Как работает чпу станок: Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это оборудование, предназначенное для механической обработки различных листовых материалов при помощи специального инструмента – фрезы. Фрезерованием обрабатывается самый различный материал: пластик, графит, алюминий, медь, чугун, сталь или дерево.

Фрезы — это металлические инструменты различной формы с несколькими режущими зубьями. По форме фрезы бывают:

• конические,
• цилиндрические,
• концевые,
• торцевые и других видов.

Материал, из которого изготавливается режущая часть, должен быть намного прочнее обрабатываемого материала, потому для фрез подбираются твердые сплавы быстрорежущей стали, может быть использована также минералокерамика или алмаз. Кроме того фрезы различаются по конструкции и типу зубьев: они могут быть:

• цельные (или монолитные, так называемые «пальчиковые фрезы»),
• со сварным режущим элементом,
• сборным или с напаянным режущим элементом.

Вращаясь с большой скоростью, они обрабатывают материал, разрезая, высверливая, раскраивая и гравируя его в соответствии с заданной программой под контролем оператора ЧПУ.

В зависимости от расположения рабочего инструмента, фрезерование может быть горизонтальным или вертикальным. Большое распространение получили универсальные станки, дающие возможность фрезеровать сложные детали под любым углом, применяя разные фрезы.

Фреза, закрепленная в цанге, является основным элементом, находящимся в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом. Цанга с закрепленной в ней фрезой устанавливается в шпиндель, обеспечивающий вращение фрезы. В свою очередь шпиндель с фрезой установлен на подвижной балке — портале, который перемещает шпиндель и фрезу в трех осях координат над обрабатываемым материалом, укрепленном на рабочем столе. Перемещение портала, а также перемещение шпинделя по порталу обеспечивают три микрошаговых двигателя. Портал, станина, двигатели, шпиндель и фреза представляют собой механическую часть фрезерного станка. Каждый двигатель обеспечивает перемещение портала и шпинделя по своей оси по заданной программе.

Управляющие станции фрезерных станков с ЧПУ представляют собой электронную часть оборудования и поставляются вместе со станком. Программное обеспечение станка обрабатывает векторные изображения из графических файлов, переводит их в G-коды, управляющие работой микрошаговых двигателей. Таким образом, для изготовления той или иной детали необходимо её построение в графическом редакторе такой компьютерной программы, как, например, AutoCad или Corel Draw. После установки разработанной программы в ОЗУ станка (оперативное запоминающее устройство или оперативная память), оператор может начать работу, предварительно выбрав нужные режимы и параметры в соответствии с поставленной технологической задачей и обрабатываемым материалом.

Числовое программное управление позволяет автоматизировать сложные технологические процессы по обработке тех или иных материалов. Станок с ЧПУ в процессе работы не требует никаких сложных действий от оператора. Станок работает по программе, заложенной в него до начала процесса обработки. Ввод программы осуществляется оператором с пульта, предназначенного для управления станком в ручном режиме. В случае аварийной ситуации пульт используется для отключения станка. Вся текущая информация о работе станка отображается на панели оператора, который визуально контролирует выполнение технологических операций.

Фрезерные станки с ЧПУ – это высокотехнологичное современное оборудование, способное обеспечить необходимую производительность труда и отменное качество обработки материала. Применение станков с ЧПУ повышает уровень безопасности и культуры производства и не требует от станочника виртуозности и высокого профессионализма.

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Современный станок с ЧПУ представляет собой сложный автоматизированный комплекс для фрезерования заготовок из дерева, пластика, металла, камня и пр. Автоматизированный комплекс, помимо «классических» механизированных узлов включает в себя электронные компоненты автоматического контроля и управления режимами обработки. Электронная система базируется на алгоритмах числового программного управления (ЧПУ) и в значительной степени упрощает работу на оборудовании (станок функционирует по заранее введённой программе и в течение рабочего цикла не требует вмешательства оператора).

Механическая подсистема станка состоит из станины, рабочего стола с зажимными приспособлениями, подвижного портала со шпинделем, цанговым патроном и цанги для закрепления инструмента, шаговых электродвигателей и ряда других вспомогательных деталей.

Одним из главных элементов станка, непосредственно осуществляющих обработку заготовки, является фреза. Режущая часть фрезы бывает различных форм и размеров — в соответствии с задачами обработки и видом материала заготовки. Цилиндрическая часть фрезы (т. н. «хвостовик») через цангу закрепляется в цанговом патроне, который, в свою очередь, закреплён на валу шпинделя. Электромотор шпинделя передаёт крутящий момент и сообщает фрезе вращательное движение. Соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, фреза снимает слой материала. Шпиндель подвешен на подвижном портале. Электромоторы станка, по командам от контроллера ЧПУ, перемещают портал по трём координатным осям и позиционируют фрезу над поворотным столом с закреплённой заготовкой. Таким способом и осуществляется фрезерование заготовки с целью получения готового изделия заданных форм и размеров.

Электронная часть станка включает в себя контроллер ЧПУ, вспомогательные электронные компоненты и их соединения. Для управления системой, станок может комплектоваться специальным DSP-контроллером, или подключаться к PC.

Электронная «начинка» станка работает под управлением собственного программного обеспечения (поставляется вместе с оборудованием). Задачей этого «софта» — перекодировать загруженную программу (чертеж-рисунок требуемой детали) и транслировать её в специфические G-коды — электрические команды двигателям станка. Таким образом, программным алгоритмом для функционирования станка является файл векторного графического формата (к примеру, построенный в AutoCAD, Corel Draw). Записав файл-программу в оперативную память контроллера, оператору остаётся выбрать режим работы станка (черновая, чистовая, трёхмерная) и частоту оборотов — в соответствие с видом материала заготовки и применяемой для обработки фрезы.

Преимущества оборудования

Современные станки с ЧПУ обладают широким спектром возможностей, обеспечивают быструю и высокоточную обработку, обладают достаточным запасом надёжности и удобством эксплуатации.

Точность обработки является не только следствием прецизионного автоматизированного управления, но и организацией специальных конструктивных мероприятий, направленных, прежде всего, на повышение жёсткости системы. Увеличение жёсткости достигается за счёт уменьшения длины кинематических цепей и количества механических передач, уменьшения зазоров между деталями, снижения потерь на трение, а также увеличения быстродействия.

Надёжность и длительная бесперебойная работа достигается увеличением износостойкости подвижных деталей, а также мерами по снижению теплопотерь и механического трения. Для этого в частности скользящие направляющие изготавливаются в виде «твёрдый материал — мягкий» (например, сталь/чугун по пластику/фторопласту). Сопрягаемые пары качения (в наплавляющих, подшипниках) отличаются ещё меньшими потерями и повышенной долговечностью. В качестве рабочих тел используются ролики с преднатягом, исключающим биение и износ.

Дополнительные системы, такие как вакуумный стол, улавливатель стружки, охлаждение режущего инструмента, переносной пульт (DSP-контроллер) и ряд других, значительно облегчают управление фрезерным комплексом и увеличивают культуру производства.

Работа на оборудовании

Функции оператора станочного комплекса, оборудованного ЧПУ, сводятся к смене и закреплению заготовок, установке требуемого типа фрезы, инсталляции управляющей программы, активации процесса и общим наблюдением за процессом работы станка.

Перед началом обработки работоспособность станка проверяется запуском специальной тестирующей программы. Оператору следует проверить надёжность крепления заготовки и фрезы, её соответствия обрабатываемому материалу.

Перед началом серийного цикла следует обработать первую заготовку, проконтролировать размеры и убедиться в их соответствии чертежу.

Фрезерный станок с ЧПУ – принцип работы, конструкция, видео

Развитие технологий стало причиной того, что компьютеры и другие передовые технические средства все активнее используются в повседневной жизни людей, а также в промышленности. Например, на современных промышленных предприятиях все чаще можно встретить фрезерный станок с ЧПУ, который управляется не руками оператора, а при помощи специальных компьютерных программ и соответствующих электронных устройств.

Фрезерный станок с числовым программным управлением

Благодаря такой системе управления значительно облегчается эксплуатация станка, а из процесса изготовления деталей исключается человеческий фактор, который может оказывать негативное влияние на их качество и точность обработки.

Принцип работы фрезерных станков

Фрезерное оборудование позволяет осуществлять различные технологические операции: резку, сверление, расчет расстояний между отверстиями, которые необходимо выполнять, а также ряд других. В качестве материалов, которые можно обрабатывать на таком оборудовании, могут выступать:

• древесина;
• черные, а также цветные металлы;
• керамика;
• полимерные материалы;
• природный и искусственный камень.

Заготовки закрепляются на рабочем столе, а их обработка выполняется за счет вращающейся фрезы, которая и режет материал.

Станок с ЧПУ обрабатывает металлическую заготовку

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, выпускаются в различном конструктивном исполнении.

Консольного типа:

1. модели, обладающие широкой универсальностью;
2. горизонтального типа;
3. вертикального типа.

Бесконсольной конструкции:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Самыми популярными и, соответственно, распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ консольного типа. На консоль закрепляется обрабатываемая заготовка, и именно этот рабочий орган совершает движения по отношению к режущему инструменту. Сам шпиндель такого станка не движется, он жестко зафиксирован в одной позиции.

Обработка на фрезерных станках бесконсольного типа осуществляется за счет того, что перемещаться в них может как рабочий стол, который движется в двух направлениях, так и шпиндель, способный изменять свою позицию в вертикальной плоскости, а также во всех остальных направлениях.

Основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Станок фрезерной группы с ЧПУ автоматически выполняет операции, информация о которых предварительно записана на один из носителей. Программы, которые управляют его работой, могут быть нескольких типов.

• Позиционные, предполагающие фиксацию координат конечных точек, по которым и выполняется обработка заготовки. Такое программы используются для управления станками сверлильной и расточной группы.
• Контурные, управляющие траекторией обработки заготовки. Они используются для управления станками круглошлифовальной группы.
• Комбинированные, которые объединяют в себе возможности программ контурного и позиционного типа. Такими программами управляются станки, относящиеся к многоцелевой категории.
• Многоконтурные. С их помощью можно управлять всеми функциональными возможностями станка, они являются самыми сложным типом ПО. При помощи таких программ обеспечивается управление широкоформатным оборудованием.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, обладают целым рядом значимых преимуществ:

• позволяют увеличить производительность обработки в 2–3 раза;
• дают возможность изготавливать детали с высокой точностью;
• минимизируют объем ручного труда, что позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала;
• сокращают время, необходимое для подготовки заготовок;
• минимизируют время обработки деталей.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие категории:

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

Большую категорию оборудования данной группы составляют станки, на которых обрабатываются детали, выполненные из различных металлов:

1. настольные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ;
2. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
3. станки широкоуниверсального типа;
4. токарно-фрезерной категории;
5. сверлильно-фрезерной группы.

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

Фрезерный станок с ЧПУ за работой

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов. С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию. Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью — мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки. В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ

Обзор станков

Прежде чем решить вопрос, какой фрезерный станок выбрать для оснащения домашней мастерской или производственного предприятия, важно ознакомится с характеристиками оборудования, которое предлагается на современном рынке. На сегодняшний день наиболее востребованным являются фрезерные станки, производимые в следующих странах:

• Германия;
• Италия;
• Австрия;
• Китай;
• Северная Корея;
• Малайзия;
• США;
• Тайвань;
• Чехия;
• Турция.

Пятикоординатный фрезерный станок

Наиболее известными компаниями, которые производят и реализуют фрезерные станки с ЧПУ, являются:

• GCC Jaguar;
• Redwood;
• RuStan;
• JCC;
• Hyundai Wia;
• Kami;
• Zenitech.

Одними из самых быстрых станков, которые также отличаются широким разнообразием настроек и дополнительных функций, являются модели торговой марки GCC Jaguar.

Широким разнообразием ассортимента станков для обработки деталей из металла и других материалов отличается компания JCC. В каталоге данного производителя представлены станки с ЧПУ следующего назначения:

1. универсального типа, предназначенное для выполнения гравировальных и фрезерных работ;
2. для обработки изделий из древесины и металла;
3. прошивные станки электроэрозийного типа;
4. оборудование фрезерно-токарной группы.

Передовые программные продукты, с помощью которых управляются станки данной торговой марки, позволяют задействовать весь их потенциал.

Вертикально-фрезерный с ЧПУ МА655

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, торговой марки RuStan — это, преимущественно, оборудование широкоуниверсального типа, с помощью которого можно выполнять широкий перечень технологических операций. Отличает модели данной торговой марки и то, что при их приобретении можно воспользоваться разнообразными скидочными программами, а также возможностью гарантийного и постгарантийного обслуживания.

По-настоящему уникальными являются фрезерные станки с ЧПУ, выпускаемые под торговой маркой Redwood. Они способны выполнять обработку деталей в формате 2d и 3d. Реализация технологии 3d предполагает, что по заданной программе из заготовки получают объемную деталь, полностью соответствующую заданным геометрическим параметрам.

Главным принципом работы специалистов, занимающихся выпуском фрезерного оборудования торговой марки Kami, является производство высококачественной продукции. При помощи станков данной торговой марки можно обрабатывать не только металл, но и детали из камня, древесины, пластика и даже стекла.

Компания Hyundai Wia специализируется на выпуске станков с ЧПУ, на которых производится продукция для аэрокосмической и автомобильной промышленности. Программы, которые используются для их управления, предполагают минимальное вмешательство со стороны человека и значительно упрощают использование подобного оборудования.

Фрезерный станок от немецкого производителя Zenitech

В каталоге известного производителя Zenitech преобладает профессиональное фрезерное оборудование с ЧПУ, предназначенное для обработки деталей из металла и древесины.

На современном рынке широко представлено фрезерное оборудование с ЧПУ торговой марки Инвест Адам. Основными преимуществами моделей, которые отличаются своей компактностью и универсальностью, являются:

• высокая точность обработки;
• эффективность и производительность;
• управляющие программы могут воспроизводиться неоднократно;
• конструкция отличается высокой надежностью;
• связь с компьютером, который управляет работой оборудования, осуществляется через обычный USB-порт.

Для оснащения домашней мастерской и крупного производственного предприятия можно использовать фрезерный станок с ЧПУ, выпущенный немецкой компанией BZT. Отличает станки данной торговой марки высокая устойчивость, надежность фиксации заготовок, точность и оперативность обработки. Удобным является и то, что станки данной торговой марки могут работать практически на любом программном обеспечении.

На стоимость фрезерного станка с ЧПУ оказывают влияние следующие параметры:

• сложность конструкции оборудования и его тип;
• тип производства, для которого предназначено оборудование;
• страна производитель и торговая марка;
• функциональность станка.

Наиболее простой конструкцией обладают настольные станки с ЧПУ, которые и стоят значительно дешевле более функционального оборудования. Чтобы сэкономить на приобретении фрезерного станка, выбирайте оборудование отечественных производителей. В среднем, стоимость настольного фрезерного оборудования с ЧПУ составляет порядка 4000 долларов США. Варьироваться такая цена может от ряда факторов: габариты станка и рабочего стола, мощность двигателя, вес оборудования и его функциональность.

Стоимость оборудования вертикально-фрезерной группы с ЧПУ варьируется в пределах от 7000 до 25000 долларов США. Цена конкретной модели оборудования зависит от ее мощности, количества оборотов шпинделя и точности обработки.

Отечественный станок ГФ2171

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, являются самыми дорогими в своей категории, так как они позволяют выполнять широкий спектр технологических операций. Высокая стоимость такого оборудования окупается тем, что его можно эксплуатировать в достаточно интенсивном режиме. Перечень операций, которые можно выполнять при помощи оборудования данной категории, впечатляет:

1. раскройка заготовок;
2. фрезерование поверхностей различного типа;
3. полировальные операции;
4. сверление;
5. расточные операции.

Как правильно выбирать фрезерный станок

Выбирать фрезерный станок, оснащенный ЧПУ, следует не по рекламному видео, а по функциональным возможностям такого оборудования и его техническим характеристикам. Руководствоваться в данных ситуациях необходимо следующими критериями:

• тип станка, который необходим для выполнения определенных задач;
• преимущества и недостатки определенных моделей;
• размеры рабочего стола;
• наличие в конструкции Т-образного паза, который способствует более удобному закреплению заготовки;
• напряжение, необходимое для работы станка с ЧПУ;
• функциональные возможности;
• категория: настольные, мини или профессиональные;
• гарантийные обязательства, которые предоставляет производитель.

Ну и, конечно, по выбранному оборудованию можно просмотреть и видео от производителя, которое даст возможность понять, какими характеристиками оно обладает. Не следует выбирать станок с ЧПУ, способный выполнять те функции, которые вам никогда не пригодятся.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

У деревообрабатывающей индустрии сегодняшнего дня имеется множество оборудования по обработке различных пород дерева. Одних из таких оборудований является фрезерный станок с чпу.

Принцип работы

Он идеальным образом обрабатывает любые породы дерева. Его работа основана на действии вращающейся фрезы, которая осуществляет контакт с расположенной на рабочем столе деревянной заготовкой. Фрезы могут иметь самые различные формы и самые разнообразные углы заточки. Осуществляя вращение на огромных скоростях они высверливают, гравируют, раскраивают материал.

Функция числового программного управления позволяет полностью автоматизировать работу станка, т.е. контроля со стороны оператора не требуется, станок действует строго по алгоритму программы, которую заложил в него оператор перед началом работы. Все это позволяет существенно сэкономить время и значительно повысить эффективность всего производственного процесса.

Благодаря использованию систем высокоточного контроля и цифровых систем управления, фрезерные станки с ЧПУ  могут выполнять работу любого уровня сложности, начиная с фигурного вытачивания рисунков и заканчивая вытачиванием микроскопических украшающих узоров на поверхности деревянных заготовок. Разнообразие фрез предусматривает использование для их изготовления различных металлов и сплавов, они могут отличаться как по длине, так и по величине диаметра. Местом крепления фрезы является цанга, этот своеобразный зажим позволяет фиксировать хвостовик фрезы. Цанга в свою очередь устанавливается в шпинделе. Программное обеспечение станка способно обрабатывать любые типы графических файлов с векторными изображениями. Оно переводит их в G-коды. Таким образом, для нанесения рисунка или надписи нужно выполнить ее построение в графическом редакторе и загрузить в станок. Оператор же выбирает режим работы, задает параметры скорости и количество оборотов для шпинделя. Ну, и конечно, устанавливает подходящую фрезу.

Что такое ЧПУ станок — системы ЧПУ на станках ⭐ АО КоСПАС

Системы ЧПУ для станков: просто о сложном

Многое из того, что мы видим в окружающем нас материальном мире, изготовлено при помощи станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Использование возможностей электроники и вычислительной техники для эффективного и оптимального управления промышленным оборудованием позволило повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции. А при массовом производстве  — значительно снизить затраты на ее изготовление.

О том, как избавиться от однообразной и монотонной работы, и поручить ее каким-либо «умным» механизмам, человечество задумалось давно. Задолго до появления кибернетики и электронно-вычислительных машин. Еще в начале XVIII века прообраз станка с ЧПУ создал изобретательный француз Жозеф Жаккар. Изготовленный им механизм ткацкого станка управлялся куском картона, в котором в нужных местах были сделаны отверстия. Чем не перфокарта с программой?

 

Немного истории

Однако современный этап истории станков с ЧПУ начался лишь спустя полтора столетия после изобретения Жаккара, в Соединенных Штатах Америки. После окончания второй мировой войны, в конце 40-х годов, Джон Пэрсонс — сын владельца компании Parsons Incorporated, попытался управлять станком при помощи специальной программы, которая вводилась с перфокарт. Какого-либо положительного результата Пэрсонс не достиг, поэтому обратился за помощью к специалистам в Массачусетский технологический институт.

Улучшать представленную их вниманию конструкцию сотрудники институтской лаборатории сервомеханики не стали, и про Пэрсонса быстро забыли. А про его идеи – нет. Создав собственную конструкцию, они инициировали покупку институтом компании, которая выпускала фрезерные станки. После чего руководство Массачусетского технологического института заключило контракт с Военно-воздушными силами США. В контракте шла речь о создании высокопроизводительных станков нового типа для обработки пропеллеров фрезерованием. 

Управление работой фрезерного станка, который собрали сотрудники лаборатории в 1952 году, производилось по программе, считываемой с перфоленты. Эта конструкция оказалась слишком сложной, и желаемый результат достигнут не был. Однако история получила огласку, сведения о новой разработке попали в печать и вызвали большой интерес конкурентов. Свои разработки в данном направлении одновременно начали несколько известных фирм.

Наибольшего успеха добились конструкторы компании BendixCorporation. Выпущенное компанией Bendix NC-устройство c 1955 года пошло в серию и уже реально применялось для управления работой фрезерных станков. Новинка приживалась трудно, но благодаря заинтересованности и финансовой помощи военного ведомства, за два года было выпущено более 120 станков ЧПУ, которые существенно повысили производительность труда и точность выполнения станочных работ.

Уже тогда были отмечены бесспорные преимущества NC-системы числового управления станками: существенный прирост производительности труда и значительно более  высокая точность обработки поверхностей. Но по-настоящему революционные изменения в области станков с ЧПУ состоялись, когда в качестве «умного» модуля, управляющего работой станков, были использованы специально разработанные микропроцессоры и микроконтроллеры. Технический термин «CNC», которым стали обозначать эти системы за рубежом, является аббревиатурой английских слов ComputerNumericalControl.

 

NC – это не Norton Commander

Изучая историю совершенствования «умных» ЧПУ станков, которые за рубежом когда-то обозначались аббревиатурой латинских букв «NC», студенты прошлых лет часто путали это понятие с популярной в те годы компьютерной программой-оболочкой. На самом деле сокращение NC произошло от английских слов NumericControl. Числовое управление было тогда весьма примитивным, и программа действий станка могла выглядеть как множество специальных штекеров, расположенных на контактном наборном поле.

Кстати, одна из первых советских транзисторных вычислительных машин для инженерных расчетов «Проминь», появившаяся в начале 60-х годов прошлого века,  программировалась подобным образом. В то время управляющий модуль ЧПУ станка не мог должным образом реагировать на отклонения процесса обработки от расчетного, если такая ситуация происходила. Управляющие адаптивные микропроцессорные системы  появились значительно позднее.

Со временем, по мере того, как совершенствовались электроника и вычислительная техника, в помощь новому поколению станков были приданы «думающие» управляющие модули на микропроцессорах и микроконтроллерах. Вот они-то и смогли обеспечить гибкое многовариантное управление процессом резания. И не только это. Такие системы получили более звучный титул «CNC», что по-английски звучит как ComputerNumericalControl.  Наш термин ЧПУ оказался более универсальным, и его менять не пришлось.

 

Классификация современных систем ЧПУ

Системы управления и станки с числовым программным обеспечением настолько сложны, что их невозможно классифицировать по какому-то одному признаку. Основные характеристики систем ЧПУ позволяют систематизировать их следующим образом:

1.В зависимости от способа управления исполнительными механизмами станка:

● Позиционные. Здесь инструмент в соответствии с программой ЧПУ движется от одной точки, в которой производится необходимая операция с заготовкой, к другой, где также выполняется обработка, Во время перемещения инструмента никакие другие операции не выполняются. 

● Контурные, в которых обработка может производиться по всей траектории движения инструмента.

● Универсальные – системы ЧПУ, в которых могут применяться оба принципа управления.

2.По возможностям и способу позиционирования:

● Абсолютный отсчет – местоположение подвижного механизма станка ЧПУ всегда определяется по расстоянию от начала координат.   

● Относительный отсчет при позиционировании осуществляется приращением дополнительного пути к координатам предыдущей точки, которая временно принимается за начало координат. Затем началом координат считается следующая достигнутая точка.  

3. По наличию или отсутствию обратной связи в контуре управления ЧПУ:

 ● Разомкнутые – («открытого» типа). Перемещение исполнительных элементов производится по командам, содержащимся в программе. Информация о фактически достигнутых координатах отсутствует.

● Замкнутого типа (закрытые). В системах ЧПУ этого типа координаты положения исполнительных механизмов постоянно контролируется.

● Самонастраивающиеся («закрытые» повышенной точности). Более совершенная система, которая запоминает поступающие сведения о расхождении заданных и фактических координат исполнительного элемента, отрабатывает их, и корректирует новые команды с учетом изменившихся условий.

4.Поколение. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают системы ЧПУ 1-го, 2-го и 3-го поколения.

5. Количество координатных осей.  Различные станки, оборудованные ЧПУ, могут поддерживать режимы работы с различным количеством координатных осей – от двух до пяти. Например, если при движении заготовки на фрезерном станке (3 координаты – X,Y,Z), она одновременно может поворачиваться вокруг своей оси, такой станок называют 4-координатным.  Простейшие сверлильные и односуппортные токарные станки имеют две координатные оси.    

   

 

Его величество компьютер нуждается в программе

В отличие от стандартного персонального компьютера, который является универсальным устройством для обработки информации и способен работать с любыми данными, представленными в цифровом виде, микропроцессор, используемый в конструкции многих станков с ЧПУ, — устройство специализированное. Он не содержит ничего лишнего, и весь набор его функций предназначен для выполнения главной задачи – контроля состояния всех исполнительных органов станка и управления их работой по специальной программе. Чтобы управлять особо сложными современными станками, применяют более производительные и многозадачные устройства – промышленные компьютеры.

Одной из самых важных характеристик, которая позволяет судить о производительности и технических возможностях станка и управляющей его работой системы, является количество «осей». Иначе говоря, — каналов взаимодействия с объектом, управляемых параметров.  Однако в любом случает, независимо от того, микропроцессор какого уровня сложности и архитектуры установлен в данном управляющем контроллере, для его работы нужна предварительно подготовленная программа. В которой должны быть точно и последовательно описаны все действия механизмов станка ЧПУ, необходимые для изготовления или обработки требуемой детали.

При работе станков с ЧПУ используется два вида программ:

● Системные (служебные) программы, которые хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве системы). Они обеспечивают начальный этап работы контроллера после включения, отвечают за настройку станка и всей системы ЧПУ, ее способность понимать команды оператора и взаимодействовать с внешними устройствами.    

● Управляющие – внешние программы. Содержат набор команд и инструкций для исполнительных органов станка. Управляющие программы (УП) в контроллер может пошагово вводить оператор, возможен ввод с внешних носителей информации, а в современных системах программы могут поступать прямо с компьютеров разработчиков ПО через компьютерную сеть предприятия.    

Заменив человека, который до наступления эры станков с ЧПУ сам успешно справлялся с изготовлением нужных деталей, программируемый блок управления, он же – контроллер, должен обеспечить требуемый результат, пошагово включая и выключая механизмы передвижения стола, заготовки и инструментального магазина, меняя режимы вращения или скорость поступательного движения заготовки. В результате выполнения программы должна быть получена деталь, полностью соответствующая заданию по размерам и чистоте обработки поверхностей.        

Компании, которые стояли у истоков разработки и производства систем CNC, на первом этапе программировали свои станки при помощи собственных, специально разработанных команд. Если бы при таком подходе на производство попали станки с ЧПУ от разных производителей, подготовка программ для их работы была бы трудно выполнимой задачей. Чтобы попытаться обеспечить программную и техническую совместимость оборудования различных брендов, язык создания программ для станков с ЧПУ был унифицирован.

Базовым управляющим кодом для подготовки программ стал набор команд, разработанный специалистами компании Electronic Industries Alliance в 60-е годы прошлого столетия. Это так называемый язык «G» и «M» кодов, который чаще называют просто G-кодом (G-code). Принятые в этом языке обозначения подготовительных и  основных функций начинаются с латинской буквы «G», а обозначение дополнительных – технологических команд – с буквы «M».

 

«G»« и «M» коды в программах для станков с ЧПУ

По стандарту все команды, код которых начинается с буквы «G», предназначены для линейного или кругового передвижения рабочих органов станка ЧПУ, выполнения определенных последовательностей действий, функций управления инструментами, сменой параметров координат и базовой плоскости. Синтаксис команды обычно состоит из наименования G-кода, координат или адресов перемещений (X, Y, Z) и заданной скорости движения рабочего органа, обозначаемой буквой «F».

В команду ЧПУ может быть включен параметр, описывающий продолжительность паузы, так называемую выдержку – «P», указание о параметрах вращения шпинделя – «S»,  значение радиуса – «R»,  функцию коррекции инструмента – «D», а также параметры дуги «I», «J» и «K».      

Например:     G01  X0  Y0  Z110  F180;       G02  X20  Y20  R5  F200;          G04  P1000.  

В первом примере код G01 обозначает «линейную интерполяцию» — прямолинейное перемещение с указанной скоростью (F) к заданной точке с координатами (X,Y,Z). Во втором примере указан код G02, который описывает дугообразное перемещение (круговая интерполяция). При этом код G02 соответствует перемещению в направлении вращения часовой стрелки, а его антипод G03 —  против. В третьем примере содержится код команды, описывающий время задержки в миллисекундах.       

Технологические команды, обозначаемые буквой «M», отвечают за включение или отключение определенных систем станка ЧПУ, смену инструмента, начало или окончание какой-либо специальной подпрограммы, другие вспомогательные действия.

Например:             M3  S2000;               M98  P101;               M4 S2000 M8.  

Здесь в первом примере указана команда о начале вращения шпинделя со скоростью «S». Во втором – распоряжение о вызове указанной подпрограммы «P». Третий пример описывает команду о включении основного охлаждения (M8) при вращении шпинделя со скоростью (S) в направлении против часовой стрелки (M4).

 

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

● Написание программы вручную или в текстовом редакторе ПК. Необходимый этап в подготовке специалистов для работы на станках с ЧПУ. Подходит также как основной способ программирования на производствах, где в течение длительного времени выпускают несколько простых деталей, не прибегая к перестройке оборудования.  

● Составление и ввод программы на стойке ЧПУ. Пульт управления большинства современных систем управления содержит клавиатуру и дисплей, что позволяет программировать и просматривать виртуальную имитацию процесса обработки непосредственно на рабочем месте. Многие системы позволяют производить ввод программ в «фоновом» режиме, когда станок занят обработкой заданной детали. 

● Использование возможностей CAD-CAM систем компьютеризированной подготовки производства.  Специальное программное обеспечение позволяет создать трехмерную модель детали, рассчитать и подготовить программу для ее производства. А также виртуально «изготовить» требуемую деталь, используя реальные данные о кинематике конкретного станка ЧПУ. Этот метод позволяет создавать управляющие программы быстро и точно, практически исключить ошибки программирования и связанную с этим порчу заготовок. Особенно высока эффективность данного способа при создании УП для изготовления особо сложных деталей.

Структурно программа в G-кодах состоит из кадров. Так называют группы команд, которые предназначены для совершения какого-либо завершенного действия. Кадры могут состоять и из одной команды. Об окончании каждого «кадра» сообщает знак перевода строки (ПС/LF). Каждая программа начинается с пустого «кадра», который состоит их знака «%», а заканчивается кодами М02 или М30, обозначающими соответственно финиш программы ЧПУ или окончание имевшегося в памяти информационного блока.

Указанная структура и язык подготовки программ для оборудования с ЧПУ закреплены в международных стандартах RS2740, ISO-6983-1.82, а также ГОСТ СССР 20999-83. Отечественные профильные специалисты часто используют обозначение «ИСО-7 бит», которое закрепилось  за программами в G-кодах еще со времен СССР. Программисты компаний, которые разрабатывают и производят станки с ЧПУ, при подготовке программного обеспечения обязаны  придерживаться требований мировых стандартов.

В некоторых случаях, когда разработчики наделяют свои системы дополнительными возможностями и некоторыми специальными функциями, могут иметь место определенные отклонения программного обеспечения от стандарта создания программ в G и M кодах. В таких случаях следует внимательно изучить документацию, которая должна быть предоставлена производителем оборудования. 

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Программное обеспечение для цифровой управляющей системы SINUMERIK, которую выпускает всемирно известная корпорация SIEMENS AG, также базируется на G и M кодах, но содержит и некоторые дополнительные команды, не включенные в стандарт. Современные полностью цифровые системы ЧПУ на базе платформы Sinumerik 840D используются на самых сложных процессах металлообработки, требующих высокой точности и быстродействия.

 

Многовариантность и гибкость программирования в G и M кодах учтена создателями программных станций и передовых систем ЧПУ HEIDENHAIN. Эта немецкая компания успешно работает в направлении модернизации устаревших станков NC за счет установки новых управляющих систем. Универсальные программные станции от компании Heidenhaih позволяют не только создавать необходимые программы обработки на персональных компьютерах, но и тестировать ПО, подготовленное при помощи CAD-CAM систем.

 

Системы управления ЧПУ, которые производит японская компания FANUC, известны во всем мире и используются на многих предприятиях. Очень популярны стойки ЧПУ от FANUK LTD и в России. Специалисты этой корпорации одними из первых адаптировали работу своих систем под программы в G и M кодах, и сумели организовать работу самых сложных систем строго в рамках стандарта программирования.  Распространенные стойки FANUK серии 0i рассчитаны на работу с 6-8 управляемыми осями (одновременное управление – 4 оси). Стойки серий 30i-35i позволяют производить высокоточную обработку на наивысших скоростях, и являются пока недостижимым ориентиром для многих конкурентов.

Успешно работает в России и странах СНГ испанская компания FAGOR AUTOMATION. Ее последние разработки, к которым относится ЧПУ FAGOR CNC 8070, полностью совместимы с
персональным компьютером, имеют феноменальные возможности и могут управлять самыми сложными станками. Возможно управление по 28 (!) интерполируемым осям (4 канала одновременно),  может поддерживать по 4 шпинделя и инструментальных магазина. Создатели системы гарантируют скоростную обработку, нанометрическую точность и высочайшую чистоту обработки поверхности.  

Приятно отметить, что наряду с иностранными компаниями на рынке разработки и производства систем управления для станков с ЧПУ с 1998 года успешно работает российская компания «БАЛТ-СИСТЕМ». Специалисты считают, что при модернизации устаревшего оборудования выгоднее всего устанавливать системы от «Балт-Систем», так как они в несколько раз дешевле импортных, вполне надежны и функциональны. На российских предприятиях успешно работают и отлично себя зарекомендовали устройства ЧПУ NC-210, NC-220, NC-230. Самые сложные обрабатывающие центры и высокоскоростные  многосуппортные станки могут работать под управлением стойки NC-110, которая на сегодня является лучшей в соотношении цена-качество.

 

Станки с ЧПУ прочно вошли в нашу жизнь и стали незаменимыми помощниками человека в производственной деятельности. Без этих систем было бы невозможно изготавливать многие, успевшие стать привычными и обыденными вещи. Причем все необходимые детали станки под управлением ЧПУ обрабатывают быстро и качественно, с недостижимой ранее точностью, а при массовом производстве – невероятно низкой себестоимостью. Дальнейшее развитие систем ЧПУ идет по пути объединения отдельных станков в производственные комплексы, удешевления процесса подготовки производства и снижения стоимости управляющих систем. Пожелаем разработчикам успеха!  

 

Автор статьи: зам. генерального директора АО «КоСПАС» по производству  А.Ю. Парфенов

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)- что это такое и их особенности

Токарные станки с ЧПУ дают возможность производить высококачественные металлические изделия, которые отличаются большой точностью геометрических показателей. Подобные устройства, изготавливаемые российскими и иностранными предприятиями, являются весьма эффективными и исключительно надежными.

Конструкция

Токарный станок с ЧПУ по металлу, применяемый сегодня множеством производственных организаций, представляет собою современное устройство, посредством которого возможно очень точно обрабатывать металлические заготовки. Станки токарные располагают некоторыми особенностями конструкции:

• в передаточных приводных элементах данного оснащения почти нет промежутков;
• несущие части, которые имеются в ЧПУ станке, являются достаточно жесткими;
• кинематические цепи располагают небольшой длиной. Число механических передач, составляющих цепи, довольно мало;
• в станке токарном ЧПУ есть особые сигнализаторы, которые предназначены для обратной связи;
• оборудование весьма устойчиво к вибронагрузкам, которые всегда возникают при обработке деталей;
• гидравлика и иные части устройства перед началом обработки прогреваются посредством особых систем. Благодаря этому уменьшается вероятность термодеформации при работе оборудования.

На токарный автомат с ЧПУ ставятся направляющие, которые характеризуются высокой износоустойчивостью, сниженным коэффициентом трения. Благодаря этому обеспечивается отличная точность металлорежущей обработки, уровень рассогласования уменьшается, все подвижные части двигаются по установленным параметрам с наивысшей точностью.

Направляющие элементы токарного станка сделаны таким образом, что при высокоскоростной обработке и быстром нагревании коэффициент трения не меняется. В качестве элементов качения выступают специальные ролики.

Разумеется, направляющие станков ЧПУ токарных, на которых металлические заготовки обрабатываются на больших скоростях, должны быть достаточно жесткими. Жесткость достигается посредством натягивания, выполняемого особыми регулирующими агрегатами. Для уменьшения трения направляющие части станка токарного с ЧПУ производят из определенных материалов. Направляющие могут быть пластиковыми (фторопластовыми), чугунными, стальными. От их расположения зависит то, к какой группе станков будет причислено оборудование. Направляющие обычно располагаются по горизонтали, вертикали либо под наклоном.

Для придания жесткости несущим частям устройства их делают в коробчатой форме, с поперечными и продольными гранями внутри. Производство осуществляется посредством литья, сваривания. Если в прошлом для изготовления несущих частей токарного станка применяли лишь чугун/сталь, то сегодня множество иностранных предприятий делают колонны, станины и салазки из бетона, в который добавлены полимерные либо гранитные элементы. Это обеспечивает им хорошую жесткость, высокую стойкость к вибронагрузкам.

Значимой частью всякого металлорежущего оснащения считается шпиндель, который испытывает серьезные нагрузки при выполнении токарной обработки. Ввиду этого все основные и посадочные части шпинделя, его шейки должны иметь высокую износостойкость. Подшипники, устанавливаемые в опоры шпинделя, позволяют ему точно вращаться.

У токарных станков по металлу с ЧПУ шпиндель конструктивно более сложен. Обусловлено это тем, что в него монтированы вспомогательные элементы: зажимы для рабочих приспособлений, которые функционируют автоматически; датчики, предназначенные для диагностирования оснащения и адаптивного управления обработкой. На токарном оборудовании с числовым программным управлением шпиндель может располагаться горизонтально либо вертикально.

 

Классификация

Токарные станки по типу системы автоматического контроля возможно разделить на 3 группы:

1. Контурная. Программируется траектория движения инструмента и контроль за правильностью проведения обработки.
2. Позиционная. Осуществляется программирование точечных координат, которые должен иметь инструмент после окончания обработки.
3. Адаптивная. Контурная система совмещается с позиционной.

По маркировке российских станков токарно винторезных с ЧПУ довольно легко установить, к какой группе они относятся. Буквы и цифры, которые стоят в конце маркировочной надписи, означают систему, по которой программируется оборудование.

1. Ф1 – инструмент двигается по заранее введенным координатам. Есть числовая индикация.
2. Ф2 – инструмент перемещается позиционно.
3. Ф3 – устройство программируется контурно.
4. Ф4 – горизонтальный/вертикальный токарный станок с ЧПУ программируется адаптивно.

В маркировке определенных токарных/фрезеровочных/винторезных станков возможно увидеть надпись С1/2/3/4/5. Она указывает на то, что настольный токарный или какой-либо иной станок располагает особенными возможностями. К примеру, станки С1/2 имеют низкий предел подач, малый диапазон их регулирования. Винторезные станки С3/4/5 располагают расширенным диапазоном подач.

Устройства С4/5 возможно применять для качественного проведения различных технологических операций. К примеру, с их помощью нарезают резьбу внутри и снаружи, обрабатывают детали, которые имеют форму цилиндра/конуса.

Программирование

Чтобы эксплуатация токарно фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ была по максимуму эффективна, нужно хорошо продумать техпроцесс обрабатывания, разработать программу, управляющую работой устройства. При решении данных вопросов необходимо принимать во внимание множество важных факторов: привязку координатной системы, положение детали и инструмента.

При разработке программы для токарно фрезерного центра с ЧПУ учитывают тот факт, что инструмент двигается по осям координат обрабатываемой заготовки, закрепленной неподвижно. Инструмент перемещается прямолинейно по осям, которые расположены параллельно осям обрабатываемой детали.

Суть программирования одной операции, которая выполняется на токарно фрезерном станке с ЧПУ, состоит в описании траектории, проходимой инструментом для формирования детали с определенной геометрией.

При разработке программы, по которой будет работать ЧПУ станок, следуют таким правилам:

• техпроцесс проходит в 3 стадии: черновое, чистовое обрабатывание, отделка. Для повышения производительности и снижения трудоемкости черновую и чистовую обработку проводят в один этап;
• для минимизации погрешностей фиксации и базирования заготовки ее технологические и конструкторские базы объединяют;
• обтачивать заготовку рекомендуется с наименьшим числом ее установок;
• нужно рационально подходить к обрабатыванию деталей. Обтачивать элементы деталей в форме конуса/цилиндра лучше после завершения обрабатывания частей, являющихся достаточно жесткими.

В техпроцессе, предполагающем применение токарно фрезерных центров с ЧПУ, под операцией понимается обрабатывание, осуществляемое на одном устройстве. Операции делятся на переходы. Переходы, в свою очередь, подразделяются на проходы, могут быть:

• позиционными;
• элементарными;
• инструментальными;
• вспомогательными.

Следуя правилам составления программ для токарно фрезерных центров с ЧПУ, возможно обеспечить отличное качество обработки. В программе пользователь может указывать такие параметры:

• число переходов, проходов;
• общее количество установок;
• тип обрабатывания детали;
• число инструментов, их типоразмеры.

Когда конструкция устройства это допускает, надо все инструменты, которые принимают участие в обрабатывании, располагать в одном держателе резцов. Если осуществить подобное не представляется возможным, необходимо предусмотреть в программе остановку обрабатывания, чтобы можно было заменить резец.

Токарные станки с противошпинделем с ЧПУ осуществляют разные операции посредством специальных инструментов:

• расточка – резцы, пластинки которых зафиксированы механически;
• нарезка резьбы – сборные инструменты с тремя гранями;
• обрабатывание отверстий, подрезание – инструменты в виде ромба с пластинками из твердых сплавов.

Приводы, дополнительное оснащение

В токарно фрезерных станках ЧПУ применяют разные виды электродвижков. В маломощном оборудовании применяют движки постоянного тока, в более мощном – переменного. Российские изготовители, которые выпускают токарные и фрезерные станки по металлу, оборудуют асинхронными электромоторами с 4-мя полюсами. Они могут бесперебойно функционировать даже в жестких условиях.

На токарный и фрезерный станок с ЧПУ по металлу ставится дополнительное оснащение. К нему причисляются:

• агрегаты загрузки;
• устройства, зажимающие деталь;
• механизмы смазывания;
• агрегаты, предназначающиеся для убирания стружки, образующейся при обрабатывании;
• устройства, позволяющие быстро сменять резцы.

Подводя итоги, нужно сказать, что двухшпиндельный станок с ЧПУ более производительный и надежный, чем стандартные устройства, применяющиеся для обрабатывания разнообразных металлических деталей. Многие модели позволяют выполнять фрезерование заготовок. На российском рынке есть оборудование от разных изготовителей, как отечественных, так и иностранных. По качеству оснащение из РФ ничем не хуже зарубежных станков. Любое предприятие может приобрести устройство, оптимально подходящее для его нужд. Это может быть фрезерный, шлифовальный, токарно карусельный станок с ЧПУ.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 21608-76 «Станки токарные с числовым программным управлением. Основные параметры и размеры»

Советы по технике безопасности при эксплуатации станков с ЧПУ

Станок с ЧПУ – это сложный агрегат, состоящий из различных механических узлов, электрических и электронных компонентов. Для обеспечения безопасности внимательно ознакомьтесь с общими правилами эксплуатации станков с ЧПУ:

1. К эксплуатации и ремонту станка допускается только персонал, ознакомленный с соответствующей документацией станка и СЧПУ.
2. Всегда необходимо пользоваться защитными очками и специальной обувью. При необходимости используйте перчатки, пылезащитную маску и средства защиты слуха.
3. При работе на станке не рекомендуется носить кольца, часы, различные украшения и галстуки. Длинные волосы должны быть собраны и прикрыты рабочим головным убором.
4. Эксплуатация станка разрешается лишь в том случае, если вы убедились, что регулярно производилось обслуживание станка и что он находится в отличном техническом состоянии.
5. Необходимо убедиться, что станок заземлен надлежащим образом.
6. Не приступать к работе на станке, если от него исходит необычное или слишком сильное тепло, шум, наблюдается выделение дыма или вибрация. При этом необходимо срочно обратиться к производителям станка или в сервисную службу.
7. Доступ к электрическим компонентам станка разрешается только специально обученному персоналу.
8. Нельзя применять в качестве очистителей и СОЖ ядовитые и воспламеняющиеся вещества.
9. Не открывать защитные дверцы и кожуха, пока какое-либо из устройств станка находится в движении.
10. Зона вокруг станка должна быть сухой и хорошо освещенной.
11. Перед закреплением инструмента необходимо убедиться, что все поверхности устройства крепления инструмента чистые.
12. Не применять в станке изношенные, хрупкие и дефектные инструменты.
13. Не превышать номинальную мощность станка.
14. Не оставлять инструмент и детали в местах, в которых они могли бы соприкоснуться с подвижными частями станка.
15. Регулярно проверять уровень смазки и охлаждающего средства.
16. Во время обработки не предпринимать наладку инструмента или крепление деталей.
17. Поддерживать достаточно безопасное расстояние до всех точек «защемления» (мест изгиба шлангов и проводов) и избегать опасных ситуаций.
18. Обязательно знать расположение клавиш аварийного останова станка.
19. Не оставлять станок без присмотра во время его работы.
20. При контакте с обработанными деталями обращать внимание на наличие острых кромок.
21. Не удалять стружку голыми руками. Использовать для этого крючок или другое приспособление, убедившись в полной остановке частей станка. Не производить очистку станка с помощью воздушного шланга.
22. Не пытаться остановить или затормозить перемещения исполнительных органов станка голыми руками или с помощью приспособлений.
23. Не применять для крепления инструмента и заготовки дефектные или грязные патроны, держатели и приспособления.
24. Запрещается предпринимать какие-либо конструктивные изменения станка без согласования с производителем станка или сервисной службой.
25. Не допускать, чтобы при работе со станком вас отвлекали другие люди.
26. Ни в коем случае не совершать на станке операций, которых вы не понимаете. В случае сомнений обязательно проконсультироваться со специалистом.
27. Никогда не работать внутри станка, если кто-либо работает со стойкой ЧПУ. Перейти в режим редактирования Edit для предотвращения случайного перемещения исполнительных органов станка.
28. Уделять особое внимание перемещениям на ускоренной подаче. Соблюдать безопасное расстояние над поверхностью заготовки для таких перемещений.
29. Перед началом обработки проверять УП всеми доступными способами.

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.

Справочная информация

CNC означает компьютерное числовое программное управление . Эволюция к текущему состоянию началась с ЧПУ или только с числового программного управления .

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.

История станков с числовым программным управлением — ЧПУ и ЧПУ

Такая экономия времени привела к увеличению количества научно-исследовательских работ в этой области. Вскоре стали доступны первые языки программирования для обработки с ЧПУ.Со временем, в основном из-за снижения цен на компьютеры, CNC переняла господство над NC.

Как работают станки с ЧПУ?

Современные станки с ЧПУ полностью автоматизированы. Все, что им нужно, это цифровые файлы с инструкциями по траекториям резки и инструментам.

Процессы проектирования или обработки требуют большого количества инструментов для изготовления определенной детали. Машинисты могут создавать библиотеки цифровых инструментов, которые взаимодействуют с физической машиной. Такое оборудование может автоматически переключать инструменты на основе цифровых инструкций, что делает их рабочими лошадками.

Процесс обработки с ЧПУ начинается с проектирования деталей в программном обеспечении САПР. 3D-модель определяет необходимые размеры и свойства готовой детали.

Некоторые из этих программ входят в пакеты CAD-CAM, поэтому поток может продолжаться в тех же программах. В противном случае модели CAD загружаются в специальное программное обеспечение CAM. Если и CAD, и CAM относятся к одному семейству продуктов, перевод файлов не требуется. В противном случае файлы САПР необходимо импортировать.

Программное обеспечение

CAM подготавливает модель для всего процесса изготовления.Сначала он проверяет модель на наличие ошибок. Затем он создает программу ЧПУ для изготовления физической детали.

Программа, по сути, представляет собой набор координат, которые направляют режущую головку во время производственного процесса.

Третий шаг — выбор правильных параметров. К ним относятся скорость резания, напряжение, число оборотов в минуту и ​​т. Д. Конфигурация зависит от геометрии детали, а также от доступного оборудования и инструментов.

Наконец, программа определяет раскрой. Под раскладкой понимается ориентация и размещение деталей относительно сырья.Цель состоит в том, чтобы максимально использовать материал.

Вся эта информация затем преобразуется в коды, которые может понять оборудование — M-код и G-код.

G-код против M-кода

Разъяснение 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 упомянутых выше кода.

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 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. .

Фрезерование

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.

Токарный

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.

Шлифовка

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.

Маршрутизация

Фрезерные станки с ЧПУ

внешне похожи на фрезерные станки с ЧПУ. Здесь также вращающаяся деталь — это режущая головка. Основное отличие заключается в материалах, пригодных 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 коэффициента 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 может сделать обработка 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 продукта 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.

Сама техника стоит дорого и сложна 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 станок с ЧПУ? Как работают станки с ЧПУ?

Опубликовано: Брайан Рид о 6 сентября 2019 г.,

Вы можете услышать фразу «CNC-обработка» в вашем промышленном или производственном приложении.Этот компьютеризированный процесс обработки позволяет точно и эффективно использовать заводские станки и инструменты. Изучение этого метода поможет вам понять, как эффективно передать его на аутсорсинг для вашего проекта.

Определение станка с ЧПУ — что такое станки с ЧПУ?

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) используют команды компьютера для завершения процессов обработки. Обрабатывающее оборудование берет запас материала и отрезает его части для достижения заданных результатов.Обработка с ЧПУ считается субтрактивным производственным процессом или техникой, которая удаляет слои материала для создания желаемой формы. К различным типам станков с ЧПУ относятся:

• Фрезерные станки: Фрезерные станки используют роторную фрезу для удаления материала.
• Сверла: Сверло вращает сверло против материала для создания отверстий и других форм.
• Токарные станки: Токарные станки постепенно вращают материал относительно режущего инструмента, чтобы придать ему необходимую форму.
• Станки для гидроабразивной, лазерной и плазменной резки: В этих станках используются передовые технологии для вырезания деталей из листового металла.

Станки с ЧПУ автоматизируют многие задачи обработки с высокой точностью, что делает их пригодными для крупномасштабных проектов.

Как работают станки с ЧПУ?

Станок с ЧПУ следует инструкциям предварительно запрограммированного компьютерного программного обеспечения. Эта программа определяет скорость, движение и положение машины для достижения определенной формы материала.Процесс обработки с ЧПУ состоит из следующих этапов:

• Работа в САПР: Дизайнер создает двухмерный или трехмерный чертеж в программе автоматизированного проектирования (САПР). Этот файл включает в себя такие спецификации, как структура и размеры, которые сообщают станку с ЧПУ, как создавать деталь.
• Преобразование файла САПР в код ЧПУ: Поскольку файлы САПР находят применение во многих приложениях, проектировщику необходимо преобразовать чертеж САПР в файл, совместимый с ЧПУ. Они могут изменить формат САПР на формат ЧПУ с помощью такой программы, как программное обеспечение автоматизированного производства (CAM).
• Подготовка станка: Когда оператор получит доступный для чтения файл, он может настроить сам станок. Они прикрепляют соответствующие заготовки и инструменты для правильного выполнения программы.
• Выполнение процесса: После подготовки файлов и станка оператор ЧПУ может выполнить окончательный процесс. Они запускают программу, которая затем ведет машину через весь процесс.

Когда проектировщик и оператор завершают этот процесс правильно, станок с ЧПУ может выполнять свои задачи эффективно и точно.

Приложения для станков с числовым программным управлением (ЧПУ)

Станки

с ЧПУ находят применение во множестве приложений благодаря своей универсальности. В промышленном контексте станки с ЧПУ могут выполнять:

• Производственные процессы: станков с ЧПУ могут расширить возможности производственных предприятий, нуждающихся в автоматизированных процессах.
• Rapid prototyping: Станок с ЧПУ может быстро создавать прототипы деталей с высокой степенью точности.

Поскольку станки с ЧПУ могут обрабатывать 2D- и 3D-проекты, они находят широкий спектр применений во многих отраслях промышленности.

Услуги по изготовлению металла с ЧПУ от Fairlawn Tool, Inc.

Передавая процесс обработки с ЧПУ на аутсорсинг, вы передаете свой проект в надежные руки. Аутсорсинг проекта ЧПУ может сэкономить на общих расходах за счет уменьшения количества ошибок и потерь материалов. Операторы ЧПУ, такие как профессионалы Fairlawn Tool, Inc., понимают, как работать с кодом ЧПУ для получения результатов, соответствующих спецификациям.Свяжитесь с представителем онлайн для получения дополнительной информации о наших возможностях ЧПУ.

Свяжитесь с нами

Что такое станки с ЧПУ и как они работают?

В большинстве отраслей промышленности, где используется оборудование, станки с ЧПУ широко используются на заводах и складах. Но что такое станок с ЧПУ?

ЧПУ расшифровывается как компьютерное числовое управление, которое, говоря непрофессиональным языком, представляет собой машинный процесс, в котором станок управляется компьютерной системой.Это очень распространено в мире производства, поскольку эта система имеет возможность управлять определенными инструментами внутри станка, включая шлифовальные станки, фрезы и фрезерные станки.

Хотя станки с ЧПУ представляют собой передовую технологию, наиболее важным является контроллер станка. Эти контроллеры имеют решающее значение, поскольку они отвечают за передачу точных инструкций машине через блок управления. Эти инструкции адаптированы к конкретной задаче, в основном это касается резки металла или пластика.Но не все так просто.

Контроллер станка должен ввести «G-код» (или машинный язык), который управляет функциями станка, включая скорость подачи, местоположение, скорость и т. Д. Инструкции, добавленные в компьютер станка, будут определять, как быстро станок завершит резку. и как будет выглядеть конечный продукт. Окончательный вид продукта создается с помощью чертежа 2D или 3D изображения, которое затем компьютер создает правильную кодировку для работы. Чтобы убедиться, что все идет не так, контроллер отвечает за выполнение нескольких пробных запусков, которые известны как «резка воздуха», что устраняет любые проблемы со скоростью или позиционированием.

Некоторые опытные профессионалы в области производства могут по-прежнему предпочитать ручную обработку, но настоящее и будущее за станками с ЧПУ. Этот процесс не только намного более точен и точен, но также позволяет сократить количество ошибок, повысить производительность и расширить возможности и возможности для любой компании.

Независимо от сложности или повторяемости резки металла или пластика, станки с ЧПУ идеально подходят для выполнения этой работы. Если вы заинтересованы в добавлении нового станка с ЧПУ на свой завод или склад, свяжитесь с нами сегодня.

Что такое ЧПУ? (Руководство)

ЧПУ — это сокращение от компьютерного числового управления, которое представляет собой тип технологии, позволяющей создавать продукты посредством субтрактивного производства. Проще говоря, ЧПУ — это большое и разнообразное семейство станков, которые в основном управляются компьютерной программой для выполнения задач, которые в противном случае выполнялись бы вручную. Другой общей чертой всех станков с ЧПУ является то, что они могут перемещать свои инструменты как минимум в двух разных направлениях. Направления называются осями, и чем их больше в машине, тем она сложнее.Возможны три линейные оси: X, Y и Z, и три дополнительные оси вращения: A, B и C.

Как работают станки с ЧПУ?

Все станки с ЧПУ выполняют задачи в соответствии с кодом. Этот код сообщает им, как перемещать, вращать и использовать различные инструменты. Код представляет собой пошаговую инструкцию с конкретными координатами и командами, которые станок с ЧПУ может прочитать и выполнить. Для простых операций коды могут быть написаны вручную программистом. Однако более сложные работы будут трудоемкими и требуют много времени, поэтому, чтобы ускорить процесс и избежать ошибок, можно использовать систему автоматизированного производства (CAM).CAM — это компьютерное программное обеспечение, используемое для создания кодов для станков с ЧПУ. Обычно это программное обеспечение работает с автоматизированным проектированием (САПР) объекта, который должен быть изготовлен на станке с ЧПУ. Инженеру нужно только подробно описать операции и рабочие параметры. После того, как код готов, он отправляется на машину для запуска процесса.

Услуги ЧПУ в США

Типы станков с ЧПУ

Сегодня существует множество станков с ЧПУ, от маленьких до огромных, со своими собственными специализированными сценариями использования.Некоторые из этих станков созданы только для одной или двух конкретных задач, в то время как другие (например, современные обрабатывающие системы и центры) могут выполнять различные операции, включая даже замену самих инструментов. Тем не менее, следует упомянуть несколько групп широко используемых станков с ЧПУ.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Важнейшая функция фрезерных станков с ЧПУ проста — удаление материала фрезой. Фрезерная группа станков с ЧПУ предназначена для фрезерования, сверления, нарезания резьбы, чистовой обработки и поворота объекта или блока материала.Он варьируется от простых настольных маршрутизаторов с ЧПУ и плоттеров, которые могут вырезать форму или просверливать отверстие в мягкой пене, до промышленных монстров, способных формировать почти искусственные объекты, применяя различные операции к объекту. Комбинация различных механических режущих инструментов и компьютерных команд позволяет создавать удивительные трехмерные объекты из дерева, металла, воска и многих других материалов. Сложные фрезерные центры с ЧПУ могут даже самостоятельно переключать фрезы для выполнения нескольких операций за один раз. Различные эффекты достигаются за счет использования подходящей формы, материала мельницы и функции машины.

Что такое токарный станок с ЧПУ или токарный станок?

Токарные станки похожи на фрезерные — они также предназначены для резки и удаления материала. Основное отличие состоит в том, что токарные станки вращают заготовки (обычно горизонтально) во время сверления или резки. Токарные станки с ЧПУ быстро режут объекты, и большинство старых моделей имеют только две оси — X и Z — которых достаточно для конкретных работ. Поскольку и заготовка, и фреза могут вращаться одновременно, режущий инструмент способен выполнять плавный радиально-симметричный разрез по всему цилиндру.2-осевые токарные станки с ЧПУ широко используются для обработки цилиндрических деталей из материала, для которых требуются симметричные рисунки или изгибы по радиусу. Современные токарные центры могут иметь больше осей или использовать рабочий инструмент для выполнения сложных работ, как показано на видео ниже.

Что такое лазерный резак?

Станки с ЧПУ для лазерной резки появились примерно в 1965 году и используются для резки, полировки, плавления и гравировки материалов. Их возможности очень похожи на фрезерные и токарные станки, но решающее отличие заключается в основном инструменте — вместо механических фрез используется лазер.Благодаря системе ЧПУ и оптике лазерный луч направляется через заготовку для выполнения необходимых процессов. Лазеры различаются по типам, мощности и поддержке потока газа. В зависимости от технических характеристик такие машины могут работать с бумагой, акрилом, стеклом, металлами и многим другим. По сравнению с механическими режущими инструментами, лазерные резаки с ЧПУ считаются более простыми в эксплуатации и вызывают меньшее загрязнение материала. Сильные лазеры также могут быть более точными, чем мельница, потому что последняя со временем повреждается или деформируется, тогда как лазеры более долговечны и долговечны.При выполнении некоторых задач лазерные резаки работают до 30 раз быстрее, чем традиционные механические пилы. Однако некоторым лазерным резакам для работы требуется гораздо больше энергии — это называется подводом тепла и зависит от типа работы, лазера, материала, толщины заготовки и т. Д.

Что такое плазменный резак?

Невооруженным глазом плазменные резаки с ЧПУ могут показаться очень похожими на станки лазерной резки — они также режут и плавят материалы, а их плазменный резак сбоку выглядит как лазерный луч.Однако метод плазменной резки был изобретен позже, и принцип его работы и характеристики немного отличаются. Процесс плазменной резки возможен с электропроводящими материалами, такими как сталь и некоторые другие металлы. Горячая плазма создается путем образования электрической дуги в газе, выдуваемом из сопла с высокой скоростью. Машины плазменной резки с ЧПУ потребляют больше энергии по сравнению с их аналогами для лазерной резки. Но в качестве преимущества плазма способна резать более толстые листы металла, в то время как промышленные лазеры, необходимые для той же работы, стоят намного дороже.Некоторые старые плазменные резаки не так точны, как лазеры, но есть более новые модели с улучшенными резаками, которые работают более точно.

Что такое кислородный резак?

Кислородно-топливные резаки с ЧПУ используют технологию, которая очень близка к методу плазменной резки — многие современные станки могут даже выполнять обе технологии. Рабочими инструментами в станках для газокислородной резки являются топливо, газ и кислород. Для начала горелка нагревает металлический материал до температуры воспламенения — самой низкой точки, при которой он может стать воспламеняющимся.В этом состоянии металл может реагировать с прямым потоком кислорода, превращаясь в оксид металла. Обычно кислородно-топливные резаки с ЧПУ продувают струю кислорода на нагретую заготовку, чтобы разрезать ее. Кислородно-топливные резаки могут оставлять неровные края от порезов, но они отлично подходят для работы с толстыми металлическими блоками — некоторые из них способны резать металл толщиной 40 дюймов (1000 мм).

Что такое электроэрозионная обработка (EDM)?

Электроэрозионная обработка — это когда основным инструментом станка с ЧПУ являются электрические разряды, которые вызывают появление большого количества искр и привели к тому, что некоторые люди стали называть электроэрозионную обработку искровым методом.Электроэрозионные станки обычно имеют два электрода, которые создают между ними разряды — серией таких быстрых «искр» станок удаляет материал с заготовки. Один электрод расположен сверху и называется инструментом, второй электрод лежит под блоком материала и называется заготовкой. Эти две рабочие части разделены жидким диэлектриком. Станки такого типа называются электроэрозионными станками с глубоководом. Также существуют электроэрозионные станки — их инструмент представляет собой проволоку, соединенную с двумя электродами.Используя проволоку, станок с ЧПУ вырезает форму из заготовки в соответствии с загруженным кодом. Электроэрозионные станки с ЧПУ используются для создания прототипов и пресс-форм. Их большим преимуществом является исключительная точность — разрезы могут быть тонкими и почти незаметными в сплошном блоке материала. Электроды, используемые в качестве инструментов в электроэрозионных станках, могут различаться по форме и размеру, что позволяет просверливать отверстия, кривые и формы для различных применений. Процесс EDM может работать с различными проводящими (или непроводящими, если они специально настроены) материалами, включая твердые и мягкие, которые не могут быть обработаны с помощью других типов технологий ЧПУ.Этот метод также позволяет лучше выполнять мелкомасштабные работы, поскольку режущий инструмент не оказывает избыточного давления.

Напротив, электроэрозионная обработка считается довольно опасной из-за использования жидкостей на масляной основе, которые легко воспламеняются. Этот процесс довольно медленный и энергоемкий по сравнению с некоторыми другими методами. Инструменты в электроэрозионных станках изнашиваются во время работы, и создание новых электродов для конкретного станка может занять время и деньги.

Что такое станок для гидроабразивной резки?

Как следует из названия, станки для гидроабразивной резки используют воду для удаления материала с заготовки, а также для придания ей формы и резки другой формы.Вода (иногда смешанная с абразивным веществом) течет под высоким давлением и управляется числовым программным управлением. Этот метод можно использовать также для резки металлов и гранита — с добавлением абразивных материалов для более прочных материалов и чистой воды для резки более мягких структур, таких как дерево, резина и пена. Сложные агрегаты с несколькими осями могут разрезать заготовку во всех трех измерениях и создавать сложные конструкции. Станки с ЧПУ с водоструйной очисткой обычно не нуждаются в каком-либо нагреве, материале или инструменте, что помогает избежать деформации или загрязнения материала и делает их предпочтительным методом при работе с мягкими материалами.

Какие еще есть ЧПУ?

Поскольку числовое программное управление — это всего лишь способ автоматизации различных инструментов для различных операций, в настоящее время на рынке доступен широкий спектр машин. Новые инструменты, материалы и методы выполнения определенных задач рождают новые станки с ЧПУ, такие как 3D-принтеры и другие. Производители станков также создают индивидуальные блоки и системы с ЧПУ для особых производственных нужд, чтобы автоматизировать почти каждый этап производства.В частности, есть швейные и вышивальные станки с ЧПУ, комплектующие и загрузочные, а также станки для огранки и полировки ювелирных изделий.

Услуги ЧПУ в США

Что такое фрезерный станок с ЧПУ и как он работает?

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) стало частью множества новых технологий и оборудования. Возможно, наиболее распространенный тип станка, который используется в этой области, известен как фрезерный станок с ЧПУ.

Фрезерование с ЧПУ — это определенный вид обработки с ЧПУ.Фрезерование — это процесс, очень похожий на сверление или резку, и фрезерование может выполнять эти процессы для различных производственных нужд. При фрезеровании используется цилиндрический режущий инструмент, который может вращаться в различных направлениях. В отличие от традиционного сверления, фреза может двигаться по нескольким осям. Он также имеет возможность создавать широкий спектр форм, прорезей, отверстий и других необходимых отпечатков. Кроме того, заготовку фрезерного станка с ЧПУ можно перемещать по фрезерному инструменту в определенных направлениях.Сверло может выполнять только одноосевое движение, что ограничивает его общие производственные возможности.

Фрезерные станки с ЧПУ часто группируются по количеству осей, на которых они могут работать. Каждая ось обозначена определенной буквой. Например, оси X и Y представляют горизонтальное движение заготовки фрезы. Ось Z обозначает вертикальное движение. Ось W представляет диагональное движение в вертикальной плоскости.

Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют от 3 до 5 осей.Более продвинутые мельницы должны быть запрограммированы с использованием технологии CAM для правильной работы. Эти современные станки с ЧПУ могут производить определенные формы, которые практически невозможно изготовить с помощью каких-либо ручных инструментов. Кроме того, большинство фрезерных станков с ЧПУ оснащено специальным устройством, которое нагнетает жидкость к режущему инструменту в процессе производства.

Какие типы материалов используются на фрезерных станках с ЧПУ?

Почти все типы материалов, которые можно физически сверлить или резать, можно обрабатывать на фрезерных станках с ЧПУ.Однако большинство фрезерных станков с ЧПУ работают с металлическими материалами. Подобно процессам сверления и резки, для каждого используемого материала необходимо выбирать соответствующие станки с ЧПУ. Плотность материала под рукой, а также вращение режущего инструмента необходимо учитывать до начала производственного процесса фрезерования.

Что производят фрезерные станки с ЧПУ?

В целом, фрезерные станки с ЧПУ очень эффективны, когда дело доходит до прототипирования, мелкосерийного производства сложных деталей и изготовления прецизионных деталей и компонентов.Но эти мощные машины предлагают широкий спектр других преимуществ, в частности, с точки зрения очень эффективного манипулирования большинством материалов. Ручные мельницы все еще существуют. Однако, учитывая доступность обработки с ЧПУ сегодня, выбор лучшего фрезерного станка с ЧПУ может буквально изменить производственные процессы во времени, точности и качестве производимых материалов.

Разница между фрезерным станком с ЧПУ и фрезерным станком с ЧПУ

Разница между фрезерным станком с ЧПУ и фрезерным станком с ЧПУ заключается в их функциональности и диапазоне действия.Фрезерный станок с ЧПУ обычно предназначен для обработки мягких материалов, таких как пластик, дерево и легкие металлы, такие как алюминий. С другой стороны, фрезерный станок с ЧПУ работает в основном для резки всех типов материалов, таких как твердый пластик, дерево и металлы, такие как титан и прочные сплавы. Фрезерный станок обычно намного прочнее, чем фрезерный станок с ЧПУ, поскольку он используется для резки тяжелых металлов и в основном используется в промышленных целях.

Проект

Фрезерный станок с ЧПУ имеет конфигурацию X-Y, что означает, что шпиндель, к которому прикреплены фрезы, установлен над устройством, которое заставляет шпиндель перемещаться по линейной оси, обеспечивая лучшую точность, чем фрезерный станок с ЧПУ.

Фрезерный станок с ЧПУ имеет конфигурацию X-Y-Z, что означает меньший зазор, поскольку он используется в основном для проектирования материалов с плоской траекторией.

Функциональность

Когда дело доходит до точности, фрезерные станки с ЧПУ лучше, чем фрезерные станки с ЧПУ, потому что фрезерный станок может даже резать металл с точностью до тысячной дюйма, поэтому они в основном используются в промышленности, где очень низкая погрешность.

Фрезерный станок с ЧПУ в основном связан с деревообработкой, потому что он имеет более высокие обороты в минуту по сравнению с фрезерными станками.Число оборотов в минуту для фрезерного станка с ЧПУ колеблется в пределах 13 000–18 000, а для фрезерного станка — 800–1000 оборотов в минуту.

ЧПУ — Производственные процессы 4-5

Раздел 1: Введение в ЧПУ

Что такое ЧПУ? ЧПУ — это компьютерное числовое управление. ЧПУ — это автоматизация станков, которые управляются точно запрограммированными командами, закодированными и воспроизводимыми компьютером, в отличие от ручного управления с помощью маховиков или рычагов.

В современных системах ЧПУ сквозное проектирование компонентов в высокой степени автоматизировано с использованием программ автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM).Последовательность шагов, необходимых для производства любой детали, в высшей степени автоматизирована и позволяет получить деталь, которая близко соответствует исходному проекту САПР.

В станках с ЧПУ роль операторов сведена к минимуму. Оператор должен просто ввести программу инструкций в компьютер, загрузить необходимые инструменты в машину, а остальная работа выполняется компьютером автоматически. Компьютер предписывает станку выполнять различные операции обработки в соответствии с программой инструкций, подаваемой оператором.

Технология ЧПУ может применяться для самых разных операций, таких как черчение, сборка, проверка, обработка листового металла и т. Д. Но она чаще используется для различных процессов обработки металла, таких как токарная обработка, сверление, фрезерование, формование и т. Д. ЧПУ, все операции обработки могут выполняться с высокой скоростью, в результате чего массовое производство становится довольно дешевым.

Как это работает

Станок с ЧПУ состоит из компьютера, в который загружается программа для резки металла в соответствии с требованиями.Все процессы резки, которые должны быть выполнены, и все окончательные размеры вводятся в компьютер через программу. Таким образом, компьютер знает, что именно нужно делать, и выполняет все процессы резки. Станок с ЧПУ работает как робот, которому нужно загружать программу, и он следует всем вашим инструкциям.

Вам не нужно беспокоиться о точности работы; все станки с ЧПУ рассчитаны на очень высокую точность. Фактически, в наши дни для большинства прецизионных работ использование станков с ЧПУ является обязательным.Когда ваша работа завершена, вам даже не нужно снимать ее, машина сделает это за вас, и она сама выполнит следующее задание. Таким образом, ваша машина может продолжать производить производственные работы все 24 часа в сутки без необходимости тщательного контроля, конечно, вам придется сначала загрузить ее с помощью программы и предоставить необходимое сырье.

С самых первых дней производства продукции искались способы повысить точность размеров, а также скорость производства.Проще говоря, числовое управление — это метод автоматического управления производственным оборудованием, основанный на коде букв, цифр и специальных символов. По мере их развития было реализовано применение цифровых вычислительных средств управления технологическим оборудованием. Вскоре компьютеры стали использоваться для прямого управления станками. Интегральная схема привела к появлению небольших компьютеров, используемых для управления отдельными станками, и родилась эра компьютерного числового управления (ЧПУ). Эта эра компьютерного числового управления стала настолько сложной, что это предпочтительный метод почти на каждом этапе

.

прецизионное производство, особенно механическая обработка.Требования к точности размеров, составляющие основу процессов обработки, являются идеальными кандидатами для использования компьютерных систем управления. Компьютерное числовое управление теперь используется во многих других типах производственных процессов. Несомненным преимуществом компьютерного управления станками является быстрое и высокоточное позиционирование заготовки и режущего инструмента.

Сегодня ручные станки в значительной степени вытеснены станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Управление станком осуществляется электронно, а не вручную.Станки с ЧПУ могут производить одну и ту же деталь снова и снова с очень небольшими вариациями. Современные станки с ЧПУ могут позиционировать режущие инструменты и детали со скоростью подачи нескольких сотен дюймов в минуту с точностью до 0,0001 дюйма. После завершения программирования и настройки инструмента они могут работать днем ​​или ночью, неделя за неделей, без каких-либо испытаний, с только текущим обслуживанием и обслуживанием режущего инструмента. Это очевидное преимущество перед ручными станками, которые требуют большого участия человека, чтобы что-то делать.Скорость подачи резания и скорость шпинделя можно оптимизировать с помощью программных инструкций. Современные станки с ЧПУ имеют револьверные или ленточные державки, а некоторые вмещают более 150 инструментов. Смена инструмента занимает менее 15 секунд.

Станок

с числовым программным управлением отличается высокой производительностью. Их также дорого покупать, устанавливать и обслуживать. Однако повышение производительности может легко компенсировать эти затраты, если их использование будет правильно организовано. Важнейшим преимуществом ЧПУ является возможность программировать станок для выполнения различных работ.Выбор и смена инструмента под управлением программы чрезвычайно продуктивны, и на применение инструмента уходит мало времени.

Программа, разработанная для выполнения данной задачи, может использоваться для короткого производства одной или нескольких частей. Затем машину можно настроить для новой работы и использовать для длительных производственных циклов, состоящих из сотен или тысяч единиц продукции. Его можно прервать, использовать для исходного задания или другого нового задания и быстро вернуть к длительному производственному циклу. Это делает станок с ЧПУ чрезвычайно универсальным и производительным.Компьютерное проектирование (САПР) стало предпочтительным методом проектирования и разработки изделий. Связь между САПР и ЧПУ была логичной. При проектировании компьютерной части можно напрямую перейти к программе, используемой для разработки управляющей информации станка с ЧПУ. Затем деталь может быть изготовлена ​​на станке с ЧПУ. Компьютер чрезвычайно полезен для помощи программисту с ЧПУ в разработке программы для производства конкретной детали. Системы автоматизированного производства, или CAM, в настоящее время являются отраслевым стандартом программирования.Когда CAD, CAM и CNC объединяются, появляются большие возможности, позволяющие производить детали, которые чрезвычайно трудно или невозможно изготовить вручную.

Движение ЧПУ основано на декартовой системе координат. Станок с ЧПУ не может успешно работать без понимания того, как системы координат определены в станке с ЧПУ и как эти системы работают вместе.

Чтобы полностью понять программирование с числовым программным управлением, вы должны понимать оси и координаты. Подумайте о детали, которую вы бы сделали.Вы могли бы описать его кому-нибудь по его геометрии. Например, деталь, которую вы сделали, представляет собой прямоугольник размером 5 на 8 дюймов. Таким образом можно описать все части. Любая точка на обрабатываемой детали, такая как прорезь, которую нужно вырезать, или отверстие, которое нужно просверлить, может быть описана в терминах ее положения. Система, которая позволяет нам это делать, называется декартовой системой координат или прямоугольной системой координат.

Что такое обработка с ЧПУ? 3 оси | 4 оси

Обработка с ЧПУ (числовым программным управлением) — это производственный процесс, при котором компьютерное программное обеспечение управляет движениями оборудования и инструментов завода.Приложение можно использовать для автоматизации ряда производственных технологий, таких как фрезерование, гидроабразивная резка и лазерная резка материалов. Инструкции подаются в станок с ЧПУ через файл САПР и преобразуются в точный набор последовательных инструкций. Станок с ЧПУ использует эти запрограммированные команды для автоматической работы без физического оператора. Производители получают несколько преимуществ за счет применения обработки с ЧПУ, таких как снижение затрат, повышение скорости, точности и производительности.

Ссылка на оси используется для описания станков с ЧПУ, которые работают по нескольким точкам оси. Обработка с ЧПУ — это процесс удаления материала с заготовки до достижения желаемой формы. Эти станки имеют как минимум 3 оси и работают в плоскости XYZ: ось X (вертикальная), ось Y (горизонтальная) и ось Z (глубина). Ось 4 ^-й обозначает включение оси A (вращение вокруг оси X), а ось 5 ^-й обозначает ось B (вращение вокруг оси Y).

Количество осей на станке с ЧПУ определяет тип работы, которую он может выполнять, уровень детализации, который он может вырезать, и местоположения заготовок, которыми он может манипулировать. Так что все это значит? Ниже приводится лучшее объяснение различий между 3-, 4- и 5-осевыми станками с ЧПУ.

---

---

3 оси

3-осевая обработка подразумевает, что заготовка остается в том же положении, в то время как режущий инструмент работает в плоскости XYZ для обрезки материала.Это подходит для деталей, не требующих большой глубины и детализации. Трехосевая обработка чаще всего используется для производства механических компонентов и лучше всего подходит для:

• Автоматическое / интерактивное управление
• Фрезерование пазов
• Бурение отверстий
• Обрезка острых кромок

4 оси

4-осевая обработка подразумевает, что заготовка обрабатывается так же, как и на 3-осевом станке, но имеет дополнительное вращательное движение вокруг оси X, которое называется осью A.Это вращение позволяет резать заготовку вокруг оси B. Этот метод полезен, когда необходимо сделать отверстия или надрезы по бокам заготовки. Добавление четвертой оси (ось A) позволяет автоматически переворачивать заготовку, поэтому станок может снимать материал с обеих сторон. 4-осевая обработка многофункциональна и может использоваться для:

• Прерывистая резка
• Непрерывная резка
• Гравировка криволинейных поверхностей

5 осей

5-осевая обработка подразумевает, что заготовкой можно автоматически манипулировать с пяти сторон одновременно.В дополнение к автоматическим перемещениям по осям X, Y и Z, 5-осевые станки с ЧПУ могут выбрать для использования две из трех осей вращения (A, B, C). Оси A, B и C совершают поворот на 180 ° вокруг осей X, Y и Z соответственно. Этот тип обработки используется в автомобильной, авиакосмической и судостроительной отраслях. Обычно отдают предпочтение чрезвычайно сложным твердым компонентам, которые в противном случае пришлось бы отливать. 5-осевая обработка требует большего времени на подготовку к программированию ЧПУ, чтобы приспособиться к сложному вращательному движению, но позволяет обрабатывать одну заготовку со всех пяти сторон за одну операцию.5-осевая обработка полезна, когда компоненты требуют большой сложности и быстрой точности. Сюда входят:

Еда на вынос

Обработка с ЧПУ доказала свою эффективность в отраслях с интенсивным производством. Некоторые преимущества включают улучшение контроля качества продукции, стандартизацию и точность. Внедрение станков с ЧПУ использует технологию CAD для автоматизации резки и формовки компонентов. Количество осей определяет, какой тип движения может выполнять станок с ЧПУ.

Перемещение осей

• Ось X — слева направо
• Ось Y — спереди назад
• Ось Z — вверх и вниз
• Ось A — поворот на 180 ° вокруг оси X
• Ось B — поворот на 180 ° вокруг оси Y
• Ось C — поворот на 180 ° вокруг оси Z

Типы станков с ЧПУ

• 3 оси — оси X, Y и Z
• 4 оси — оси X, Y, Z и A
• 5 осей — оси X, Y и Z и две оси A, B и C

О RGBSI

На RGBSI мы предлагаем бизнес-решения, которые сокращают разрыв между стратегией и реализацией для глобальных организаций любого размера.