Как расшифровывается станки чпу: Что такое и как расшифровывается станок с ЧПУ (числовым программным управлением) — виды, принцип работы, устройство, расшифровка — Строительная большегрузная техника для бизнеса

Содержание

Станки чпу как расшифровать — Мастер Фломастер

Станок с ЧПУ — это технологическая машина, предназначенная для автоматической обработки заготовки по заданной программе, с целью получения детали с заданными: размерами, формой, взаимным расположением и шероховатостью поверхностей.

Осевыми перемещениями станка с ЧПУ руководит компьютер, который читает управляющую программу и выдает команды соответствующим двигателям. Двигатели заставляют перемещаться исполнительные органы станка. В результате производится механическая обработка детали.

Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической позиции исполнительного органа обратно в компьютер. Это называется обратной связью. Как только компьютер узнает о том, что исполнительный орган станка находится в требуемой позиции, он выполняет следующее перемещение. Такой процесс продолжается, пока чтение управляющей программы не подойдет к концу.

По своей конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ похожи на обычные универсальные станки. Единственное внешнее отличие этих двух типов станков заключается в наличии у станка с ЧПУ устройства числового программного управления (УЧПУ), которое часто называют стойкой ЧПУ.

Устройство числового программного управления (УЧПУ) станками — это часть системы ЧПУ, выполненная как единое целое с ней и выдающая управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ (фрезерный обрабатывающий центр) — это станок, предназначенный для выполнения различных видов обработки резанием заготовок корпусных деталей, где управление осуществляться с помощью системы числового программного управления (ЧПУ).

Фрезерные станки с ЧПУ позволяют выполнять следующие технологические операции: фрезерование, сверление, расточку, нарезание резьбы, развёртывание, зенкерование и др.

При этом инструмент, закрепленный в шпинделе станка, совершает главное вращательное движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает поступательное движение подачи.

Фрезерные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы:

вертикально-фрезерные станки с ЧПУ
горизонтально-фрезерные станки с ЧПУ

Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ является наиболее распространённым фрезерным оборудованием с ЧПУ в современном производстве. Компоновка вертикально-фрезерного обрабатывающего центра заключается в вертикальном расположении шпинделя, при горизонтальном расположении рабочего стола.

Большинство вертикально-фрезерных станков с ЧПУ имеют три оси — X, Y и Z. Некоторые станки имеют поворотные конструкции шпиндельной головки и стола с возможностью движения по одной, двум или трем координатам, что позволяет обрабатывать самые сложные поверхности с минимальным количеством установов.

Компоновка горизонтально-фрезерного станка с ЧПУ позволяет добиться высокой жёсткости конструкции станка, что является весьма важным при обработке крупногабаритных тяжёлых заготовок. Особенность компоновки этих станков состоит в горизонтальном расположении шпинделя при горизонтальном расположении рабочего стола. Рабочий стол, как правило, является поворотным, что позволяет обрабатывать закреплённую на нём заготовку с четырёх сторон.

Многие горизонтально-фрезерные обрабатывающие центры оснащаются системами автоматизированной смены заготовок. При этом во время работы станка заготовка устанавливается (или снимается деталь) на сменном столе-спутнике.

Фрезерные станки с ЧПУ комплектуются системой автоматической смены инструмента манипуляторного или безманипуляторного типов. Необходимый запас инструментов создается в револьверных головках или инструментальных магазинах барабанного или цепного исполнений.

Компоновка обрабатывающего центра любой модели, помимо обычных параметров, определяется его технологическими возможностями. К ним относятся: размеры рабочего пространства, характеристика инструментального блока, емкость инструментального магазина, время смены инструмента, количество столов-спутников, их размеры, время смены столов-спутников, тип системы управления, число одновременно управляемых координат, дискретность и точность перемещений по координатам и др.

Так же для улучшения качества обработки станки оснащают лазерными и контактными датчиками поломки инструмента, датчиками позиционирования инструмента, датчиками измерения заготовки.

Токарные станки с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ (токарный обрабатывающий центр) — это станок, предназначенный для выполнения различных видов обработки резанием заготовок типа тел вращения, где управление осуществляться с помощью системы числового программного управления (ЧПУ).

Токарные станки с ЧПУ позволяют выполнять следующие технологические операции: точение и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезку и обработку торцов, сверление, нарезание резьбы и т. д.

При этом вращательное движение заготовки является главным движением, а движение режущего инструмента — поступательным движением подачи.

Токарные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы:

горизонтальные токарные станки с ЧПУ (с горизонтальной осью вращения шпинделя)
вертикальные токарные станки с ЧПУ (с вертикальной осью вращения шпинделя)

Горизонтальные токарные станки с ЧПУ являются одним из самых востребованных видов оборудования для работы с металлом и составляют самую значительную долю в парке станков с ЧПУ.

Вертикальные токарные станки с ЧПУ (карусельные) используются в основном для обработки тяжелых крупногабаритных деталей.

Большинство токарных станков с ЧПУ имеют две управляемые координаты: Z- перемещение каретки вдоль оси шпинделя; X- перемещение салазок перпендикулярно этой оси. На поперечных салазках установлен либо резцедержатель, либо револьверная поворотная инструментальная головка.

Обычно револьверные головки бывают четырех-, шести- и двенадцати позиционные, причем на каждой позиции можно устанавливать по два инструмента. Иногда станки оснащают двумя револьверными головками.

Револьверные головки кроме традиционных инструментов (неподвижно закрепленных в головке) могут быть оснащены инструментами с независимым вращением параллельно, перпендикулярно или наклонно к оси заготовки.

Для повышения технологических возможностей и производительности токарные станки с ЧПУ оснащаются:

дополнительными осями управления
сверлильными, фрезерными и шлифовальными головками
дополнительным шпинделем для перехвата заготовки с целью ее обработки с другой стороны
программно-управляемым люнетом
поддерживающим устройством для установки заготовок

При соответствующем оснащении токарные станки с ЧПУ позволяют выполнять фрезерные, сверлильно-расточные операции, а также зубообработку, не снимая детали со станка.

Пару лет назад никто даже не подозревал о станках с ЧПУ, однако сейчас они пользуются огромной популярностью и установлены практически на каждом промышленном предприятии. С помощью этих станков производится почти все изделия для разных сфер использования. Программное управление прочно закрепилось в этих станках, потому что производство чего-либо в настоящее время невозможно без контроля машинами.
Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление. Числовым оно названо из-за внесения параметров в числовом виде, который будет понятен оператору. Пересчет внесенных значений обычно происходит автоматически. Слово программное обозначает то, что работа производится через специальное программное обеспечение. Некоторые виды станков включают в себя 3D реализацию. Управление связано с тем, что весь цикл программы осуществляется автоматически. Один такой станок способен выпустить более одной сотник деталей за день. При отсутствии такого станка выпуск такого количества деталей был практически невозможен. Коды, которые управляют станком, мгновенно загружаются в котроллер. Это происходи с помощью человека. Однако дальнейший процесс уже не требует его участия.
Станки с управлением ЧПУ могут быть совершенно разными. Обычно на его основе работают плазморезы, фрезерные и токарные станки, станки для обработки дерева. Это лишь часть самых востребованных станков ЧПУ. Существует еще огромное множество других видов, которые отличаются своим назначением.
Станок ЧПУ является наиболее универсальным вариантом для обработки любых материалов, так как это обработка происходит в автоматическом режиме. За перемещение инструмента и детали отвечает специально заложенный в конструкцию станка контроллер.
Для того чтобы создать коды для программы управления необходимо перенести размеры чертежа в окна стандартных циклов. Все значения, которые были введены, необходимо сохранить, а команды прописать в процессе, который носит название компиляция. Оператор должен задать точку привязки инструмента, которая будет являться положением для начала движения фрезы. Замер точного значения этой точки осуществляется с помощью датчиков бесконтактных систем. Когда произведено введение всех вышеописанных данных, нужно нажать кнопку пуска, которая запустить автоматический цикл. Когда будет осуществляться рез, оператор следит за тем, чтобы инструмент оставался целым, а изготавливаемая деталь соответствовала спроектированному чертежу. Если станок ЧПУ будет предназначен для металла, то стоит воспользоваться функцией паузы, чтобы удалить стружку.
Системы управления работают на одинаковом принципе управления, что было достигнуто благодаря постоянному совершенствованию ЧПУ. Первоначально было лишь управляющее железо, которое принадлежало компании Fanuc. Однако постепенно фирмы стали искать более удобный способ работы на станках, и пришли к той системе, которая существует сейчас.
Оператор осуществляет контроль работы станка с помощью пульта управления. Все операции, связанные с вычислением происходят в плате с ЧПУ-процессором. Разъемы интерфейсов, расположенные на панели используются для того, чтобы загружать и выгружать программы и создавать аварийные архивы. Также есть возможность использовать такой разъем для SD-карты.
Оперативная память этой системы копируется на жесткий диск. Это место является резервным. Для других случаев может быть использована карта. Высокая точность обеспечивает серводвигатель, в который встроены датчики положения. Также всегда добавлены линейные датчики, разрешение которых составляет 0,01.
Станки с ЧПУ требует в работе с ними наличие различных программных обеспечений, однако зачастую используется управляющий код. Даже станки для любителей, как правило, основываются на этом программном обеспечении. Его называют «G-код». Это язык программирования, предназначенный для станков с системой ЧПУ, а также команда с параметрами (самостоятельный структурный элемент). До появления G-кода существовал язык программирования, который назывался ISO 7 bit. Такое название было обусловлено тем, что до появления компьютеров с привычным для всех монитором и клавиатурой с программой G-код, все записывали на перфоленту. Для этого использовал семь дорожек, которые предназначались для кодирования, а функция восьмой отвечала за контроль честности.
Как элемент языка G-код – это команды, которые должны задаваться какими-либо параметрами. Примером таких параметров может стать G00 X45 Y 62. Данная запись означает инструкцию по ускоренному перемещению рабочего станка в точку с координатами 45.
G-код представляет собой условное название для языка программирования станков с ЧПУ системой. Он был создан благодаря компании Electronic Industries Alliance в 1960 году. Окончательный вариант G-кода был представлен зимой 1980 года. Его представили как стандарт RS274D. Этот язык программирования был утвержден комитетом ISO и переименован в стандарт ISO 6983-1:1982. Поэтому в старых советских записях G-код обозначают как код с названием ISO 7 bit.
Язык этого кода установлен российским ГОСТом. Также там описаны спецификации языка, которые поддерживает все ЧПУ, установленные на станках. Но иногда производителя вносят в них свои дополнения. Поэтому язык каждой ЧПУ слегка отличается друг от друга, но эта разница несущественна и обычно описана в инструкции.
G-коды соединяются между собой и образуют кадры. Каждый такой кадр включает в себе определенное количество команд или их группу, а завершает его символ, обозначающий перевод строки. Объединение кадров создает подпрограммы. Подпрограммы имеют возможность использовать созданный код несколько раз. Такая способность облегчает работу при создании сложных и длинных программ.
Программа, которую удается написать с помощью G-код, как правило, всегда четко структурирована. G-коды и созданные с помощью них команды объединены в кадры. Каждый кадр имеет свой номер, но это не распространяется на первый в программе кадр. Первый кадр всегда должен содержать только один символ «%».
Однако написание программ для станков с ЧПУ системой не достаточно практично и выгодно. Работа даже над самой простой и небольшой программой обычно отнимает слишком много времени, а также требует огромного количества внимания. Так как допустить ошибку в написании программы нельзя. Сейчас чаще всего используют более понятные и простые программы, такие как САМ. Она представляет собой систему с графическим интерфейсом. Эти системы транслируют полученные от человека инструкции в G-коды. Эта программа освобождает программиста от ненужной и муторной работы – поиска ошибок, что позволяет ему сосредоточиться на создании детали и программы.
Команды, написанные с помощью G-кода, начинаются с буквы G. К самым распространенным командам, которые относятся к этапу подготовки, являются: перемещение рабочих деталей оборудования с необходимой скоростью, управление параметрами инструмента и выполнение последовательных команд (резка, обработка).
Одной из первых в списке команд G-кода является команда, которая называется быстрое позиционирование. Эта команда обозначается числовым кодом, состоящим из двух нулей. Её запись выглядит так — G00.
Данная команда G-кода для станков предназначена для выполнения функции ускоренного перемещения. Задавая эту команду, станок должен выполнить перемещение, имеющегося у него инструмента для резки, с высокой скоростью. Перемещение инструмента выполняется до позиции обработки или на безопасную позицию. Эта функция никогда не должна быть использована для обработки. Это связано с осуществлением данной команды на очень высокой скорости. Этот G-код можно отменить. Для этого необходимо использовать коды: G01, G02, G03.
В языке программирования существует 7 подготовительных G-кодов. А также большое количество основных, технологических и вспомогательных кодов. Все эти G-коды представлены в инструкциях, с описанием действия, который выполняет тот или иной код. Вспомогательные и технологические G-коды обычно начинаются не как все остальные с буквы G, в начале их при записи ставится буква M. Параметры команд, которые записываются с помощью кодов, задаются с помощью букв латинского алфавита.

Осваивая технологию изготовления мебельных фасадов из МДФ плиты в современной конкурентной среде, начинающий предприниматель сталкивается с необходимостью постоянно повышать качество своей продукции и сокращать сроки выполнения заказов, увеличивать производственные мощности и более рационально использовать труд работников. Если на вооружении предприятия нет станков с ЧПУ, то в сложившейся ситуации покупка данного высокотехнологичного оборудования становится первостепенной задачей.

Так что такое ЧПУ? Расшифровка аббревиатуры ЧПУ звучит как Числовое Программное Управление. То есть, станок с ЧПУ (иногда говорят просто «станок ЧПУ») – это станок с числовым программным управлением, который по специально заданной программе совершает те или иные действия по отношению к обрабатываемой заготовке. Практически, с помощью математических алгоритмов и цифр задаются параметры работы отдельных рабочих органов, которые в совокупности отвечают за позиционирование основных агрегатов, их мощность, скорость перемещения, ускорения, вращения и т.п.

Как правило, алгоритм изготовления деталей на современных станках с ЧПУ состоит из нескольких этапов. На первом этапе, на компьютере при помощи графических программ обрисовывается модель заготовки, своего рода рабочий чертеж в 2Dили 3Dформате. На втором этапе, при помощи специальной программы для станка ЧПУ модель детали оцифровывается в управляющую программу (УП). На третьем этапе файл с УП вводится в память ЧПУ и выполняется. Таким образом, все механические действия станка соответствуют цифровой последовательности, прописанной в управляющей программе.

Станки с ЧПУ используются в самых различных сферах производства и услуг: в обработке древесины и древесных плит, пластичных материалов, камня, сложных металлических изделий, в том числе ювелирных.

Cтанки с числовым программным управлением (ЧПУ)

По своему функциональному назначению станки с ЧПУ применяются для фрезерования, гравировки, сверления, распила, лазерной резки. Станки, которые позволяют использовать несколько видов обработки одновременно, называются обрабатывающие центры с ЧПУ.

Использование станков и обрабатывающих центров с ЧПУ на любом производстве позволяет осуществлять такие проекты, которые при обычных технологиях оказались бы невыполнимыми или невыгодными. При изготовлении мебельных фасадов МДФ в первую очередь решается задача со сложными рельефными декорами, которые невозможно выполнить вручную. Использование графических программ при проектировании фасадов не только позволяет раскрыть весь потенциал дизайнерской мысли, но и сохранять выполненные проекты и после несложной коррекции применять их в будущем.

При массовом производстве фасадов МДФ на широкоформатных станках с ЧПУ появляется возможность отказаться от предварительного раскроя плит МДФ и выполнять полный цикл обработки с минимальными затратами времени и рабочей силы. С другой стороны, установка ЧПУ в небольшом помещении позволяет увеличить выпуск продукции, не расширяя производственные площади.

Что касается стоимости оборудования с ЧПУ, то здесь следует обратиться к показателям экономической выгоды от его использования, в том числе роста потребительского спроса за счет повышения качества и эстетической ценности конечной продукции.

Если вопрос, что такое ЧПУ, раскрыт в данной статье достаточно полно, то возникающий следом вопрос о необходимости приобрести фрезерный станок с ЧПУ, считаю, отпадет сам собой.

Что такое ЧПУ. Видео

Аббревиатура ЧПУ уже много десятилетий используется среди производственников в повседневных рабочих диалогах как обычный технический термин и не вызывает никакого интереса, так как фактически им всем известно, что она означает и о чем идет речь. Однако обычному обывателю, случайно вступившему в такие разговоры, расшифровка «ЧПУ» может оказаться недоступной, а собеседники наверняка не станут уточнять свою терминологию, или усмехнутся в ответ на некорректный вопрос.

Что такое ЧПУ

Все когда-нибудь слышали словосочетания: «станок ЧПУ», «оператор ЧПУ», «ЧПУ фрезерный», «программы для ЧПУ», «коды ЧПУ». Естественно многих заинтересовал вопрос, что такое ЧПУ. Итак! Дословно аббревиатура ЧПУ означает Числовое Программное Управление.

Числовое программное управление

Однако полностью уловить суть трех слов будет легче, если разобрать каждое из них по отдельности.

Управление – означает, что на какой-то замысловатый механизм (станок) будут подаваться команды, которые тот будет выполнять с заданной точностью. Например, переместить фрезеровальный узел на какое-то расстояние влево, вправо, вперед, назад, вверх, вниз, или наклонить на определенный угол, включить или выключить его. Параметры действий тех или иных узлов и агрегатов станка задаются с помощью Чисел. Для выполнения нескольких последовательных команд числа объединяют в специальные алгоритмы – Программы, которые вводятся в память блока управления станка. То есть, расшифровка ЧПУ означает станок или агрегат, который работает под Управлением Числовых Программ.

Сферы использования станков с ЧПУ

В настоящее время фактически во всех сферах промышленности используются станки с числовым программным управлением. Ни один машиностроительный завод не обходится без использования современного высокотехнологичного оборудования для изготовления сложных деталей из металла, пластика и прочих материалов. В легкой промышленности широко используются станки с ЧПУ для выкройки материи, кожи. В строительстве их используют для изготовления панелей сборных щитовых домов.

В мебельной промышленности фрезерный станок с ЧПУ позволяет добиться изумительных результатов при изготовлении мебельных фасадов из МДФ, пластика, массива дерева для кухни, гостиной или спальни. Многие ювелиры, для изготовления украшений из благородных металлов, используют гравировальные станки с ЧПУ. ЧПУ можно встретить в любом офисе. По его принципу работает принтер или факс.

Основные принципы работы с ЧПУ

Чтобы получить готовое изделие с использованием станка с ЧПУ необходимо произвести несколько подготовительных операций. На первом этапе по заранее подготовленным чертежам в специальных компьютерных программах создается модель изделия в 2D или 3D формате. Затем программе задаются параметры рабочего инструмента (резца, фрезы, лазера) и компьютер производит расчет траекторий движения инструмента. После выбора оптимальной траектории, полученные векторы переводятся в буквенно-цифровой код – Управляющую Программу, понятную для конкретной модели станка с ЧПУ. Происходит как бы расшифровка ЧПУ кодов на понятный машиной язык.

Управляющая программа вводится в операционную память процессора станка с ЧПУ. После ее запуска процессор в определенном порядке отдает команды силовым узлам и агрегатам на выполнение тех или иных операций для смены позиции обрабатываемой заготовки или режущего инструмента.

Программное обеспечение для станков с ЧПУ

Конечно, последовательность действий станка можно задать вручную, вводя с пульта управления координаты позиционирования инструмента относительно заготовки. Это легко сделать, если работать с несложными изделиями или требуется выполнить достаточно простые операции. Однако современный рынок требует все более сложные изделия, изготовить которые достаточно проблематично без использования компьютера и графических программ.

Ни один инженерно-технический отдел современного промышленного предприятия не обходится без набора специальных программ для работы с чертежами и графическими моделями изделий. Для работы на станках с ЧПУ разработана целая серия программного обеспечения. Например, в мебельном производстве наибольшую популярность получили программы «Type3» и «ArtCAM». С их помощью достаточно просто создать графическую модель заготовки и, тут же, создать векторы направления и параметры работы обрабатывающего инструмента.

С другой стороны, по заранее заготовленным эскизам можно создать 3D модель изделия, и задав параметры обработки, получить готовую управляющую программу для обработки заготовки на станке с ЧПУ. Если же вдруг возникли трудности с работой со сложными графическими рельефами, производители программного обеспечения предлагают широкий набор готовых решений от векторов до объемных моделей. В заключении хочется отметить, что работа на станках с ЧПУ требует высокой квалификации, широких познаний в электронике, механике и вычислительной технике и требует углубленного изучения. Однако цель данной статьи объяснить, что обозначает расшифровка ЧПУ, а прочие интересующие подробности можно легко найти на многочисленных ресурсах интернета.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СТАНКОВ С ЧПУ

СТАНКИ С ЧПУ

Основоположником систем с ЧПУ считается Джон Т. Парсонс, профессор Массачусетского технологического института. В конце 40-х годов он разработал оборудование для кодирования управляющей программы на металлических перфокартах.

Что такое ЧПУ станок

Программа управляла приводами подач фрезерного станка (рис. 1).

Рис. 1. Первый станок с ЧПУ (MIT, 1948).

В 1948г. система была принята в эксплуатацию в военной авиапромышленности США, первый коммерческий вариант системы стал доступен покупателям в 1952 г. Дальнейшее развитие шло по пути модернизации аппаратной части (электронные лампы-транзисторы-интегральные микросхемы), повышения точности, добавления функциональности. Параллельно шло и развитие методов и языков программирования для оборудования с ЧПУ.

Начало массовой эксплуатации станков с ЧПУ относится к концу 50-х годов, и именно станки с ЧПУ можно отнести к самому крупному и перспективному достижению в средствах металлообработки ХХ века. Интенсивное развитие программного управления (ПУ) станками в последующие годы непосредственно связано с протеканием НТР во всех областях техники. Научно-технический прогресс, в свою очередь, сопровождается ускорением морального устаревания изделий, что привело к необходимости частой переналадки производства с одного вида изделия на другое. Так, уже во второй половине ХХ века доминирующим типом производства становится средне- и мелкосерийное, что обусловило потребность в автоматизации в металлообработке и, в свою очередь, развитие ПУ для станков. Характерной чертой являлось также сокращение сроков внедрения новых разработок в серийное производство.

Создание систем ЧПУ явилось своеобразным переломным моментом в развитии станкостроения, началом качественно нового этапа: сочетанием высокой производительности, присущей специальным станкам и станкам-автоматам, с гибкостью, свойственной универсальному оборудованию, что сделало станки с ЧПУ главным средством автоматизации мелко и среднесерийного производств. Использование высокопрочных и труднообрабатываемых сталей породило новые методы их обработки, обеспечение оптимальных режимов работы станков для обработки этих сталей также приводило к необходимости введения ЧПУ. Улучшение режущих материалов (создание металлокерамического и твердосплавного инструмента, развитие методов скоростного силового шлифования и т.п.) позволило увеличить скорости резания до величин, при которых ручное управление станком стало во многих случаях либо невозможным, либо требующим высокой квалификации станочника.

В настоящее время станки с ЧПУ являются неотъемлемой частью современного производства.

Достоинства станков с ЧПУ состоят в том, что они позволяют не только обрабатывать сложные детали, но и автоматизировать производство в целом. В настоящее время на предприятиях эксплуатируются станки, выпущенные в разные годы. Поэтому устройства числового программного управления (УЧПУ) различаются как по устройству, так и по возможностям программирования. При возможности, морально устаревшие УЧПУ заменяют на более современные, в результате чего станки одной и той же модели могут иметь разные УЧПУ. Поэтому в каждом случае рассматриваются конкретный комплекс «УЧПУ – станок (оборудование)».

Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 4386;

Что такое станки чпу

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

25.03.2020

Целесообразность применения
Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются
Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения
Основные параметры
Принцип программирования
Станки фрезерные с ЧПУ
Как работает ЧПУ-станок токарного типа
Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа
Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения
Преимущества
Проблемы
Действия наладчика и оператора

Выбирая оборудование для проведения фрезерных, токарных и других подобных работ, каждое предприятие стремится найти максимально надежную, производительную, удобную модель. Стремясь облегчить эти поиски, подробно рассмотрим, что такое ЧПУ-станок: как он устроен, по каким принципам программируется и функционирует, каких видов может быть и так далее. Максимум информации – чтобы вам было проще определиться и решить, вкладываться в такую технику или нет.

Сразу отметим: сегодня они востребованы, причем во всех основных отраслях. На них проводят металлообработку, вытачивая детали с особой точностью (даже если у заготовок сложная поверхность), изготавливают предметы мебели и деревянные панно, макеты, сувениры, игрушки из пластиков и многое другое. Активно используют их преимущества, в том числе и высокую производительность.

Отдельно скажем, как расшифровываются ЧПУ-станки: аббревиатура означает Числовое Программное Управление, то есть компьютеризированную систему, задающую условия нормального функционирования стола, суппорта, шпинделя в течение технологического процесса. Контроль осуществляется за счет специальных и своевременно поданных команд – кодов G и M-типа.

В результате 1 единица такого оборудования так же эффективна, как 5-6 обычных. Оператору остается только включить нужную схему, наладить ее и проследить за ее выполнением – ему необязательно быть квалифицированным токарем или фрезеровщиком.

Необходимо учитывать, что это сравнительно дорогостоящая техника. В условиях современного производства станок с числовым программным управлением выгодно покупать и эксплуатировать в следующих ситуациях:

Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.
Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.
Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.
Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.
Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.

Возможности такого оборудования довольно широки, сферы применения тоже, поэтому и классификация достаточно разнообразна. Но практически все модели, вне зависимости от конструкции, обладают следующими отличительными характеристиками:

Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.
Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.
Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.
Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.
Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.
Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.

Маркировка выпускаемых моделей осуществляется с помощью букв и цифр. Они и формируют артикул, который отражает назначение оборудования, степень его автоматизации, класс его точности. Разделение ведется по нескольким глобальным признакам – рассмотрим каждый из них подробнее.

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;
токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;
зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;
шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;
многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.

Каждой группе присваивается свой номер – обращайте внимание на первую цифру в артикуле станка ЧПУ, эта расшифровка помогает сразу сориентироваться.

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;
вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;
характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;
количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.

В артикуле степень автоматизированности указана в конце – как Ф с номером (или буквой). Разберемся, что означает ЧПУ-станок со следующей маркировкой после Ф:

1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;

2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;

3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

Ц – циклическая, отличающаяся дешевизной и простотой алгоритма, но весьма удобная для серийного выпуска однотипных заготовок.

Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:

Р – посредством поворота головки револьверного типа;
М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

Взглянем, что такое станок с ЧПУ с точки зрения производства. Его ключевые характеристики зависят от того, к какой технологической группе он относится:

для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;
для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;
для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

память – постоянная и оперативная;
шкаф, оснащенный операторским пультом;
дисплей, на котором показываются результаты;
контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.

Все вместе они обеспечивают правильное выполнение команд, каждую из которых необходимо корректно составить. Сделать это можно одним из трех способов:

Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.
С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.
С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.
Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).
Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

Очень популярны, предназначены не только для резки заготовок любой формы (и простой плоской, и сложной пространственной), но и для раскройки металлических листов, для выборки пазов, для загибания углов. Могут содержать до 300 инструментов в одном магазине. Также отличаются обширной классификацией.

По расположению шпинделя выделяют:

вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;
горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.

По конструкции модель бывает консольной и нет, с одним или несколькими деталями, с контролем по 2,3 и более координатам одновременно.

Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:

позиционным – для сверлильных работ;
контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;
смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.

Конструктивные особенности

Сравнительно мощные корпус и станина – за счет ребер жесткости, также обеспечивающих повышенные показатели прочности шпинделя. В комплектацию таких устройств входят точные винты и рельсы – для быстрого перемещения инструментов по горизонтали.

Все это обеспечивает одинаково хорошее качество выполнения технических операций как при попутном, так и при встречном направлении движения.

То, что можно сделать на ЧПУ станке, зависит от конкретной его модели, а их в номенклатуре фрезерной группы сразу несколько сотен. Есть габаритные варианты, длина рабочего стола которых превышает 10 м. Или наоборот – миниатюрные, предназначенные для мелкосерийного производства и частных мастерских, выпускающих типовые заготовки из металла и пластика, дерева и других материалов. Обычно они маломощные (до 750 Вт), но все равно сравнительно надежные, оснащенные сервоприводом, поворотные во всех угловых направлениях, регулируемые по высоте. Естественно, в их базовую комплектацию также входит ПО для контроля, которое можно загрузить, подключив оборудование к персональному компьютеру.

Его основной орган – резец со сменными пластинами, зафиксированный в держателе, который может быть кассетным и совершенно точно является важной частью суппорт-узла, вместе с поворотной плитой и салазками. Деталь крепится в патроне, который расположен на вращающемся валу, приводные механизмы заставляют перемещаться инструменты (до 12 сразу), со скоростью вспомогательного хода выше, чем основного.

Классификация по характеру выполняемых задач

центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;
патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;
универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;
карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).

Конструктивные характеристики

Их компоновка обычно либо вертикальная, либо с крутым наклоном, благодаря чему из функциональной зоны проще удалить стружку. Сравнительно компактны, к ним не проблема подключить почти любое автозагрузочное устройство.

Несущие конструкции отличаются повышенной жесткостью, достижимой утолщением металла и введением дополнительных ребер. Оснащены сменными магазинами для инструментов и/или револьверными головками, устанавливаемыми на позицию держателя.

Это настоящие центры, выполняющие комплексную обработку заготовки (без перебазирования) и оборудованные комбинированными системами ПО. Они предназначены для нарезки фасок и резьбы, зенкерования, расточки, раскроя, фрезерования. Подходят для действий как с плоскими поверхностями, так и со сложными криволинейными формами.

Конструктивные особенности

Зачастую укомплектованные сменными магазинами, делающими доступной предварительную настройку инструментов. Обычно обладают поворотными столами, нужными для перемещения детали, а также переналаживаемыми вспомогательными устройствами-спутниками.

Принцип работы станков с ЧПУ многоцелевого типа базируется на универсальности операций, которая возможна благодаря высокомоментному, но малоинерционному двигателю с хорошим быстродействием. Даже на небольших частотах он развивает крутящий момент до серьезных величин, что позволяет обеспечить производительность труда.

По вариантам компоновки могут быть:

вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;
горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;
выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;
шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;
изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.

Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.

Эксплуатация столь точного механизма позволяет быстро решать ранее неосуществимые задачи: наносить рельефные декоры, которые невозможно выполнить вручную. За счет компьютеризации и автоматизации оно дает возможность избежать ошибок, вызванных человеческим фактором. Если знать, как пользоваться ЧПУ-станками, риск возникновения брака стремится к нулю.

Для большинства заготовок это техника «полного цикла», которая минимизирует затраты на производство. Она также отличается надежностью (может бесперебойно функционировать в течение лет), гибкостью настройки, широтой опций.

Минусы – в нюансах постпроцессирования: даже несмотря на то, что G- и М- коды универсальны, каждый программист компонует их по-своему. Поэтому возможны нестыковки при запуске ПО, которые требуется отдельно отлаживать.

Зачастую сложна ситуация с кадрами. Молодые и начинающие специалисты прекрасно понимают, как работает станок с ЧПУ, но им неизвестны практические свойства дерева или металла. Опытные слесари, фрезеровщики и токари, наоборот, «на ты» с материалами, но почти не знают компьютера.

Первый должен:

подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;
определить нужные размеры;
зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;
установить переключатель в позицию «от»;
выполнить проверку на холостом ходу;
убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;
закрепить деталь, включить режим «по программе»;
обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;
повторить техпроцесс, сравнить габариты;
переключить машину в позицию «автомат».

Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:

менять смазочные материалы и намасливать патроны;
очищать зону проведения операций;
проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.

Также ему необходимо запустить тестовое ПО, а после убедиться в надежности всех креплений и отсутствии отклонений. Если все в порядке, можно:

фиксировать заготовку;
вводить программу;
заправлять перфоленту;
нажимать «Пуск»;
замерять деталь, сравнивая с образцом.

На специальных курсах подробно расскажут и покажут, как научиться работать на станке с ЧПУ. На такую профильную подготовку просто необходимо отправить своих сотрудников, если вы хотите установить столь производительное оборудование на своем предприятии и эффективно использовать его преимущества.

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

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали на перфоленте. Хотя концепция сразу доказала, что она может сэкономить затраты, она была настолько отличной, что очень медленно 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 годов NC начал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-код, почти универсальный язык ЧПУ, который мы имеем сегодня, не существует. Каждый производитель выдвигал свой собственный язык для определения числового управления или программ обработки деталей (программ, которые станки будут выполнять для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Милуоки-Матик-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В течение 1960-х годов ряд ключевых разработок быстро развился с помощью ЧПУ:

— Стандартный язык G-кода для программ обработки деталей. Происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, когда он использовался в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

— САПР стал самостоятельным и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертежников в 60-х годах. К 1970 году САПР стала достаточно крупной отраслью, в которой были такие игроки, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

— Мини-компьютеры, 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 расходы на занятость росли.С 60-х годов, предоставив прочную технологическую базу, которая была необходима, ЧПУ взлетел и начал неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические трассеры и ручная обработка.

американских компаний в основном начали революцию с 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 американские компании. Японцы повторили ту же формулу в еще более успешной степени и отняли лидерство у немцев всего год спустя, к 1980 году.В 1971 году все 10 крупнейших компаний с ЧПУ были американскими, но к 1987 году остался только Цинциннати Милакрон, и они заняли 8 место.

В последнее время микропроцессорная технология сделала управление ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для хобби и персонального рынка ЧПУ.

Доступное оборудование с ЧПУ также проложило путь к использованию ЧПУ в прототипировании наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось прежде всего производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по внедрению контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был запущен NIST, Национальным институтом стандартов и технологий в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был передан в общественное достояние и Open Source, а EMC2 появился немного позже, в 2003 году.

Mach5 был разработан основателем Artsoft Арт Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы на Windows вместо Linux, что делает его еще более доступным для персонального рынка ЧПУ. ArtSoft, компания ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach5 впервые сделало ЧПУ доступным вне промышленных цехов.

Как программы EMC2 (теперь называемые LinuxCNC), так и программы Mach5 CNC сегодня живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старых числовых контрольных дней!

Что такое станки с ЧПУ? (с изображениями)

Станки с ЧПУ — это автоматизированные фрезерные устройства, которые производят промышленные компоненты без прямой помощи 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 промышленности в производстве, есть также хобби-версии большинства машин, которые можно использовать в частных домах.

Станок с ЧПУ.

Типы машин

Наиболее распространенными станками с ЧПУ являются фрезерные, токарные и шлифовальные станки.Фрезерные станки автоматически режут материалы, включая металл, используя режущий шпиндель, который может перемещаться в разные положения и глубины в соответствии с инструкциями компьютера. В токарных станках используются автоматические инструменты, которые вращаются для формирования материала. Они обычно используются, чтобы сделать очень подробные сокращения в симметричных частях, таких как конусы и цилиндры.

USB-накопитель, на котором можно хранить планы для станков 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 той же точности, что и фрезы или токарные станки. Помимо этого, есть также фрезерные станки с ЧПУ, которые используются для резки различных материалов; а также программируемые 3D-принтеры; и револьверные пуансоны, которые используются для проделывания отверстий в металле или пластике.Эту технологию также можно использовать с различными типами резаков, в том числе работающих с водой, лазерами и плазмой.

Некоторые модели станков с ЧПУ были запрограммированы через дискеты.

Программирование и эксплуатация

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

Промышленный станок для лазерной резки обычно управляется через интерфейс ЧПУ.

Преимущества и недостатки

В промышленных условиях станки с ЧПУ могут быть объединены в целые ячейки станков, которые могут работать независимо друг от друга. Они часто основаны на полностью цифровых разработках, что устраняет необходимость физического проектирования чертежей.Многие способны бегать несколько дней без вмешательства человека. На самом деле, некоторые из них настолько сложны, что могут связаться с мобильным телефоном оператора и отправить предупреждение в случае неисправности. Эти автоматизированные функции позволяют производить тысячи деталей с минимальным контролем и позволяют оператору выполнять другие задачи.

Кроме того, станок с ЧПУ может формировать детали с уровнем точности, который практически невозможен при использовании старых инструментов.На обычной фабрике рабочие должны управлять различными инструментами вручную, и ошибки являются общими, но машина может выполнять ту же задачу, не уставая, и работать без остановки. Это экономит много времени, а повышенная точность может помочь устранить отходы, поскольку существует меньше бракованных деталей, которые необходимо выбрасывать.

Несмотря на свои преимущества, станки с ЧПУ стоят дороже, чем станки более старых типов, что делает их недоступными для небольших операций.Они также дороги в ремонте и обслуживании. Кроме того, хотя они и ограничивают вероятность ошибок, они не устраняют их полностью, поскольку операции все равно могут программировать или работать на машине неправильно. Кроме того, эти машины должны обслуживаться квалифицированным персоналом с определенным типом обучения, который может быть недоступен во всех областях.

Разработка

Станки с ЧПУ

значительно расширились с момента их первоначального внедрения в обрабатывающую промышленность.Самые ранние получали инструкции кода через встроенные контроллеры, что означало, что формат программирования не мог быть изменен. Более поздние модели были запрограммированы с помощью кабелей мэйнфреймов и дискет, что позволяло вносить изменения в программирование. Современные могут работать с файлами программного обеспечения, находящимися на компакт-дисках, USB-накопителях или передаваться по сети.

Операторы программируют координаты на станке с ЧПУ, и станок выполняет задачу с минимальным контролем., станков с ЧПУ прокладывают путь к оцифровке в обрабатывающей промышленности.

Независимо от того, была ли ваша производственная компания на рынке какое-то время или вы только начинаете, изучение технологий для повышения эффективности бизнеса и производства является ключом к успешному будущему бизнеса.

Таким образом, вы, вероятно, слышали о механической обработке с ЧПУ. Эта технология не так нова, как вы думаете. Интересный инженерный факт: самый старый механический инструмент был найден в Италии и датируется 700 г. до н.э.C.

Вообще говоря, обработка на станках с ЧПУ — это заранее запрограммированный производственный процесс, основанный на методе вычитания. Эта технология формирует объекты путем резки материала и разработки точной формы.

Хотя обработка на станках с ЧПУ имеет долгую историю, в настоящее время это одна из наиболее преобразующих технологий в производственном секторе. Он оцифрован и, следовательно, может работать более эффективно по сравнению с аддитивными или формирующими методами производства. Технология часто используется для создания прототипов и дальнейшего производства деталей, изготовленных на заказ.

Источник: Waykenrm

Некоторые компании-производители создают собственные станки с ЧПУ, но многие нанимают дополнительных поставщиков услуг для обеспечения бесперебойной интеграции. Одним из таких примеров является Waykenrm. Компания поставляет быстрые прототипы, в том числе прототипы изделий, литье под давлением, быстрое производство и производство автомобилей.

Обрабатывающие материалы с ЧПУ

Обрабатывающие станки с ЧПУ, такие как Waykenrm, используют различные материалы для производства объектов. Материалы, которые вы выбираете, играют значительную роль в процессе проектирования.Вы должны учитывать твердость материала, температуру и химическую стойкость, а также прочность. Наиболее распространенными вариантами являются металл и пластик.

Металлические детали — с точки зрения их прочности и прочности, металлические детали являются наиболее популярным производственным материалом. Металл более универсален и долговечен, чем пластик, и его можно использовать от создания прототипов нестандартных деталей до серийного производства. Наиболее используемый металл — алюминий из-за легкого веса и долговечности. Он также отличается лучшей электрической и теплопроводностью, чем другие металлы.

Пластиковые детали — пластик может быть оптимальным выбором для различных типов продукции. Это имеет преимущество легкого веса, электрической изоляции и высокого сопротивления. Тем не менее, он в основном используется для создания прототипов из-за более низких затрат и потому, что элемент не такой прочный. Наиболее используемыми пластиками являются АБС, поликарбонат и нейлон.

СВЯЗАННЫЕ: ОБЩИЕ НЕПРАВИЛЬНЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ ОБРАБОТКИ С ЧПУ

Типы станков с ЧПУ

Несмотря на то, что станки с ЧПУ могут различаться, в промышленности чаще всего используются 3-осевые и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ.Фрезерные станки с ЧПУ часто используют первый тип, так как с ним легче ориентироваться, и он стоит меньше, чем 5-осевой.

3-осевая обработка с ЧПУ выполняется путем удаления материала с основного объекта с помощью режущих инструментов на высокой скорости. Это менее гибкий метод, используемый с фрезерными и токарными методами с ЧПУ. С 3-осью, вы можете производить обычно используемые продукты и формы без большого опыта в этой области. Однако этот тип не так точен, как 5-осевой.

5-осевые фрезерные детали с ЧПУ отличаются более точной и детальной ориентацией.Этот тип не требует много ручной работы и может производить детали, которые отличаются от основных осей. Все же эти типы машин более дороги.

Независимо от того, какой тип вы используете для своего производственного бизнеса, механическая обработка с ЧПУ стремительно захватывает отрасль. Универсальный и оцифрованный характер этих машин выводит производство на новый уровень.

CNC-обработка — будущее производства. Источник: Waykenrm

Обработка с ЧПУ — будущее производства

Модернизация является центральной частью четвертой промышленной революции, поэтому было бы трудно найти хотя бы одну отрасль, которая не изменилась за последнее десятилетие.Производство не является исключением, и одним из наиболее значительных изменений стало внедрение обработки с ЧПУ. Это сделало производственный процесс более эффективным и гибким, но это еще не все. Вот некоторые изменения, которые делают CNC-обработку будущим производством.

4 Ways CNC Machining расширяет возможности производства

1. Удобство

Станки с ЧПУ

исключают ручную работу, тем самым экономя время и повышая эффективность производственных процессов. Автоматизированная производительность быстрее, чем работа, выполняемая человеком.Цифровое производство также помогает уменьшить человеческие ошибки и может работать независимо от дня недели.

Многие работодатели сталкиваются с опасениями, что их команды заменят машины. Вы можете расслабиться, потому что станки с ЧПУ не заменят вашу команду, но расширят возможности вашей рабочей силы и сделают их работу более приятной.

2. Обработка прототипов

Прототипирование имеет важное значение в производственном секторе. Это помогает избежать ошибок в дальнейшем в процессе производства и лучше понять продукт.Однако многие компании пропускают часть прототипирования или не тратят на нее достаточно времени, потому что это отнимает много времени и стоит дорого.

Обработка с ЧПУ делает прототипирование более доступным и доступным. Теперь производители могут делать макеты и лучше понимать дальнейшие шаги в этом процессе. Новая технология ориентирована на производство и позволяет разрабатывать более комплексные проекты.

3. Устойчивое развитие

Обработка ЧПУ различными способами обеспечивает устойчивость.Технология не требует большого количества дополнительных материалов и, следовательно, не оставляет столько отходов. У него также меньше шансов совершить ошибки, что избавляет от выбрасывания материалов и деталей, а также от потери драгоценного производственного времени.

Кроме того, для обработки с ЧПУ не требуется много дополнительных деталей, таких как отдельные сверла или шлифовальные машины, поскольку в нем есть все, что встроено в основной корпус.

4. Меньше процессов

Компьютеры и программное обеспечение являются основными компонентами контроля станка с ЧПУ.CAD-модель заранее запрограммирует нужные проекты и загружает информацию непосредственно на устройство. Еще одним преимуществом такой технологии является то, что она может выполнять практически все этапы производства самостоятельно, устраняя необходимость в дополнительных инструментах и станках или ручной работе.

станок с ЧПУ. Источник: Waykenrm

Внедрение оцифровки имеет решающее значение для достижения успеха в современном мире. Это не только выделяет вашу компанию среди конкурентов, но и ускоряет бизнес-операции и производительность труда.Итак, найдите то, что работает для вашей компании, и выведите производственные процессы на новый уровень с помощью обработки с ЧПУ.

Станок с чпу принцип работы

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

25.03.2020

Целесообразность применения
Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются
Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения
Основные параметры
Принцип программирования
Станки фрезерные с ЧПУ
Как работает ЧПУ-станок токарного типа
Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа
Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения
Преимущества
Проблемы
Действия наладчика и оператора

Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.
Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.
Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.
Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.
Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.

Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.
Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.
Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.
Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.
Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.
Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;
токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;
зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;
шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;
многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;
вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;
характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;
количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.

1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;

2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;

3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:

Р – посредством поворота головки револьверного типа;
М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;
для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;
для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

память – постоянная и оперативная;
шкаф, оснащенный операторским пультом;
дисплей, на котором показываются результаты;
контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.

Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.
С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.
С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.
Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).
Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

По расположению шпинделя выделяют:

вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;
горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.

Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:

позиционным – для сверлильных работ;
контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;
смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.

Конструктивные особенности

Классификация по характеру выполняемых задач

центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;
патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;
универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;
карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).

Конструктивные характеристики

Конструктивные особенности

По вариантам компоновки могут быть:

вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;
горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;
выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;
шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;
изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.

Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.

Первый должен:

подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;
определить нужные размеры;
зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;
установить переключатель в позицию «от»;
выполнить проверку на холостом ходу;
убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;
закрепить деталь, включить режим «по программе»;
обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;
повторить техпроцесс, сравнить габариты;
переключить машину в позицию «автомат».

Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:

менять смазочные материалы и намасливать патроны;
очищать зону проведения операций;
проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.

фиксировать заготовку;
вводить программу;
заправлять перфоленту;
нажимать «Пуск»;
замерять деталь, сравнивая с образцом.

Что такое принцип работы ЧПУ и типы контроллеров ЧПУ

Каков принцип работы ЧПУ и типы контроллеров ЧПУ?

Как работают станки с ЧПУ?

В системе ЧПУ выделенный компьютер используется для выполнения всех основных функций согласно исполнительной программе, хранящейся в памяти компьютера. Система направляет команды на сервоприводы для управления серводвигателем и другими выходными устройствами, такими как реле, соленоиды и т. Д., Для запуска таких операций, как запуск и останов двигателя, включение и выключение охлаждающей жидкости, смена инструмента, смена поддонов и т. Д.и другие разные функции.

Как только система отдает, становится необходимым убедиться, что конкретная функция была выполнена. Это делается «Устройствами обратной связи». В качестве обратной связи по положению двигателя используются устройства непрерывной обратной связи, такие как линейная шкала, энкодер, резольвер и т. Д. Некоторые датчики, такие как бесконтактный выключатель, концевой выключатель, реле давления, реле потока, поплавковый выключатель и т. Д., Используются в качестве устройств обратной связи для мониторинга различных операций. Таким образом, все операции станка с ЧПУ постоянно контролируются соответствующими устройствами обратной связи.Так что система ЧПУ называется системой с замкнутым контуром. В случае сбоя в любой обратной связи, система генерирует «Сообщение об ошибке».

Принципы работы ЧПУ.

Движение осей X, Y, Z управляется двигателем, который подает переменный ток или постоянный ток.
Движение машины осуществляется путем подачи команд.
Все операции выполняются с помощью таких кодов, как скорость, подача, глубина резания и т. Д.
Для каждой операции доступен отдельный код.
Система предупреждения доступна для защиты от различных операций и компонентов.

Типы контроллеров ЧПУ.

Основным определяющим фактором станков с ЧПУ является точность программирования. Программирование должно выполняться системой. В обрабатывающей промышленности наиболее часто используемые системы для станков с ЧПУ: система ЧПУ Японии FANUC, система ЧПУ Германии Siemens, система ЧПУ Японии Mitsubishi, система ЧПУ Германии HEIDENHAIN и так далее.

Пожалуйста, оставьте ценный комментарий, если вы считаете эту тему полезной.

Пост навигация

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

Краткая история ЧПУ

1959 Станок с ЧПУ: Милуоки-Матик-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В течение 1960-х годов ряд ключевых разработок быстро развился с помощью ЧПУ:

Мы прошли долгий путь со времен старых числовых контрольных дней!

Как настроить станок с ЧПУ GRBL & Control с помощью Arduino

Если вы думаете или создаете свой собственный станок с ЧПУ, то, скорее всего, вы встретитесь с термином GRBL. Итак, в этом уроке мы узнаем, что такое GRBL, как его установить и как использовать его для управления станком с ЧПУ на базе Arduino.

Кроме того, мы узнаем, как использовать Universal G-code Sender, популярное программное обеспечение GRBL-контроллера с открытым исходным кодом.

Что такое GRBL?

GRBL — это программное обеспечение с открытым исходным кодом или встроенное программное обеспечение, которое позволяет управлять движением станков с ЧПУ.Мы можем легко установить прошивку GRBL на Arduino, и мы сразу же получим недорогой, высокопроизводительный контроллер с ЧПУ. GRBL использует G-код в качестве входа и выводит управление движением через Arduino.

Для лучшего понимания мы можем взглянуть на следующую диаграмму:

Из диаграммы мы можем видеть, где GRBL имеет место в «общей картине» принципа работы станка с ЧПУ. Это прошивка, которую нам нужно установить или загрузить в Arduino, чтобы она могла управлять шаговыми двигателями станка с ЧПУ.Другими словами, функция встроенного ПО GRBL заключается в преобразовании G-кода в движение двигателя.

Требуемое оборудование

Arduino — Как мы уже говорили, нам нужен Arduino для установки GRBL. В частности, нам нужна плата Arduino на базе Atmega 328, то есть мы можем использовать Arduino UNO или Nano.
Шаговые двигатели — Очевидно, что шаговые двигатели обеспечивают движение машины.
Драйверы — Для управления шаговыми двигателями нам нужны драйверы, и, когда речь идет о небольших станках с ЧПУ DIY (с использованием степлеров NEMA 14 или 17), нам нужны драйверы A4988 или DRV8825.
Arduino CNC Shield — Для подключения шаговых приводов к Arduino проще всего использовать Arduino CNC Shield. Он использует все контакты Arduino и обеспечивает простой способ подключения всего: шаговых двигателей, шпинделя / лазера, концевых выключателей, охлаждающего вентилятора и т. Д.

Обратите внимание, что это только основные электронные компоненты, которые нам необходимы для понимания того, как Станок с ЧПУ работает.

На самом деле, как пример того, как все должно быть подключено, мы можем взглянуть на мою машину для резки пенопласта с ЧПУ.

Вы можете проверить и получить основные электронные компоненты, необходимые для сборки этого станка с ЧПУ, здесь:

Раскрытие информации: Это партнерские ссылки. Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Основным инструментом этого станка с ЧПУ является горячая проволока, которая может легко плавиться или прорезаться через пенопласт и принимать любую нужную форму. Для получения более подробной информации о том, как я сделал машину и как все работает, вы можете проверить конкретное руководство.

Тем не менее, мы будем использовать этот станок в качестве примера в этой статье, потому что тот же принцип работы применим к любому другому станку с ЧПУ, будь то фрезерный или лазерный.

Как установить GRBL

Во-первых, чтобы иметь возможность установить или загрузить GRBL в Arduino, нам нужна IDE Arduino.

Затем мы можем скачать прошивку GRBL с github.com.

Загрузите его в виде файла .ZIP и выполните следующие действия:

Откройте файл grbl-master.zip и извлеките файлы
Откройте среду IDE Arduino, перейдите в раздел «Эскиз> Включить библиотеку> Добавить библиотеку .ZIP» …

Перейдите к извлеченной папке «grbl-master», там выберите папку «grbl» и щелкните по открытому файлу.Теперь мы должны GRBL в качестве библиотеки Arduino.

Далее перейдите в Файл> Примеры> grbl> grblUpload. Откроется новый эскиз, и нам нужно загрузить его на доску Arduino. Код может выглядеть странно, так как это всего лишь одна строка, но не стоит беспокоиться, все происходит в фоновом режиме в библиотеке. Итак, нам просто нужно выбрать плату Arduino, COM-порт и нажать кнопку загрузки, и все готово.

Конфигурация GRBL

На этом этапе нам необходимо сконфигурировать или настроить GRBL для нашей машины.Мы можем сделать это через последовательный монитор Arduino IDE. Как только мы откроем Serial Monitor, мы получим сообщение типа «Grbl 1.1h [‘ $ ’for help]». Если вы не видите это сообщение, убедитесь, что вы изменили скорость передачи данных на 115200.

Если мы введем «$$», мы получим список команд или текущих настроек, и они будут выглядеть примерно так:

$ 100 = 250.000 (x , шаг / мм)
101 = 250 000 (у, шаг / мм)
102 = 3200 000 (з, шаг / мм)
110 = 500 000 (максимальная скорость, мм / мин)
111 = 500.2)

Все эти команды можно или нужно настраивать в соответствии с нашим станком с ЧПУ. Например, с помощью первой команды, $ 100 = 250.000 (x, шаг / мм), мы можем отрегулировать число шагов на мм станка или указать, сколько шагов должен сделать двигатель, чтобы ось X сместилась на 1 мм.

Однако я бы предложил оставить эти настройки как есть. Существует более простой способ настроить их в соответствии с нашей машиной с помощью программного обеспечения контроллера, что мы объясним в следующем разделе.

GRBL Controller

Итак, после того, как мы установили прошивку GRBL, теперь наш Arduino знает, как читать G-код и как управлять станком с ЧПУ в соответствии с ним. Однако для отправки G-кода в Arduino нам нужен какой-то интерфейс или программное обеспечение контроллера, которое сообщит Arduino, что делать. На самом деле для этой цели существует множество как открытых, так и коммерческих программ. Конечно, мы будем придерживаться открытого исходного кода, поэтому в качестве примера мы будем использовать отправитель G-кода Univarsal.

Как использовать универсальный отправитель G-кода

В этом примере я буду использовать версию платформы 2.0. Как только мы загрузим его, нам нужно извлечь zip-файл, перейти в папку «bin» и открыть любой из исполняемых файлов «ugsplatfrom». На самом деле это программа JAVA, поэтому, чтобы иметь возможность запускать эту программу, сначала нам нужно установить JAVA Runtime Environment.

После того, как мы откроем отправителя универсального G-кода, сначала нам нужно настроить машину или настроить параметры GRBL, показанные ранее.Для этого мы будем использовать мастер установки UGS, который гораздо удобнее, чем вводить команды вручную через последовательный монитор IDE Arduino.

Первым шагом здесь является выбор скорости передачи данных, которая должна быть 115200, и порта, к которому подключен наш Arduino. Как только мы подключим Универсальный отправитель G-кода к Arduino, на следующем шаге мы можем проверить направление движения двигателей.

При необходимости мы можем изменить направление вращения с помощью мастера или вручную переключив соединение двигателя на Arduino CNC Shield.

На следующем шаге мы можем настроить параметр step / mm, который мы упоминали ранее. Здесь гораздо проще понять, как его настроить, поскольку мастер установки рассчитает и сообщит нам, до какого значения мы должны обновить параметр.

Значение по умолчанию составляет 250 шагов / мм. Это означает, что если мы нажмем кнопку перемещения «x +», двигатель сделает 250 шагов. Теперь, в зависимости от количества физических шагов, которые имеет двигатель, выбранного разрешения шага и типа трансмиссии, машина будет двигаться на некоторое расстояние.Используя линейку, мы можем измерить фактическое движение, совершенное машиной, и ввести это значение в поле «Фактическое движение». Исходя из этого, мастер рассчитает и сообщит нам, на какое значение мы должны изменить параметр steps / mm.

В моем случае, для станка DIY с ЧПУ, который я сделал, станок сдвинулся на 3 мм. В соответствии с этим мастер предложил обновить значение шага / мм до значения 83.

После обновления этого значения станок теперь перемещается правильно, 1 мм в программном обеспечении означает 1 мм для станка с ЧПУ.

В консоли UGS, когда мы выполняем каждое действие, мы видим команды, которые выполняются. Мы можем заметить, что, обновляя параметр steps / mm, программа UGS фактически отправила Arduino или прошивке GRBL команду, которую мы упоминали ранее. Это было значение по умолчанию: $ 100 = 250 000 (x, шаг / мм), и теперь мы обновили значение до 83 шагов на мм: $ 100 = 83.

На следующем шаге мы можем включить концевые выключатели и проверить, работают ли они должным образом.

В зависимости от того, являются ли они нормально открытым или нормально замкнутым соединением, мы также можем инвертировать их здесь.

Здесь стоит отметить, что иногда нам нужно отключить концевой выключатель оси Z. Это было в случае с моей машиной для пенной резки с ЧПУ, где мне не требовался концевой выключатель оси Z, и я должен был отключить его, чтобы иметь возможность правильно установить машину. Итак, для этого нам нужно отредактировать файл config.h, который находится в папке библиотеки Arduino (или Documents \ Arduino \ library).

Здесь нам нужно найти линии цикла самонаведения и прокомментировать набор по умолчанию для 3-осевого станка с ЧПУ и раскомментировать настройку для 2-осевого станка.Чтобы изменения вступили в силу, нам нужно сохранить файл и повторно загрузить эскиз grblUpload на нашу плату Arduino.

Тем не менее, на следующем шаге мы можем включить или отключить самонаведение ЧПУ.

С помощью кнопки «Попробуй самонаведения» машина начнет движение к концевым выключателям. В случае, если это идет противоположным путем, мы можем легко изменить направление.

Наконец, на последнем шаге мастера настройки мы можем включить мягкие ограничения для нашего станка с ЧПУ.

Мягкие ограничения не позволяют машине выходить за пределы установленной рабочей зоны.

Заключение

Итак, благодаря встроенному микропрограммному обеспечению GRBL и Arduino, мы можем легко настроить и запустить наш станок с ЧПУ. Конечно, мы рассмотрели только основы в этом уроке, но я думаю, что этого было достаточно, чтобы понять, как все работает и как запустить наш первый станок с ЧПУ.

Конечно, есть много других настроек и функций, так как GRBL действительно поддерживает встроенное ПО контроллера ЧПУ.Документация GRBL объясняет все это в деталях, поэтому вы всегда можете проверить их на их вики-странице на github.com.

Кроме того, существует много других программ-контроллеров GRBL с открытым исходным кодом, таких как Универсальный отправитель G-кода, и их немного: GRBLweb (веб-браузер), GrblPanel (Windows GUI), grblControl (Windows / Linux GUI), Easel (на основе браузера) ) и т. д. Вы должны изучить их и посмотреть, какой из них подходит вам лучше всего.

Функциональные составляющие (подсистемы) ЧПУ

Для того чтобы сделать из обычного станка с ручным управлением станок с ЧПУ, необходимо внедрить определенные компоненты в его конструкцию. Недостаточно просто подключить станок к компьютеру, чтобы он работал по программе, – необходимо модернизировать механическую и электронную «начинку» станка. Давайте посмотрим, как устроена система ЧПУ (СЧПУ) на большинстве современных станков.

Условно СЧПУ можно разделить на три подсистемы:

подсистему управления;
подсистему приводов;
подсистему обратной связи.

Далее в этом разделе мы подробнее остановимся на каждой из данных подсистем.

Подсистема управления

Центральной частью всей СЧПУ является подсистема управления. С одной стороны, она читает управляющую программу и отдает команды различным агрегатам станка на выполнение тех или иных операций. С другой – взаимодействует с человеком, позволяя оператору станка контролировать процесс обработки.

Сердцем подсистемы управления является контроллер (процессор), который обычно расположен в корпусе стойки ЧПУ. Сама стойка имеет набор кнопок и экран (все вместе называется пользовательским интерфейсом) для ввода и вывода необходимой информации.

Системы управления могут быть как закрытыми, так и открытыми, ПК-совместимыми. Закрытые системы управления имеют собственные алгоритмы и циклы работы, собственную логику. Производители таких систем, как правило, не распространяют информацию об их архитектуре. Скорее всего, вы не сможете самостоятельно обновить программное обеспечение и редактировать настройки такой системы. У систем закрытого типа есть важное преимущество – они, как правило, имеют высокую надежность, так как все компоненты системы прошли тестирование на совместимость.

В последнее время стало появляться все больше открытых, ПК-совместимых систем управления. Их аппаратная начинка практически такая же, как и у вашего домашнего персонального компьютера. Преимущество такого метода – в доступности и дешевизне электронных компонентов, большинство из которых можно приобрести в обычном компьютерном магазине, и в возможности обновления внутреннего программного обеспечения.

Самые современные СЧПУ могут быть оснащены CAM-системой, позволяющей автоматизировать процесс написания УП прямо на станке. Наиболее яркий пример – системы ЧПУ серии MAPPS IV японских станков Mori Seiki содержат встроенное программное обеспечение ESPRIT от компании DP Technology (США) и позволяют оператору не только создать УП любой сложности, но и произвести ее всестороннюю проверку.

Рис. 1.6. Стойка MAPPS IV c CAM-системой ESPRIT

Подсистема приводов

Подсистема приводов включает в себя различные двигатели и винтовые передачи для окончательного выполнения команд подсистемы управления – для реализации перемещения исполнительных органов станка.

Высокоточные ходовые винты

Важными компонентами подсистемы приводов являются высокоточные ходовые винты. Вы, наверное, знаете, что на станке с ручным управлением рабочий, вращая рукоятку, соединенную с ходовым винтом, перемещает рабочий стол. На днище стола укреплена гайка таким образом, что при повороте винта происходит линейное перемещение стола.

Усовершенствованный ходовой винт станка с ЧПУ позволяет выполнять перемещение исполнительного органа с минимальным трением и практически без люфтов. Устранение люфта очень важно по двум причинам. Во-первых, это необходимо для обеспечения сверхточного позиционирования. Во-вторых, только при соблюдении этого условия возможно нормальное попутное фрезерование.

Двигатели

Второй составляющей подсистемы является двигатель (а точнее – несколько двигателей). Вращение вала двигателя приводит к повороту высокоточного ходового винта и линейному перемещению рабочего стола или колонны. В конструкции станков используются шаговые электродвигатели и серводвигатели.

Шаговый электродвигатель – это электромеханическое устройство, преобразующее электрический сигнал управления в дискретное механическое перемещение. Существует несколько основных видов шаговых двигателей, отличающихся конструктивным исполнением:

шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением;
шаговые двигатели с постоянным магнитным сопротивлением;
гибридные двигатели.

Принцип работы у всех этих двигателей примерно одинаков и достаточно прост.

Шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением имеет несколько полюсов на статоре и ротор из магнитно-мягкого материала (реактивный ротор). На рис. 1.7 показан двигатель, имеющий шесть полюсов на статоре, ротор с четырьмя зубьями и три независимые обмотки, каждая из которых приходится на противоположные полюса статора.

При подаче электрического тока в одну из обмоток ротор стремится занять положение, при котором возникший магнитный поток будет замкнут. То есть зубья ротора будут находиться прямо напротив тех полюсов статора, на обмотки которого подан ток. Если выключить ток в этой обмотке и подать его в следующую обмотку, то ротор повернется, чтобы в очередной раз замкнуть магнитный поток своими зубьями. Для непрерывного вращения ротора необходимо попеременно подавать электрический ток в 1, 2 и 3 обмотки, при этом шаг вращения для представленного двигателя составит 30°.

Рис. 1.7. Устройство шагового двигателя с переменным магнитным сопротивлением

Шаговый двигатель с постоянными магнитами состоит из статора с обмотками и ротора с постоянными магнитами. На рис. 1.8 показан двигатель, имеющий две пары полюсов статора и три пары полюсов ротора. При подаче электрического тока в одну из обмоток ротор займет положение, при котором разноименные полюса статора и ротора будут находиться напротив друг друга. Для непрерывного вращения ротора необходимо попеременно подавать электрический ток в 1 и 2 обмотки, при этом шаг вращения составит 30°.

Рис. 1.8. Устройство шагового двигателя с постоянными магнитами

Большинство современных шаговых электродвигателей являются гибридными, то есть сочетают достоинства двигателей с переменным магнитным полем и двигателей с постоянными магнитами, имеют гораздо большее число полюсов статора и зубьев ротора, что обеспечивает меньший шаг вращения.

Когда подсистема управления посылает шаговому двигателю электрический импульс, то происходит поворот на определенный угол, который зависит от конструкции двигателя (например, 0,7°). Если ходовой винт имеет шаг 1 мм, то один импульс заставит исполнительный орган станка линейно переместиться на 0,7/360 × 1 = 0,0019 мм. Эта величина называется разрешением системы, или ценой импульса. Нельзя переместить исполнительный орган на величину, меньшую, чем разрешение системы. Таким образом, вы видите, что существует прямая взаимосвязь между двигателем, ходовым винтом и точностью перемещений станка.

Простота конструкции и легкость управления сделали шаговые электродвигатели очень популярными. Основным минусом двигателей этого типа является их толчковая или дискретная работа, которая может привести к ухудшению качества чистовой обработки поверхностей и эффекту «ступенек» при выполнении обработки по наклонной прямой или дуге. Однако шаговые двигатели могут работать без использования дорогостоящей и сложной обратной связи. Это позволяет создавать недорогие, хотя и не высокоточные станки.

Самые современные станки с ЧПУ не оснащаются шаговыми двигателями. На смену им пришли серводвигатели, которые имеют более сложную конструкцию. Серводвигатели, в отличие от шаговых двигателей, работают гладко, имеют лучшие характеристики, но ими тяжелее управлять.

Для работы с серводвигателем необходимо наличие специальных контроллеров и устройств обратной связи, что, несомненно, приводит к увеличению стоимости станка.

Подсистема обратной связи

Подсистема обратной связи главным образом призвана обеспечивать подсистему управления информацией о реальной позиции исполнительного органа станка и о скорости двигателей. Подсистема обратной связи может быть открытого или замкнутого типа.

Системы открытого типа регистрируют наличие или отсутствие сигнала из подсистемы управления. К сожалению, они не могут дать информации о реальной позиции исполнительного органа и скорости двигателей, поэтому в современных станках с ЧПУ практически не используются.

Системы замкнутого типа используют внешние датчики для проверки необходимых параметров.

Функционирование системы ЧПУ

Мы рассмотрели по отдельности работу трех подсистем, составляющих основу СЧПУ. Теперь поговорим о функционировании всей системы в целом.

Программист создает управляющую программу, в которой содержится закодированная информация о траектории и скорости перемещения исполнительных органов станка, частоте вращения шпинделя и другие данные, необходимые для выполнения обработки. Подсистема управления читает эту программу, расшифровывает ее и вырабатывает профиль перемещения.

Профиль перемещения можно представить в виде графика, который показывает, в какой точке должен находиться исполнительный орган станка через определенные промежутки времени. В соответствии с профилем перемещения подсистема управления посылает на соответствующий двигатель строго определенное количество электрических импульсов. Двигатель вращает ходовой винт, и исполнительный орган станка перемещается в указанную позицию (координату). Датчики обратной связи отправляют в подсистему управления информацию о действительной достигнутой позиции исполнительного органа. Происходит сравнение фактической и требуемой (теоретической) позиций. Если между ними есть разница (ошибка перемещения), то подсистема управления посылает скорректированное на величину ошибки число электрических импульсов на двигатель. Этот процесс повторяется снова и снова, пока исполнительный орган станка не достигнет требуемой позиции с определенной (очень высокой) точностью. Вообще, некоторая ошибка перемещения присутствовать будет всегда. Главное, чтобы она была настолько маленькой, что ей можно было бы пренебречь.

Мы рассмотрели простейший вариант – перемещение вдоль одной оси. Давайте усложним задачу. Пусть требуется переместить рабочий стол прямолинейно, но не параллельно ни одной из осей станка (рис. 1.12). Для того чтобы выполнить такое перемещение, система ЧПУ вынуждена строить между точками 1 и 2 множество опорных точек и двигать рабочий стол по этим точкам «ступенчато», попеременно включая подачу то по одной оси, то по другой. При этом нужно поддерживать такое соотношение скоростей движения по осям, чтобы траектория перемещения соответствовала заданной траектории. Работу по расчету этих промежуточных опорных точек выполняет специальное устройство, входящее в состав подсистемы управления, – интерполятор. Интерполятор непрерывно в соответствии с заданными перемещениями поддерживает функциональную связь между опорными точками и оценивает отклонения от заданной траектории, стремясь свести их к минимуму. Эти «ступеньки» имеют некоторое отклонение от заданной траектории перемещения. Величина отклонения полученной «ступенчатой» траектории будет равна или кратна цене импульса (разрешению) системы ЧПУ или импульса, формируемого датчиком обратной связи. Так как в современных станках разрешение системы ЧПУ приближается к 0,001 мм (1 мкм), то получаемое перемещение можно рассматривать как гладкое.

Рис. 1.12. При перемещении из точки 1 в точку 2 система ЧПУ строит множество опорных точек и перемещает исполнительный орган «ступенчато», попеременно включая подачу то по одной оси, то по другой

Рассмотренная интерполяция называется линейной. Если же необходимо выполнить перемещение по дуге, то интерполяция будет круговой (рис. 1.13). В случае перемещения по дуге выполняется так называемая линейная аппроксимация дуги, то есть замена дуги маленькими прямолинейными отрезками. Поэтому исполнительный орган станка также будет двигаться по «ступенчатой» траектории, которая визуально будет казаться абсолютно гладкой.

Рис. 1.13. Схема круговой интерполяции

Деревообрабатывающие станки с ЧПУ. | CNC Motors

Деревообработка широко используется в мебельном производстве, а также в строительстве деревянных домов, беседок, веранд. Дерево обрабатывается при производстве сувенирной продукции, и во многих других случаях, например:

производство оконных рам
производство деревянных дверей
производство кухонной и офисной мебели
декоративные навесы на воротах, колодцах и т.д.

Наиболее производительный способ обработки заготовок из дерева для получения готовой продукции – на специальных деревообрабатывающих станках. Самый современный вид станков – деревообрабатывающие станки с ЧПУ.

Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как «числовое программное управление» и означает, что станок управляется не вручную человеком, а при помощи компьютерного устройства на основе заданной программы. Это значительно повышает скорость обработки и исключает ошибки, связанные с человеческим фактором.

ЧПУ станки по дереву обычно имеют большие размеры рабочего стола, чтобы была возможность обрабатывать крупноформатные листовые материалы и доски стандартной длины (стандартная длина досок и бруса в строительстве составляет 4-6 метров).

Деревообрабатывающие станки с ЧПУ традиционно снабжаются шпинделями с воздушным типом охлаждения. У многих станков имеются стружкопылесосы. Кроме того, шпиндели для деревообработки имеют особый форм-фактор, принятый в деревообрабатывающей промышленности.

Все представленные у нас модели шпинделей для деревообработки полностью соответствуют стандартам деревообрабатывающей промышленности и гарантированно подходят для любого станка.

ЧПУ станки по дереву способны обрабатывать следующие материалы:

дерево разных пород
ДСП (древесно-стружечная плита)
ДВП (древесно-волокнистая плита)
МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности)
другие материалы, аналогичные по характеристикам дереву

Один из наиболее производительных и современных видов станков по дереву – обрабатывающие центры с ЧПУ. Они имеют универсальное назначение и могут выполнять практически все операции, связанные с обработкой дерева.

Для того, чтобы станок работал долгое время, надёжно и без простоев, он должен комплектоваться качественными комплектующими – шпинделями, инверторами, фрезами и т.д.

В нашей компании есть всё необходимое для деревообрабатывающих станков – шпиндели с воздушным охлаждением, фрезы по дереву, готовые привода, а также аксессуары:

инверторы (служат для управления шпинделем)
цанги (удерживают фрезу во время обработки)
хомуты (удерживают шпиндель в станке)
подшипники (имеют высокую точность)

По вопросам закупок оборудования и получения консультаций перед покупкой – звоните по телефону 8 (499) 653-52-64, либо оставляйте заявку через специальную форму на сайте.

Компания CNC Motors.

Обозначение станков | Металлорежущие станки

Каждый металлорежущий станок имеет условное обозначение — номер, по которому можно определить тип и краткую характеристику станка.

Группа станка

Первая цифра означает группу станка. Условились все токарные станки обозначать цифрой 1, группу сверлильных станков — цифрой 2, шлифовальные станки — цифрой 3, специальные станки — цифрой 4, зуборезные и резьбонарезные — цифрой 5, фрезерные — цифрой 6, строгальные, долбежные и протяжные — цифрой 7, разрезные — цифрой 8 и все остальные — цифрой 9.

Тип станка

Вторая цифра обозначает тип станка. Вертикально-фрезерные консольные станки имеют цифру 1, фрезерные непрерывного действия — цифру 2, копировальные, гравировальные — цифру 4, вертикальные бескоисольные — цифру 5, продольно-фрезерные — цифру 6, специальные консольно-фрезерные — цифру 7, горизонтально-фрезерные консольные — цифру 8, другие фрезерные — цифру 9.

Обозначение прочих характеристик

Третья цифра, а для крупных станков и четвертая цифра условно определяют основные размеры станка. Так, например, третья цифра 2 означает, что размер стола фрезерного станка равен 320×1250 мм. Станок 6662 (продольно-фрезерный) имеет стол размером 1800 x 6000 мм, у этого станка размеры стола обозначены двумя цифрами. Кроме цифр, в номер станка часто включают также различные буквы. Если буква стоит между первой и второй цифрами, это означает, что конструкция станка усовершенствована по сравнению с прежней моделью. Так, например, модель станка 682 совершенствовалась в течение многих лет, хотя основные размеры станка оставались почти одинаковыми. Эти более совершенные модели обозначали буквами Н, М, Р и др.

Для обозначения быстроходного вертикально-фрезерного станка добавили букву Б (6Н12Б, 6М12Б, 6М12Р и т. н.). Буква в конце номера означает изменение основной или, как часто говорят, базовой модели. Если в номере станка есть буква Г, это означает, что станок горизонтально-фрезерный. В отличие от универсального станка, стол этого станка не поворачивается. Кроме станков, изготовляемых серийно, станкостроительные в а воды выпускают много специальных станков. Эти станки, как правило, обозначают условными заводскими номерами. Номер копировально-фрезерного станка обычно заканчивается буквой К. Например, вертикально-фрезерный станок серии М с электрокопировальной следящей системой имеет обозначение 6М13К. В обозначения фрезерных станков, оснащенных системой циклового программного управления, включали букву П (например, станок 6А12П).

Пример обозначения станка

1К62 первая цифра 1 — станок токарной группы, далее буква К — поколение станка, третья цифра 6 — означает что станок токарно — винторезный, четвертая цифра 2 — высота центров 220мм.

Обозначение станков с программным управлением

Для всех станков с программным управлением в обозначение (номер) станка вводят букву Ф, которая обозначает, что станок оснащен системой программного управления и цифра рядом с ней — дополнительный признак. Обозначение Ф1 применяют для станков, оборудованных устройствами цифровой индикации и предварительного набора координат. Устройство цифровой индикации имеет световое табло, на котором светящимися цифрами указывают значение координаты (длину перемещения исполнительного органа станка). По мере перемещения исполнительного органа происходит смена цифр на табло, и, таким образом, оператор или наладчик могут проверить в любой момент времени, какое перемещение, на какую длину выполнено.

Иногда система цифровой индикации сообщает, на каком режиме (с какой подачей, частотой вращения шпинделя) работает в данный момент станок, и выдает другую информацию. Обозначение Ф2 относится к станкам, оснащенным позиционными системами ЧПУ (независимо от того, движение по скольким координатам обеспечивает данная система управления). Обозначение ФЗ применяют для станков, оснащенных контурными системами ЧПУ, обеспечивающими автоматические перемещения исполнительного органа по двум или трем координатам (например, станок 6Р13ФЗ). Обозначение Ф4 используют для станков с контурными или позиционными системами ЧПУ, которые имеют устройства для автоматической смены режущих инструментов.

Горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ KAMIOKA HMC-500

Параметры	Ед. изм.	MH-500
Перемещение
По оси X	мм	650
По оси Y	мм	560
По оси Z	мм	560
Стол
Размеры стола (2 стола)	мм	500х500
Размеры Т-пазов	мм	18H7
Скорость вращения поворотного стола	об/мин	16.6
Индексация поворотного стола (min)	град.	0.001° (opt. 0.005°)
Максимальная нагрузка на стол	кг	800
Количество паллет	шт	2
Шпиндель
Частота вращения (max)	об/мин	8 000 прямой
Мощность	кВТ	11/15
Конус		BT50
Расстояние от шпинделя до центра стола	мм	160-710
Расстояние от шпинделя до поверхности стола	мм	90-690
Подача
Скорость рабочих перемещений	м/мин	6
Скорость быстрых перемещений по оси X	м/мин	24
Скорость быстрых перемещений по оси Y	м/мин	16
Скорость быстрых перемещений по оси Z	м/мин	24
Магазин инструментов
Число инструментов стандарт/опция	шт	40 (манипуляторная цепь)
Максимальный диаметр инструмента	мм	Ø80
Максимальная длина инструмента	мм	200
Максимальный вес инструмента	кг	7
Общая информация
Электрическая мощность	кВт	45
Размеры с упаковкой (Длина х Ширина х Высота)	мм	3 500 × 3 900 × 3 000
Вес (net)	кг	7 800

Что такое обработка с ЧПУ? | Гудвин Колледж

Обработка с ЧПУ играет жизненно важную роль в развивающемся мире современного производства. Но что такое ЧПУ? Какую роль это играет в обрабатывающей промышленности и чем занимаются станки с ЧПУ? Более того, как начинающие машинисты с ЧПУ могут успешно подготовиться к работе в области обработки с ЧПУ и получить ее сегодня? Как ведущая школа производства и обработки в Коннектикуте, Goodwin College разбивает все детали, перечисленные ниже, начиная с основ:

Что такое ЧПУ?

CNC расшифровывается как Computerized Numerical Control.Это компьютеризированный производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное программное обеспечение и код контролируют движение производственного оборудования. Обработка с ЧПУ управляет рядом сложного оборудования, такого как шлифовальные, токарные и токарные станки, которые используются для резки, придания формы и создания различных деталей и прототипов. Ежедневно специалисты по ЧПУ комбинируют элементы механического дизайна, технические чертежи, математику и навыки компьютерного программирования для производства разнообразных металлических и пластмассовых деталей. Операторы ЧПУ могут взять лист металла и превратить его в важную деталь самолета или автомобиля.

Что такое станок с ЧПУ?

Машины с числовым программным управлением — это автоматизированные машины, которые управляются компьютерами, выполняющими заранее запрограммированные последовательности управляемых команд. Станки с ЧПУ, по сути, являются противоположностью устройствам «старой школы», которые управляются вручную с помощью маховиков или рычагов или механически автоматизированы только с помощью кулачков. Современные станки с ЧПУ понимают и работают с использованием языка обработки с ЧПУ, называемого G-кодом, который сообщает им точные измерения для производства, такие как скорость подачи, скорость, местоположение и координация.

Современные конструкторские и механические детали для систем ЧПУ в высокой степени автоматизированы — в отличие от старых, опасных заводских станков, о которых вы могли подумать раньше. Механические размеры деталей определяются с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD), а затем переводятся в производственные директивы с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM). Поэтому важно иметь в отрасли опытных станков с ЧПУ и программистов для эксплуатации этого высокотехнологичного оборудования.

Важность обработки с ЧПУ

Производители в Коннектикуте являются лидерами в производстве жизненно важной для отрасли продукции, такой как реактивные двигатели, вертолеты и подводные лодки.И, благодаря последним достижениям в области технологий, прошли времена суровой заводской жизни. Сегодня рабочие используют свои навыки обработки в чистой профессиональной обстановке с использованием передовых и передовых технологий.

Начало работы

Те, кто делает карьеру оператора ЧПУ, получают удовольствие от работы в постоянно растущей сфере, где никогда не бывает скучно.

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

Каково быть машинистом с ЧПУ?

Типичные ежедневные обязанности операторов ЧПУ могут включать:

Чтение чертежей, эскизов или файлов автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM)
Наладка, эксплуатация и разборка ручных, автоматических станков и станков с числовым программным управлением (ЧПУ)
Выравнивание, фиксация и регулировка режущих инструментов и заготовок
Контроль подачи и скорости станков
Детали для токарных, фрезерных, сверлильных, формовочных и шлифовальных станков по ТУ
Измерение, проверка и тестирование готовой продукции на предмет дефектов
Разглаживание поверхностей деталей или изделий
Представляем готовые изделия покупателям и при необходимости вносим изменения.

Для начинающих машинистов, желающих начать увлекательную карьеру в этой развивающейся области, получение степени младшего специалиста и / или сертификата в уважаемой производственной школе — отличное вложение в будущее! Для тех, кто хочет стать машинистом ЧПУ в Коннектикуте, Goodwin College известен своими различными программами ЧПУ.

Будь то сертификат или степень, наше обучение станкам с ЧПУ дает студентам глубокое понимание производственных процессов, материалов и производственной математики.Вы также получите знания в области технических чертежей, спецификаций и автоматизированной обработки. Возможно, самое главное, вы также приобретете практический опыт работы с современными технологиями ЧПУ.

Goodwin College сочетает в себе обучение в классе с практическим опытом и обучением. Студенты обучаются на наших новых 3-осевых фрезерных и токарных станках с ЧПУ, чтобы получить навыки, ноу-хау и опыт, необходимые для успеха в отрасли. Благодаря расширенному обучению операторов ЧПУ студенты также получают представление о продвинутых навыках Mastercam, необходимых для программирования местоположения инструмента, движения, а также подачи и скорости.

По завершении этих программ студенты готовы получить квалификацию Национального института навыков металлообработки (NIMS), чтобы стать операторами ЧПУ.

Конкурсная школа операторов ЧПУ

Goodwin College предназначена для того, чтобы студенты могли получить сертификаты и работать в этой области в короткие сроки и по гибкому графику. Независимо от ваших личных обязательств или текущей рабочей ситуации, у Goodwin есть производственная программа для вашего напряженного образа жизни. Вам не нужно откладывать жизнь на потом, чтобы осуществить свою мечту.

Хотите узнать больше о Карьера оператора ЧПУ или о программах Гудвина по обучению ЧПУ, ориентированным на карьеру? Позвоните в Goodwin College сегодня по телефону 1-800-889-3282, чтобы узнать больше.

Goodwin University — некоммерческое высшее учебное заведение, аккредитованное Комиссией высшего образования Новой Англии (NECHE), ранее известной как Ассоциация школ и колледжей Новой Англии (NEASC). Goodwin University был основан в 1999 году с целью обслуживания разнообразного студенческого населения с помощью программ на получение степени, ориентированных на карьеру, которые приводят к сильным результатам в сфере занятости.

Связанные

Что такое обработка с ЧПУ? Принципы работы и доступные методы

Короче говоря, обработка с ЧПУ — это метод изготовления металла, при котором письменный код управляет оборудованием в производственном процессе . Код определяет все, от движения режущей головки и детали до скорости шпинделя, числа оборотов в минуту и т. Д.

Услуги обработки с ЧПУ используют субтрактивный метод изготовления. Это означает, что материал удаляется во время производственного процесса, что противоположно аддитивному производству, т.е.грамм. 3D печать.

Фон

CNC означает числовое программное управление . Эволюция к текущему состоянию началась с ЧПУ или только с числовым программным управлением .

Первые станки с ЧПУ были построены в 40-50-х годах. Эти машины основаны на существующих инструментах, но с некоторыми модификациями.

Двигатели перемещались на основании информации, подаваемой на них через перфоленту. Код был вручную вставлен в карты данных.

В 50-х годах были сделаны первые шаги к обработке с ЧПУ.Сначала компьютеры Массачусетского технологического института были готовы производить перфоленту в соответствии с входными данными. В одном случае это сократило время, затрачиваемое на изготовление карты с 8 часов до 15 минут для работы по фрезерованию.

Объяснение кодирования ЧПУ

Распространенное заблуждение состоит в том, что G-код — это все, что вам нужно для выполнения операций обработки. Однако это неверно, так как код можно разделить на два кода, упомянутых выше.

G-код относится к языку, который используется, чтобы сообщить машине, как двигаться.По сути, — это геометрический код . G-код определяет движение и скорость режущих головок.

Инструкции подаются на контроллер машины, который представляет собой просто промышленный компьютер. Это, в свою очередь, определяет, как двигатели должны двигаться. И двигатели, конечно же, определяют путь, по которому нужно идти.

M-код, с другой стороны, дает всю информацию, которую G-код игнорирует. Поэтому он называется машинным кодом или другим кодом .

Инструкции M-кода

включают информацию об использовании СОЖ, смене инструмента, остановках программы и т. Д.

Значит, оба значения одинаково важны, но не одинаковы.

Что такое обработка с ЧПУ?

Итак, теперь мы знаем, как работают станки с ЧПУ. Но не все эти станки используются для обработки с ЧПУ.

Мы более подробно рассмотрим все доступные типы станков с ЧПУ чуть позже. Но в традиционном смысле обработка с ЧПУ относится только к некоторым из этих автоматизированных процессов. А именно фрезерные, токарные, шлифовальные, фрезерные, сверлильные и др. .

Фрезерный

Это операция, при которой режущий инструмент вращается.Когда фрезерный инструмент соприкасается с заготовкой, он удаляет с нее стружку.

Фрезерные операции включают:

Концевая фреза
Фрезерование фаски
Торцевое фрезерование
Сверление, растачивание, нарезание резьбы и др.

Это очень универсальный метод изготовления с высокой точностью и допусками. Фрезерование подходит для самых разных материалов и к тому же выполняется очень быстро. Возможность изготавливать широкий спектр сложных деталей является большим преимуществом.

К недостаткам можно отнести большое количество отходов, необходимость в разнообразной оснастке и дороговизну оборудования.

Токарная

Хотя эти два инструмента часто называют просто обработкой с ЧПУ, токарная и фрезерная обработка имеют явные различия. Токарная обработка во многом противоположна фрезерованию. Это означает, что вместо режущего инструмента вращается заготовка.

Токарная обработка

с ЧПУ обычно используется, например, для изготовления валов. Инструмент прикладывают к вращающейся детали, чтобы отрезать кусочки металла, известные как стружка или стружка.Возможно достижение высокой точности для подходящего типа ограничений и подходящей системы.

Токарная обработка может применяться как снаружи, так и внутри цилиндра. Последняя операция называется утомительной.

Шлифовальный

Шлифовальные станки

с ЧПУ используют вращающийся шлифовальный круг для удаления материала. Цель состоит в том, чтобы получить высокоточную отделку металлической детали.

Достижимое качество поверхности очень высокое. Поэтому он используется в качестве отделочной операции, а не для создания конечной детали из сырья.

Маршрут

Фрезерные станки с ЧПУ

внешне похожи на фрезерные станки с ЧПУ. Здесь также вращающийся элемент является режущей головкой. Основное отличие заключается в материалах, подходящих для резки.

Фрезеры

идеально подходят для резки более мягких материалов (не металлов), не требующих очень высокой точности. Причина тому — меньшая выходная мощность.

При этом роутеры шустрее. Таким образом, они могут производить детали за меньшее время.

Бурение

Хотя фрезерное оборудование также может производить отверстия, сверла предназначены только для этой работы.

В чем разница? В то время как фрезерные инструменты используют режущие кромки по периферии режущей головки, сверла используют кончик инструмента для создания отверстия.

Сверлильные станки с ЧПУ

обычно используются для автоматизации этой работы, обеспечения большей точности и более экономичного решения.

Типы станков с ЧПУ

Как было сказано ранее, станки с ЧПУ не ограничиваются традиционным пониманием обрабатывающего оборудования с ЧПУ.

ЧПУ

широко используется для автоматизации множества различных методов производства.К ним относятся:

Станки лазерной резки
Плазменные резаки
Фрезы для гидроабразивной резки
Газорезки
Листогибочные прессы
Фрезерные станки
Станки токарные
Маршрутизаторы
Электроэрозионные машины и др.

Все эти операции значительно выигрывают от фактора автоматизации. Это снижает человеческий фактор в конечном качестве, повышает повторяемость процессов и точность.

Приведенное выше описание работы станков с ЧПУ применимо ко всем этим методам.Например, при обращении в службу лазерной резки применяется та же самая логика — траектория резки создается автоматически.

Этот процесс, как и многие другие, однако, не требует некоторой дополнительной информации, такой как смена инструментов. Потому что одна и та же режущая головка подходит для всего процесса.

Что можно сделать при обработке с ЧПУ?

Казалось бы, обработка с ЧПУ не имеет ограничений. Он подходит для широкого спектра материалов, включая различные типы металла, пластмассы, пену, композиты и дерево.

3-осевые фрезерные станки

способны обрабатывать большинство основных геометрических форм. Для более сложных деталей доступны многоосевые фрезерные центры.

Возможности обработки с ЧПУ

Например, может помочь 5-осевой фрезерный центр с ЧПУ. В то время как более распространенный 3-осевой станок имеет 3 линейные оси движения, 5-осевые станки также могут вращать режущую головку и станину станка.

Это значительно увеличивает гибкость, но также увеличивает стоимость.Несмотря на то, что ЧПУ намного быстрее, ручная обработка все еще имеет свое место в отрасли. Специально для быстрого прототипирования в небольших объемах.

Но обработка с ЧПУ все еще преобладает в секторе, где требуется высокая точность. Это причина того, почему так много отраслей используют его преимущества, в том числе:

Аэрокосмическая промышленность
Электрооборудование
Оборона
Горное дело
Промышленное оборудование
Еда и напитки
Одежда
Автомобильная промышленность
Дизайн продукции и т. Д.

В целом обработка с ЧПУ прочно закрепилась в производственном секторе как надежный и полезный способ производства деталей. В то же время стоимость обработки с ЧПУ часто может быть немного выше по сравнению с другими методами изготовления.

Само оборудование имеет высокую стоимость и сложное в эксплуатации, что создает определенные опасности. Таким образом, лучший способ получить обработанные детали — это обратиться к компании, обладающей необходимым опытом для обеспечения высочайшего качества.

Что такое обработка с ЧПУ? | Всеобъемлющее руководство

Обработка с ЧПУ — это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет движение заводских инструментов и оборудования.Этот процесс можно использовать для управления целым рядом сложного оборудования, от шлифовальных и токарных станков до фрезерных и фрезерных станков. При обработке с ЧПУ задачи трехмерной резки могут быть выполнены с помощью одного набора подсказок.

Сокращенно от «компьютерного числового управления», процесс ЧПУ работает в отличие от ограничений ручного управления, когда операторы, работающие в режиме реального времени, должны запрашивать и направлять команды обрабатывающих инструментов с помощью рычагов, кнопок и колес. Для наблюдателя система ЧПУ может напоминать обычный набор компьютерных компонентов, но программы и консоли, используемые при обработке с ЧПУ, отличают ее от всех других форм вычислений.

Как работает обработка с ЧПУ?

Когда система ЧПУ активирована, желаемые резы программируются в программном обеспечении и продиктованы соответствующим инструментам и оборудованию, которые выполняют размерные задачи, как указано, во многом как робот.

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

На станке с числовым программным управлением программы вводятся через перфокарты. Напротив, программы для станков с ЧПУ загружаются в компьютеры с помощью небольших клавиатур. Программирование ЧПУ сохраняется в памяти компьютера. Сам код пишут и редактируют программисты. Таким образом, системы ЧПУ предлагают гораздо более широкие вычислительные возможности. Лучше всего то, что системы ЧПУ ни в коем случае не статичны, поскольку новые подсказки могут быть добавлены к уже существующим программам с помощью исправленного кода.

В ЧПУ станками управляют с помощью числового программного управления, при этом программное обеспечение предназначено для управления объектом. Язык, лежащий в основе обработки с ЧПУ, также называют G-кодом, и он написан для управления различными режимами работы соответствующего станка, такими как скорость, скорость подачи и координация.

По сути, обработка с ЧПУ позволяет предварительно программировать скорость и положение функций станка и запускать их с помощью программного обеспечения в повторяющихся, предсказуемых циклах, и все это с небольшим участием человека-оператора.Благодаря этим возможностям процесс был принят во всех сферах производственного сектора и особенно важен в областях производства металла и пластмассы.

Для начала создается двухмерный или трехмерный чертеж САПР, который затем переводится в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ. После того, как программа введена, оператор проводит ее пробный запуск, чтобы убедиться в отсутствии ошибок в кодировании.

Системы обработки с открытым / замкнутым циклом

Управление положением определяется через систему с обратной или обратной связью.В первом случае сигнализация идет в одном направлении между контроллером и двигателем. В системе с обратной связью контроллер может получать обратную связь, что делает возможным исправление ошибок. Таким образом, замкнутая система может исправить неравномерность скорости и положения.

При обработке с ЧПУ движение обычно направлено по осям X и Y. Инструмент, в свою очередь, позиционируется и управляется шаговыми или серводвигателями, которые повторяют точные движения, определяемые G-кодом.Если сила и скорость минимальны, процесс можно запустить с помощью управления без обратной связи. Для всего остального необходимо регулирование с обратной связью, чтобы обеспечить скорость, стабильность и точность, необходимые для промышленных приложений, таких как слесарные работы.

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

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

Для любой данной заготовки может потребоваться множество станков, например сверла и фрезы. Чтобы удовлетворить эти потребности, многие современные машины объединяют несколько различных функций в одной ячейке. В качестве альтернативы, установка может состоять из нескольких машин и набора роботизированных рук, которые передают части из одного приложения в другое, но при этом все управляется одной и той же программой. Независимо от настройки, процесс ЧПУ обеспечивает единообразие производства деталей, которое было бы сложно, если вообще возможно, воспроизвести вручную.

Самые ранние станки с числовым программным управлением относятся к 1940-м годам, когда двигатели были впервые использованы для управления движением уже существующих инструментов. По мере развития технологий механизмы были усовершенствованы аналоговыми компьютерами и, в конечном итоге, цифровыми компьютерами, что привело к развитию обработки с ЧПУ.

Подавляющее большинство современных арсеналов ЧПУ полностью электронные. Некоторые из наиболее распространенных процессов с ЧПУ включают ультразвуковую сварку, пробивку отверстий и лазерную резку. Наиболее часто используемые станки в системах ЧПУ включают следующие:

Фрезерные станки с ЧПУ

могут работать по программам, состоящим из цифровых и буквенных подсказок, которые направляют детали на различные расстояния.Программирование, используемое для станка, может быть основано либо на G-коде, либо на каком-то уникальном языке, разработанном производственной группой. Базовые фрезы состоят из трехосевой системы (X, Y и Z), хотя большинство новых фрез могут иметь три дополнительных оси.

Токарные станки

На токарных станках детали режутся в круговом направлении с помощью сменных инструментов. Благодаря технологии ЧПУ резание на токарных станках выполняется с высокой точностью и скоростью. Токарные станки с ЧПУ используются для создания сложных конструкций, которые были бы невозможны на версиях станка с ручным управлением.В целом, функции управления фрезерных и токарных станков с ЧПУ схожи. Как и в случае с первым, токарные станки могут управляться G-кодом или уникальным проприетарным кодом. Однако большинство токарных станков с ЧПУ состоят из двух осей — X и Z.

Плазменные резаки

В аппарате плазменной резки материал режется плазменной горелкой. Этот процесс в первую очередь применяется к металлическим материалам, но может также применяться и на других поверхностях. Чтобы обеспечить скорость и тепло, необходимые для резки металла, плазма генерируется за счет комбинации сжатого воздуха, газа и электрической дуги.

Электроэрозионные станки

Электроэрозионная обработка (EDM), которую также называют штамповкой и искровой обработкой, представляет собой процесс формования деталей определенной формы с помощью электрических искр. При электроэрозионной обработке между двумя электродами возникают токовые разряды, которые удаляют участки данной заготовки.

Когда пространство между электродами становится меньше, электрическое поле становится более интенсивным и, следовательно, более сильным, чем у диэлектрика. Это позволяет току проходить между двумя электродами.Следовательно, каждый электрод удаляет части заготовки. Подтипы EDM включают:

Wire EDM , при котором искровая эрозия используется для удаления частей из электронопроводящего материала.
Sinker EDM, в котором электрод и деталь пропитываются диэлектрической жидкостью с целью формирования детали.

В процессе, известном как промывка, обломки каждой готовой заготовки уносятся жидким диэлектриком, который появляется после прекращения тока между двумя электродами и предназначен для устранения любых дополнительных электрических зарядов.

Водоструйные резаки

При обработке с ЧПУ струи воды — это инструменты, которые режут твердые материалы, такие как гранит и металл, с применением воды под высоким давлением. В некоторых случаях вода смешивается с песком или другим сильным абразивным веществом. С помощью этого процесса часто формируются заводские детали машин.

Водяные форсунки используются в качестве альтернативы для охлаждения материалов, которые не могут выдерживать теплоемкие процессы других станков с ЧПУ. Как таковые, водоструйные форсунки используются в ряде секторов, таких как аэрокосмическая и горнодобывающая промышленность, где этот процесс эффективен для резьбы и резки, а также других функций.Гидравлические резаки также используются в тех случаях, когда требуется очень сложный разрез материала, поскольку отсутствие тепла предотвращает любые изменения внутренних свойств материалов, которые могут возникнуть в результате резки металла по металлу.

Как показали многочисленные видео-демонстрации станков с ЧПУ, система используется для выполнения высокодетальных вырезов металлических деталей для промышленного оборудования. В дополнение к вышеупомянутым станкам, в системах ЧПУ используются следующие инструменты и компоненты:

Вышивальные машины
Фрезерный станок по дереву
Перфораторы револьверные
Проволочно-гибочные станки
Пенорезы
Станки лазерной резки
Цилиндрические шлифовальные машины
3D принтеры
Стеклорезы

Когда на заготовке необходимо выполнить сложные разрезы на разных уровнях и под разными углами, все это можно выполнить за считанные минуты на станке с ЧПУ.Пока машина запрограммирована с использованием правильного кода, функции машины будут выполнять шаги, продиктованные программным обеспечением. Если все закодировано в соответствии с дизайном, продукт детализации и технологической ценности должен появиться после завершения процесса.

Что означает ЧПУ?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ

ЧТО ОЗНАЧАЕТ ЧПУ?

В.Райан 2009

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ ПЕЧАТИ

ЧПУ означает Компьютер Цифровое управление . Это означает, что компьютер преобразует дизайн произведенные с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (САПР), в числа. В числа можно рассматривать как координаты графика, и они контролировать движение фрезы.Таким образом компьютер управляет раскрой и формовка материала.


КАК РАБОТАЮТ КООРДИНАТЫ

Координаты пути б / у видно напротив. Ось X, Y и Z управляют движением резак на 3D станке с ЧПУ. Это позволяет обрабатывать материалы за три направления (3D производство).



Пластиковый блок, показанный ниже сформирована на станке с ЧПУ. Все началось как куб. Дизайн (созданный в САПР, программное обеспечение для автоматизированного проектирования) был преобразован в координаты. Резак получает указание перейти от одной координаты к Другой. У простого пластикового блока, такого как этот, может быть тысяча координаты. Например, точка «А» на пластиковом блоке имеет координаты 18, 8, 23 (см. диаграмму). Блок состоит из тысяч координаты и резак переходит от первого набора координат к второй набор в третий набор и так далее, пока не будет завершена тысяча координаты. Поскольку резак вращается на высокой скорости и проходит через все наборы координат, он режет и формирует блок по мере его продвижения вдоль.





Анимация ниже показывает, как координаты меняются по мере движения фрезы по блоку материала.Координата Z не меняется, как напоминает резак при этом высота, несмотря на его движение по осям X и Y.





НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧПУ СТРАНИЦА УКАЗАТЕЛЯ

Все, что вам нужно знать о станках с ЧПУ

История Станки

с ЧПУ — это электромеханические устройства, которые управляют инструментами станочного цеха с помощью компьютерных программных средств.Название «ЧПУ» на самом деле означает компьютерное числовое управление. Он представляет собой один из двух стандартных методов (второй — технология 3D-печати, такая как SLA, SLS / SLM и FDM) для создания прототипов из файла цифрового программного обеспечения. Компании, занимающиеся проектированием и изготовлением прототипов, могут использовать станки с ЧПУ для фрезерования и обработки различных материалов, включая дерево, металлы и пластмассы.

Одна минута в программном обеспечении ЧПУ от экспертов:

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

Как это работает

В общем, механическая обработка — это способ трансформации заготовки материала, такой как блок пластмассы, и получения готового продукта (обычно прототипа детали) с использованием процесса контролируемого удаления материала.Подобно другой технологии разработки прототипов, FDM (3D-печать), ЧПУ полагается на цифровые инструкции из файлов автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), таких как Solidworks 3D. Хотя САПР или САПР не запускают сам станок с ЧПУ, они предоставляют ЧПУ дорожную карту для изготовления конструкций. Станок с ЧПУ интерпретирует дизайн как инструкции по вырезанию прототипов деталей.

Способность программировать компьютерные устройства для управления станками быстро повышает производительность цеха за счет автоматизации высокотехнологичных и трудоемких процессов.Автоматическая резка повышает как скорость, так и точность, с которой могут быть созданы детали-прототипы, особенно когда важен материал (например, в случае с полипропиленом).

Часто процессы обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения необходимых разрезов (например, сверла разного размера). Станки с ЧПУ обычно объединяют инструменты в общие блоки или ячейки, из которых машина может тянуть. Базовые машины перемещаются по одной или двум осям, в то время как усовершенствованные машины перемещаются в поперечном направлении по осям x, y, продольно по оси z и часто вращательно вокруг одной или нескольких осей.Многоосевые станки могут автоматически переворачивать детали, что позволяет удалять материал, который ранее находился «под ними». Это избавляет рабочих от необходимости переворачивать заготовку прототипа материала и позволяет обрезать все стороны без необходимости ручного вмешательства. Полностью автоматизированная резка обычно более точна, чем то, что возможно с ручным вводом. Тем не менее, иногда отделочные работы, такие как травление, лучше выполнять вручную и выполнять простые разрезы, которые потребуют обширных проектных работ для программирования машины для автоматизации.

Типы станков с ЧПУ

Когда вы решите, какие станки с ЧПУ добавить к вашей операции, вам необходимо принять во внимание некоторые соображения. Станки с ЧПУ обычно относятся к одной из двух основных категорий: традиционные технологии обработки и новые технологии обработки. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Вы должны учитывать особые потребности вашего проекта при выборе типа станка с ЧПУ, который будет добавлен к вашей мастерской. Следующая инфографика описывает некоторые сходства и различия между обычными и новыми станками с ЧПУ:

Традиционные технологии:

Сверла: Сверла работают, вращая сверло и перемещая его по неподвижному блоку исходного материала и контактируя с ним.Сверла с ЧПУ помогают делать точные отверстия там, где они вам нужны.
Токарные станки: Токарные станки, во многом противоположные сверлам, вращают блок материала против сверла (вместо того, чтобы вращать сверло и приводить его в контакт с материалом). Токарные станки обычно контактируют с материалом, перемещая режущий инструмент в боковом направлении, пока он не коснется прядильного материала. Токарные станки, в основном используемые для обработки металлов и дерева, удаляют ненужные излишки материала и оставляют красивый и, в конечном итоге, более полезный компонент.
Фрезерные станки: Фрезерные станки, вероятно, являются наиболее распространенными станками с ЧПУ, которые используются сегодня. Они включают использование вращающихся режущих инструментов для удаления материала с единицы запаса. Они могут выполнять различные функции, включая сверление, растачивание, нарезание зубчатых колес и создание пазов в заданном куске материала.

Новые технологии:

Электрическая и / или химическая обработка: Существует ряд новых технологий, в которых используются специальные методы для резки материала.Примеры включают электронно-лучевую обработку, электрохимическую обработку, электроэрозионную обработку (EDM), фотохимическую обработку и ультразвуковую обработку. Большинство из этих технологий являются узкоспециализированными и используются в особых случаях для массового производства с использованием определенного типа материала.
Другие режущие материалы: Существует ряд других новых технологий, в которых для резки материала используются другие материалы. Примеры включают станки для лазерной резки, станки для газокислородной резки, станки для плазменной резки и оборудование для гидроабразивной резки.Эти машины приобрели популярность в различных отраслях промышленности в последние годы; однако они по-прежнему являются узкоспециализированным оборудованием.

Используемые материалы

В станке с ЧПУ можно использовать практически любой материал — все зависит от области применения. Станки с ЧПУ предлагают гибкость производства для реализации разнообразных проектов. Общие материалы включают металлы, такие как алюминий, латунь, медь, сталь, титан, дерево, пену, стекловолокно и пластмассы, такие как полипропилен.

Приложение для быстрого прототипирования Станки

с ЧПУ стали первым значительным прорывом в области быстрого прототипирования. Перед числовым программным управлением (в случае технологии перфоленты) и компьютерным числовым программным управлением (с аналоговыми и цифровыми вычислениями) детали приходилось обрабатывать вручную. Это неизменно приводило к большему количеству ошибок в конечных прототипах продуктов и тем более, если и когда машины использовались вручную для крупномасштабного производства. Станки с ЧПУ помогли революционизировать возможности производственного мира по быстрому созданию прототипов различных материалов, деталей и других машин благодаря повышенной точности, которую они предлагают.

Заявка на производство

Многие новые специализированные станки с ЧПУ созданы специально для нишевых производственных процессов. Например, электрохимическая обработка используется для резки высокопрочных металлических изделий, невозможных иным образом. Обычные станки с ЧПУ больше подходят и обычно используются для разработки прототипов, чем для производства.

Что лучше? ЧПУ или 3D-печать?

На самом деле это зависит от материала, сложности детали и экономических факторов.Технология 3D-печати, такая как машины FDM, позволяет создавать детали снизу вверх. Они могут создавать сложные формы и внутренние компоненты несколько быстрее, чем станок с ЧПУ. 3D-печать предоставляет дизайнерам и производителям такую гибкость и творческий подход, которые не могут предложить станки с ЧПУ с помощью обычных средств.

Напротив, обычные станки с ЧПУ несколько ограничены доступными инструментами и осями вращения, которые машина может использовать. Хотя они все еще могут использоваться с различными материалами, эти машины заблокированы относительно строгим набором рамок и ограничений относительно того, как они могут взаимодействовать с различными материалами.

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

Обработать можно практически все, в то время как только некоторые материалы были адаптированы для изготовления нитей, подходящих для 3D-печати.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о проектировании для повышения технологичности. Если вы ищете услуги квалифицированной фирмы по дизайну продукта, которая может помочь вывести продукт вашего бизнеса на рынок, свяжитесь с Creative Mechanisms и узнайте больше о том, как мы можем помочь с вашими потребностями в создании прототипов!

Что такое станок с ЧПУ?

История станков с ЧПУ

Джон Т. Парсонс (1913-2007) из Parsons Corporation в Траверс-Сити, штат Мичиган, считается пионером числового управления, предшественника современных станков с ЧПУ.За свою работу Джона Парсонса называют отцом 2-й промышленной революции. Ему нужно было производить сложные лопасти вертолетов, и он быстро понял, что будущее производства связано с подключением машин к компьютерам. Сегодня детали, изготовленные с помощью ЧПУ, можно найти практически во всех отраслях промышленности. Благодаря станкам с ЧПУ у нас есть менее дорогие товары, более сильная национальная оборона и более высокий уровень жизни, чем это возможно в неиндустриальном мире. В этой статье мы рассмотрим происхождение станков с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ, программы станков с ЧПУ и распространенные практики в цехах станков с ЧПУ.

Машины встречаются с компьютером

В 1946 году слово «компьютер» означало вычислительную машину, управляемую перфокартой. Несмотря на то, что Parsons Corporation раньше производила только один пропеллер, Джон Парсонс убедил Sikorsky Helicopter в том, что они могут производить чрезвычайно точные шаблоны для сборки и производства пропеллера. В итоге он изобрел компьютерный метод с перфокартой для вычисления точек на лопасти винта вертолета. Затем он попросил операторов повернуть колеса в эти точки на фрезерном станке в Цинциннати.Он провел конкурс на название этого нового процесса и дал 50 долларов тому, кто придумал «Числовое управление» или NC.

В 1958 году он подал патент на подключение компьютера к машине. Его заявка на патент поступила за три месяца до MIT, который работал над концепцией, которую он начал. Массачусетский технологический институт использовал его концепции для создания оригинального оборудования и лицензиата г-на Парсонса (Bendix) по сублицензии на IBM, Fujitusu и GE, среди прочих. Концепция NC медленно приживалась. По словам г-на Парсонса, люди, продававшие эту идею, были компьютерщиками, а не производителями.К началу 1970-х годов, однако, сама армия США популяризировала использование компьютеров с ЧПУ, создавая и сдавая их в аренду многочисленным производителям. Контроллер ЧПУ развивался параллельно с компьютером, повышая производительность и автоматизируя производственные процессы, особенно механическую обработку.

Что такое обработка с ЧПУ?

Станки с ЧПУ производят детали по всему миру почти для каждой отрасли. Они создают вещи из пластика, металлов, алюминия, дерева и многих других твердых материалов.Слово «ЧПУ» означает компьютерное числовое управление, но сегодня все называют его ЧПУ. Итак, как вы определяете станок с ЧПУ? Все автоматизированные машины управления движением состоят из трех основных компонентов — функции команд, системы привода / движения и системы обратной связи. Обработка с ЧПУ — это процесс использования станка с компьютерным управлением для изготовления детали из твердого материала различной формы

ЧПУ зависит от цифровых инструкций, обычно выполняемых с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM) или компьютерного проектирования (CAD). как SolidWorks или MasterCAM.Программное обеспечение записывает G-код, который может прочитать контроллер на станке с ЧПУ. Компьютерная программа на контроллере интерпретирует конструкцию и перемещает режущие инструменты и / или заготовку по нескольким осям, чтобы вырезать нужную форму из заготовки. Автоматический процесс резки намного быстрее и точнее, чем ручное перемещение инструментов и деталей, которое осуществляется с помощью рычагов и шестерен на старом оборудовании. Современные станки с ЧПУ содержат несколько инструментов и выполняют множество типов разрезов. Количество плоскостей движения (осей), а также количество и типы инструментов, к которым станок может получить доступ автоматически во время процесса обработки, определяют, насколько сложной может быть заготовка с ЧПУ.

Как использовать станок с ЧПУ

Станки с ЧПУ должны получить навыки программирования и обработки металлов, чтобы в полной мере использовать возможности станка с ЧПУ. Профессионально-технические училища и программы ученичества часто знакомят студентов с ручными токарными станками, чтобы научиться резать металл. Машинист должен уметь представить себе все три измерения. Сегодняшнее программное обеспечение делает изготовление сложных деталей проще, чем когда-либо, потому что форму детали можно нарисовать виртуально, а затем программное обеспечение может предложить траектории инструмента для изготовления этих деталей.

Тип программного обеспечения, обычно используемого в процессе обработки с ЧПУ

Компьютерное рисование (CAD)

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

Компьютерное производство (CAM)

Станки с ЧПУ часто используют программы, созданные с помощью программного обеспечения CAM.CAM позволяет пользователям создавать «дерево заданий» для организации рабочего процесса, установки траекторий движения инструмента и запуска моделирования резки до того, как машина выполнит реальную резку. Часто программы CAM работают как надстройки к программному обеспечению САПР и генерируют g-код, который сообщает инструментам ЧПУ и движущимся частям детали, куда двигаться. Мастера в программном обеспечении CAM упрощают программирование станка с ЧПУ. Популярное программное обеспечение CAM включает Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam. Согласно отчету за 2015 год, на Mastercam и Edgecam приходится почти 50% доли рынка высокопроизводительных камер CAM.

Что такое распределенный числовой элемент управления?

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

Прямое числовое управление использовалось для управления программами ЧПУ и параметрами станка. Это позволяло программам перемещаться по сети с центрального компьютера на бортовые компьютеры, известные как блоки управления машиной (MCU). Первоначально он назывался «Прямое числовое управление», и в нем не требовалась бумажная лента, но когда компьютер вышел из строя, все его машины вышли из строя.

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

Современные программы ЧПУ могут выполнять следующее:

Редактирование — Может запускать одну программу ЧПУ, в то время как другие редактируются
Сравнить — сравнивать исходные и отредактированные программы ЧПУ бок о бок и видеть изменения
Перезапустить — Когда инструмент прерывает работу программы, ее можно остановить и перезапустить с того места, где она была остановлена
Отслеживание заданий — операторы могут синхронизировать задания и отслеживать настройку и время выполнения, например
Отображение чертежей — Показывать фотографии, чертежи САПР инструментов, приспособлений и отделочных деталей
Расширенные интерфейсы экрана — Обработка одним касанием
Расширенное управление базой данных — Организует и поддерживает данные, из которых их можно легко извлечь

Сбор производственных данных (MDC)

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

OEE = Качество x Доступность x Производительность

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

Решения для мониторинга машин

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

Какие бывают типы станков с ЧПУ?

Сегодня существует бесчисленное множество различных типов станков с ЧПУ.Станки с ЧПУ — это станки, которые режут или перемещают материал в соответствии с программированием контроллера, как описано выше. Тип резки может варьироваться от плазменной резки до лазерной, фрезерной, фрезерной и токарной. Станки с ЧПУ могут даже собирать и перемещать предметы на сборочной линии.

Ниже приведены основные типы станков с ЧПУ:

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

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

Фрезерование: Ручные фрезерные станки используют маховики и ходовые винты для крепления режущего инструмента к заготовке. На фрезерном станке с ЧПУ ЧПУ перемещает шарико-винтовые пары высокой точности в точные запрограммированные координаты. Фрезерные станки с ЧПУ бывают самых разных размеров и типов и могут работать на нескольких осях.

Станки плазменной резки : Станки плазменной резки с ЧПУ используют для резки мощный лазер. Большинство плазменных резаков вырезают запрограммированные формы из листа или пластины.

3D-принтер: 3D-принтер использует программу, чтобы указать ему, где положить небольшие кусочки материала для создания желаемой формы.Трехмерные детали строятся слой за слоем с помощью лазера для отверждения жидкости или энергии по мере роста слоев.

Станок для захвата и установки: станок с ЧПУ для захвата и размещения работает аналогично фрезерному станку с ЧПУ, но вместо резки материала у станка есть множество маленьких сопел, которые собирают компоненты с помощью вакуума, перемещают их в желаемое место и кладут их вниз. Они используются для изготовления столов, материнских плат компьютеров и других электрических узлов (среди прочего).

Станки с ЧПУ могут многое.Сегодня компьютерные технологии можно использовать практически на машинах. ЧПУ заменяет человеческий интерфейс, необходимый для перемещения деталей машины для получения желаемого результата. Сегодняшние ЧПУ способны начинать с сырья, такого как стальной блок, и изготавливать очень сложные детали с точными допусками и удивительной повторяемостью.

Собираем все вместе: как производственные цеха станков с ЧПУ делают детали

Работа с ЧПУ включает в себя как компьютер (контроллер), так и физическую установку. Типичный процесс в механическом цехе выглядит следующим образом:

Инженер-конструктор создает проект в программе CAD и отправляет его программисту с ЧПУ.Программист открывает файл в программе CAM, чтобы выбрать необходимые инструменты и создать программу ЧПУ для ЧПУ. Он или она отправляет программу ЧПУ на станок с ЧПУ и предоставляет оператору список правильных настроек инструмента. Оператор наладки загружает инструменты в соответствии с указаниями и загружает сырье (или заготовку). Затем он или она запускает образцы деталей и измеряет их с помощью инструментов обеспечения качества, чтобы убедиться, что станок с ЧПУ производит детали в соответствии со спецификациями. Обычно оператор наладки предоставляет первую деталь в отдел качества, который проверяет все размеры и подписывает настройку.Станок с ЧПУ или связанные с ним станки загружены достаточным количеством сырья, чтобы произвести желаемое количество деталей, и оператор станка следит за тем, чтобы станок продолжал работать, производя детали в соответствии со спецификациями. и имеет сырье. В зависимости от задания, часто можно запустить станки с ЧПУ в отключенном состоянии без присутствия оператора. Готовые детали автоматически перемещаются в обозначенную область.

Современные производители могут автоматизировать практически любой процесс, имея достаточно времени, ресурсов и воображения.Сырье может попасть в машину, а готовые детали могут быть доставлены в готовом виде. Производители полагаются на широкий спектр станков с ЧПУ, позволяющих изготавливать изделия быстро, точно и экономично.

Станки с ЧПУ и объяснение обработки с ЧПУ

Объяснение обработки с ЧПУ Станки с ЧПУ

управляются программным обеспечением, позволяющим легко создавать проекты, а станок — просто создавать изделия. Однако если углубиться в мир ЧПУ, это может стать более сложным.Например, станок с ЧПУ может выполнять широкий спектр различных функций, включая маршрутизацию, фрезерование, сверление и резку, что означает, что это невероятно универсальные станки.

Услуги по обработке Преимущества ЧПУ История ЧПУ

За последние несколько лет популярность обработки с ЧПУ значительно выросла. Популярность выросла, поскольку необходимость в ручном труде почти устранена, что означает меньшую потребность в найме, экономию денег на заработной плате, а также возможность повторять творения несколько раз.

Название CNC расшифровывается как Computer Numerical Control.

Станки с ЧПУ — это устройства с электроприводом, которые копируют данные компьютерного программирования.

ЧПУ представляет собой лишь один из двух наиболее распространенных методов обработки.

ЧПУ Обеспечивает 3D-печать для изготовления прототипов из цифрового программного файла.

УСЛУГИ ОБРАБОТКИ С ЧПУ

Станки с ЧПУ

Здесь, в MNB Precision, мы предлагаем услуги обработки с ЧПУ по всей Великобритании.Мы работаем с широким спектром современных станков с ЧПУ. Благодаря нашим широким возможностям и возможностям мы можем обслуживать лидеров отрасли на рынке.

CNC расшифровывается как Computer Numerical Controlled, и этот процесс широко используется во всех различных типах производства. Эти станки управляют такими инструментами, как токарные, фрезерные и шлифовальные станки.

Прецизионная обработка с ЧПУ

При использовании обработки с ЧПУ инструменты управляются с помощью числового программного управления, которое можно настроить для любого проекта, включающего как металлические, так и пластиковые компоненты.Станки с ЧПУ эффективны, быстры и превосходны в сокращении отходов материала, поэтому это самый популярный и точный способ производства деталей. Это метод, используемый в современной механической обработке для проектирования компонентов и выполнения широкого круга связанных с ними задач.

Использование этого процесса дает множество преимуществ. По сравнению с ручной обработкой процесс намного более точен и может повторяться снова и снова точно так же, независимо от того, насколько сложна первоначальная конструкция. Станки с ЧПУ используются для изготовления самых сложных трехмерных форм в мире, требующих высокой точности обработки, и здесь, в MNB Precision, наши специалисты обладают полной квалификацией.

Процесс прецизионной обработки с ЧПУ начинается с чертежей САПР как в 2D, так и в 3D с кодом, созданным специально для станка с ЧПУ. Когда программа загружена, выполняется тестовый запуск, чтобы убедиться, что все работает без сбоев. После завершения теста процесс создания продуктов можно начинать и повторять множество раз.

Различные варианты станков с ЧПУ

Почти каждая часть металлообрабатывающего оборудования доступна с ЧПУ разного типа.Различные типы станков с ЧПУ включают фрезерные, токарные, электроэрозионные и плазменные станки и многие другие.

Каковы преимущества обработки с ЧПУ?

Highly Accurate — Использование САПР позволяет создавать чрезвычайно точные чертежи до того, как начнется процесс ЧПУ.

Легко повторить — Созданный дизайн или шаблон можно использовать несколько раз для создания одной и той же копии с точными спецификациями.

Рентабельность — Наши услуги по прецизионной обработке с ЧПУ чрезвычайно точны, поэтому количество отходов сведено к минимуму.Станок с ЧПУ также позволяет пользователю в полной мере использовать сырье.

Увеличивает скорость производства — Детали, которые обычно должны пройти несколько этапов, прежде чем они могут быть выполнены, больше не должны проходить такой длительный процесс, и поэтому процесс намного быстрее с использованием станков с ЧПУ. Полностью автоматизированный аспект означает сокращение времени всего производства; скорость производства значительно выше по сравнению с другими методами обработки.

Повышает уровень безопасности — Оператор станка с ЧПУ защищен от повреждений, поскольку весь процесс автоматизирован, что делает его более безопасным способом производства.

Очень эффективный — Станки с ЧПУ оснащены внутренним детектором контроля качества, что делает станки очень эффективными. Как только обнаруживается недостаток, машина прекращает работу, чтобы предотвратить потери материала.

История станков с ЧПУ

Известный как NC, когда компьютеров не было, первая форма станков с ЧПУ была создана в 1950-х годах и полагалась на перфоленту в качестве хранилища данных.Первоначальная концепция оказалась рентабельной, однако из-за того, что она была другой, потребовалось время, чтобы завоевать популярность у большинства производителей. После того, как армия США купила станки с ЧПУ и одолжила их разным производителям, к концу 1950-х годов обработка с ЧПУ начала завоевать популярность.

Стандартный язык G-Code появился в конце 50-х годов. G-Code — это общее название языка управления, используемого в ЧПУ.

CAD пришел в станки с ЧПУ в 60-х годах, быстро заменив бумажные чертежи.Первоначально САПР больше подходил для крупных промышленных компаний.

В 1970-е годы экономика западных стран замедлилась, что означало рост затрат на занятость. Это означало, что потребность в станках с ЧПУ возросла, и популярность стала расти как в крупных, так и в небольших компаниях.

Процесс обработки с ЧПУ

Хотя мир обработки с ЧПУ может показаться сложным, сам процесс обработки с ЧПУ довольно прост, и наш процесс включает следующие шаги:

Дизайн: Используйте САПР для создания 2D или 3D моделей деталей, которые вам нужно изготовить.

Станки чпу как расшифровать — Мастер Фломастер

Фрезерные станки с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ

Cтанки с числовым программным управлением (ЧПУ)

Числовое программное управление

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Что такое ЧПУ станок

Что такое станки чпу

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

Технологические группы

Степень автоматизации

Конструктивные особенности

Классификация по характеру выполняемых задач

Конструктивные характеристики

Конструктивные особенности

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

Краткая история ЧПУ

Что такое станки с ЧПУ? (с изображениями)

Типы машин

Программирование и эксплуатация

Преимущества и недостатки

Разработка

Обрабатывающие материалы с ЧПУ

Типы станков с ЧПУ

Станок с чпу принцип работы

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

Технологические группы

Степень автоматизации

Конструктивные особенности

Классификация по характеру выполняемых задач

Конструктивные характеристики

Конструктивные особенности

Каков принцип работы ЧПУ и типы контроллеров ЧПУ?

Как работают станки с ЧПУ?

Принципы работы ЧПУ.

Типы контроллеров ЧПУ.

Пост навигация

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

Краткая история ЧПУ

Как настроить станок с ЧПУ GRBL & Control с помощью Arduino

Что такое GRBL?

Требуемое оборудование

Как установить GRBL

Конфигурация GRBL

GRBL Controller

Как использовать универсальный отправитель G-кода

Заключение

Функциональные составляющие (подсистемы) ЧПУ

Подсистема управления

Подсистема приводов

Высокоточные ходовые винты

Двигатели

Подсистема обратной связи

Функционирование системы ЧПУ

Деревообрабатывающие станки с ЧПУ. | CNC Motors

Обозначение станков | Металлорежущие станки

Группа станка

Тип станка

Обозначение прочих характеристик

Пример обозначения станка

Обозначение станков с программным управлением

Похожие материалы

Горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ KAMIOKA HMC-500

Что такое обработка с ЧПУ? | Гудвин Колледж

Что такое обработка с ЧПУ? Принципы работы и доступные методы

Фон

Объяснение кодирования ЧПУ

Что такое обработка с ЧПУ?

Фрезерный

Токарная

Шлифовальный

Маршрут

Бурение

Типы станков с ЧПУ

Возможности обработки с ЧПУ

Что такое обработка с ЧПУ? | Всеобъемлющее руководство

Как работает обработка с ЧПУ?

Системы обработки с открытым / замкнутым циклом

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

Фрезерные станки с ЧПУ