Чпу станок что это: виды и чертежи вертикально и горизонтально настроенного устройства по обработке

Содержание

виды и чертежи вертикально и горизонтально настроенного устройства по обработке

19.03.2020

  1. Что такое фрезерный станок с ЧПУ
  2. Особенности конструкции и устройства фрезерного станка с ЧПУ
  3. Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ
  4. Виды фрезерных станков с ЧПУ
  5. Обрабатывающие центры консольного типа
  6. Оборудование бесконсольной конструкции
  7. Наладка фрезерного станка с ЧПУ

Передовое оборудование для комплексной обработки металлов, полимеров, древесины заслуживает пристального внимания. Поэтому всесторонне рассмотрим варианты конфигурации и возможности фрезерного станка с ЧПУ российского производства, а также проанализируем его виды и общие принципы наладки. Предлагаем практически полезную информацию для понимания, чем одна модель отличается от другой и для каких задач использовать ту или иную из них, а также для совершения правильного выбора и введения в эксплуатацию.

Отдельно отметим востребованность: сегодня МЕ650, МЕ850, GQ600 от ижевской компании Сармат (и их аналоги от отечественных и зарубежных брендов) находят широкое применение на передовых промышленных предприятиях. Причем они активно используются даже в связке с 3D-принтерами, что позволяет выпускать детали и составные элементы самых сложных форм.

Это устройство, также применяемое для обработки и создания заготовок путем резания, но с числовым программным управлением (в англоязычных странах распространена аббревиатура CNC). Все команды задаются заранее, выполняются и контролируются с помощью электронных устройств – оператору ничего не нужно делать вручную.

Данное решение позволяет:

  • повысить производительность труда;
  • исключить ошибки, вызываемые человеческим фактором.

В результате упрощается эксплуатация и улучшается точность, а значит и общее качество исполнения деталей и составных элементов.

Каждая современная модель (вроде уже упомянутых GQ600 или ME650) представляет собой обрабатывающий центр, причем мультифункциональный – токарный, гравировальный и так далее.


  • Все механизмы и функциональные узлы закреплены на станине (1).
  • Перемещение рабочего стола (2), где с помощью Т-образных пазов фиксируются заготовки и вспомогательные приспособления, осуществляется как вперед-назад (поперечно), так и влево-вправо (продольно) – векторы задаются направляющими (3).
  • Шпиндель (4) зажимает фрезу (режущий инструмент) и обеспечивает ее вращение, причем от его виброустойчивости и жесткости напрямую зависит качество обработки. Он, в свою очередь, расположен на колонне (5), способной двигаться вверх-вниз.
  • Дверца (6) открывает-закрывает доступ к зоне для выполнения запланированных операций.
  • Защитные кожухи (7) оберегают оператора от подаваемой под давлением СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости) и от стружки.
  • Все режущие инструменты находятся в магазине барабанного типа (8), причем нужный выбирается и устанавливается в шпинделе автоматически – специальным устройством, в соответствии с заданной программой.
  • Монтируемую на кронштейн стойку/пульт управления (9) можно расположить с удобством для себя.
 

В системах автоматизированного проектирования (AutoCAD, SolidWorks, Компас-3D и тд.)графическом редакторе (Corel Draw, AutoCAD или другом подобном) выстраивается точное векторное изображение заготовки. Затем оно с помощью CAM или CAD/CAM систем (HSMWorks,Inventor HSM, Creo Parametric и тд.) преобразуется в G-код управляющей программы и затем загружается в оперативную память оборудования., где обрабатывается программным обеспечением и переводится в G-коды, которые управляют сервомоторами или в более дешевых устройствах шаговыми моторами. микрошаговыми двигателями.

Есть и другой современный подход разрабатывать управляющие программы для ЧПУ. Например в Siemens возможно непосредственно на устройстве без CAM-системы. Это обусловлено наличием специального программного обеспечения ShopTurn, ShopMill, в котором можно легко задавать элементы детали и их обрабатывать. Точно также такая возможность есть и у других систем, например, Fanuс, Heidenhain и тд.

Далее программное обеспечение и УП управляют работой сервомотрами или шаговыми двигателями.

Последние, по заданному алгоритму, перемещают рабочий стол с деталью и/или шпиндель по трем осям координат, формируя траекторию движения. Закрепленный в цанге режущий инструмент – конической, цилиндрической, торцевой, концевой или другой формы, цельный, сварной или сборный – раскраивает, высверливает, снимает, гравирует материал. Он сделан из гораздо более плотного металла, чем сама заготовка, поэтому фрезерная обработка на станках с ЧПУ отличается эффективностью. Производительности также способствует высокая скорость вращения механической части оборудования. Точность обеспечивается электроникой, действующей автоматически.

Все, что нужно сделать оператору – ввести с пульта соответствующую программу, а после – визуально контролировать правильность ее выполнения, глядя на панель. В том случае, если технологическая операция пойдет не по плану или возникнет аварийная ситуация, останется только произвести отключение.

Современные модели предлагают своим пользователям целую систему решений, повышающую безопасность и качество производства, но не требуют от обслуживающего персонала выдающихся знаний и умений – научиться эксплуатировать любую из них сравнительно просто.

Их классификация достаточно обширна и ведется по целому ряду ключевых параметров, но в самом общем случае они подразделяются на:

  • Консольные – заготовка закрепляется на движущейся части (портале). При этом шпиндель в процессе функционирования оборудования находится в одном и том же положении.
  • Бесконсольные – у них могут перемещаться оба из упомянутых выше элементов, причем стол – по двум направлениям, держатель инструмента – по разным.

По типу используемых программ выделяют:

  • позиционные – координаты конечных точек четко фиксируются;
  • контурные – задается уже траектория проводимой обработки;
  • комбинированные – сочетают особенности двух предыдущих вариантов;
  • многоконтурные – максимально широки по своему набору функций.

По решаемым задачам их классифицируют на:

  • сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ – используются для создания технологических отверстий;
  • расточные – применяются для расширения посадочных мест до нужных диаметров;
  • токарные – предназначены для чернового и чистового точения конических, цилиндрических, фасонных поверхностей, подрезки торцов и так далее;
  • широкоуниверсальные – могут выполнять все вышеперечисленное, в том числе за счет наличия дополнительной шпиндельной головки, способной функционировать как одновременно с основной, так и раздельно.

Любой из подвидов данного оборудования бывает как настольным, так и устанавливаемым на индивидуальное основание. Кроме того, существует классификация по обрабатываемому материалу, и каждый тип здесь заслуживает более подробного рассмотрения.

Портальные и мини фрезерные станки с ЧПУ по металлу

Одни из наиболее востребованных в современной промышленности (в частности, в приборо- и машиностроении). На них сверлят, растачивают, зенкеруют детали из стали, чугуна, сплавов.

Главная их особенность – повышенная прочность режущего инструмента, ведь он обязан быть гораздо прочнее той поверхности, на которую воздействует.

Способны поддерживать все 4 варианта программ. По конструкции могут быть как с консолью (со столом, движущимся и параллельно, и перпендикулярно шпиндельной оси), так и без нее. Поддерживают высокую скорость вращения, с их использованием вполне реально добиться оптимальной точности обработки.

Существует достаточно важное подразделение по размерам. Так, настольный маленький фрезерный станок с ЧПУ по металлу может быть установлен в небольшом цеху, в частной мастерской или даже дома. Основное его преимущество в компактности – он востребован тогда, когда малая площадь не позволяет эксплуатировать оборудование помощнее. Хотя и его производительности хватит для выпуска мелкосерийных партий.

Другое дело широкоуниверсальные центры: они габаритны, поэтому обычно предназначены для крупных заводов и фабрик. Стоят они дороже, места занимают больше, но выбор в их пользу полностью оправдан. К двум шпиндельным головкам (первая – основная, вторая – дополнительная, смонтированная на хоботе, выдвижном и поворачиваемым под любым углом) можно добавить еще одну, накладную. Такое решение позволит параллельно осуществлять сразу несколько технологических операций, допустим, одновременно проводить и зенкерование, и растачивание. Производительность возрастает в 2-3 раза, оборудование быстро окупает себя.


Модели фрезерных станков с ЧПУ для заготовок из древесины

С их помощью:

  • выполняют контурную раскройку;
  • наносят пазы;
  • проводят выборку фальцев;
  • вырезают криволинейные поверхности;
  • создают крупногабаритные и тонкие формы;
  • добиваются отличного качества поперечного строгания.

На сравнительно высоких скоростях вращения точно обрабатывают как твердые породы (ясень, дуб, тополь, акация, бук), так и мягкие, причем деликатно – без задиров, ворсистости, выдирания волокон. Поэтому нашли самое широкое применение на мебельных комбинатах и в мастерских по производству узорных рам, резных дверных наличников, сувениров, декоративных элементов.

Фрезерно-гравировальная группа

Такое оборудование предназначено для нанесения сколь угодно сложных рельефных надписей, рисунков, изображений на поверхности различных материалов: не только металла или камня, но и древесины, пластика, стекла и даже слоновой кости.

Конструкция вполне стандартна: в механической части подвижным может быть либо стол, либо портал, деталь фиксируется или жестко, или автоматически, пневматическими прижимами, в электронной тоже нет ничего принципиально нового – микропроцессор контролирует точность хода. Ключевое отличие – в форме режущей головки, а также в твердости инструмента.

Если называть наиболее часто проводимые фрезерные работы на станках с ЧПУ, примером может выступить нанесение гравировок на мебель, на корпусы автомобилей и транспорта вообще, на ювелирные изделия. Оборудование удобное и простое в эксплуатации, отличается функциональностью, производительностью, надежностью, высоким качеством конечного результата, что и обуславливает широту его современного применения.

Главная особенность их конструкции – движущаяся несущая часть (портал, станина) при зафиксированном в одном положении шпинделе. За счет такого строения отличаются сравнительно высокой жесткостью, способствующей точности выполнения технологических операций. Наиболее популярны, разделяются на несколько подвидов, каждый из которых заслуживает рассмотрения.


Обладающие широкой универсальностью

Это и сверлильные, и токарные, и фрезерно-расточные станки с ЧПУ – сразу несколько моделей в одной, способной осуществлять все виды обработки металлов, сплавов, пластиков, древесины и других материалов. Они особенно востребованы в массовом и крупносерийном производстве, так как могут похвастать многозадачностью. У них сразу две шпиндельные головки (вторая – на выдвижном хоботе, так что ее не проблема разместить под любым углом), плюс еще одна накладная. Такое конструктивное решение позволяет быстро выпускать и/или подготавливать детали самой сложной формы – по принципу «один инструмент снимает лишний материал, другой в это же время – растачивает отверстие».

В качестве примеров такого оборудования можно привести:

  • JET JMD-939GH;
  • НГФ-110-Ш4+ВГФ;
  • СФ-676 (675).

Отдельного внимания заслуживает просто универсальный фрезерный станок с ЧПУ, который относится немного к другой категории. В отличие от моделей с широкой функциональностью (их важно не путать), он востребован в мелкосерийном и единичном производстве, часто устанавливается в небольших мастерских и цехах. Позволяет подготавливать все поверхности, углы и пазы нетяжелых заготовок – спиралей, моделей штампов и тому подобное. Все его элементы расположены на станине, оправку с режущим инструментом поддерживает хобот с подвесками. Консоль у него перемещается вверх-вниз, стол на салазках – влево-вправо (в соответствии со шпиндельной осью), что обеспечивает высокую скорость решения задач.

В числе популярных примеров:

  • XN6336C;
  • Optimum MF1 Vario;
  • PROMA FVV-30.

Горизонтального типа

По сфере применения, принципу функционирования и конструкции похож на универсальный: все основные узлы фрезерного станка с ЧПУ размещены на направляющей, а коробка подачи и магазин для инструментов – на портале. Ключевая разница в том, что нет поворотного устройства. Поэтому стол таких моделей может перемещаться либо только перпендикулярно шпинделю, либо только параллельно. Поэтому для выполнения операций, подразумевающих деление или винтовое движение, требуется применять дополнительные приспособления.

Остаются востребованными при подготовке фасонных и винтовых поверхностей, пазов и углов – с помощью цилиндрических и дисковых, концевых и торцевых, угловых режущих головок.

В списке востребованного сегодня оборудования:

  • 6П80Г;
  • НГФ-110-Ш4;
  • 6М82ГБ (на базе 6М82Г).

Вертикального типа

Это может быть координатно-фрезерный станок с ЧПУ, точность программ которого сочетается с широкими возможностями. Технологичность достигается в том числе благодаря расположению шпинделя, допускающему некоторое смещение вдоль оси и небольшой поворот по горизонтали.

Еще одна особенность – оправка в виде конуса Морзе (если следовать советскому стандарту) или ISO-40 (у зарубежных брендов) для установки концевого режущего инструмента.

Принципиальное различие в том, что в данном случае могут перемещаться и стол, и шпиндельная головка, причем независимо друг от друга. Это позволяет быстрее и проще подготавливать заготовки нестандартных размеров, крупных габаритов, большой массы. Подразделяется на два подвида.


Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ

На нем проводится резка и точение зубчатых колес, рамок, углов, пазов и подобных им деталей, выполненных из стали, чугуна, цветмета, сплавов. Так как консоль у такой модели отсутствует, стол со всеми функциональными узлами движется прямо по направляющим станины, и это при шпинделе с установочным перемещением по вертикали (который, вместе с гильзой, допустимо немного сдвигать по оси).

Преимущество такой конструкции заключается в предельной жесткости, улучшающей точность проведения технологических операций.

Классически популярными продолжают считаться следующие модели:

  • 6Р12П;
  • Кратон WMM-2,55;
  • 6Р13.

Горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ

По своей конфигурации похож на предыдущий тип, с той разницей, что шпиндельная головка у него расположена по горизонтали. Такое решение дает столу возможность передвигаться в трех направлениях, перпендикулярных по отношению друг к другу (по направляющим станины и стойки), но без изменения угла наклона.

На практике имеет смысл предназначать их для подготовки крупногабаритных деталей, так как, за счет жесткости, точность технологических операций сохраняется даже на высоких скоростях вращения вала. Удобны тем, что можно дополнительно оснастить их тисками, делительной головкой и другими приспособлениями для расширения спектра решаемых задач. Выпускаются многими брендами, в том числе швейцарским JET и немецкими Optimum Maschinen GmbH и Heinbohr.

Это собой целая систему действий, обязательных к выполнению и подразумевающих ручное включение механизмов и ПО, проверку их взаимодействия, использование кнопок, переключателей и тумблеров пульта управления. Проводится в 8 шагов – рассмотрим их по порядку.


Комплектование (получение) инструментов и другой технологической оснастки

Осуществляется согласно распечатке программы (карте ЕСТД ГОСТ 3 1404 74, если руководствоваться не зарубежными стандартами). Так, все задействованные режущие головки должны быть до начала проведения технологических операций оснащены вспомогательными приспособлениями (если последние вообще предусмотрены). Тогда они будут полностью готовы к монтажу в конусное шпиндельное отверстие, что позволит определить, нужна ли коррекция, еще перед стартом работы – экономия времени налицо.

Сравнение радиусов (диаметров) и длин инструментов с их расчетными значениями

Этап настройки фрезерного станка с ЧПУ, от правильности выполнения которого зависит точность размеров конечной заготовки. Необходимо измерить 2 параметра:

  • Радиус фрезы (с учетом радиального биения) – прибором БВ-2013. Следует установить его хвостовик в шпиндель, зафиксировать и приступить к медленному перемещению горизонтальной каретки. Как только она коснется инструмента в крайней (наибольшей) точке, вы нашли искомую величину.
  • Длина вылета – маховиком постепенно и не торопясь передвигаете другую каретку, вертикальную. Когда торец режущей кромки начнет контактировать со штифтом, получите нужную характеристику.

Дальше останется только сравнить и, если реальные цифры не совпадут со стандартными, перейти к следующему шагу (если же они будут равными, просто пропустить его).

Определение значений коррекций, связанных с размерами инструментов, запись их по видам и номерам корректоров

Каждое расхождение следует зафиксировать в документации, после чего исправить, подобрав точно подходящие параметры. Для убыстрения можно использовать оптические, а не механические приборы для сравнения – они более чувствительные.


Зарядка считывающего устройства

Нужно разместить его под технологическим пультом, а после реализовать один из двух способов:

  • Бобины – длинная перфолента будет идти с первой на вторую, а затем, по окончании программы, перематываться в исходное положение специальным механизмом.
  • Бесконечная лента – она склеивается концами, закладывается между ведущими барабанами, поступает в направляющий лоток, а потом – на головку считывания, и в результате прокручивается столько раз, сколько необходимо.

Ориентирование и установка приспособлений и заготовки согласно координатам исходной точки (ИТ)

Располагаете поверхности детали в правильном положении относительно нуля (начала отсчета) и осей перемещения режущей кромки.

Установка инструментов

Если их несколько и смена проводится вручную, фиксируете в шпинделе первый до старта технологической операции, а каждый последующий монтируете во время специально предназначенных для этого пауз. Если работает автоматика, достаточно обращать внимание на табло и заменять головки сразу при высвечивании соответствующей цифры.

Ввод коррекции

В случае обнаружения отклонений реальных размеров от расчетных проводится повторное программирование фрезерного станка с ЧПУ. Перфолента переписывается с поправками – другим количеством импульсов, – обеспечивающими изменения по:

  • геометрии – длина вылета, диаметр, радиус;
  • режиму эксплуатации – частота вращения вала, скорость подачи.

Корректировки вносятся до старта технологической операции, в исходной точке отсчета, на пульте вручную, с записью соответствующего кода, в котором указываются все подготовительные функции.

Опытная автоматическая обработка детали (нескольких заготовок при многопозиционной обработке)

Проводится для проверки правильности заданной программы. Если полученные в ее ходе размеры будут отличаться от расчетных, придется заново выполнять правки, сбрасывая в нуль предыдущую коррекцию и вводя новые уточненные значения.

Чертежи и схемы управления фрезерными станками с ЧПУ вы можете запросить у их производителей. Например, компания Сармат, выпускающая такое многофункциональное оборудование, открыта для клиентов, а ее менеджеры всегда рады развернуто проконсультировать по всем вопросам выбора моделей под нужды конкретного предприятия.


Токарный станок с ЧПУ по металлу: чертежи модели настольного мини токарно-винторезного оборудования по обработке деталей

19.03.2020

  1. Назначение
  2. Конструкция
  3. Принцип работы современного токарного станка с ЧПУ
  4. Типы токарных станков с ЧПУ
  5. Классификация
  6. Маркировка
  7. Программирование оборудования
  8. Как выбирать токарные станки с ЧПУ
  9. Видео

Числовое программное управление вызвало переворот в технологии металлообработки. Если на старом оборудовании основное значение имело мастерство токаря, то теперь у агрегата может стоять любой оператор, его задача – только следить за действиями машины. В статье расскажем про работу на настольном мини токарном станке с ЧПУ с чертежами по металлу, про его технические характеристики.

Обработка материала происходит с помощью инструментов из прочной и острой инструментальной стали. Такое механическое воздействие позволяет рассечь стальной цилиндр (шар, конус), снять с него верхний слой, а также произвести сквозное или глухое отверстие.

Можно выделить шесть основных задач, которые реализуются методом точения:

  • обтачивание поверхности – производится снятие стружки снаружи детали;
  • расточка изнутри – есть возможность увеличить внутреннюю полость или произвести операции по приданию нужной формы;
  • подрезка торцевой части – срез, край заготовки подвергается обработке;
  • нанесение канавок или резьбы;
  • сверление отверстий посредством сверла или метчика;
  • распиловка цилиндрического стального прута, трубы.

Это стандартные функции классического вида токарного станка с ЧПУ. Но есть универсальные модели, которые включают также фрезерные инструменты. Соответственно, на них можно выполнять и работы по фрезеровке.

С помощью оборудования можно работать со следующими деталями:

  • втулки;
  • валы;
  • шарики, например, для подшипников.

Числовое программное управление также позволяет изготавливать изделия сложной конфигурации. Обычно это не крупносерийное производство, а индивидуальные заказы по заранее подготовленным чертежам.


Вне зависимости от разновидности модели, ее основные элементы остаются прежними:

  • Станина. Простыми словами – это крепкий и надежный стол, который выдерживает большую массу, вибрации, но при этом остается неподвижным и удобным для использования. При крупном весе изделий рекомендовано крепить ножки на бетонном основании.
  • Бабка. Это узел, который можно назвать рабочей зоной. Он отвечает за поддержание и перемещение изготавливаемой продукции. Всего их две – передняя и задняя. В первой располагается движок (под ней), переключение скоростей и шпиндель – он отвечает за вращение. Во второй – только фиксирующие элементы.
  • Суппорт – подвижная часть, отвечающая за перемещение резца в нескольких плоскостях. Также здесь установлены крепкие зажимы, позволяющие фиксировать инструмент.

Ко вспомогательным устройствам можно отнести сам пульт управления. Его задача – программирование токарных станков с ЧПУ, на разных моделях работа с ним отличается в деталях, но суть остается прежней. С его помощью осуществляется распределение задач на все подвижные узлы оборудования, то есть на вращающиеся шпиндели (скорость, направление) и на суппорт. Встроенное компьютеризированное устройство самостоятельно выбирает последовательность действий, максимально возможную скорость металлообработки и контролирует процесс.

Еще одна вспомогательная система – СОЖ. Это поставка смазочно-охлаждающей жидкости в рабочую зону, а также удаление возникающей в ходе работы металлической стружки.

С такими машинами можно достичь высокой степени автоматизации. Действия оператора являются фактически факультативной.

Большинство операций производятся автоматически. Все они делятся на основные, которые отвечают за металлообработку, вспомогательные – отвод стружки, подача смазки, установка и снятие детали.

Алгоритм проведения работы следующий:

  1. Фиксация заготовки.
  2. Постановление оснастки, то есть дополнительных средств для закрепления режущих элементов.
  3. Установка в резцедержателе инструмента.
  4. Включение привода. Начинает вращаться металлическая конструкция.
  5. Размещение резца в начальной точке – на расстоянии от металла.
  6. Проход – производится снятие верхнего слоя с последующим отводом лезвия.
  7. Чередование 5 и 6 этапа. При этом позиционирование происходит в разных плоскостях, для продольного и поперечного движения.
  8. Контрольное измерение параметров детали.
  9. Снятие со станочного оборудования.

Фактически все производится автоматически, кроме установки и снятия элемента. Даже замер размеров часто бывает автоматизированным, а приспособления для фиксации обладают быстрозажимной оснасткой и прочими свойствами для упрощения работы оператора.

В целом использование и наладка токарного (токарно-винторезного) станка с ЧПУ приводит к снижению трудозатратности, уменьшению количества брака, ускорению процесса. Производство, обладающее такими устройствами, является намного более эффективным. Также снижается количество полученных травм на заводе. Появляется возможность изготавливать сложные металлические детали без большого труда.

Компания «Сармат» реализует установки с числовым пультом управления по доступной цене. Фирма предлагает дополнительные услуги – доставку и настройку нового оборудования. В каталоге их интернет-магазина можно найти много моделей высокого качества разного ценового сегмента.


Любое металлообрабатывающее оборудование с пультом управления обладает одной из систем передвижения составляющих. В зависимости от того, как двигается инструмент и заготовка, различают три вида устройств.

Позиционные

Перед каждым новым циклом режущая конструкция «отправляется» на заранее выбранную позицию, с которой будет максимально удобно и эффективно производить начало работы. Координаты определяются автоматически с учетом силы трения, направления движения и прочих факторов. При этом используется самый короткий маршрут.

При постановлении резца на исходное место скорость движения постепенно замедляется, это позволяет добиться высокой точности при позиционировании. Если перемещение предполагается по двум координатам, то в зависимости от разновидности токарного станка-автомата с ЧПУ, либо оно происходит поочередно, либо одновременно – по диагонали.

Контурные

Второе название – непрерывные. Они работают в постоянном движении нескольких рабочих узлов, то есть перемещается не только инструмент, но и заготовка. Основное отличие происходит по количеству управляемых координат – от 2 до 6. Чем их больше, тем быстрее процесс и шире возможности. К примеру, наличие двух осей позволяет работать только с плоскими поверхностями, в то время как третья добавляем объем.

Все контурные системы разделяются на:

  • прямолинейные;
  • прямоугольные;
  • криволинейные.

Это различие определяет передвижение резца.

Адаптивные, или универсальные токарные станки с ЧПУ

Это комбинированный механизм, который использует и одну, и вторую систему в зависимости от конкретной ситуации и ее потребностей. Такие машины являются самыми эффективными и производительными. Они обладают наибольшей скоростью выполнения и точностью.

Кроме перечисленного распределения, есть еще множество факторов, по которым происходит разделение всех устройств на модели и категории. Рассмотрим их подробнее.


По размещению шпинделя

Фактически это предопределяет расположение заготовки. Есть вертикальные и горизонтальные токарные станки с ЧПУ. Первые встречаются реже, но они удобны тем, что занимают мало места. Однако для их установки потребуется достаточно крепкое бетонное основание.

Если деталь крепится с двух сторон в позиции по горизонтали, то сама станина, как и рабочая зона, занимает больше места. Это более классическая и привычная форма, поскольку обычные, без пульта управления имели именно такое расположение.

По расположению направляющих

Это важный узел, по которому передвигаются ползунки с инструментами. Они могут двигаться в нескольких направлениях:

  • по горизонтали;
  • по вертикали;
  • по наклонной линии.

По организации инструментальной системы

Существует два вида:

  • Сменные магазины с инструментами. Иногда в одном может находиться до 300 разновидностей лезвий.
  • Револьверные шпиндельные головки. Кассетный резцедержатель вмещает до 12 резцов.

По виду выполняемых работ

Все машины различаются по технологическим группам. Токарная обработка на станках с ЧПУ имеет 1-й номер. В то время как фрезерная, например, – 6-й.

Количество функций может быть разным. Чем больше возможностей у оборудования, тем оно универсальнее. Многозадачность может быть выражена возможностью делать глухие и сквозные отверстия, а также наносить внутреннюю и внешнюю резьбу.

На каждом устройстве есть обозначение, состоящее из цифр и букв. Оно может быть нанесено краской, но чаще делается гравировка. По данной совокупности знаков можно узнать подробную информацию о технических характеристиках изделия. Все устройства подвергаются маркированию по одному типу, поэтому токарные установки отличаются в основном первым числом.

Что обозначают цифры:

  • Первая – группу (по типу деятельности, то есть фрезерное, сверлильное или иное назначение).
  • Вторая – подтип. Это более конкретное описание технических характеристик, например, уровень автоматизации, направление движения и пр.
  • Третья и четвертая – дополнительные черты.

Буква приписывается не всегда и не везде. Ее наличие говорит о модернизации стандартного устройства токарного станка с ЧПУ. Например, в самом конце стоит класс точности. Это может быть следующее буквенное обозначение:

  • Н – нормальный.
  • В – высокий.
  • С – особо точный.

Также может быть указание на тип пульта управления. К примеру, буква «Ц» обозначает цифровую модификацию.

Иногда можно увидеть аббревиатуры самых популярных заводов, например, МШ – это московский шлифовальный.

Предоставим информацию в виде изображения, чтобы наглядно показать расположение всех знаков:



Работа с таким механизмом – это действия слаженной команды. Изначально при моделировании изделия поступает технический заказ. Инженеры создают чертеж. Проектирование происходит на компьютере посредством специальных систем – САПР, поскольку все схемы при сохранении должны быть сохранены в определенном формате – STL. Такие файлы хранят информацию о трехмерных моделях.

Затем из этой программы для токарного станка с ЧПУ документ переносится в память оборудования. Формируется набор действий, который наиболее быстро и эффективно поможет выполнить изделие на чертеже.

Оператор только следит за процессом и может вмешаться в действия контроллере управления, внести коррективы.

Не всегда на этапе программирования требуются компьютерные программы для автоматизированного проектирования. Иногда все параметры можно ввести вручную прямо на дисплее. Это актуально, когда в процессе работы нужно добиться максимально простых форм.

В целом сама система ЧПУ состоит из:

  • пульта – это шкаф с кнопками, которые нажимает оператор;
  • дисплея – на нем будут отображаться программные действия;
  • контроллера управления – предназначается для распределения обязанностей между всеми узлами;
  • оперативное запоминающее устройство – особенность такого оборудования в том, что в его память можно заложить несколько программ, а затем быстро переключать и перепрограммировать все на новый цикл.

Прежде чем купить аппаратуру, необходимо убедиться в ее необходимости. Мы рекомендуем установку довольно дорогостоящего инструмента в следующих целях:

  • На небольшом предприятии, когда каждое изделие выполняется индивидуально и имеет сложную геометрию. Обычно в таких случаях детально прописывается чертеж, поэтому проще воспользоваться сразу хорошей программой и поместить макет в ПУ.
  • При серийном производстве в качестве экономии времени и человеческих ресурсов. Быстрый и фактически беспрерывный производственный процесс вам может обеспечить только автоматизированная машина.
  • В случае изготовления мелких деталей с требованием высокого качества точности. Изготавливать вручную очень маленькие металлические элементы – очень скрупулезный и неблагодарный труд. Только такое оборудование поможет добиться поразительной точности.

Так мы вкратце осветили вопрос, когда требуется покупать станок. Теперь определимся с тем, как его выбирать.

Понятно, что чем больше дополнительных функций, тем дороже прибор. Но важно понять заранее, требуется ли вам эта многозадачность. Если у вас в цеху уже ест винторез, сверлильная аппаратура, тогда токарь не обязан выполнять эти функции на своем рабочем месте.

Но если у вас небольшое, мелкосерийное производство, то часто выгодным решением становится приобретение универсального и многофункционального оборудования.

Высокое качество и доступная цена – характеристики интернет-магазина «Сармат». Здесь вы можете найти широкий ассортимент продукции. Консультанты помогут вам с выбором, а сотрудники компании предоставляют дополнительные услуги наладчика токарных станков с ЧПУ. Также после покупки фирма сама займется вопросом транспортировки и погрузки. Заходите в каталог на официальном сайте, чтобы найти подходящую модель по приятной стоимости.

Мы рассказали про разновидности и устройство механизма, работающего с помощью числового пульта управления. А в этом ролике специалистом-токарем будет наглядно показано и рассказано, как работать и обращаться с машиной:


Домашний ЧПУ станок: функционирование, комплектация, специфика

Как функционирует и комплектуется домашний ЧПУ станок, специфика программного обеспечения и сферы (примеры), где он применяется. Имеет ли смысл приобретать данное оборудования для частного пользования и как сделать правильный выбор. Ответы на все эти вопросы Вы найдете в этой статье.

Основные характеристики

ЧПУ станок это оборудование с программным числовым обеспечением, то есть оно работает в симбиозе с компьютером. Домашний ЧПУ станок дает возможность каждому пользователю без особого труда спроектировать любое изделие из дерева на своем компьютере. Если вспомнить, сколько времени у мастеров раньше уходило на изготовление резных изделий из дерева во время, когда еще не было станков с ПО, то становится понятно, что на станке такая работа выполняется в разы быстрее.

ЧПУ станок дает возможность воплощать в жизнь такие проекты, которые невозможно исполнить вручную. А благодаря легкости в эксплуатации и простому функционалу даже не совсем знакомый с компьютерными технологиями мастер может установить такое числовое оборудование у себя дома и воплощать все свои творческие идеи в жизнь.

Комплектация

Главным функционирующим элементом фрезерного оборудования является станина – именно на ней и располагаются все основные элементы. Комплектуется он рабочим столом, суппортом, инструментами для резки, а также шпиндельными головками и консолью. Эти элементы являются базовой комплектацией станков с ЧПУ для частного применения.

Управление

Управлением заведует комплекс сигналов: они передаются от ЧПУ блока к электродвигателю агрегата. Вследствие этого каретки начинают перемещаться, а инструменты фрезеровки меняют свое положение на заготовке.

Характеристики ЧПУ

Сокращение это расшифровывается как числовое программное управление. То есть, любое техническое устройство (в нашем случае, это станок для домашней обработки материалов), работающее на программном управлении, выполняет действия, которые посылаются ему специализированной программой. В основном, как и во множестве других современных компьютерных программ, параметры функционирования станка задаются математическими формулами и цифрами.

Программное управление контролирует мощность, параметры скорости и ускорения, а также, вращение и другие функциональные характеристики. Получается, что любое механическое действие, осуществляемое станком – это выполнение последовательных команд, записанных в программе.

Последние поколения программного управления позволяют станкам работать практически без вмешательства человека. Но, когда только стали появляться и пускаться в массовое производство программы для такого технического оборудования, оно работало в полуавтоматическом режиме, то есть, для последующего рабочего цикла необходимо было вмешательство мастера. Такая практика и в наше время пользуется спросом, особенно для домашнего использования, поскольку владельцам они обходятся гораздо дешевле.

Виды

Оборудование ЧПУ, в зависимости от рабочего расположения делится на два вида:

  1. Настольные агрегаты. По своим возможностям такие фрезерные мини – станки ни чем не уступают высоко функциональным промышленным аналогам. Идеальное приобретение для тех, кому необходим инструмент высокой точности для обработки деревянных заготовок.
  2. Напольные. Понятно, что такой вид характеризуется большим размером относительно настольного вида. Для больших объемов работы и больших заготовок такие агрегаты и приобретаются чаще всего. Для оборудования небольшого цеха на дому, например.

По техническим особенностям конструкции оно также подразделяется на 3 категории:

  1. Портальный тип. Здесь перемещение блока происходит по одной оси, а рабочего стола – по другой. Станком с таким вариантом конструкции очень удобно делать небольшие заготовки.
  2. Рабочий стол движется по двум осям. Такое оборудование имеет в комплекте шпиндельную головку, которая оснащена, в свою очередь, поднимающим и опускающим механизмом резки по отношению к заготовке.
  3. Фрезерная установка с консолью. Используется для изготовления деревянных изделий из крупных заготовок.

Области применения

Так в каких же видах деятельности применяется данное оборудование в домашних условиях? Ниже приведем самый популярный перечень областей использования станков на программном обеспечении.

Сфера архитектуры

В этом направлении творческой деятельности полет фантазии мастера не ограничен ни чем. Любой необходимый объект внешней отделки дома, дачи, бани и других построек, которые есть желание украсить и сделать необычными, можно изготовить на станке у вас дома. Это могут быть любые элементы декорирования (лепнины) – смотрятся такие традиционные виды отделки домов действительно великолепно.

В интерьере дома также можно сотворить настоящие шедевры в работе на таком техническом устройстве. Резные перила, различные фигуры и резьба на межкомнатных дверных проемах, гардинах и во всех других местах, куда заведет мастера его фантазия или желание заказчика.

Мебельное производство

Почему бы и не заняться данным видом деятельности, имея в своем распоряжении желание работать и станок с ЧПУ в собственном гараже. Это прекрасная идея для открытия малого бизнеса.

С использованием такого станка можно вырезать красивые фигурные ножки для столов, скамеек, стульев, а дверца для шкафов с узорами и столешницы с резным оформлением сделают эксклюзивными любую столовую мебель.

Это еще не все примеры. Просторы интернета дают огромные возможности для такой творческой деятельности любому домашнему мастеру без дизайнерского и художественного образования. Существует достаточно много программ и файлов для скачивания, как с отдельными элементами, так и целыми композициями, которые готовы к применению.

Изготовление сувениров

Это направление резьбы по дереву также включает в себя огромное многообразие вариантов, их использование и различные методы изготовления. Сувениры можно изготавливать для подарков родным и близким, для украшения интерьера комнат в доме, для хранения безделушек и украшений, а также для розничной продажи и реализации на заказ в качестве дополнительного источника дохода или направления малого бизнеса.

Наиболее распространенная сувенирная продукция, которая изготавливается на станках с ЧПУ:

  • Резные шкатулки, сундуки и коробочки;
  • Разделочные доски, тарелки, ложки, подносы и другая кухонная утварь;
  • Фигурки людей, животных, птиц, какой – либо техники;
  • Различные композиции;
  • Рамочное оформление.

А какие великолепные рамки для зеркал, икон, окладов, картин и фотографий можно изготовить с помощью оборудования на ЧПУ! Смотрится такой вид оформления гармонично и эксклюзивно. Любой дополнительный элемент на любые виды рамок можно придумать и сделать в соответствии с пожеланиями.

Изготовление гравировок

С помощью такого станочного агрегата можно делать различные виды гравировок, причем, на разных материалах. Примером могут послужить надписи, узоры, разные виды логотипов, рисунков и другие варианты.

Увлечения

Многие умельцы делают своим хобби изготовление на ЧПУ оборудовании моделей любимых видов техники: мотоциклов, самолетов, машин, тракторов, вертолетов и даже кораблей. У многих со временем и приобретенным опытом в такой практике появляется страсть к изготовлению макетов домов, замков и даже целых городов. Такие резные шедевры становятся единственными в своем роде – это очень красивое и интересное творчество.

Еще больше пример применения агрегатов с ПУ в наших статьях :

  1. Идеи для фрезерного станка.
  2. Бизнес с ЧПУ лазером.

О преимуществах и недостатках работы со станками

Сначала рассмотрим основные преимущества, а далее перейдем к недостаткам.

Достоинства

Фрезерная установка с ЧПУ уже заняла достойные позиции на поприще изготовления декоративных отделочных, а также сувенирных изделий с обработкой высокой точности в условиях домашнего использования и применения в мелких цехах по производству данных видов продукции. Такое оборудование пришло на смену множеству инструментов, которые раньше использовали мастера резьбы по дереву, металлу, пластику и другим материалам.

В зависимости от модели, установка с ЧПУ дает возможность регулировки режимов скорости, направления резки, глубины резочного шва поэтому какую бы сложную задачу мастер не поставил перед собой – машина поможет осуществить ее с высокой точностью и минимальным риском брака.

Преимуществом ЧПУ также является то, что такой вид устройства осуществляет свою работу посредством подключения к обычному персональному компьютеру, а управление происходит с помощью специально разработанных программ. Поэтому, это оборудование, в условиях частного применения, способно производить обработку различных видов материалов, производить детали любого вида сложности.

В итоге, за счет автоматизирования процесса изготовления изделий, который сокращает затраты времени на переустановку и транспортировку шаблонов и увеличивает частоту рабочих операций, у мастера появляется дополнительное время и затрачивается гораздо меньше сил на такой труд.

При необходимости оборудование можно быстро, а главное – самостоятельно перенастроить: никакой квалификации и специального образования для работы на станках с ЧПУ не требуется. На таком достоинстве можно также сэкономить, ведь вызов наладчика не бесплатный.

Недостатки

Если приобретать станок числового управления для эксплуатации в личных целях, то сумма его стоимости будет весьма ощутимой для бюджета среднестатистического приобретателя. А для оборудования небольшого мини – цеха, направленного на производство резных изделий с дальнейшей реализацией такая затрата покажется менее ощутимой, поскольку аппарат за непродолжительное время использования оправдает ее.
В плане эксплуатации и ремонта картина немножко другая.

К ремонту и замене несущих элементов рано или поздно подойдет любой владелец и, естественно, на это придется также потратиться. Потратить немалую сумму придется и на режущие инструменты, которые наиболее часто нуждаются в замене.

Нюансы выбора оборудования на ЧПУ для частной эксплуатации

Любая вещь, сделанная своими руками, пусть даже самая незначительная (небольшой сувенир, фурнитура), отличается своим особым очарованием. Те домашние мастера, которые любят заниматься таким творчеством, приобретают в частное использование оборудование с ЧПУ. Оно значительно облегчает работу по изготовлению большого спектра изделий из любых видов материалов.

Но прежде чем решиться на такую нужную, дорогостоящую и серьезную покупку, нужно учесть несколько немаловажных нюансов, чтобы в процессе эксплуатации не испытывать разочарований.

Определяемся с фронтом работ

Выбор свой следует остановить на таком станке с программным обеспечением, который отвечал бы требованиям изделия. То есть, если у вас в планах изготовление резных дверей с самыми разнообразными видами узоров, как межкомнатных, так и входных, то следует приобретать такой вид станка, который был бы гораздо большего размера, чем для изготовления фурнитуры или статуэток.

Тоже самое касается и других видов изделий – именно от будущих особенностей размера, конструкции, формы и многого другого зависит то, какой именно агрегат лучше всего приобрести.

Особенности конструкции и технические параметры

Этим важным аспектам следует уделить особое внимание перед приобретением установки с числовым управлением. Дело в том, что каждая модель станка имеет свои отличительные особенности и лучше с ними разобраться до приобретения оборудования.

Одним из важных элементов конструкции является портал, который должен быть изготовлен исключительно из стали – таким образом, исключается вибрация заготовок во время эксплуатации установки. А следовательно – исключается деформация и брак.

А вот на толщину заготовки будет оказывать влияние величина шпинделя – это тоже следует учитывать перед приобретением.

Опытные мастера рекомендуют выбирать станки, работающие на распространенном программном управлении. Это значительно облегчит рабочий процесс, особенно мастерам, у которых маловато опыта.

Программы на них составляются очень легко, с режимами использования разобраться тоже не составит никакого труда, так же как и с вопросами контроля и внесения корректировок.

Кроме того, лучше заранее определиться, где вы будете устанавливать ЧПУ станок: влезет ли он в отведенное для него помещение, будет ли он по размеру стола, который вы планируете использовать.
Важным аспектом для многих из нас является экономичность. Поэтому, стоит тщательно обдумать – как часто будет происходить применение и окупит ли себя такое оборудование?

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
  • 1615

ЧПУ расшифровка | что такое ЧПУ: как переводится аббревиатура оборудования

Программы для станка создаются одним из трех методов: ручным программированием, программированием с пульта оперативной системы ЧПУ, при помощи САD- и СAM-систем. Аббревиатурой CAD обозначают процесс автоматизированного проектирования, CAM — автоматизированного производства. В CAD-программах создают трехмерный дизайн изготавливаемых объектов, посредством CAM-программ превращают виртуальные модели в трехмерные предметы.

Что такое станок ЧПУ и как расшифровывается аббревиатура?

Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление. Такие станки оснащены компьютеризированными системами, обеспечивающими оптимальное функционирование столов, суппортов и шпинделей на протяжении технологического процесса. Операторы контролируют процесс специальными командами — кодами M- и G-типа.

Программы для станка создаются одним из трех методов: ручным программированием, программированием с пульта оперативной системы ЧПУ, при помощи САD- и СAM-систем. Аббревиатурой CAD обозначают процесс автоматизированного проектирования, CAM — автоматизированного производства.

В CAD-программах создают трехмерный дизайн изготавливаемых объектов, посредством CAM-программ превращают виртуальные модели в трехмерные предметы.

Из каких компонентов состоит система ЧПУ?

В систему ЧПУ входят следующие компоненты:

  1. Шкаф с операторским пультом.
  2. Дисплей.
  3. Контроллер управления.
  4. Запоминающие устройства.

Одно из запоминающих устройств является оперативным, второе постоянным.

Назначение станков с ЧПУ и целесообразность применения

Станки с ЧПУ востребованы для металлообработки, шлифовки камней и прочих твердых природных материалов, изготовления мебели, производства ювелирных украшений, выпуска пластиковых деталей, игрушек и сувениров (в том числе с криволинейными формами). Но стоят такие устройства недешево — поэтому там, где можно обойтись без ЧПУ, на них экономят.

Насущная потребность в ЧПУ возникает в следующих случаях:

  1. В деталь в процессе изготовления могут вноситься незначительные конструктивные изменения, и тогда оператор с пульта подкорректирует программу.
  2. Присутствует необходимость особо точного исполнения. Благодаря дискретному шагу привода отклонения колеблются в диапазоне до 3 мкм.
  3. Сложная поверхность заготовок требует проведения ряда технологический операций в процессе механической обработки.
  4. Готовые детали будут применяться для особо ответственных заданий — например, они станут элементами медицинских аппаратов либо комплектующими для авиатехники.

В большинстве случаев ЧПУ-станки закупают для выпуска регулярных или крупносерийных партий изделий.

Принцип работы современного станка с системой ЧПУ

Микроконтроллер выдает на исполнительные механизмы станка управляющее воздействие, то есть электрические импульсы определенной продолжительности. В роли исполнительных механизмов выступают электродвигатели привода, электромотор шпинделя, вспомогательные системы. Также контроллер обеспечивает движение режущих инструментов по поверхности детали в соответствии с заданной программой обработки.

Классификация оборудования с числовым программным управлением

В зависимости от способа обработки материала, ЧПУ-станки бывают:

  1. Сверлильными. Сверло вращается и перемещается вокруг блока исходного материала и в контакте с ним.
  2. Токарными. Блоки сырьевых материалов вращаются против головок бура.
  3. Фрезерными. Материал удаляют из заготовок с помощью вращающихся режущих инструментов.
  4. Оснащенными иными режущими инструментами. Резка может выполняться с помощью лазера, плазмы, кислорода либо водоструйной технологии.
  5. Для химической и электрической обработки. Материал можно резать посредством следующих типов обработки: электрохимической, электронно-лучевой, электроэрозионной, фотохимической, ультразвуковой.

ЧПУ-станки применяются для обработки обширного разнообразия материалов: стали, дерева, титана, меди, латуни, алюминия, стекловолокна, полипропилена, пластмассы.

Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерные ЧПУ-станки способны заменить собой до 300 инструментов. Они режут заготовки любых форм, в том числе сложных пространственных, раскраивают металлические листы, выбирают пазы, загибают углы. Расположение шпинделя у них бывает горизонтальным либо вертикальным. Станки для фрезеровки могут быть консольными либо нет, с одной или несколькими деталями. Контроль может осуществляться одновременно по двум, трем или более координатам. На позиционных фрезерных станках выполняют сверлильные работы, на контурных — обрабатывают криволинейные поверхности сложных форм, с помощью комбинированных — решают комплексные задачи.

ЧПУ-станки для фрезеровки обладают мощными корпусами и станинами. Ребра жесткости придают их шпинделям повышенную прочность. Чтобы инструменты быстро перемещались по горизонтали, в комплекте к таким устройствам идут рельсы и точные винты.

В группе фрезерных ЧПУ-станков насчитывается несколько сотен моделей: от компактных с мощностью менее 750 Вт до габаритных, с 10-метровыми рабочими столами.

Токарный станок с ЧПУ

Такие устройства оснащены резцами со сменными пластинами. На центровых токарных станках точат фасонные поверхности, конические и цилиндрические заготовки. На патронных — зенкеруют, создают резьбу, обтачивают внутренние и внешние плоскости под втулки, диски, шестерни и фланцы. На универсальных моделях выполняют операции, свойственные обоим вышеперечисленным типам станков. На карусельных — обрабатывают крупногабаритные и неправильные по форме элементы. Компоновка станков бывает вертикальной или с крутым наклоном.

Шлифовальный станок с ЧПУ

С помощью таких станков различные поверхности подвергают обработке абразивными материалами. При шлифовке снимается гораздо больший объем металла или иного вещества, чем при обтачивании и фрезеровке. Только такой способ обработки позволяет выполнять хрупкие детали для электронных и точных вычислительных приборов.

Зубообрабатывающий станок с ЧПУ

На таких станках нарезают и отделывают зубья для колес различных передач. Колеса нарезаются методом следа или обкатки. Зубообрабатывающие станки для мелкосерийного производства автоматизированы в большей степени, чем модели для серийного выпуска деталей.

Многоцелевой станок с ЧПУ

Такие устройства предназначены для комплексных обработок заготовок и оснащены комбинированными системами программного обеспечения. Они одинаково успешно обработают как плоскую, так и сложную криволинейную форму, нарежут фаски и резьбу, выполнят расточку и раскрой, осуществят фрезерование. Ради облегчения предварительной настройки инструментов многоцелевые станки укомплектовывают сменными магазинами. Компоновка таких устройств может быть горизонтальной либо вертикальной.

Степень автоматизации

В управляющих системах ЧПУ-станков выделяют следующие ключевые параметры:

  1. Разновидность привода. Двигатель может быть шаговый, ступенчатый либо регулируемый.
  2. Метод контроля: непрерывный, позиционный, прямоугольный, смешанный.
  3. Как загружается программное обеспечение: через flash-носитель, на диске, с помощью магнитной или перфорированной ленты.
  4. Сколькими координатами можно управлять одновременно и каков диапазон допустимой погрешности при их введении.

Та цифра, что идет в артикуле станка после буквы Ф, характеризует степень автоматизированности устройства:

  • 1 — данные набираются на клавиатуре, предусмотрена цифровая индикация.
  • 2 — у фрезерного или токарного станка это означает прямоугольный метод контроля, у сверлильно-расточного — позиционный.
  • 3 — управление контурное или непрерывное. Таким способом удобно обрабатывать сложные детали.
  • 4 — многооперационное оперирование. Оно сочетает в себе вышеперечисленные функции.

Если вместо цифры стоит буква "Ц", это означает "циклический тип". Алгоритм у таких станков дешевый и простой, но этого достаточно для производства серий заготовок одинакового типа.

Преимущества систем с ЧПУ

Системы ЧПУ являются техникой полного цикла. Она исключительно надежная, обладает обширным функционалом, поддается гибкой настройке, рассчитана на длительную интенсивную эксплуатацию. Производственные затраты и процент брака минимизируются.

С помощью таких устройств удается выполнять чрезвычайно точную и сложную обработку, которая ранее была не под силу ни предыдущим поколениям станков, ни мастерам ручного труда. Производительность ЧПУ-станка в 5 раз выше, чем аналога без ЧПУ. Наладить и запустить нужную схему сможет даже оператор без профильного образования токаря или фрезеровщика.

  • 24 августа 2020
  • 357

Станок ЧПУ по металлу что это такое

Развитие технологий привело к тому, что ручной труд сменился машинным производством. Эта тенденция затронула и сферу металлообработки –  станки ЧПУ для обработки металло в также модернизировались, что со временем привело к созданию полностью автоматизированных систем, то есть станков с числовым программным управлением. Такие устройства позволили свести к минимуму участие оператора в процессе обработки деталей и существенно ускорить производственный процесс, сохраняя при этом высокое качество обработки материала.

Устройства с числовым программным управлением предназначены для обработки и резания металлов без вмешательства в технологический процесс оператора. Процесс полностью автоматизирован, что существенно снижает вероятность появления брака на производстве и сокращает временные затраты.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ незаменимы при массовом производстве, где крайне важно изготавливать большое количество одинаковых изделий без потери качества.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ делятся на несколько типов:

  • вертикальные,
  • горизонтальные,
  • продольные,
  • широкоуниверсальные,
  • инструментальные.

Принцип работы

Принцип работы металлообрабатывающих станков с компьютерным управлением заключается в исполнении следующего алгоритма:

  • Оператор разрабатывает программу, исходя из которой будет производиться обработка детали.
  • Загружает ее в управляющий блок станка.
  • В управляющем блоке производится обработка введенных данных. Контроллер подготавливает двигательные команды и направляет их в систему привода.
  • Привод, в свою очередь, осуществляет контроль движения и скорости рабочих блоков станка.
  • Система обратной связи фиксирует изменения и направляет соответствующие сигналы в блок управляющей системы.
  • Полученные данные сравниваются с исходными характеристиками, и если обнаруживаются несовпадения – программа автоматически вносит корректировки в производственный процесс.
  • Оператор во время работы станка через дисплей устройства осуществляет наблюдение за рабочим процессом и может вручную корректировать его через пульт управления в ручном режиме в случае необходимости.

Станки с ЧПУ для обработки металлов состоят из нескольких ключевых элементов.

К ним относятся:

  • Станина, которая служит основанием устройства. Изготавливается с помощью литья, что позволяет погасить вибрации, которые возникают в процессе работы. На станине устанавливаются все прочие узлы станка.
  • Направляющие. Служат для перемещения рабочей головки станка относительно детали, закрепленной на столе.
  • Система числового программного управления.
  • Двигатели.
  • Дисплей и управляющая панель.
  • Электрический двигатель со шпинделем.

3D фрезерный станок ЧПУ Advercut K6090T

  • Электропитание AC220V/50-60Hz
  • Размеры, мм 1400 x 1100 x 1200
  • Программное обеспечение DSP A11 (Digital Signal Processor), Type3 Software/France (в комплекте), ArtCAM, PowerMILL, MasterCAM
  • X-Z структура Немецкие ШВП, круглые прецизионные направляющие
  • Y-структура Немецкие ШВП (шарико-винтовые пары), квадратные рельсовые направляющие
  • Количество оборотов шпинделя 11000 об./мин
  • Количество осей 3
  • Мощность шпинделя 2,2 кВт
  • Охлаждение шпинделя Водяное
  • Рабочая скорость, мм/мин 6,000 мм/мин
  • Размер рабочего поля станка 600 x 900 x 150 мм
  • Разрешение/Точность 0.003125 мм /0.025 мм
  • Формат файла G code
  • Цанговый патрон ER20
  • Максимальная скорость перемещения, мм/мин 10,000
  • Интерфейсы USB 2.2

Станки с ЧПУ, предназначенные для обработки металлов, делятся на несколько типов в зависимости от способов подачи материала, расположения шпинделей и движения портала по направляющим.

Станки могут быть:

  1. Токарными.
  2.  Фрезерными .
  3. Вертикальными.
  4. Продольными.
  5. Консольной конструкции.
  6. Широкоуниверсальными, т. е. многопрофильными.

К отдельным видам также относятся станки отрезного типа, которые могут быть:

  • газовыми,
  • дуговыми,
  • плазменными,
  • лазерными,
  • гидроабразивными.

В процессе работы на станках с компьютерным управлением все узлы станка работают в автоматическом режиме без непосредственного участия оператора. Все движения устройства контролируются датчиками, установленными внутри станины. В зависимости от принципа работы датчиков можно выделить два типа систем:

  • Замкнутую. Контроль над рабочим процессом в ней осуществляется несколькими датчиками, а инструменты станка двигаются за счет специализированного привода.
  • Разомкнутую. На станках устанавливаются двигатели шагового типа, которые могут с максимальной точностью управлять движениями ключевых конструктивных элементов.

Чаще всего в металлообработке применяется фрезерный станок консольного типа. Шпиндель в таком устройстве практически не может перемещаться и, соответственно, совершает крайне мало движений. Движение обеспечивает рабочий стол с закрепленной на нем деталью.

Подавляющее число подобных станков универсальны. Они предназначены для фрезеровки заготовок из стали, чугуна и цветных металлов.

На фрезерном станке доступно выполнение следующих операций:

  • фрезеровка поверхностей с любым наклоном;
  • фрезеровка уступов, пазов и канавок;
  • фрезерование поверхностей фасонного и комбинированного типа;
  • резка материала;
  • резьбофрезерные работы;
  • сверление;
  • расточка;
  • нанесение резьбы;
  • обработка поверхностей со сложным профилем.

На токарном станке могут быть выполнены следующие операции:

  • торцевание и обточка материала;
  • отрезка заготовок, создание внутренних, торцевых или наружных канавок;
  • сверление;
  • шлифовка;
  • обработка металлов и сплавов.

На сегодняшний день отрасль продолжает свое развитие, а внимание разработчиков направлено на создание высокоскоростных устройств с 5 осями. Детали, созданные на таких станках, отличаются высокой точностью и крайне востребованы в высокотехнологичных отраслях – космической, машиностроительной и т. д.

3D фрезер AMAN AM30 Jewel

  • Размеры, мм 290 x 270 x 280 мм
  • Программное обеспечение ArtCut Engrave (совместим почти с любой CAM-системой)
  • Двигатели привода Шаговые двигатели
  • Код управления G-code
  • Количество осей 3
  • Микроконтроллер USBCNC
  • Мощность шпинделя 200 Вт, 8000 об/мин
  • Обработка колец 10-40 мм (внеш/внутр. диаметр), ширина обработки - 1-20 мм
  • Размер рабочего поля станка 80 x 80 x 70 мм
  • Разрешение, мм 0.00125
  • Требуемая операционная система Window 2000/XP/7

Требования к системам управления

Качество обработки изделий на металлообрабатывающих станках с ЧПУ напрямую зависит от особенностей и нюансов управляющих систем устройства.

Для того чтобы обеспечить высокую скорость перемещения элементов, конструкция должна быть оснащена контроллерами цифрового типа. К тому же, если станок оборудован пультом ПЭВМ, им можно управлять удаленно, что позволяет исключить вмешательство оператора в производственные процессы.

Устройства с ЧПУ используют в работе операционную систему Windows NT. Ее возможности позволяют осуществлять контроль над работой оборудования в режиме реального времени через сеть Интернет. Наличие ступенчатых микропроцессоров позволяет эффективно управлять инструментальной системой. Они способны автоматически передавать в управляющий блок информацию о состоянии оснастки и автоматически заменять рабочий инструмент.

Как выбрать?

Для того чтобы грамотно подобрать станок для обработки металлов, необходимо тщательно изучить конструктивные особенности доступных моделей и изучить их характеристики.

В первую очередь обратить внимание следует на следующие параметры:

  • конфигурацию деталей;
  • точность и качество обработки поверхностей;
  • габариты станка;
  • предельную массу заготовок;
  • доступные режимы обработки;
  • мощность устройства;
  • планируемый объем производства;
  • производительность станка.

Преимущества использования

Основными достоинствами металлообрабатывающих станков с ЧПУ являются:

  • точность обработки деталей;
  • снижение вероятности возникновения брака;
  • высокая производительность;
  • автоматизация процесса;
  • скорость замены инструмента во время обработки детали;
  • автоматизация смены расходных материалов и подачи материала.

Проблемы с оборудованием

Причин, которые могут вызвать проблемы с оборудованием, бывает множество, но все они могут быть классифицированы следующим образом:

  • ошибки в работе программного обеспечения;
  • неправильное использование оборудования;
  • нарушение технологического процесса;
  • слишком сильный износ деталей станка;
  • некачественно проведенный ремонт устройства.

Чаще всего пользователи отмечают сбои в работе электроники станка с ЧПУ, которые приводят к ошибкам во время работы по осям устройства. Также нередки случаи поломки инвертора и обрывы проводов.

Станки для обработки металлов с числовым программным управлением практически вытеснили модели устройств с ручным управлением. Это обусловлено тем, что автоматизация процесса значительно увеличивает производительность устройства, позволяет повысить точность обработки и качество изделий, а также скорость проведения работ. Роль оператора теперь сводится к контролю над работой станка и внесению корректировок в технологический процесс, если это необходимо.

Что такое станки с ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали с перфолентой. Хотя концепция сразу же доказала, что она может снизить затраты, она настолько отличалась, что завоевывала популярность у производителей.

Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х NC начинал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-code, почти универсальный язык ЧПУ, который у нас есть сегодня, не существовал. Каждый производитель продвигал свой собственный язык для определения числового программного управления или программ обработки деталей (программ, которые станки выполняли для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Milwaukee-Matic-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В 1960-е годы благодаря ряду ключевых разработок ЧПУ быстро развилось:

- Стандартный язык G-кода для программ деталей: происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, где он был языком, используемым в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

- CAD пришел в себя и начал быстро заменять бумажные чертежи и рисовальщиков в 60-х годах. К 1970 году CAD представлял собой индустрию приличных размеров с такими игроками, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

- Миникомпьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.

К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а затраты на занятость росли.В 60-х годах, обеспечив прочную технологическую основу, которая была необходима, ЧПУ взлетело и начало неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические индикаторы и ручная обработка.

американских компаний в значительной степени начали революцию ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем компании США. Японцы повторили ту же формулу с еще большим успехом и всего год спустя, к 1980 году, отняли лидерство у немцев.В 1971 году 10 крупнейших компаний с ЧПУ были компаниями США, но к 1987 году осталась только Cincinnati Milacron, и они оказались на 8-м месте.

Совсем недавно микропроцессорные технологии сделали системы ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для рынка ЧПУ для хобби и личного пользования.

Доступное по цене оборудование с ЧПУ также проложило путь для использования ЧПУ в прототипировании, наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по реализации контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был начат Национальным институтом стандартов и технологий NIST в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был переведен в общественное достояние и с открытым исходным кодом, а EMC2 появился вскоре, в 2003 году.

Mach4 был разработан основателем Artsoft Артом Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы в Windows вместо Linux, что сделало его еще более доступным для рынка персональных ЧПУ. Компания Арта, ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным за пределами промышленных магазинов.

Как EMC2 (теперь называемый LinuxCNC), так и программное обеспечение Mach4 для ЧПУ живы и процветают сегодня, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старого числового контроля!

4 потрясающих станка с ЧПУ своими руками, которые вы можете построить сегодня

В зависимости от того, сколько углов вы разрезаете с помощью фрезерного станка с ЧПУ и насколько сложен ваш проект фрезерного станка с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, вероятно, самый дорогой, самый сложный в исполнении, но самый гибкий Станок с ЧПУ своими руками. Хотя было создано несколько фрезерных станков с ЧПУ с нуля, вам лучше преобразовать ручной фрезерный станок в ЧПУ, пока у вас не появится большой опыт работы с ЧПУ.Таким образом, одно из первых решений, которое вам нужно будет принять и которое определит множество других решений для вас в дальнейшем, - это какой ручной фрезерный станок преобразовать.

Есть много возможностей. Некоторые из них, которые следует рассмотреть в порядке от самого тяжелого / самого дорогого к самому легкому / дешевому, включают:

- Фрезерный станок для колен в стиле Бриджпорта: они дорогие, и тяжелое колено не особенно хорошо подходит для ЧПУ. OTOH, есть много коленных станков с ЧПУ, и ничто не говорит «фрезерный станок», как Bridgeport.Я бы не выбрал один, если бы хотел с самого начала заняться ЧПУ, но если он у вас уже есть, нет необходимости рассматривать что-либо еще.

- RF-45 и клоны: это постельные мельницы китайского производства, которые доступны из самых разных мест и во всевозможных вариантах. Они имеют рабочий диапазон и жесткость, как у бриджпорта, но без тяжелого колена, поэтому они лучше подходят для проектов с ЧПУ. Их самый большой недостаток - их шпиндель, который ограничен 1600 об / мин. Планируйте преобразование ременного привода в какой-то момент, прежде чем вы полностью реализуете потенциал одного из этих заводов.

- Grizzly G0704: Эти фрезы немного меньше RF-45, но они являются идеальной платформой для ЧПУ. Такие люди, как Хосс из Hossmachine, могут предоставить полную информацию обо всем, что вам нужно знать, о планах и часто о комплектах, которые помогут с преобразованием. Если стол и дорожки достаточно велики для ваших проектов, это будет дешевле и быстрее, чем RF-45.

- Sieg X2: Это аккуратные маленькие машинки, очень популярные. Не думаю, что я стал бы меньше, чем X2, но вы можете делать с ним удивительные вещи, как продемонстрировал Hossmachine (полностью автоматический сменщик инструмента и корпус в стиле VMC).

Вот отличная статья о выборе станка-донора для проекта DIY CNC Mill.

Важное примечание:

Некоторые новички задумываются о переделке сверлильного станка в фрезерный. Даже не начинай идти по этому пути. Потребуется столько усилий, чтобы получить посредственный результат, что оно того не стоит.

Вот несколько типичных машин:

Переделка мельницы My DIY RF-45…

Преобразование ЧПУ

Hoss G0704 на довольно ранней стадии: он добавил намного больше!

Что такое станки с ЧПУ? (с иллюстрациями)

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) - это автоматизированные фрезерные устройства, которые производят промышленные компоненты без непосредственного участия человека.Они используют закодированные инструкции, которые отправляются на внутренний компьютер, что позволяет фабрикам точно и быстро изготавливать детали. Существует много различных типов станков с ЧПУ, от сверл до плазменных резаков, поэтому их можно использовать для изготовления самых разных деталей. Хотя большинство из них используются в промышленном производстве, существуют также версии для хобби большинства машин, которые можно использовать в частных домах.

Станок с ЧПУ.
Виды машин

Наиболее распространенными станками с ЧПУ являются фрезерные, токарные и шлифовальные станки. Фрезерные станки автоматически режут материалы, включая металл, с помощью режущего шпинделя, который может перемещаться в разные положения и на различную глубину в соответствии с инструкциями компьютера.В токарных станках используются автоматизированные инструменты, которые вращаются для придания формы материалу. Они обычно используются для очень точных разрезов симметричных частей, таких как конусы и цилиндры.

USB-накопитель, на котором можно хранить планы станка с ЧПУ.Шлифовальные машины

используют вращающееся колесо для измельчения материалов и формования металла или пластика в желаемую форму. Их легко программировать, поэтому они обычно используются для проектов, которые не требуют такой же точности, как фрезерные или токарные станки. Помимо этого, существуют также фрезерные станки с ЧПУ, которые используются для резки различных материалов; а также компьютерно-программируемые 3D-принтеры; и револьверные пробойники, которые используются для проделывания отверстий в металле или пластике. Эта технология также может использоваться с различными типами резаков, включая те, которые работают с водой, лазерами и плазмой.

Промышленный станок для лазерной резки обычно управляется через интерфейс ЧПУ.
Программирование и работа

Код, используемый для программирования устройств ЧПУ, обычно называется G-кодом.Он содержит информацию о том, где должны быть размещены части станка, и сообщает станку, где именно разместить инструмент. Другие инструкции сообщают машине дополнительные детали, такие как скорость, с которой должна работать деталь; насколько глубоко он должен резать, гореть или пробивать; и угол автоматического инструмента. Большинство современных промышленных станков с ЧПУ связаны в сеть компьютеров и получают инструкции по эксплуатации и инструментам через файл программного обеспечения.

Операторы программируют координаты в станке с ЧПУ, и станок выполняет задачу с минимальным контролем.
Преимущества и недостатки

В промышленных условиях станки с ЧПУ можно объединить в целые ячейки станков, которые могут работать независимо друг от друга. Зачастую они основаны на полностью цифровом дизайне, что устраняет необходимость физического составления чертежей.Многие способны бегать по несколько дней без вмешательства человека. Фактически, некоторые из них настолько сложны, что могут связаться с мобильным телефоном оператора и отправить предупреждение в случае возникновения неисправности. Эти автоматизированные функции позволяют изготавливать тысячи деталей при минимальном контроле и позволяют оператору выполнять другие задачи.

Помимо этого, станок с ЧПУ может формировать детали с такой степенью точности, которая практически невозможна при использовании старых инструментов.На обычном заводе рабочие должны управлять различными инструментами вручную, и ошибки являются обычным явлением, но машина может выполнять ту же задачу, не уставая, и может работать без остановки. Это экономит много времени, а повышенная точность помогает исключить отходы, так как меньше неисправных деталей, которые нужно выбрасывать.

Несмотря на свои преимущества, станки с ЧПУ более дорогие, чем станки старых типов, что делает их недоступными для небольших операций.Их также дорого ремонтировать и поддерживать. Кроме того, хотя они и ограничивают вероятность ошибок, они не устраняют ее полностью, поскольку операции могут по-прежнему программировать или управлять машиной неправильно. Кроме того, эти машины должны эксплуатироваться квалифицированным персоналом с определенным типом обучения, которое может быть доступно не во всех областях.

Разработка
Станки

с ЧПУ претерпели значительные изменения с момента их первоначального внедрения в обрабатывающую промышленность.Самые ранние из них получали кодовые инструкции через зашитые контроллеры, что означало, что формат программирования нельзя было изменить. Более поздние модели программировались с помощью кабелей мэйнфреймов и гибких дисков, что позволяло варьировать программирование. Современные могут работать с файлами программного обеспечения, которые находятся на компакт-дисках, USB-накопителях или отправляются по сети.

Некоторые модели станков с ЧПУ программировались с дискет.

Определение, процессы, компоненты и оборудование обработки с ЧПУ

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ - это термин, обычно используемый в производстве и промышленных приложениях, но что именно означает аббревиатура ЧПУ и что такое станок с ЧПУ?

Термин ЧПУ означает «компьютерное числовое управление», а определение механической обработки с ЧПУ заключается в том, что это субтрактивный производственный процесс, который обычно использует компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала из заготовки, известной как заготовка или заготовка - и производит деталь по индивидуальному заказу.Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пену и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ и обработка деталей аэрокосмической промышленности с ЧПУ. Говоря о самом станке, определение станка с ЧПУ состоит в том, что он представляет собой фактический программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ. Обратите внимание на контраст между процессом (определение обработки с ЧПУ) и станком (определение станка с ЧПУ).

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто противопоставляются процессам аддитивного производства, таким как 3D-печать, или формующим производственным процессам, таким как литье под давлением. В то время как процессы вычитания удаляют слои материала из заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, дополнительные процессы собирают слои материала для получения желаемой формы, а процессы формования деформируют и смещают исходный материал в желаемую форму.Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и обеспечивает экономическую эффективность при выполнении единичных и средних объемов производства. Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и сложности, достигаемая при проектировании деталей, и экономическая эффективность производства сложных деталей ограничены.

Хотя каждый тип производственного процесса имеет свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется процессу обработки с ЧПУ, излагаются основы процесса, а также различные компоненты и инструменты станка с ЧПУ (иногда ошибочно называемого станком C и C) .Кроме того, в этой статье исследуются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процессу обработки с ЧПУ.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Развитие процесса обработки с числовым программным управлением (ЧПУ) с использованием перфолентных карт, обработка с ЧПУ представляет собой производственный процесс, в котором используются компьютеризированные средства управления для управления станками и режущими инструментами и манипулирования ими для придания формы заготовке - например, металлу, пластику, дереву, пене и т. Д. композит и т. д. - в нестандартные детали и конструкции.Хотя процесс обработки с ЧПУ предлагает различные возможности и операции, фундаментальные принципы процесса остаются в основном одинаковыми для всех из них. Базовый процесс обработки с ЧПУ включает следующие этапы:

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

CAD Модель Дизайн

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

Конструкции для деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструментов. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия детали, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструмент создает 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 проектирования САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, например STEP или IGES.

Преобразование файлов CAD

Отформатированный файл проекта САПР проходит через программу, обычно программное обеспечение автоматизированного производства (CAM), для извлечения геометрии детали и генерирует цифровой программный код, 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 M-код. Самый известный из языков программирования ЧПУ, общий или геометрический код, называемый G-кодом, контролирует, когда, где и как движутся станки - например, когда включать или выключать, как быстро перемещаться к конкретное место, путь и т. д. - поперек заготовки. Код различных функций, называемый M-кодом, управляет вспомогательными функциями станка, такими как автоматизация снятия и замены кожуха станка в начале и в конце производства соответственно.

После того, как программа ЧПУ сгенерирована, оператор загружает ее в станок с ЧПУ.

Настройка машины

Перед тем, как оператор запустит программу ЧПУ, он должен подготовить станок с ЧПУ к работе. Эти приготовления включают прикрепление заготовки непосредственно к станку, на шпиндели станка или в тисках станка или аналогичных зажимных приспособлениях, а также прикрепление необходимого инструмента, такого как сверла и концевые фрезы, к нужным компонентам станка.

После того, как станок полностью настроен, оператор может запустить программу ЧПУ.

Выполнение операции обработки

Программа ЧПУ действует как инструкции для станка ЧПУ; он передает машинные команды, определяющие действия и движения инструмента, на встроенный компьютер станка, который управляет и манипулирует станком. Запуск программы побуждает станок 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, разработанных по индивидуальному заказу.

Процессы обработки с ЧПУ

могут выполняться собственными силами - если компания инвестирует в приобретение и обслуживание собственного оборудования с ЧПУ - или поручать специализированным поставщикам услуг обработки с ЧПУ.

Типы операций обработки с ЧПУ

Обработка с ЧПУ - это производственный процесс, подходящий для самых разных отраслей, включая автомобилестроение, аэрокосмическую, строительную и сельскохозяйственную промышленность, и позволяющий производить ряд продуктов, таких как автомобильные рамы, хирургическое оборудование, авиационные двигатели, а также ручные и садовые инструменты. .Этот процесс включает в себя несколько различных операций обработки с компьютерным управлением, в том числе механические, химические, электрические и термические процессы, которые удаляют необходимый материал из заготовки для производства детали или продукта индивидуальной конструкции. Хотя химические, электрические и термические процессы обработки рассматриваются в следующем разделе, в этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее распространенных операций механической обработки с ЧПУ, в том числе:

Сверлильный станок с ЧПУ

Сверление - это процесс механической обработки, в котором используются многоточечные 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 приспособлений. Рабочие возможности процесса сверления включают зенкование, зенкование, развертывание и нарезание резьбы.

Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерование - это процесс обработки, в котором используются вращающиеся многоточечные 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. Функциональные возможности процесса фрезерования включают торцевое фрезерование - прорезание неглубоких плоских поверхностей и полостей с плоским дном в заготовке - и периферийное фрезерование - прорезание глубоких полостей, таких как пазы и резьбы, в заготовке.

Токарный станок с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ и многошпиндельная обработка

Изображение предоставлено: Buell Automatics

Токарная обработка - это процесс обработки, в котором используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. При токарной обработке с ЧПУ станок с ЧПУ - обычно токарный или токарный станок - подает режущий инструмент линейным движением вдоль поверхности вращающейся заготовки, удаляя материал по окружности до достижения желаемого диаметра, для производства цилиндрических деталей с внешним и внутренние элементы, такие как прорези, конусы и резьбы.Рабочие возможности процесса токарной обработки включают растачивание, торцевание, нарезание канавок и нарезание резьбы.

Таблица 1 - Характеристики стандартных операций обработки с ЧПУ
Примечание. Некоторая информация по обработке с ЧПУ предоставлена ​​Metal Craft.

Механическая обработка

Характеристики

Бурение

  • Использует вращающиеся многоточечные сверла
  • Сверло подается перпендикулярно или под углом к ​​заготовке
  • Выполняет цилиндрические отверстия в заготовке

Фрезерный

  • Использует вращающийся многоточечный режущий инструмент
  • Заготовка подается в том же направлении, что и режущий инструмент
  • Удаляет материал с заготовки
  • Позволяет производить более широкий ассортимент профилей

Токарная

  • Использует одноточечный режущий инструмент
  • Вращает заготовку
  • Режущий инструмент подается по поверхности заготовки
  • Удаляет материал с заготовки
  • Производство круглых или цилиндрических деталей

Прочие операции с ЧПУ

Прочие операции механической обработки с ЧПУ включают:

Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ

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

Типы ПО поддержки обработки с ЧПУ

В процессе обработки с ЧПУ используются программные приложения, обеспечивающие оптимизацию, точность и аккуратность специально разработанной детали или продукта. Используемые программные приложения включают:

CAD : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) - это программы, используемые для черчения и создания 2D-векторных или 3D-изображений твердых деталей и поверхностей, а также необходимой технической документации и спецификаций, связанных с деталями.Проекты 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 изделий 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 САПР и создания машинной программы, необходимой для запуска станка с ЧПУ и манипулирования инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу.Программное обеспечение CAM позволяет станку с ЧПУ работать без помощи оператора и помогает автоматизировать оценку готовой продукции.

CAE : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (CAE) - это программы, используемые инженерами на этапах предварительной обработки, анализа и постобработки в процессе разработки. Программное обеспечение CAE используется в качестве вспомогательных средств поддержки в приложениях для инженерного анализа, таких как проектирование, моделирование, планирование, производство, диагностика и ремонт, для помощи в оценке и изменении конструкции продукта.Доступные типы программного обеспечения CAE включают анализ конечных элементов (FEA), вычислительную гидродинамику (CFD) и многотельную динамику (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 одной программе управлять всем процессом изготовления от проектирования до анализа и производства.

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

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 отличаться по-разному 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 обрабатывающего оборудования и процессов с ЧПУ.

Сверлильное оборудование с ЧПУ
В

Drilling используются вращающиеся сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет отходам металла, то есть стружке, отводиться от заготовки.Существует несколько типов сверл, каждое из которых используется для определенного применения. Доступны следующие типы сверл: центрирующие сверла (для выполнения мелких или пилотных отверстий), сверла для сверления (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для создания отверстий без пилотного отверстия) и патронные развертки (для увеличения предварительно изготовленные отверстия).

Обычно в процессе сверления с ЧПУ также используются сверлильные станки с ЧПУ, которые специально разработаны для выполнения операции сверления.Однако операция также может выполняться токарными, резьбонарезными или фрезерными станками.

Фрезерное оборудование с ЧПУ
В

Milling используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты для придания формы заготовке. Фрезерные инструменты имеют горизонтальную или вертикальную ориентацию 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 фрезерами, которые могут быть ориентированы горизонтально или вертикально.Базовые фрезы могут перемещаться по трем осям, в более совершенных моделях предусмотрены дополнительные оси. Доступны следующие типы фрез: ручные, плоские, универсальные и универсальные фрезерные.

Токарное оборудование с ЧПУ

В токарной обработке используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами, доступными для черновой обработки, чистовой обработки, торцевания, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезки и обработки канавок.

В токарном процессе с ЧПУ также используются токарные или токарные станки с ЧПУ. Доступные типы токарных станков включают токарно-револьверные станки, токарные станки для двигателей и специальные токарные станки.

Модели станков с ЧПУ
Станки с ЧПУ

доступны в стандартной и настольной моделях. Стандартные станки с ЧПУ - это типичные станки промышленного стандарта, которые могут быть назначены для выполнения определенных операций станка, таких как сверлильные станки, или выполнения нескольких операций, таких как фрезерные и токарные станки.Настольные станки с ЧПУ - это меньшие по размеру и более легкие станки, напоминающие своих более крупных собратьев. Обычно настольные модели работают с более мягкими материалами, такими как пенопласт и пластик, мелкими деталями, и подходят для производства от легкой до средней. Доступные типы настольных станков с ЧПУ включают лазерные резаки и фрезерные станки размером с плоттер, а также настольные или настольные токарные станки.

Материальные аспекты

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

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

Оптимальный материал для применения в производственном приложении с ЧПУ во многом зависит от конкретного производственного приложения и его технических характеристик. Большинство материалов можно обрабатывать при условии, что они могут выдерживать процесс механической обработки, то есть обладают достаточной твердостью, прочностью на растяжение, прочностью на сдвиг, а также химической и температурной стойкостью.

Материал заготовки и его физические свойства используются для определения оптимальной скорости резания, скорости подачи резания и глубины резания. Скорость резания, измеряемая в футах поверхности в минуту, означает, насколько быстро станок врезается в заготовку или удаляет с нее материал. Скорость подачи, измеряемая в дюймах в минуту, является мерой того, насколько быстро заготовка подается к станку, а глубина резания - насколько глубоко режущий инструмент врезается в заготовку. Как правило, заготовка сначала проходит начальную фазу, на которой она грубо обрабатывается до приблизительной, специально разработанной формы и размеров, а затем выполняется фаза чистовой обработки, на которой она испытывает более низкие скорости подачи и меньшую глубину резания для достижения более точной и точные спецификации.

Размеры

Широкий спектр возможностей и операций, предлагаемых процессом обработки с ЧПУ, помогает ему найти применение в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, авиакосмическую промышленность, строительство и сельское хозяйство, а также позволяет производить ряд продуктов, таких как гидравлические компоненты, винты и валы. Несмотря на универсальность и настраиваемость процесса, изготовление некоторых деталей, например, больших или тяжелых компонентов, представляет более серьезные проблемы, чем другие.В таблице 1 ниже представлены некоторые проблемы, связанные с обработкой крупных деталей и тяжелых компонентов.

Таблица 2 - Проблемы обработки деталей размером
Примечание. Компания Technox Machine & Manufacturing Inc. предлагает некоторые задачи по обработке крупных деталей и тяжелых деталей.

Размер детали

Проблемы обработки

Большая деталь

  • Требуется специализированное оборудование для позиционирования и обработки
  • Требуется обучение операторов специализированного оборудования
  • Более сложная наладка машины
  • Может быть слишком большим для рабочей зоны
  • Усиление факторов, влияющих на точность
  • Большое количество тепла, выделяемого во время технологического процесса
  • Повышенная вероятность деформации, вызванной стрессом

Тяжелый компонент

  • Требуются специализированные инструменты и оборудование для погрузочно-разгрузочных работ и обработки
  • Требуется обучение операторов специализированного оборудования
  • Может быть слишком тяжелым для рабочей зоны
  • Повышенная нагрузка на оборудование

Альтернативы

Хотя обработка с ЧПУ демонстрирует преимущества по сравнению с другими производственными процессами, она может не подходить для каждого производственного применения, а другие процессы могут оказаться более подходящими и экономичными.Хотя в этой статье основное внимание уделяется процессам механической обработки с ЧПУ, в которых используются станки для производства деталей или изделий по индивидуальному заказу, системы ЧПУ можно интегрировать 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; процессы термической обработки включают электронно-лучевую обработку, лазерную резку, плазменную резку и электроэрозионную обработку (EDM).

История обработки с ЧПУ (видео)

Сводка

Выше описаны основы процесса обработки с ЧПУ, различные операции обработки с ЧПУ и необходимое для них оборудование, а также некоторые соображения, которые могут быть приняты во внимание производителями и механическими цехами при принятии решения о том, является ли обработка с ЧПУ наиболее оптимальным решением для их конкретной ситуации. производственное приложение.

Чтобы получить дополнительную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для изготовления на заказ, посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники
  1. Нетрадиционные процессы механической обработки и термической резки
  2. Обработка пластмасс с ЧПУ
  3. Отрасли, использующие высокоточные станки с ЧПУ
  4. Услуги токарной и фрезерной обработки с ЧПУ
  5. Швейцарская токарная обработка и традиционная обработка с ЧПУ
  6. 7 причин, почему обработка с ЧПУ превосходит традиционную обработку
  7. As the World (CNC) Turns - Эволюция токарной обработки с ЧПУ
  8. Типы и преимущества обработки с ЧПУ
  9. Создание прототипов с ЧПУ, как сейчас
  10. Преимущества контрактной обработки с ЧПУ
  11. Об услугах по производственной обработке с ЧПУ
  12. Обработка с ЧПУ большого диаметра
  13. Все о станках с ЧПУ

Прочие изделия с ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

Что такое ЧПУ? - Helman CNC

Что такое ЧПУ?

Не что иное, как простой фрезерный или токарный станок с компьютерным управлением, сопровождающим его работу.

Токарный станок с ЧПУ

Обычные станки

Обычные фрезерные / токарные станки управляются машинистами, машинисты могут свободно контролировать движения оси станка, могут выбирать скорость шпинделя по своему усмотрению, могут менять инструмент по своему желанию (хотя все эти шаги являются составным материалом зависимо, что касается более твердого материала, вы должны выбрать низкоскоростной и т. д., но все контролируется машинистом.).

Обычный токарный станок

Станки с ЧПУ

Теперь, если вы видите станки с ЧПУ, здесь не все находится под контролем машиниста с ЧПУ (некоторые могут не согласиться).На станке с ЧПУ каждый шаг смена инструмента / скорость шпинделя / перемещение оси контролируется с помощью ЧПУ станка. Машинист с ЧПУ может только запускать / останавливать / контролировать резку инструмента и т. Д.

Каждая операция компонента (смена инструмента / перемещение оси / скорость шпинделя / выбор передачи) сохраняется в памяти станка с ЧПУ в виде списка. из Инструкции это называется Программой обработки или просто программой.

Каждая программа обработки детали состоит из нескольких инструкций (которые говорят станку с ЧПУ, что делать).

Программа обработки детали ЧПУ

Если вы видите программу обработки детали, вы увидите несколько строк инструкций.

Каждая строка программы обработки называется программным блоком ЧПУ .

Каждый программный блок ЧПУ может состоять из нескольких инструкций (называемых G-кодами / M-кодами и т. Д.)

Итак, это инструкции, которые говорят станку с ЧПУ, что делать дальше, когда менять инструмент, какую ось перемещать, на сколько скорость шпинделя требуется с какой передачей.

Эти программы созданы / написаны программистами с ЧПУ , в прошлом большая часть программ писалась вручную (даже сегодня), но в настоящее время доступно несколько программ, которые упрощают весь этот процесс.

Итак, когда программа обработки деталей завершена, они переносятся на станок с ЧПУ, есть несколько носителей и способов переноса программы на станок с ЧПУ, гибкие диски / флэш-карты / сети являются одними из многих способов, используемых в наши дни в мастерских.

Теперь программа обработки детали хранится в памяти станка с ЧПУ под названием Директория программ ЧПУ . Итак, теперь машинист с ЧПУ выбирает необходимую программу обработки детали для выполнения.

Затем эта программа обработки детали запускается машинистом с ЧПУ нажатием кнопки Cycle-Start , и теперь управление передается в систему управления станка с ЧПУ , которая теперь считывает программу обработки и инструктирует различные части станка с ЧПУ, операция.Таким образом, все инструкции программы обработки выполняются блок за блоком.

Панель управления станком с ЧПУ

Если в течение всего этого процесса что-то пойдет не так, то машинист с ЧПУ может остановить движение режущего инструмента (Feed-Hold), или он может полностью остановить станок (Cycle-Stop). Даже машинист с ЧПУ может нажать кнопку аварийного останова, если произойдет что-то опасное.

Если все идет хорошо во время выполнения программы обработки, станок автоматически останавливается в конце программы обработки.

Что такое токарный станок с ЧПУ и как он работает?

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) стало частью множества новых технологий и оборудования. Один такой станок такого типа, который используется для широкого спектра производственных процессов, известен как токарный станок с ЧПУ.


Благодаря технологическому прогрессу, токарные станки с ЧПУ быстро заменяют некоторые из старых и более традиционно используемых производственных токарных станков, таких как многошпиндельные. Токарные станки с ЧПУ обладают рядом преимуществ.Их легко настроить и использовать. Они предлагают потрясающую повторяемость наряду с высочайшей точностью производства. Сам процесс резки любого материала на токарном станке называется «Токарная обработка».

Токарный станок с ЧПУ обычно предназначен для использования современных версий твердосплавных инструментов и технологических процессов. Деталь может быть спроектирована для настройки, и траектории инструмента станка часто программируются с использованием процессов CAD или CAM. Однако программист также может вручную спроектировать деталь или траекторию инструмента.Полученный компьютерный файл с G-кодом затем загружается в станок с ЧПУ, и станок автоматически производит нужные детали, для проектирования которых он был запрограммирован.


Токарный станок с ЧПУ управляется через интерфейс типа меню на компьютере. Оператор, который управляет процессом, может фактически увидеть визуальную симуляцию того, как машина будет работать на этапе производства. Благодаря этой технологии оператору станка, как правило, не нужно столько знать об особенностях станка, за которым он или она наблюдает, по сравнению с тем, что операторы станка должны знать о более традиционных токарных станках, требующих некоторого ручного труда.

Токарные станки с ЧПУ

спроектированы по-разному в зависимости от производителя, производящего станок. Однако большинство из них имеют некоторые существенные сходства в своем составе. Револьверная головка - это часть станка, которая удерживает держатели инструмента и соответственно индексирует их. Шпиндель предназначен для удержания обрабатываемой детали. Кроме того, имеются направляющие, которые позволяют револьверной головке одновременно перемещаться по нескольким осям. Станки с ЧПУ обычно полностью закрыты по соображениям здоровья и безопасности присутствующих операторов.

В обрабатывающей промышленности с ЧПУ наблюдается значительный рост, особенно когда речь идет о разработке и использовании токарных станков с ЧПУ. Различные производители токарных станков используют различные пользовательские интерфейсы, что может стать проблемой для операторов. Но эти системы в основном основаны на одних и тех же принципах, поскольку токарный станок с ЧПУ запрограммирован на выполнение аналогичных функций с точки зрения того, что он предназначен для производства.


Как и другие станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ в последние годы стали важной частью обрабатывающей промышленности.Таким образом, ожидается, что работа таких машин будет продолжать улучшаться и будет иметь значительный вес в этой области.

Применение токарных станков с ЧПУ

Токарный станок используется во многих случаях. Он варьируется от таких отраслей, как автомобилестроение, электроника, авиакосмическая промышленность, производство огнестрельного оружия, спорт и многие другие. На токарном станке с ЧПУ можно вырезать металл, а также производить плоские поверхности и резьбу.


Существуют также декоративные токарные станки, специально разработанные для обработки сложных конструкций, таких как трехмерные изделия.В станке с ЧПУ материал плотно фиксируется зажимами и цангами. Токарный станок также используется для обработки металла, токарной обработки дерева и даже обработки стекла.

Мало что можно сделать на токарном станке с ЧПУ:

  • Вывески
  • Музыкальные инструменты
  • Коленчатый вал
  • Стволы
  • Миски
  • Бейсбольные биты
  • Обеденный стол и ножки стула

Детали токарных станков

Токарный станок состоит из нескольких частей, которые соединены друг с другом.Правильно собранный токарный станок очень важен, так как при работе токарного станка с тяжелыми металлами возникает большое сопротивление. Давайте посмотрим на важные части токарного станка:

Стойка и ножки токарного станка

Поскольку токарный станок должен работать с множеством различных материалов, он должен быть достаточно гибким, чтобы выдерживать все это сопротивление, и именно здесь сильные ножки токарного станка проявляются. Ножка токарного станка удерживает станок в фиксированном положении, и они также важны для гибкости, когда дело доходит до регулировки рабочей высоты.

Передняя бабка

Это одна из важных частей токарного станка. Передняя бабка состоит из трех основных частей: шпинделя, механизма переключения скоростей и переключения передач. Передняя бабка обычно является самой прочной частью, так как в ней находятся 3 основные части станка с ЧПУ, и она должна выдерживать большие вибрации и сопротивление из-за операций станка с ЧПУ.

Шпиндель

Шпинделя расположен в напорном ящике и прикреплен к трубе, которая затем связан с патроном.Кусок удерживает заготовку, а также заставляет ее вращаться в соответствии с требованиями к готовому продукту. Есть даже формула для определения скорости резания шпинделя, она определяется

4xSFM / D = об / мин

SFM = Количество футов в минуту (скорость резания)

об / мин =

оборотов в минуту

D = Диаметр работы в дюймах

Коробка передач

Коробка передач - это часть станка с ЧПУ, которая отвечает за управление скоростью двигателей.Он расположен в передней бабке и поворачивает патрон.

Задняя бабка

Задняя бабка расположена напротив шпинделя. Это подвижная часть станка с ЧПУ, которая может быть изменена в соответствии с требованиями к готовому продукту. Задняя бабка состоит из ствола, который может двигаться вперед или назад. Ствол также можно использовать для поддержки материала.

Каретка

Каретка вращается в правом или левом направлении и состоит из седла, композитной опоры, поперечных салазок и верхней направляющей.

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *