Что такое ЧПУ станок. Основные понятия.
От создания прототипов до создания произведений искусства и производства изделий, обработка, в целом, стала более точной и эффективной с появлением станков с ЧПУ. В дополнение к ускорению производства, эти инструменты автоматизировали многие высокотехнологичные процессы обработки и открыли дверь для изготовления изделий, которые невозможно изготовить вручную. Аббревиатура «ЧПУ» означает «числовое программное управление».
Станок с ЧПУ — это устройство с компьютерным управлением, которое может резать, вырезать и фрезеровать запрограммированные конструкции из дерева, МДФ, пластмасс, пен и металлов. При этом используются различные инструменты, часто с широким спектром возможностей резки.
Основные понятия
Считывая цифровые коды из программ автоматизированного проектирования, или автоматизированного производства, станки с CNC могут следовать по пути с управляемым компьютером инструментом, когда они режут или гравируют заготовку, чтобы превратить дизайн в реальность. Во время данного проекта заготовка обычно прижимается к рабочему столу с помощью зажимов или вакуума, чтобы удерживать его на месте при резке, а жесткая рама станка сводит вибрации к минимуму. В зависимости от задания можно использовать несколько режущих инструментов с приводом от шпинделя, который запрограммирован на одной или нескольких осях. По сравнению с ручной обработкой, станки с ЧПУ режут со значительно большей скоростью и обеспечивают более гладкую обработку кромок.
Преимущества станков с числовым программным управлением
Когда дело доходит до выполнения сложных конструкций, данные управляемые машины имеют много преимуществ. Одним из наиболее очевидных достоинств является то, что они чрезвычайно точны. Поскольку машины работают на основе цифрового кода, подаваемого на них с компьютера, они выполняют запрограммированные задания с почти идеальной точностью. Программисты также могут быстро и легко исправить любые ошибки, вместо того, чтобы пытаться делать это вручную.
Для предприятий, в частности, оборудования с ЧПУ значительно повышают эффективность, так как они обеспечивают более быстрое производство. Они не только автоматизируют процессы, которые являются трудоемкими и занимают много времени, когда выполняются вручную. Такие станки могут более точно создавать копии готового продукта с высокой скоростью. Это, в свою очередь, позволяет производить больше товаров по более низкой цене.
Еще одним преимуществом, которое часто упускается из виду, является снижение затрат на продукт за счет повышения эффективности использования материалов.
История станков с ЧПУ
Первые станки с числовым программным управлением появились в 1940-х годах. Сильно отличающиеся от оборудования с ЧПУ, как мы его знаем сегодня, эти ранние модели включали инструменты, которые затем использовалась в качестве формы хранения данных. К 1960-м годам внедрение мини компьютеров привело к падению цен, что вызвало распространение станков с ЧПУ. В последующие годы расширилась доступность, сделав ЧПУ популярным среди отечественных производителей инструментов к концу 80-х годов. Сегодня станки с числовым программным управлением широко используются не только в промышленном производстве и в бизнесе, но и любителями.
Обработка на машинах с программным управлением является, пожалуй, самым значительным производственным процессом XXI века, а его функциональные возможности способствуют технологическому прогрессу во всем мире. Это профессия, которая идет в ногу с ростом технологий, и машинисты по всей планете меняют мир, благодаря своим навыкам обработки на станках с CNC (computer numerical control).
Понравилась статья пишите в комментарии или на форум. Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.
Что такое станки с ЧПУ?
Что такое станок с ЧПУ? Это модели фрезерных и гравировально-фрезерных станков, со встроенным программным управлением. Оно направлено на проведение расчётов и автоматизации различных технических операций.
Что такое ЧПУ станок в процессе производства? Система автоматически приводит в движение фрезерующие инструменты в полном согласии с программной установкой. Сокращение ЧПУ отвечает англоязычным аббревиатурам CNC и NC.
Первоначально была создана система NC. В её основе контроля за системой лежали жёсткие схемы, в которых управление осуществлялось при помощи переключателей и различных штекеров. Программа должна была храниться на отдельных носителях – перфокартах, магнитных лентах и т. д.
Более современная система CNC, в нас обозначаемая как ЧПУ, обустроена собственной операционной системой, а за обработку процессов в ней отвечает микропроцессор со встроенной оперативной памятью. Систему можно запрограммировать как с внешних носителей, загрузив программу с флеш-накопителя, либо подключить её к компьютерным сетям предприятия и с их помощью осуществлять управление системой.
В программировании систем ЧПУ используется специальный язык, описанный документом стандарта ISO 6983. Существуют также и исключения, например для системы гравировальных станков с ЧПУ, в которых язык программирования может иметь совершенно другую структуру. Для указания простых установок в системе используются текстовые файлы фарматов DXF или HP-GL.
Что такое ЧПУ станок в сравнении с другими технологиями производства? Станки с ЧПУ обладают многими преимуществами. Прежде всего, с системой таких станков процесс обработки стает полностью автоматизирован, вследствие чего увеличивается точность обработки. Те, кто знает что такое фрезеровка, понимают насколько важна точность обработки металла в общем качестве продукции. Благодаря автоматизации, снижается роль человека в процессе производства. Тем самым станки ЧПУ также дают возможность сократить число брака, а также существенно повысить производительность всего предприятия. Таким образом, благодаря двойному преимуществу в скорости и качестве обработки металла, станки с ЧПУ в разы приумножают производительность производства.
cncmachines.com.ua
Станки с ЧПУ. Достоинства и недостатки
В современном мире практически любое предприятие, которое занимается обработкой механической деталей, имеет у себя станки с числовым программным управлением – ЧПУ. В станках с ЧПУ все действия управляются электроникой, в отличии от универсальных станков, где обработка ведется в ручную. Все современные предприятия предпочитают покупать, модернизировать, проще говоря вкладывать свои честно заработанные деньги именно в станки с ЧПУ, а не обычные, относительно дешевые, универсальные станки. В чем секрет?
Первым и, пожалуй, главным плюсом ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Процесс вмешательства человека в технологический процесс сведен к минимуму. Данные системы могут работать практически автономно, выпуская продукцию довольно высокого качества. При этом главной задачей обслуживающего персонала будет подготовительно-заключительные операции, такие как наладка и проверка инструментов, установка и снятие заготовок, что вполне может делать один человек, причем на нескольких станках сразу.
Также большим плюсом будет его производственная гибкость – это значит, что для обработки другого типа детали необходимо всего-навсего просто сменить программу ЧПУ. При этом старая программа будет хранится на накопителе и может быть использована в любой момент при надобности.
Еще одним огромнейшим плюсом будет то, что такие станки имеют очень высокую точность и повторяемость обработки деталей. Это значит, что на качество деталей при ручной обработке может влиять усталость станочника, то ЧПУ лишены таких изъянов, они будут выполнять обработку деталей нужное количество времени и при этом качество обработки страдать не будет. И еще к одному плюсу можно отнести то, что станки с ЧПУ позволяют обрабатывать сложные детали, изготовление которых на обычном оборудовании невозможно. Пример таких деталей – это штампы и пресс формы.
Поскольку время обработки заготовки при использовании числового программного управления регламентировано, то это позволяет более точно определять время обработки партии деталей, что позволяет более точно спланировать производство.
Но помимо плюсов есть еще и минусы – это стоимость. Станок с ЧПУ не дешевое удовольствие. Помимо стоимости покупки и установки они еще довольно дороги в обслуживании, поэтому позволить их себе могут не все предприятия. Но эти недостатки легко перекрываются высокой производительностью и точностью обработки.
Итак, числовое программное управление – это автоматическое управление станком с помощью электронной вычислительной машины (промышленного компьютера, он находится внутри станка) и обрабатывающей программы (программа управления).
Всеми перемещениями в станке руководит компьютер, считывая данные с программы управления (УП) и соответственно выдает команды электроприводам устройства. Электропривода перемещают рабочие органы станка – шпиндели, рабочий стол или колонну. Благодаря этому производится обработка заготовки детали. Датчики обратной связи собирают данные о перемещениях и прочих действиях и передают их обратно в компьютер, который уже производит обработку этих сигналов и корректирует траекторию движения инструментов. Таким образом происходит обработка. Данные действия будут производится пока управляющая программа не подойдет к концу и мы не получим готовую деталь.
По конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ мало чем отличаются от обычных универсальных станков. Пожалуй, единственным существенным визуальным отличием будет наличие устройства числового программного управления (УЧПУ), которую еще называют стойкой ЧПУ.
elenergi.ru
Расшифровка ЧПУ или Что такое станки с ЧПУ?
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. 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.
stanki.chinaros.com
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Содержание
1. Общие сведения о станках с ЧПУ
2. Конструктивные особенности станков с ЧПУ
3. Многоцелевые станки с ЧПУ
4. Оснастка и инструмент для многоцелевых станков с ЧПУ
5. Серия Mynx NM (Doosan)
6. Организация работы оператора многоцелевых станков с ЧПУ
7. Технологии обработки деталей на многоцелевых станках с ЧПУ
Список литературы
1. Общие сведения о станках с ЧПУ
Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления — устройство или совокупность, реализующих эти воздействия.
Числовое программное управление (ЧПУ) — это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств.
Системы ЧПУ практически вытесняют другие типы систем управления.
По технологическому назначению и функциональным возможностям системы ЧПУ подразделяют на четыре группы:
позиционные , в которых задают только координаты конечных точек положения исполнительных органов после выполнения ими определенных элементов рабочего цикла;
контурные, или непрерывные , управляющие движением исполнительного органа по заданной криволинейной траектории;
универсальные (комбинированные) , в которых осуществляется программирование как перемещений при позиционировании, так и движения исполнительных органов по траектории, а также смены инструментов и загрузки-выгрузки заготовок;
многоконтурные системы , обеспечивающие одновременное или последовательное управление функционированием ряда узлов и механизмов станка.
Примером применения систем ЧПУ первой группы являются сверлильные, расточные и координатно-расточные станки. Примером второй группы служат системы ЧПУ различных токарных, фрезерных и круглошлифовальных станков. К третьей группе относятся системы ЧПУ различных многоцелевых токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков.
К четвертой группе относятся бесцентровые круглошлифовальные станки, в которых от систем ЧПУ управляют различными механизмами: правки, подачи бабок и т.д. Существуют позиционные, контурные, комбинированные и многоконтурные (рис.ЧПУ.1, а) циклы управления.
mirznanii.com
Станки с ЧПУ для резки металла
Большинство деталей машин, да и другого современного оборудования, изготавливается на металлообрабатывающих станках. Единичные детали – на универсальных, а массовые более рационально производить на автоматах или ЧПУ станках – с числовым программным управлением.
Чем отличаются станки с ЧПУ
Результат работы на обычном станке сильно зависит от квалификации специалиста. Со сложными изделиями может справиться далеко не каждый станочник. К примеру, чтобы стать хорошим токарем или фрезеровщиком, нужно иметь опыт не один год.
Результат работы на станке с ЧПУ в меньшей мере зависит от квалификации оператора. Нужно только правильно установить инструмент, заготовку и запустить нужную программу. В некоторых моделях заготовки и инструмент устанавливаются автоматически, что значительно экономит временные и человеческие ресурсы. За перемещение инструмента и детали в этом случае отвечает система ЧПУ, которой управляет специальная программа. В качестве ее носителей первые модели станков с ЧПУ использовали перфоленты, перфокарты, магнитные диски. В современных это специальный текстовый файл, преимущественно на флешке.
Современная система с ЧПУ фактически представляет собой компьютер с клавиатурой и дисплеем. В качестве периферийных устройств выступают контроллеры передвижения исполнительных деталей станка. В некоторых небольших моделях используются обычные персональные компьютеры. Программа управляет направлением и скоростью перемещения режущего элемента, сменой инструмента и детали, циклом работы.
Краткий экскурс в историю
Первый станок с ЧПУ был представлен в 1952 году. Он был изготовлен совместными усилиями компаний MIT и Parsons Inc и управлялся при помощи программы, записанной на бумажную перфоленту. Новое оборудование предназначалось для фрезерования сложных контуров деталей авиатехники.
Первым отечественным оборудованием с ЧПУ были токарно-карусельный станок и токарно-винторезный, поступившие в промышленность в 1959-1960 годах. Немного позже появились вертикально-фрезерные станки с ЧПУ. Они были созданы на базе серийных универсальных моделей и отличались от них автоматизацией движения исполнительных узлов.
Сегодня трудно представить себе точное или серийное производство без ЧПУ. Они незаменимы в авиастроении, автомобильной промышленности, на производствах точных медицинских приборов и лабораторной техники. На принципах ЧПУ базируется и робототехника.
Этапы подготовки программного обеспечения для изготовления деталей
Подготовка программного обеспечения начинается с разработки конструктором с помощью специальной компьютерной системы CAD трехмерной модели нужной детали. Первые системы CAD появились еще в 70-е годы прошлого столетия и постоянно совершенствуются. Сегодня многие конструкции создаются без единого бумажного чертежа. Все эскизы и чертежи хранятся в компьютерах или на электронных носителях.
Готовая трехмерная модель направляется технологу для генерации управляющей программы обработки детали. Технолог использует подготовленную конструктором трехмерную модель, специальное программное обеспечение, электронные библиотеки станков и инструментов и свой опыт. Полученная программа тестируется и сохраняется в специальном формате – G-коде. Все расчеты производятся в правой декартовой системе координат. Траектория перемещения режущей точки инструмента описывается рядом простых элементов: отрезками прямых, дуг и винтовых линий.
Какие бывают станки с ЧПУ
Все модели оборудования с ЧПУ классифицируются по характеру выполняемых работ, степени универсальности и точности, расположению шпинделя и массе. При большом разнообразии станков некоторые узлы у них могут быть одинаковыми. К примеру, одна ЧПУ система может управлять станками совершенно разного назначения. Просто меняется набор контроллеров.
Главной характеристикой станочного оборудования является характер выполняемых работ. Станки бывают:
- фрезерные;
- токарные;
- сверлильные;
- эрозионные;
- для резки металла и другие.
Полуавтоматические варианты без периодического вмешательства оператора работать не могут. В автоматах рабочий только наблюдает за циклически повторяющимися операциями и контролирует качество готовой детали. При необходимости подстраивает наладку.
ЧПУ станки для резки металла
Подготовка производства начинается с раскроя металла на заготовки. Используются гильотинные модели для резки широких листов, ленточнопильные для работы с прокатом и отрезные. Выбор оборудования производится, исходя из потребностей предприятия. Если вам приходится в основном резать листовую сталь, то, наверное, можно обойтись недорогой гильотиной. При резке металла в промышленных масштабах стоит задуматься о приобретении станка с более широкими возможностями.
Большой популярностью пользуется оборудование с ЧПУ производства компании Hypertherm с применением высокоточных технологий: лазерной, плазменной и газокислородной резки, дающих возможность резать прямолинейно и фигурно. В них применяется программное обеспечение Phoenix, которое поддерживает системы плазменной резки, контроля высоты резаков и другие не менее важные компоненты.
На универсальных ленточнопильных станках одинаково хорошо можно резать профиль, листовую сталь и трубы. Использование ЧПУ станков для резки металла всегда оправдано – показывает хорошие результаты сразу же после внедрения и позволяет вернуть вложенные деньги в короткие сроки.
c-avt.com
Для чего нужны станки с ЧПУ
Компьютерное Числовое Программное Управление представляет собой систему, использующуюся в современном металлообрабатывающем оборудовании и выполняющую обширный набор сопутствующих задач.
Станки, имеющие такую систему управления, используют и на крупных, и на средних металлообрабатывающих предприятиях.
История
Ранее, до изобретения станков с ЧПУ, работы по металлообработке проводились на станках с числовым управлением, сокращенно, ЧУ. Их разработал и создал в 1940-1950 гг. Джон Парсонс в сотрудничестве с компанией MIT по заказу ВВС США, как более эффективное средство для обработки металлических авиационных частей сложных, криволинейных геометрических форм. За все время применения, на протяжении десятилетий, станки с ЧУ приобрели статус промышленного стандарта.
В 1967 году против них появились станки с ЧПУ, управляемые с помощью компьютерных программ. В 1972 году, когда стало активно внедряться компьютерное проектирование (CAD), начались эволюционные изменения станков с ЧПУ. В 1989 году они получили признание промышленного стандарта.
Значение и польза
Основным преимуществом данного вида станков является возможность значительного улучшения следующих показателей, по сравнению со станками других форм металлообработки:
- — точности;
- — эффективности;
- — производительности;
- — безопасности;
- — минимальное присутствие в работе по обслуживанию станка человеческого фактора;
Преимущества:
- — экономия затрат;
- — максимальное использование сырьевых ресурсов;
- — обеспечение точности;
- — минимальное количество отходов и потери сырья;
- — повышение производительности и объемов выпускаемой продукции за счет самостоятельной работы без оператора в выходные и праздничные дни – в этих случаях оператор вполне может контролировать работу оборудования из дома, через сеть Интернет;
- — увеличение прибыли.
Станки с ЧПУ способны быстро производить детали, требующие нескольких производственных циклов металлообработки на обычных станках.
Весь производственный процесс станков с ЧПУ является автоматизированным, риск получения травм сведен к минимуму, условия работы безопасны, так как оператор находится на удаленном расстоянии от производственного процесса.
Станки с ЧПУ – одно из эффективнейших средств металлообработки. Это связано с тем, что это оборудование оснащено функциями внутренней гарантии качества. В сложные моменты и при обнаружении ошибок и недостатков, станок прекращает работу автоматически до установки причины и ее исправления. Это обстоятельство уменьшает потери сырья и не допускает брака в работе.
zaxvatu.net
