Что такое станки с чпу: Что такое станки с ЧПУ

Отличия и особенности станков с ЧПУ

Автор: admin | 28.04.2016

Наряду с обрабатывающими центрами, станки с числовым программным управлением относятся к одной из наиболее функциональных разновидностей обрабатывающего оборудования. Техника обладает массой неоспоримых преимуществ, о которых мы подробно расскажем в данной статье.

Общее описание станков с ЧПУ

 

Станок данного типа представляет собой высокоточную компьютеризированную систему, способную в автоматическом режиме контролировать работу приводов технологического оборудования. Основным отличием от других станков с высокой степенью автоматизации является возможность работы в соответствии с заранее заложенной программой. Программа вводится в контроллер оператором. При необходимости данные могут быть отредактированы при помощи компьютера, входящего в состав станка с ЧПУ. Современные станки не требуют от оператора глубокого знания языков и поддерживают визуальное программирование.

Оборудование состоит из следующих элементов:

• пульт, с помощью которого оператор вводит команды;
• дисплей, расположенный в непосредственной близости от пульта и позволяющий осуществлять визуальный контроль за ходом программирования и работы;
• микропроцессорный контроллер, снабженный собственным программным обеспечением для выполнения расчетов, связанных с перемещением рабочего инструмента и работой электронных компонентов;
• модули оперативной и долговременной памяти, позволяющей хранить настройки и программы, используемые при работе.

Отдельного упоминания заслуживает программное обеспечение. Применяемое в станках ПО основано на специализированных языках, описывающих координаты перемещения заготовки и рабочего инструмента в процессе обработки, а также срабатывание дополнительных систем (например, охлаждения). Программы могут копироваться, редактироваться и неограниченно долго храниться в долговременной памяти.

Преимущества фрезерных станков с ЧПУ

• Значительное сокращение трудозатрат. Как показывает практика, экономия при замене классических фрезерных станков на программируемые модели может в некоторых случаях достигать 80 %.
• Повышение точности обработки. Способность станков минимизировать погрешность при обработке в несколько раз уменьшает количество доводочных операций.
• Отсутствие необходимости в высококвалифицированных рабочих-станочниках, обучение которых требует большого количества ресурсов.
• Обширные возможности по автоматизации производства для оптимизации и сокращения технологического цикла.

Говоря о преимуществах фрезерных станков, оснащенных системами числового программного управления, необходимо также отметить возможность добиться высочайшей повторяемости операций, позволяющей получать продукцию с хорошо известными характеристиками. Применение оборудования с ЧПУ снижает нагрузку на операторов – при выполнении большинства рабочих операций отсутствует необходимость в постоянном контроле. Наконец, программируемые станки, подобно обрабатывающим центрам, обладают большой гибкостью и дают возможность выполнять целый ряд операций, необходимых при обработке деталей сложной и нестандартной формы.

Приобретая фрезерный или другой станок с ЧПУ, следует учитывать высокую стоимость содержания оборудования. Адекватное техобслуживание требует привлечения специалистов высокой квалификации, обладающих навыками работы с конкретной моделью. Рациональность оснащения производства программируемыми станками определяется целым рядом факторов, основной среди которых – степень загрузки оборудования.

Раздел: Статьи Метки: Станки с ЧПУ © «Мир Станочника» 2006 – 2023

Scroll Up

Что такое ЧПУ станок? Основные типы и классы станков с ЧПУ

Содержание

01Что такое станки с ЧПУ

02Основные типы станков с ЧПУ

03Какие бывают классы станков с ЧПУ

04Преимущество станков с ЧПУ

05Автоматизация и станки ЧПУ

Чтобы быстрее найти подходящее оборудование с числовым программным управлением, узнайте больше о классификации ЧПУ-станков, автоматических линиях производства, признаках того или иного вида ЧПУ-станка.

Что такое станки с ЧПУ

Так называют промышленные приборы с автоматическим управлением, выполняющие программные команды без вмешательства человека. Станки с ЧПУ — составляющая автоматизации производства. Они поддерживают рентабельность предприятия, обеспечивают компании прибыль. Устройства обрабатывают материалы быстро и качественно.

Основные типы станков с ЧПУ

В зависимости от определенных признаков и свойств агрегаты относят к разным типам. Ключевые признаки, по которым классифицируют станки с ЧПУ:

• характер работы;
• уровень точности;
• расположение шпинделя;
• степень универсальности;
• вес прибора;
• величина станка;
• уровень автоматизации устройства;
• назначение.

Сверлильные

Обрабатывают детали за счет поворота и смещения сверла относительно детали.

Токарные станки с ЧПУ

Поворачивают деталь напротив головки бура.

Фрезерные станки с ЧПУ

Задействуют подвижные режущие инструменты для устранения материала из детали.

Устройства электрической и химической обработки

Применяют особые способы резки материала. Используют электронно-лучевое, электрохимическое, электроэрозионное, ультразвуковое, фотохимическое воздействия.

Иные средства резки

Применяют также лазерную, кислородную, плазменную, водоструйную резку. Определенный вид резки выполняет та или иная машина.

Станки с ЧПУ обрабатывают почти любое сырье — детали из алюминия, стали, латуни, дерева, меди, стекловолокна, титана, полипропилена, ПВХ.

Также устройства отличаются степенью универсальности. Она отражает диапазон доступных функций. В зависимости от параметра технику применяют в разных сферах и для решения разных задач. Выделяют универсальные приборы, специализированные, специальные. Вторые обрабатывают заготовки общего вида, третьи — конкретную модель.

По расположению шпинделя станки тоже разные. Он может размещаться по горизонтали или вертикали, наклонно, смешанно.

Если станок весит до одной тонны, он считается легким, до 10 — среднего веса, до 100 — тяжелым. Модели с весом от 100 тонн уникальные.

Какие бывают классы станков с ЧПУ

По системе управления

Бывают агрегаты с замкнутой и разомкнутой системой управления. Управляющий модуль получает от устройств интерфейса команды. Далее он преобразует команды в электроимпульсы и поставляет в сервоусилитель, чтобы запустились сервомоторы.

Минус устройств с разомкнутой системой управления в том, что у них нет канала обратной связи для проверки скорости и прицела ножа. При зависимости производительности станка от нагрузки, смазки, климатических факторов мощность устройства может не совпадать с необходимой. Технику с разомкнутой системой управления применяют локально, где не требуется максимальная точность.

Устройства с замкнутым контуром обладают механизмом обратной связи. У них реализован контроль производительности и правка в случаях, когда реальные значения не совпадают с запрограммированными. Механизм обратной связи может быть аналоговый или цифровой. Первый измеряет показатели, соотнося с уровнями напряжения. Второй координирует смену производительной мощности посредством электроимпульсов. Расположение детали контролируют разнообразные датчики, позволяющие управлять динамическими свойствами и расположением станочного шпинделя. Агрегаты с ЧПУ в основном функционируют от сервомеханизма, с использованием замкнутого контура. При обнаружении несоответствия расположения инструмента заданным координатам датчик-измеритель сигнализирует приводу о необходимости исправления и переводит движущийся модуль в нужное положение. Преимущества станков с замкнутым контуром — высокая мощность и точность. Устройства могут координировать рабочие параметры и сразу автоматически исправлять рабочий процесс.

По количеству осей

• Двухосные приборы. Вдоль двух осей агрегата выполняется движение. Шпиндель смещается в продольном направлении вдоль станочной платформы, поперечный суппорт — под углом 90° к шпинделю.
• Трехосные агрегаты снабжаются осью, которая перпендикулярна двум другим. Все три оси управляются параллельно, с ними приборы могут обрабатывать заготовки с более сложной геометрией.

Устройства с 4 и 5 осями увеличивают спектр возможных операций по обработке деталей. У пятиосевого станка помимо осей X, Y, Z есть A для наклона и поворота шпинделя, B для поворота стола.

У станков с большим числом осей производственный цикл короче. Это позволяет экономить время и ресурсы, обеспечивая высокую точность обработки. такое оборудование автоматически корректирует расположения детали. Оно лучше обрабатывают поверхности и дольше служит, потому что обеспечивает наилучший контакт ножа и заготовки.

Многоосные устройства применяют ножи меньшей длины благодаря возможностям их позиционирования. Это ускоряет обработку, сокращает вибрацию станка.

По типу привода

Приводной модуль обеспечивает управляющее движение прибора с ЧПУ. Его составляют приводные двигатели, передачи из винтов и шариков. Управляющий модуль отправляет сигналы для запуска двигателей, и те поворачивают передачи. Таким образом, агрегат занимает необходимое положение или вращает шпиндель. Различают электро- пневмо-, гидравлические приводы.

Гидравлические модели более мощные, перемещают ножи плавней и точнее. Но их моторы сложны в обслуживании, крупных габаритов. Сами приводы требуют специального антикоррозийного покрытия. Масло для таких двигателей может воспламеняться, если агрегат работает при высоких температурах.

Электрические модели — серводвигатели постоянного, переменного тока. Ими просто управлять, они компактных размеров.

Пневматические приводы. Работают, эксплуатируя как рабочее вещество воздушную массу. Удобно, что воздух пожаробезопасен и доступен. Устройства сконструированы просто, стоят недорого. Но у них невысокая мощность. Они издают сильный шум при работе, позиционируют детали не так точно, как аналоги.

Преимущество станков с ЧПУ

Такие приборы существенно повышают эффективность производственных операций, качество выпускаемых изделий. С ними меньше накладные расходы и выше финансовые показатели предприятия. Ведь со станками с ЧПУ материал обрабатывается быстрее и качественнее. Запрограммированные устройства могут резать, полировать, обрабатывать заготовку так быстро и точно, на что не способны механизмы с ручным управлением, традиционного типа. Агрегаты не ограничены в сложности и геометрической форме деталей. При тиражном выпуске они позиционируют детали стабильно и наиболее точно.

Кроме того, станки с ЧПУ могут бесперебойно обрабатывать заготовки круглые сутки, автоматически менять инструменты. Их работа возможна сразу на нескольких осях. Благодаря таким приборам сроки поставки минимальны.

У агрегатов с ЧПУ высокий уровень безопасности, ведь оператор не контактирует с инструментами. Если нужно поменять ход производства, достаточно обновить программы. Не приходится дополнительно обучать персонал.

Автоматизация и станки ЧПУ

Мониторить станки с ЧПУ и решать задачи по загруженности, простоям, управлению агрегатами помогает система «Диспетчер». Она оптимизирует производственные процессы и значительно повышает эффективность производства. При работе система оценивает нагрузку, выявляет критические участки в технологических цепочках, поставляет данные о производственных потерях, помогает определить их причины. Узнать больше о системе «Диспетчер» вы можете на сайте производителя.

Подпишитесь на нас в Telegram и ВКонтакте, чтобы быть в курсе новостей

Все об обработке с ЧПУ: процесс, материалы, области применения и стоимость

Станки с ЧПУ используются для обработки широкого спектра материалов. Каждый материал имеет свой оптимальный набор параметров обработки (скорость и подача) для успешной обработки материала. Наиболее распространенными материалами являются: 

1. Металл

Мука – наиболее часто используемый материал для обработки на станках с ЧПУ. Станки с ЧПУ могут резать практически любой тип металла, от легкообрабатываемой латуни до суперсплавов на основе никеля, таких как инконель. Металлообработка охватывает широкий спектр областей применения: от пресс-форм для литья под давлением до валов и шестерен.

2. Пластмасса

Хотя подавляющее большинство пластиковых деталей изготавливается с помощью литья под давлением, для производства некоторых пластиковых компонентов может использоваться механическая обработка с ЧПУ. Типичные материалы могут включать ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), нейлон и поликарбонат. Обработка пластика может включать корпуса клапанов, втулки и прототипы для литья под давлением, чтобы проверить общую функцию детали, прежде чем вкладывать средства в дорогостоящие инструменты для литья.

3. Древесина

Фрезерные станки с ЧПУ чаще всего используются для резки дерева и, как правило, дешевле, чем стандартные металлорежущие станки с ЧПУ. CNC-обработка древесины чаще всего выполняется в декоративных целях. Общие области применения включают мебель, оконные рамы и декоративные панели.

4. Пена

Полиуретановая пена (с закрытыми или открытыми порами) обычно используется при обработке с ЧПУ. Блоки пенопласта можно разрезать на плотную упаковку для дорогостоящих продуктов с помощью фрезерного станка с ЧПУ. Одним из примеров является пена, используемая в ящиках для инструментов для обеспечения безопасности инструментов во время транспортировки.

5. Композиты

Станки с ЧПУ регулярно используются при обработке композитных деталей. Композиты могут включать в себя что угодно, от арамида до стекловолокна и углеродного волокна. Эти материалы чрезвычайно абразивны по отношению к режущим инструментам. Аэрокосмические и морские композитные компоненты обрабатываются для добавления отверстий для крепежа и для общей обрезки после процесса формования.

Каковы области применения станков с ЧПУ?

Список потенциальных применений станков с ЧПУ практически бесконечен. Однако ниже перечислены некоторые примеры того, что возможно при обработке с ЧПУ:

1. Деревообрабатывающая промышленность

Деревянная мебель часто обрабатывается на станках с ЧПУ для экономии времени и снижения затрат. Ручная резьба по дереву очень трудоемка и затратна. Станки с ЧПУ можно использовать для создания мебели со сложной геометрией, для создания которой в противном случае потребовался бы мастер-столяр.

2. Системы нанесения надписей и гравировки

В некоторых случаях не требуется интенсивное удаление материала, а вместо этого используется гравировальный инструмент для нанесения рисунка или текста на поверхность детали. Это приложение может быть сделано для художественных приложений или серийных деталей.

3. Электротехническая промышленность

Спрос на детали, изготовленные на станках с ЧПУ, для электронной промышленности охватывает широкий спектр областей применения. Обработка монтажных отверстий для компонентов в печатных платах и ​​обработка алюминиевого или медного радиатора для тепловыделяющих электрических компонентов — вот некоторые примеры использования станков с ЧПУ в электронной промышленности.

4. Фармацевтическая промышленность

Станки с ЧПУ используются для производства точного оборудования для использования в производстве фармацевтических продуктов. Области применения могут включать чрезвычайно точные насосы-дозаторы, сопла для дозирования ингредиентов и упаковку.

5. Пищевая промышленность и производство напитков

Быстро развивающаяся промышленность по производству потребительских товаров использует широкий спектр нестандартного погрузочно-разгрузочного оборудования, в котором используются детали, обработанные на станках с ЧПУ. Пищевая упаковка также изготавливается из литьевого пластика, формы которого обрабатываются на станках с ЧПУ.

10 типов станков с ЧПУ, которые вы увидите в магазинах по всему миру

Вы разработчик продукции и хотите воплотить свою идею продукта в жизнь или у вас есть деталь, которую вы хотите изготовить? Если это так, вы, вероятно, хотите выбрать технологию производства для точного и точного создания ваших деталей.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) удовлетворяют всем этим и многим другим требованиям. Эти машины не только могут создавать простые и сложные детали точно и точно, но они также быстры и экономичны. Однако существует несколько типов станков с ЧПУ, каждый из которых имеет свой уникальный дизайн и подходит для создания различных элементов деталей.

В этой статье мы расскажем о десяти самых распространенных типах станков с ЧПУ в обрабатывающей промышленности. Вы узнаете о том, как работает каждая из этих машин, а также о различных производственных процессах и операциях, которые они могут выполнять.

Содержание

Что такое технология ЧПУ?

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) описывает идею автоматического управления станками с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения и кода.

Процесс обработки с ЧПУ начинается с 3D-моделирования нужной детали с использованием программного обеспечения CAD (автоматизированного проектирования). Затем 3D-модель загружается в программное обеспечение CAM (Computer-Aided Manufacturing), создавая набор компьютерных инструкций (G-код), которые контролируют последовательность движений режущих инструментов на заготовке.

Теперь давайте рассмотрим различные типы станков с ЧПУ и их отличия.

#1 Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ (или фрезерные станки с ЧПУ) являются наиболее распространенным типом станков с ЧПУ. Они оснащены многолезвийным режущим инструментом, прикрепленным к шпинделю и вращающимся с высокой скоростью относительно неподвижной заготовки. Они идеально подходят для создания полостей, резки под углом, отверстий со смещением от центра и сложных элементов.

Подробнее: Что такое фрезерование с ЧПУ?

#2 Фрезерные станки с ЧПУ

Источник изображения: Rickwashburn1, CC BY-SA 4.0, через Wikimedia Commons

Фрезерные станки с ЧПУ (или фрезерные станки) очень похожи на фрезерные станки с ЧПУ. заготовки для создания нужных деталей. Однако в то время как фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для обработки твердых металлов и материалов промышленного назначения, фрезерные станки с ЧПУ лучше подходят для резки более мягких и деликатных материалов, таких как пластик, дерево и пенопласт.

Идеально подходят для создания панелей, пластиковых прототипов и форм для литья под давлением.

#3 Токарные станки с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ (или токарные станки) имеют сходство с фрезерными и фрезерными станками с ЧПУ; они оснащены патроном и шпинделем и используют технологию ЧПУ. Однако эти машины отличаются своими методами работы, которые являются полными противоположностями.

В токарных станках с ЧПУ патрон и шпиндель удерживают и вращают заготовку относительно неподвижного режущего инструмента. Эти станки обычно имеют 3-осевую конфигурацию и могут достигать допусков до ±4 мкм. Таким образом, они идеально подходят для обработки сложных цилиндрических форм.

Если ваш проект механической обработки требует высококачественной токарной обработки, включая токарную обработку конусов, накатку, сверление, отрезку и нарезание канавок, то токарный станок с ЧПУ является идеальным оборудованием для использования. Вы также можете использовать этот станок для развертывания, зенковки, точечной обработки и нарезания резьбы. Однако имейте в виду, что токарные станки с ЧПУ становятся менее точными по мере увеличения толщины заготовки.

Подробнее: Что такое токарная обработка с ЧПУ?

Лазерный резак с ЧПУ №4

9Лазерные станки с ЧПУ 0002 похожи на фрезерные станки с ЧПУ по типу форм или характеристик, которые они могут обрабатывать. Однако они отличаются от своих фрезерных собратьев выполнением операций резки с помощью лазерных лучей.

Лазерный луч представляет собой столб света высокой интенсивности. При фокусировке на заготовке он плавит заготовку до тех пор, пока не будет создан надрез. Технология ЧПУ контролирует последовательность движений лазерной режущей головки (и лазерного луча) до тех пор, пока не будет изготовлена ​​желаемая нестандартная деталь.

Лазерные резаки с ЧПУ обеспечивают высокий уровень точности резки и отлично подходят для резки широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы и твердые породы дерева. Кроме того, их чрезвычайно высокая точность делает их идеальными для обработки вашей торговой марки и логотипа на фрезерованных или токарных деталях с ЧПУ.

Подробнее: Что такое станок для лазерной резки с ЧПУ?

#5 Станки плазменной резки с ЧПУ

Источник изображения: Steve Brown Photography, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons резаки. От лазерных резаков они отличаются только выполнением операций резки с помощью плазменной горелки.

Плазменная горелка генерирует мощную плазму (или заряженный газ), способную достигать температуры до 50000°F. Это огромное количество тепловой энергии беспрепятственно прорезает любой материал, если он обладает электропроводностью.

#6 Электроэрозионные станки с ЧПУ (EDM)

Электроэрозионные станки с ЧПУ, также известные как искровые станки с ЧПУ, используют электрические искры от металлического инструмента для придания заготовке желаемой формы. Как и машины плазменной резки, электроэрозионные машины также требуют, чтобы заготовка была электропроводной. Это строгое требование существует потому, что металлический инструмент служит электродом и может разрушать только электропроводящие материалы.

Электроэрозионные станки идеально подходят для обработки микропазов, отверстий и угловых элементов в труднообрабатываемых металлах, таких как высокоуглеродистая сталь и закаленная сталь.

Подробнее: Что такое EDM?

#7 Гидроабразивная резка с ЧПУ

Источник изображения: Steve Brown Photography, CC BY 3.0, через Wikimedia Commons

Как следует из названия, гидроабразивная резка с ЧПУ использует струи воды под высоким давлением абразивное вещество) для резки материалов. Технология компьютерного числового программного управления контролирует последовательность движения водяной струи для создания желаемой готовой детали.

Водоструйные резаки с ЧПУ очень похожи на плазменные и лазерные резаки с ЧПУ в том смысле, что они устраняют необходимость в станках. Однако, в отличие от станков плазменной и лазерной резки с ЧПУ, водоструйные станки с ЧПУ особенно подходят для материалов с низким термическим сопротивлением, таких как алюминий и пластик. Под «низким термическим сопротивлением» мы подразумеваем материалы, склонные к плавлению, когда вы подвергаете их воздействию высоких температур.

#8 Шлифовальные станки с ЧПУ

Шлифовальные станки с ЧПУ (или шлифовальные станки) оснащены вращающимися колесами, которые вырезают материалы из заготовки для создания продукта, соответствующего вашим требованиям. Эти станки также оснащены интеллектуальными системами термоконтроля, которые проверяют температуру шлифовального круга и компенсируют изменения, которые в противном случае могли бы повлиять на точность обрабатываемых деталей.

Все эти преимущества делают шлифовальные станки с ЧПУ идеальными для высокоточного производства. Например, вы можете использовать шлифовальные станки с ЧПУ для создания высококачественных металлических заготовок для трансмиссионных валов, распределительных валов и других сложных деталей, требующих точной обработки поверхности.

Узнайте больше: Чистота поверхности и таблица шероховатости поверхности

Сверлильные станки с ЧПУ №9

Источник изображения: Cosme2c, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Сверлильные станки с ЧПУ очень похожи на традиционные сверлильные станкиㅡ они используют вращающийся режущий инструмент для создания отверстий в неподвижной заготовке. Однако, поскольку сверлильные станки с ЧПУ основаны на технологии ЧПУ, они более точны и универсальны, чем традиционные сверлильные станки.

Например, сверлильные станки с ЧПУ могут создавать отверстия с точностью до ±0,001 мм. Они также совместимы с широким спектром материалов, включая металлы, пластмассы и дерево. Кроме того, новейшие технологии сверлильных станков с ЧПУ оснащены револьверной головкой, которая принимает несколько сверл и позволяет быстро переключаться между ними во время производства.

Вам следует выбрать сверлильные станки с ЧПУ, если вы хотите изготавливать ступицы, заготовки для зубчатых колес и обработанные валы.

#10 6-осевые станки с ЧПУ

Источник изображения: GregorDS, CC BY-SA 4.0, через Wikimedia Commons

Ось станка с ЧПУ описывает количество независимых направлений, в которых режущий инструмент с ЧПУ (или заготовка) может двигаться для создания обработанной детали. Например, 3-осевой станок с ЧПУ обычно работает вдоль оси X (вертикальной), оси Y (горизонтальной) и оси Z (глубины) для обработки заготовки и создания готовой детали.

Однако в последние годы технология станков с ЧПУ продвинулась вперед и теперь включает 6-осевые возможности.