми разрезами, которые потребуют обширных проектных работ для программирования машины для автоматизации.

Типы станков с ЧПУ

Когда вы решаете, какие станки с ЧПУ добавить в свою операцию, необходимо учитывать некоторые соображения. Станки с ЧПУ обычно относятся к одной из двух основных категорий: традиционные технологии обработки и новые технологии обработки. Каждый тип дает вам преимущества и недостатки. Вы должны учитывать особые потребности вашего проекта при выборе типа станка с ЧПУ для добавления в вашу мастерскую. Следующая инфографика показывает некоторые сходства и различия между обычными и новыми станками с ЧПУ: 

Традиционные технологии:

1. Сверла: Сверла работают, вращая сверло и перемещая его вокруг и в контакте с неподвижным блоком исходного материала. Сверла с ЧПУ помогают делать точные отверстия там, где они вам нужны.

2. Токарные станки: Токарные станки, в значительной степени обратные сверлам, вращают блок материала против сверла (вместо того, чтобы вращать сверло и вводить его в контакт с материалом). Токарные станки обычно вступают в контакт с материалом, перемещая режущий инструмент в поперечном направлении, пока он постепенно не коснется вращающегося материала. Токарные станки, используемые в основном для металлов и дерева, удаляют ненужный лишний материал и оставляют после себя красивый и, в конечном счете, более полезный компонент.

3. Фрезерные станки: Фрезерные станки, вероятно, являются наиболее распространенными сегодня станками с ЧПУ. Они связаны с использованием вращающихся режущих инструментов для удаления материала со склада. Они могут выполнять различные функции, включая сверление, растачивание, нарезание зубчатых колес и создание пазов в заданном куске материала.

Новые технологии:

1. Электрическая и/или химическая обработка: Существует ряд новых технологий, в которых используются специальные методы резки материала. Примеры включают электронно-лучевую обработку, электрохимическую обработку, электроэрозионную обработку (EDM), фотохимическую обработку и ультразвуковую обработку. Большинство этих технологий являются узкоспециализированными и используются в особых случаях для массового производства с использованием определенного типа материала.

2. Другие материалы для резки: Существует ряд других новых технологий, в которых для резки материала используются разные материалы. Примеры включают машины для лазерной резки, машины для газокислородной резки, машины для плазменной резки и технологию гидроабразивной резки. В последние годы эти машины приобрели популярность в различных отраслях промышленности; однако они по-прежнему являются узкоспециализированным оборудованием.

Используемые материалы 

В станке с ЧПУ можно использовать практически любой материал — все зависит от применения. Станки с ЧПУ обеспечивают универсальность производства для реализации различных проектов. Обычные материалы включают такие металлы, как алюминий, латунь, медь, сталь, титан, дерево, пенопласт, стекловолокно и пластмассы, такие как полипропилен.

Применение для быстрого прототипирования

Станки с ЧПУ стали первым значительным прорывом в области быстрого прототипирования. До числового управления (в случае технологии перфоленты) и компьютерного числового управления (с аналоговыми и цифровыми вычислениями) детали приходилось обрабатывать вручную. Это неизменно приводило к большей погрешности в конечных продуктах-прототипах и даже больше, если и когда машины использовались вручную для крупномасштабного производства. Станки с ЧПУ помогли революционизировать способность производственного мира быстро создавать прототипы различных материалов, деталей и других машин благодаря повышенной точности, которую они обеспечивают.

Заявка на производство 

Многие новые специальные станки с ЧПУ созданы специально для нишевых производственных процессов. Например, электрохимическая обработка используется для резки высокопрочных металлических изделий, что невозможно иначе. Обычные станки с ЧПУ более приспособлены и обычно используются для разработки прототипов, чем для производства.

Что лучше? ЧПУ или 3D-печать?

По правде говоря, это зависит от материала, сложности детали и экономических факторов. Технология 3D-печати, такая как машины FDM, создает детали снизу вверх. Они могут создавать сложные формы и внутренние компоненты несколько быстрее, чем станок с ЧПУ. 3D-печать предоставляет разработчикам и производителям продуктов определенную степень гибкости и творчества, которую станки с ЧПУ не могут предложить с помощью обычных средств.

Напротив, обычные станки с ЧПУ несколько ограничены доступными инструментами и осями вращения, которые может использовать станок. Хотя их все еще можно использовать с различными материалами, эти машины ограничены относительно строгим набором ограничений в отношении того, как они могут взаимодействовать с различными материалами.

С другой стороны, прототипирование FDM гораздо более ограничено материалами, чем обработанный блок материала. Для прототипирования FDM требуются специальные материалы, которые можно использовать в 3D-печати. Станки с ЧПУ предлагают большее разнообразие типов материалов, с которыми они могут манипулировать и работать для создания конкретных деталей. Например, если вам нужен живой прототип петли, вы можете использовать ЧПУ и полипропилен. Хотите узнать больше? Читайте здесь.

Почти все может быть обработано, в то время как только определенные материалы были адаптированы в нити, подходящие для 3D-печати.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше об инженерных разработках для повышения технологичности. Если вы ищете услуги квалифицированной фирмы по разработке продуктов, которая может помочь вывести продукт вашего бизнеса на рынок, свяжитесь с Creative Mechanisms и узнайте больше о том, как мы можем помочь с вашими потребностями в прототипировании!

 

 

Что такое станок с ЧПУ? Обзор станков с ЧПУ • Prototech Asia

Знаете ли вы, что к 2025 году мировой рынок станков с ЧПУ превысит 100,9 миллиардов?

Многие отрасли промышленности включили обработку с ЧПУ в свой производственный процесс. Это связано с тем, что использование станков с ЧПУ увеличивает производство. Это также позволяет использовать более широкий спектр приложений по сравнению с машинами с ручным управлением.

Но что такое станок с ЧПУ ? В этой статье объясняется все, что вам нужно знать о станках с ЧПУ.

Что такое станок с ЧПУ?

ЧПУ расшифровывается как «ЧПУ». Эти машины представляют собой производственный процесс, используемый для управления широким спектром сложных задач.

Обработка с ЧПУ используется во многих отраслях промышленности. Это наиболее распространено в производстве металлов и пластмасс.

По сути, обработка с ЧПУ — это производственный процесс. Компьютерное программное обеспечение предварительно запрограммировано, чтобы сообщить машине, как перемещать заводские инструменты и оборудование.

Станок с ЧПУ позволяет выполнять задачи трехмерной резки с помощью одного набора подсказок. Это означает, что требуется очень мало действий со стороны людей-операторов.

После того, как программа заложена в станок, станок с ЧПУ будет работать самостоятельно. Скорость и положение машин и задействованных инструментов управляются программным обеспечением. Станки с ЧПУ работают как роботы.

Станки с ЧПУ и станки с ЧПУ

NCM означает «машина с числовым программным управлением». При этом типе программирования программы вводятся через компьютерные перфокарты. При обработке с ЧПУ программы будут вводиться в компьютеры через небольшие клавиатуры.

Машина NCM может выполнять только текущие задачи, поставленные с помощью перфокарт. Станки с ЧПУ хранят свои программы внутри компьютера. Вместо того, чтобы просто вводить карту, программирование станков с ЧПУ выполняется с помощью программ.

С сохраненной компьютерной памятью и людьми-программистами вычислительная мощность больше. Программирование ЧПУ гораздо более обширно. Вы можете добавить более новые программы к уже существующим, изменив код.

Станки с открытым циклом против станков с замкнутым циклом

Большинство станков с ЧПУ имеют замкнутый цикл. Это связано с тем, что машина с замкнутым контуром снижает риск ошибки. Он также исправляет большинство неровностей.

Некоторые из них имеют разомкнутую петлю. Это означает, что элементы управления проходят по одной линии от элемента управления к двигателю. В машинах с открытым контуром односторонняя диктовка допускает возникновение неровностей.

Как работает программирование ЧПУ?

Обработка с ЧПУ в значительной степени зависит от программирования. Программист-человек должен вводить правильные коды и обеспечивать их правильную работу. Без кодов нет станков с ЧПУ.

Язык станков с ЧПУ также известен как G-код. Большинство производственных машин имеют код, определяющий одну или две функции. G-код значительно сложнее этого.

G-Code будет управлять различными режимами работы станков с ЧПУ. К ним относятся скорость, скорость подачи и координация.

После того, как G-код написан и введен в машину, потребность в людях-операторах практически отпадает. Код делает за них большую часть (если не всю) работы.

Этапы программирования станков с ЧПУ

Основной процесс программирования станков с ЧПУ прост. Изучение и понимание кода для разработки программ — самая сложная часть. Шаги по программированию станков с ЧПУ кратко описаны ниже.

Этап 1: Создается двух- или трехмерный компьютерный чертеж. Этот рисунок будет желаемого конечного продукта.

Шаг 2: Компьютерный рисунок преобразуется в компьютерный код. Процесс перевода выполняется таким образом, чтобы система ЧПУ могла считывать и выполнять нужные функции.

Шаг 3:  Оператор станка запустит пробный запуск нового кода. Это гарантирует отсутствие ошибок в кодировании.

Шаг 4:  Если программирование машины работает без ошибок, процесс выполнен. Если в G-коде есть какие-либо ошибки, оператор будет работать над их исправлением. Как только они будут исправлены, они повторно протестируют машину.

После того, как система ЧПУ активирована, нужные резы будут запрограммированы в программе. Он подскажет соответствующим инструментам и механизмам, что делать.

Как упоминалось выше, этот процесс делает станки с ЧПУ похожими на роботов. Машины будут выполнены в трехмерном виде, как указано.

Понимание ошибок при обработке с ЧПУ

Хотя обработка с ЧПУ удивительна, она не идеальна. Одной из самых больших проблем является компьютерное предположение о совершенстве.

Генератор кодов, расположенный внутри числовой системы, часто предполагает, что механизмы безупречны. Он не регистрирует должным образом возможность ошибок.

Хотя всегда существует вероятность ошибок, в определенных ситуациях они становятся более вероятными. Ошибка в основном увеличивается, когда станок запрограммирован на резку более чем в одном направлении одновременно.

Применение станков с ЧПУ

Они разработали станки с ЧПУ на основе технологии, используемой для станков с числовым программным управлением. Самое раннее использование технологии числового программного управления восходит к 1940с.

В 1940-х годах двигатели использовались для управления движением инструментов. Эта технология породила механизмы, которыми можно было управлять с помощью аналоговых компьютеров.

Современный век породил цифровые компьютерные технологии. Это было применено к ранее существовавшим технологиям NCM для создания обработки с ЧПУ.

Расширенные возможности станков с ЧПУ упростили работу многих отраслей промышленности. Из-за больших возможностей обработка с ЧПУ теперь используется во всей обрабатывающей промышленности.

Станки с ЧПУ предназначены для работы с широким спектром материалов. Сюда входят металл, стекло, пластик, дерево, пенопласт и композиты. Мы применили их для производства всего, от одежды до аэрокосмических деталей.

Типы станков с ЧПУ

Существует несколько уникальных типов станков с ЧПУ. Основные функции одинаковы во всех этих машинах. Это то, что делает их системами числового программного управления.

То, как каждая машина работает по-разному. То, как работает станок с ЧПУ, будет зависеть от того, что от него ожидается. Ниже приведены примеры некоторых наиболее распространенных станков с ЧПУ.

Фрезерные станки с ЧПУ

Их можно запустить с помощью программ, созданных подсказками, в которых используются как цифры, так и буквы. Программирование направляет различные части машины на разные расстояния.

Самые простые мельницы работают по трехосевой системе. Новые модели более сложные. Они могут работать с шестиосевой системой.

Токарные станки

Рейка режет детали по кругу. Этот процесс выполняется с помощью индексированных инструментов. Они выполняют все вырезы с невероятной точностью и высокой скоростью.

Токарные станки с ЧПУ используются для изготовления конструкций, слишком сложных для станков с ручным управлением. Хотя токарные станки создают сложные конструкции, сами по себе токарные станки обычно не являются сложными машинами. Наиболее распространена двухосная система.

Станки плазменной резки

Чаще всего мы используем станки плазменной резки с ЧПУ для металлических материалов. При выполнении прецизионных разрезов в металле требуется высокая скорость и высокая температура. Чтобы достичь этого, газ сжатого воздуха сочетается с электрическими арками.

Проволочные электроэрозионные машины

Также известен как проволочный электроэрозионный станок. Эти машины используют электрические искры для придания изделию определенной формы.

Искровая эрозия используется для удаления частей материалов с естественной электронной проводимостью.

Электроэрозионные станки с грузилами

Также известны как электроэрозионные электроэрозионные станки с грузилами. Они работают как проволочные электроэрозионные станки. Разница заключается в том, как проводится электричество для удаления кусков.

В электроэрозионном грузиле рабочие материалы пропитываются диэлектрической жидкостью для проведения электричества. Таким образом, кусочки формируются в определенные формы.

Гидроабразивная резка

Эти машины используются для резки твердых материалов водой под высоким давлением. Мы часто используем станки с ЧПУ для гидроабразивной резки гранита и металла.

Иногда мы подмешиваем в воду песок или другой абразивный материал. Это позволяет увеличить мощность резки и формовки без дополнительного нагрева.

Сверлильные станки с ЧПУ

В них используются многогранные сверла для создания круглых отверстий в заготовке. Обычно мы подаем сверла перпендикулярно поверхности заготовки для создания вертикальных отверстий. Мы также можем запрограммировать процесс для создания угловых отверстий.

Часто задаваемые вопросы о станках с ЧПУ

Поначалу понимание станков с ЧПУ может показаться невозможным. Это сложный процесс. Продолжение исследований поможет каждому получить лучшее понимание.

Разбираясь в тонкостях станков с ЧПУ, у многих возникают одни и те же вопросы. Ниже мы собрали некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о станках с ЧПУ.

Есть ли альтернатива G-коду?

Да. Многие станки с ЧПУ можно запрограммировать с помощью специально разработанного программного обеспечения. Эта программа разрабатывается или редактируется отдельными компаниями, чтобы лучше соответствовать их процессам.

Сложно настроить станок с ЧПУ?

Это зависит от конкретной машины. Обученный оператор станка с ЧПУ должен иметь трудности с начальной настройкой станка от низкой до средней. Чем сложнее машина, тем сложнее ее настроить.

Что делать, если у компании нет собственного обрабатывающего оборудования с ЧПУ? Нужно ли это покупать, чтобы использовать обработку с ЧПУ?

Если у компании нет собственного обрабатывающего оборудования с ЧПУ, она может передать эту задачу специализированной компании. Большинство компаний предпочитают покупать и обслуживать собственное оборудование, но это не обязательно.

Станки с ЧПУ и 3D-принтеры — одно и то же?

Нет. Процессы могут показаться похожими, поскольку в обоих случаях для создания трехмерных продуктов используется компьютерный дизайн. Однако это очень разные процессы.

ЧПУ или 3D-печать лучше?

Это не просто да или нет. Это зависит от того, что создается. Это также зависит от того, насколько комфортно владельцы бизнеса и операторы машин относятся к обоим процессам.

Можете ли вы использовать свой собственный компьютер для программирования станков с ЧПУ и управления ими? Или нужно покупать специальный компьютер?

Технически вы могли бы использовать свой собственный компьютер, если бы у него были нужные возможности. Большинство машин продаются с коррелирующими компьютерами. Настоятельно рекомендуется использовать их вместо этого, но выбор остается за человеком.

Должен ли я быть программистом, чтобы программировать станки с ЧПУ?

Настоятельно рекомендуется ознакомиться с основами кодирования, прежде чем пытаться программировать станки с ЧПУ. Технически вам не нужно быть кодером. Однако, если вы можете работать с компьютерным кодировщиком, процесс будет значительно более эффективным и простым.

Создан ли G-код программами автоматизированного проектирования? Или это требует ручной работы после создания дизайна?

Это зависит от. Весьма вероятно, что G-код, созданный вашей программой автоматизированного проектирования, потребует некоторой тонкой настройки, прежде чем он станет полностью точным. Вот почему перед эксплуатацией системы необходимо выполнить пробные запуски.

Что делать, если у меня есть станки с ЧПУ от разных компаний или для разных целей? Мне действительно нужно читать каждое руководство по эксплуатации или процесс одинаков для всех?

Вы всегда хотите прочитать инструкцию от начала до конца. Это для каждой машины, даже если это машина того же типа от другой компании. Каждый из них может отличаться в мелочах, которые имеют большое значение в общем процессе.

Можно ли использовать станки с ЧПУ без перерывов в течение длительного времени?

Это зависит от конкретной машины. Большинство станков с ЧПУ запрограммированы на работу в течение некоторого времени. Затем они отключаются, пока выполняется ручная операция, такая как перемещение частей.

Нужно ли вручную чистить станок с ЧПУ?

Да. Станки с ЧПУ не имеют технологий автоматической очистки. Их необходимо очистить в соответствии с инструкциями производителя.

Если я куплю станок с ЧПУ и у меня возникнут проблемы, кому мне позвонить?

Если у вас возникли проблемы, в первую очередь вам следует позвонить производителю вашего станка с ЧПУ. Номер должен быть либо в руководстве по эксплуатации, либо где-то на вашей машине. Если вы не можете найти номер телефона, вы можете найти его в Интернете.