Станок с ЧПУ — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Числовое программное управление (сокр. ЧПУ; англ. computer numerical control, сокр. CNC) — область техники, связанная с применением цифровых вычислительных устройств для управления производственными процессами.[1]
Оборудование с ЧПУ может быть представлено:
- станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ) для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пластмасс;
- приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление;
- характерной системой управления современными промышленными роботами;
- Периферийные устройства, например: 3D-принтер, 3D-сканер.
История[ | ]
Сменяемые программы, нанесённые на перфокарты с помощью двоичного кода, использовались уже в жаккардовом ткацком станке, созданном в 1804 году. На перфокартах были закодированы два возможных положения исполнительного механизма — опуская или поднимая челнок, можно было программировать простые одноцветные узоры.
В XIX веке были разработаны механические исполнительные устройства на основе кулачкового механизма, похожие на используемые в . Хотя они позволяли плавно варьировать параметры движения обрабатывающих инструментов, процесс создания алгоритма обработки и требовал создания полноразмерных моделей детали.
Изобретателем первого станка с электронным числовым управлением (англ. Numerical Control, NC) является Джон Пэрсонс (John T. Parsons), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc., выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолётов. Он впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок, работающий по программе, вводимой с перфокарт. В качестве привода впервые использовались шаговые искатели.
В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc. разработку станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей авиационной техники. Однако компания не смогла самостоятельно выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики Массачусетского технологического института (MIT). Сотрудничество Parsons Inc. с MIT продолжалось до 1950 года. В том году MIT приобрел компанию по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества с Parsons Inc., заключив самостоятельный контракт с ВВС на создание фрезерного станка с программным управлением.
В сентябре 1952 года станок был впервые продемонстрирован публике — про него была напечатана статья в журнале Scientific American. Станок управлялся с помощью перфоленты.
Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть использован в производственных условиях. Первое серийное устройство ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 году и со следующего года стало устанавливаться на станки. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить 120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.
Первыми советскими станками с ЧПУ промышленного применения являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный 1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими. Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ советского/российского производства и «Электроника НЦ-31».[источник не указан 750 дней] .Базовыми системами ЧПУ в СССР были НЦ-31 и 2Р22 (токарная группа) и 2С42 и 2Р32 (фрезерная группа).
Числовое программное управление также характерно для систем управления современными промышленными роботами.
Аббревиатура «ЧПУ» соответствует двум англоязычным — NC и CNC, — отражающим эволюцию развития систем управления оборудованием.
- Системы типа NC (англ. Numerical control), появившиеся первыми, предусматривали использование жестко заданных схем управления обработкой — например, задание про
encyclopaedia.bid
Станок чпу что это такое
Что такое ЧПУ?
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 2D или 3D формате. 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. 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.
Другие статьи…
Что такое ЧПУ. Видео
mastermdf.ru
Что такое станки с ЧПУ
Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) – это высокотехнологичное оборудование, в котором исполнительные устройства (приводы) управляются автоматически. Приводы, управляемые по определенной программе, приводят в действие рабочий элемент станка – таков принцип работы оборудования с ЧПУ. В зависимости от назначения станка рабочим элементом может быть шпиндель, сверло, пуансон и т.д.
Парк станочного оборудования, оснащенного ЧПУ, огромен и разнообразен. Достаточно перечислить лишь самые основные: это токарные, фрезерные, шлифовальные, металлорежущие, сверлильные станки, которые подразделяются на множество типов и модификаций. Сложное и многообразное производство требует такого же сложного оборудования. Однако, при всем многообразии типов и моделей принцип работы станков с ЧПУ сводится к наличию программного обеспечения, задающего алгоритм работы станка.
В состав системы ЧПУ входит:
- пульт оператора, который предназначен для управления станком в ручном режиме при подготовке станка к работе по программе. Он позволяет вводить программу управления станком, задавать режимы его работы, при аварийной ситуации отключить станок для устранения неполадок;
- панель оператора (дисплей) отображает текущую информацию о работе станка и выполняемой программе. Оператор может визуально контролировать ход выполнения технологической операции, видеть сообщения об авариях и возникших неполадках;
- контроллер, который представляет собой микросхему с программой работы данного станка. Это устройство служит, например, для задания траектории движения рабочего инструмента, для команд выполнения технологических операций, для изменения управляющих программ и т. д.;
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) -это постоянная память, которая предназначена для долговременного хранения системных программ и констант, определяющих конфигурацию данного станка; информация в ПЗУ может быть только для чтения;
- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство)- это оперативная память, предназначенная для кратковременного хранения файлов системных и управляющих программ, используемых в текущий момент; ОЗУ предназначено для хранения информации, меняющейся в ходе выполнения программы, используется как для записи, так и для чтения информации.
Станки с ЧПУ не требует высокой квалификации специалиста — станочника, достаточно обучить персонал приемам управления программой. Станки с ЧПУ – это современное оборудование, позволяющее обеспечить высокую производительность труда при отменном качестве производимых работ. Использование таких станков значительно повышает общий уровень культуры производства.
3d-stanki.ru
Что такое станок ЧПУ?
Станок с числовым программным управлением (ЧПУ). Сама-по себе система ЧПУ была разработана для наведения торпед в подводных лодках. Ввел координаты, нажал на пуск — торпеда пошла. Потом начали думать как использовать данный принцип программирования в мирных целях. И придумали такие станки. Принцип прост:
i-perf.ru
Станок с ЧПУ Википедия
Числовое программное управление
Оборудование с ЧПУ может быть представлено:
- станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ) для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пластмасс;
- приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление;
- характерной системой управления современными промышленными роботами;
- Периферийные устройства, например: 3D-принтер, 3D-сканер.
История[ | ]
Сменяемые программы, нанесённые на перфокарты с помощью двоичного а, использовались уже в жаккардовом ткацком станке, созданном в 1804 году. На перфокартах были заированы два возможных положения исполнительного механизма — опуская или поднимая челнок, можно было программировать простые одноцветные узоры.
В XIX веке были разработаны механические исполнительные устройства на основе кулачкового механизма, похожие на используемые в механическом пианино. Хотя они позволяли плавно варьировать параметры движения обрабатывающих инструментов, процесс создания алгоритма обработки и требовал создания полноразмерных моделей детали.
Изобретателем первого станка с электронным числовым управлением (англ. Numerical Control, NC) является Джон Пэрсонс (John T. Parsons), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc., выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолётов. Он впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок, работающий по программе, вводимой с перфокарт. В качестве привода впервые использовались шаговые искатели.
В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc. разработку станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей авиационной техники. Однако компания не смогла самостоятельно выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики Массачусетского технологического института (MIT). Сотрудничество Parsons Inc. с MIT продолжалось до 1950 года. В том году MIT приобрел компанию по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества с Parsons Inc., заключив самостоятельный контракт с ВВС на создание фрезерного станка с программным управлением.
В сентябре 195
ru-wiki.ru
Станки с ЧПУ
Одно из основных (на сегодняшний день) достижений эволюции систем управления промышленным оборудованием – это многофункциональные станки с ЧПУ. Всего за несколько лет новинка очень прочно обосновалась на современных производственных предприятиях. В чем же преимущества станков с ЧПУ, и какие перспективы открывает перед собой использование самого современного оборудования?
Станки с ЧПУ – это машины и аппараты, оснащенные компьютеризированной системой управления приводами технологического оборудования, а также элементами станочной оснастки. Как показала практика, наиболее востребованы фрезерные, гравировально-фрезерные токарные и прессовальные станки с ЧПУ.
Управляющим элементом машины является программное обеспечение, которое разрабатывается специалистами при помощи языков программирования. Структуру станка ЧПУ составляет:
-пульт (консоль вывода/ввода), предоставляющий возможность выбирать режим
-дисплей (операторская панель) для визуального контроля
-контроллер, решающий задачи формирования траектории движения режущего инструмента
-ПЗУ для долговременного хранения системных программ
-ОЗУ для временного хранения управляющих программ.
Преимущества станков с ЧПУ
Станки с ЧПУ способны выполнять самые различные операции технологического процесса. Вследствие того, что цикл работ автоматизирован, точность обработки детали или заготовки существенно увеличивается. Кроме того, станок с ЧПУ освобождает оператора от необходимости проведения необходимых расчетов – программа безошибочно функционирует в соответствии с подсчетами.Станки с ЧПУ предоставляют возможность свести к минимуму роль оператора, а также меньше взаимодействовать с производственными аппаратами, вследствие чего повышается безопасность техпроцесса. Новейшие производственные линии способны функционировать даже в выходные дни. Управлять станком в этом случае допустимо посредством выделенной линии всемирной сети.
Новинка используется сырье в максимальной степени. Отходы и потери исходного материала при этом весьма незначительны. Современные технологии выгодны и ощутимым повышением производительности. Согласно последним подсчетам, высокая скорость и точность обработки деталей и заготовок предоставляет возможность увеличить эффективность производства в несколько раз.
Смотрите также:www.webrarium.ru
Конструктивные особенности станков с ЧПУ: краткий обзор
Станки с ЧПУ – устройства для обработки изделий, выполняющие определенные действия по заранее заданному алгоритму. Программирование осуществляется автоматически посредством математических формул.
ПУ
Основными параметрами, которые задаются программой, являются:
- Скорость работы;
- Максимальное ускорение;
- Направление хода;
- Минимальная и предельная мощность.
Конструктивные особенности станка с ЧПУ дают возможность для автоматизированной или полуавтоматической обработки изготавливаемых деталей. Благодаря программированию основных функций повышается точность работы двигателя. Отсутствие или низкое влияние человека на процесс производства позволяет ускорить механизм работы и повысить жесткость механизмов, повышая их износоустойчивость. Повышению качества изделий способствуют также устранение зазоров в подвижных частях и снижение КПД за счет трения, а также снижение температурных погрешностей за счет программного контроля рабочих температур внутри устройства.
Функции
Станки с числовым программным управлением делятся на несколько видов, по назначению в числе которых:
Станки для токарных, фрезерных и шлифовальных работ – это сильно усовершенствованные электрические модели оборудования. Токарные станки обрабатывают поверхность в телах вращения, фрезерные – сверление канавок и сквозных отверстий в плоских изделиях, растачивание нарезание резьбы. Шлифовальные станки обрабатывают поверхность деталей, сглаживая ее.
ЧПУ делает работу оборудования более быстрой и точной. Программа позволяет быстро обрабатывать сложные детали, практически не оставляя возможностей для брака.
Многоцелевые станки с ЧПУ – совмещают в себе токарные, шлифовальные и фрезерные составляющие. Обозначения говорят о способах обработки и функциональных особенностях модели. Устройство способно провести все виды резанья и обтачивания детали. Использование такого устройства значительно сокращает временные затраты на перекладывание заготовок.
Электроэрозионные станки отличает наиболее сложная конструкция. На станках с ЧПУ проводится обработка изделий посредством электроэрозии за счет перемещения электрода в жидкой среде. Это позволяет производить тонкую обработку деталей с криволинейной направляющей. Такое оборудование используется в том случае, когда невозможно достичь желаемого результата при помощи токарной или фрезерной обработки.
Особенности механической части
Основание агрегата выполняется из более жестких материалов, устойчивых к физическому воздействию и вибрации. В конструкциях корпусов имеется большое количество ребер жесткости. В связи с большой массой оборудования подвижные соединения представляют собой литую конструкцию, что также положительно сказывается на надежности устройства.
Благодаря точности обработки появилась возможность производить конструкции направляющих металлообрабатывающих станков с ЧПУ большей прочности, а виброустойчивость оснований позволила использовать более пластичные материалы. Благодаря этому повысилась точность перемещений, практически исчезло рассогласование в движении.
Направляющие скольжения изготавливаются из материалов с минимальной силой трения (металл и пластик). Направляющие качения также производят из стали, в качестве подвижных элементов используются ролики. ЧПУ позволило производить предварительный натяг направляющих, который снижает силу трения в 2-3 раза и способствует большей точности и повышению долговечности направляющих.
Особенности электрической части
Металлообрабатывающие станки с ЧПУ комплектуются программно – управляемым двигателем. Обычно привод подачи выполнен в виде бесколлекторного синхронного двигателя, комплектуемого механизмом обратной связи и постоянны магнитом. Реже в роли приводов применяются асинхронные двигатели. Особенностями всех двигателей для станков с ЧПУ – малое время разгона и торможения, небольшие зазоры, минимальная сила трения за счет использования гидростатических передач и направляющих.
Привод движения – асинхронный двигатель, работающий от трехфазного тока. В зависимости от потребляемой мощности используются двигатели постоянного или переменного тока. Привод устойчив к перегрузкам, загрязненному воздуху. Для предотвращения перегрева устройства комплектуются датчиками температуры и положения шпинделя, а также внешним вентилятором, обеспечивающим приток воздуха к приводам и отведение пыли и металлической стружки.
Шпиндели также изготовляются из высокопрочной инструментальной стали. Они выполняются максимально жесткими, точными. Конструктивная особенность, отличающая их от шпинделей для электромеханических устройств, является наличие датчиков и привод для автоматического зажима рабочего инструмента. С соответствующей точностью выполняются и опоры шпинделя: в качестве подвижных механизмов выступают подшипники качения, а в прецизионных станках – аэростатические подшипники.
В дополнении к обычному набору функциональных частей агрегаты с ЧПУ комплектуются следующим дополнительным оборудованием:
- Преобразователи частоты двигателя для управления;
- Устройство позиционирования;
- Привод для смены инструмента;
- Устройство уборки стружки;
- Система смазывания станка;
- Система подачи деталей и отведения готовых изделий.
Преобразователь частоты дает возможность управлять скоростью вращения двигателя, программировать привод на протяжении всего времени выполнения программы.
Устройство позиционирования – это передаточный механизм, за счет которого выполняется управление станком, алгоритмом действий устройства. Смена инструмента в большинстве станков также осуществляется автоматически. Чаще всего подачей инструмента управляет револьверная головка, вмещающая от 4 до 12 частей. Инструмент подается на шпиндель при помощи передаточного механизма, забор рабочей части осуществляется тем же способом. При помощи механизмов подачи и забора осуществляется движение деталей. Обозначение станков с револьверной головкой – Р, с магазином – М.
Из-за повышенной скорости обработки и автоматизации работы станкам необходима смазка и отведение стружки. Процедуры осуществляются автоматически, не прерывая работу основных частей станка. Наличие тех или иных устройств указываются на маркировке станка.
Электронная часть станков с ЧПУ
В качестве устройства управления металлообрабатывающего станка с ЧПУ выступает микроконтроллер с дисплеем. Управление выполняется с помощью передаточных механизмов, описанных в электрической части, а считывание информации – с датчиков температуры, положения шпинделя и давления.
По типу автоматизации ЧПУ делится на:
- Низкий уровень;
- Средний уровень;
- Высокий уровень.
В станках низкого уровня осуществляется только управление двигателем и шпинделем. В управлении не используются преобразующие устройства, контроль осуществляется непосредственно или с помощью исполнительного реле. Обычно в них отсутствуют механизмы смены инструмента, смазки, подача заготовок и отведение готовых деталей и стружки. Такие станки максимально просты конструктивно, поэтому очень надежны, но обеспечивают не самую высокую скорость работы и требуют постоянного вмешательства человека.
Станки со средним уровнем автоматизации управляются при помощи релейных схем, устанавливаемых в специальный шкаф электроавтоматики. Это позволяет выполнять более сложные операции, но значительно усложняет перепрограммирование. Такие станки вмещают более сложную числовую программу и способны самостоятельно получать заготовки и без вмешательства человека проводить обработку деталей. Для облегчения управления приборы комплектуются максимально простыми дополнительными устройствами, поэтому максимальная сложность операций без вмешательства человека ограничена.
Устройства с высоким уровнем автоматизации обладают рядом особенностей. Они управляются при помощи УЧПУ. Это микроконтроллер, способный программироваться на сложные циклы для последовательной работы с несколькими инструментами. УЧПУ программируется как непосредственно на станке при помощи встроенного редактора, так и дистанционно, после чего необходимо закачать программу. Характеристика оборудования позволяет длительное время работать без вмешательства человека, выпуская множество однотипных деталей
В отличие от станков среднего уровня высокоуровневое программирование дает возможность контролировать больше параметров. Станок способен не только на самостоятельную работу, он в автоматическом режиме проводит подготовку и полную очистку.
Благодаря конструкции станки с ЧПУ работают значительно эффективнее электрических. Они позволяют производить большое количество деталей за единицу времени с высокой точностью. Использование современного оборудования практически сводит на «нет» влияние человеческого фактора, значительно уменьшая процент бракованных изделий. Точность исполнения программы позволила сделать станки более жесткими и пластичными, что положительно сказывается на долговечности основных и вспомогательных устройств.
vseochpu.ru
