Как работает чпу: Устройство и принцип работы станков с ЧПУ, основы

Содержание

Устройство и принцип работы станков с ЧПУ, основы

Увеличение объемов производства требует автоматизации процессов, ведь с помощью этого экономится немало времени и ресурсов. Сегодня подробно разберем устройство и принцип работы станков с ЧПУ — одной из главных составляющих автоматизированного производства. О станках с ЧПУ и их работе читайте в этой статье.

 

 

Источник: mehanoobrabotka-zakazat.ru 

 

Что такое станок с ЧПУ 

Источник: traupmann-cnc.at

Станки с ЧПУ — это станки с компьютерным управлением. До ЧПУ станки управлялись вручную механиками. С помощью ЧПУ компьютер управляет сервоприводами, которые приводят машину в действие.Таким образом, постоянного человеческого внимания не требуется, хотя для запуска станков все же необходимы операторы. 

Источник: youtube.com

ЧПУ — это аббревиатура для термина “числовое программное управление”. В основе этого понятия — управление станком с помощью компьютера. Такие устройства являются своего рода роботами. 

Источник: 3erp.com

ЧПУ обработка — это производственный процесс, в котором изготовление деталей происходит под управлением компьютерных программ. Ранее станки работали на основе гидравлической системы, которая обеспечивала производство одинаковых деталей по шаблону. Сейчас же программы могут контролировать все, от движений обрабатывающего центра до скорости шпинделя, включения/выключения охладителя и прочих функций. Применение в станках ЧПУ значительно облегчает задачу массового производства деталей. 

Существуют различные виды устройств с ЧПУ, включая 3D-принтеры, фрезерные и лазерные станки, машины для водоструйной и электроэрозионной обработки, электронные разрядные станки, маршрутизаторы с ЧПУ и т. д. Далее мы детально разберем, как работают станки с ЧПУ. 

Источник: cnctrianglestudio. com

Программисты ЧПУ пишут программы обработки деталей, используя специальный язык программирования G-Code. Программа обработки детали создается либо посредством написания кода с нуля, либо с помощью специального ПО — CAM, которое преобразовывает чертеж детали, созданный в программах CAD, в G-код. 

Источник: roboticsandautomationnews.com

В течение длительного времени станки с ЧПУ использовались только в промышленности, из-за их высокой стоимости. Сегодня же на рынке представлено множество станков в доступном ценовом диапазоне, что позволяет как профессионалам, так и любителям обзавестись станком с ЧПУ для личных целей. 

  

Основные составляющие станка ЧПУ 

Источник: top3dshop.ru

Устройства ввода данных: используются для ввода программы обработки детали на станке. Существует три самых часто используемых вида устройств ввода: считыватель перфоленты, считыватель магнитных лент и компьютер, работающих через порт RS-232-C.  

Источник: youtube.com

Блок управления станком (БУС) — это сердце станка с ЧПУ. Он выполняет все управление станка. Среди функций БУСа следующие:

  • Чтение кодовых инструкций, вводимых в БУС;
  • Расшифровка кодовых инструкций;
  • Интерполяция (линейная, круговая и спиральная) для генерации команд движения оси;
  • Передача команд движения оси в схемы усилителя, для управления механизмами оси;
  • Получение сигналов обратной связи о положении и скорости каждой оси привода;
  • Вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охладителя или шпинделя и смена инструмента.

Источник: haascnc.com

Исполнительный механизм: станок с ЧПУ зачастую имеет подвижный стол и шпиндель, для контроля положения и скорости. Стол станка управляется в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

Источник: ittechreviewer.com

Система привода: состоит из схем усилителя, приводных двигателей и ШВП (шарико-винтового подшипника). Блок управления станком подает сигналы схемам усилителя о положении и скорости движения каждой оси. Затем сигналы управления усиливаются, чтобы привести в действие двигатели привода, которые вращают ШВП, чтобы настроить нужное расположение рабочего стола.

Источник: banggood.com

Система обратной связи: состоит из преобразователей, или датчиков. Ее также называют измерительной системой. Датчики непрерывно контролируют положение и скорость режущего инструмента. БУС принимает сигналы от этих преобразователей и использует разницу между исходными сигналами и сигналами обратной связи для генерации новых сигналов, с целью коррекции положения и скорости.

Пульт управления: на дисплее отображаются программы, команды и другие необходимые данные станка с ЧПУ. Может быть перемещен в удобное для оператора положение.

Источник: rilesa.com

На фото ниже — структурная схема станка:

  

Как работает ЧПУ станок

Источник: 3dspectratech.com

  • Сначала программа обработки детали вводится в блок управления станка;
  • В БУС происходит весь процесс обработки данных, он подготавливает все команды движения и отправляет их в систему привода;
  • Привод контролирует движение и скорость блоков станка;
  • Система обратной связи фиксирует данные о положении и скорости движения осей и отправляет сигнал в БУС;
  • В блоке управления сигналы обратной связи сравниваются с исходными, если есть ошибки — он исправляет их и отправляет в исполнительный механизм новые сигналы для корректировки процесса;
  • Пульт управления с дисплеем используется для просмотра оператором команд, программ и других важных данных.  

Основы работы на станках с ЧПУ 

Источник: pinterest.com/

Процесс создания детали достаточно прост и состоит из следующих этапов:

Дизайн детали 

С помощью программного обеспечения CAD создается 2D или 3D модель детали, которую вы хотите сделать. CAD — система автоматизированного проектирования, в которой можно указывать точные размеры детали.

Источник: archive.vectric.com

Программирование для ЧПУ

С помощью программного обеспечения CAM модель детали преобразовывается в g-код. 

Настройка станка

Этот этап предусматривает несколько шагов:

  1. Предстартовый. Перед запуском станка убедитесь, что масло и охлаждающая жидкость заполнены по максимуму. Обратитесь к инструкции, если вы не знаете, как это сделать. 
  2. Убедитесь, что в рабочей зоне нет посторонних предметов.  
  3. Если станку требуется подача воздуха, убедитесь, что компрессор включен и давление соответствует требованиям, указанным в инструкции.
  4. Пуск / Домой. Подключите станок к питанию и запустите. Главный выключатель обычно расположен в задней части устройства, кнопка питания — в левом верхнем углу на панели управления.
  5. Загрузите все инструменты в карусель в том порядке, который указан в списке программы ЧПУ. Для станков с одним инструментом — установите в шпиндель фрезу.
  6. Установите деталь в тиски или закрепите на столе, зафиксируйте.
  7. Установите показатель коррекции на длину инструмента. Переместите инструменты к верхней части детали в порядке, указанном в программе ЧПУ, и затем установите показатели коррекции.
  8. Установите коррекцию осей X и Y. После того, как тиски или другие детали будут правильно установлены, настройте коррекцию на установку заготовки (нулевой позиции), чтобы найти начальную точку X и Y детали.
  9. Загрузите программу ЧПУ в систему управления станком с помощью USB-накопителя.

Источник: planet-cnc.com

Изготовление детали

После того, как станок настроен, можно начинать процесс производства. Здесь также предусмотрены несколько шагов:

  1. Пробный прогон. Запустите программу в воздухе, на высоте около 5 см от детали.
  2. Запустите программу. Обратите внимание, чтобы не было сообщений об ошибках.
  3. Отрегулируйте смещения как требуется. Проверьте характеристики детали и при необходимости отрегулируйте регистры коррекции длины инструмента, чтобы убедиться, что деталь соответствует заданным параметрам.
  4. Завершение работы. По окончании работы снимите деталь с тисков и инструменты со шпинделя, очистите рабочую зону и выключите станок. ​

  

Рекомендуемое оборудование

Источник: top3dshop. ru
На фото: Лазерный станок LF3015GR (лазер RAYCUS)

Мы разобрались с тем, как работает ЧПУ станок , но важно иметь в виду, что для разных целей используются разные станки — существует большой выбор станков для работы с различными материалами, мы приведем примеры оборудования для разных типов станков.

  

Фрезерные обрабатывающие центры

Источник: top3dshop.ru, на фото: Лазерный маркер Han's Laser EP-30-TWIN

Фрезерные станки используют для обработки корпусных деталей. С помощью такого устройства можно выполнить гнездование (раскрой) и другие виды фрезеровки, пяти и восьми-осевые станки позволяют производить также и токарные операции — нарезку резьбы, растачивание и т.д. 

Мы рекомендуем фрезерно-гравировальный станок HL400T/2 от производителя Han's. Он работает с такими материалами, как акрил, стекло, керамика, металл, пластик, достигая уровня повторяемости в ±0.005 мм. Максимальный вес заготовки, с которой может работать станок — 100 кг.

Источник: top3dshop.ru, На фото: Фрезерно-гравировальный станок Han's HL400T/2

Производитель SolidMetal предлагает несколько моделей обрабатывающих центров, например DC-6040A, DC-6050B, DC-8070B. 

Источник: top3dshop.ru, на фото: Обрабатывающий центр SolidMetal DC-6040A

  

Фрезерные и лазерные станки с ЧПУ для бизнеса

Источник: top3dshop.ru, на фото: 3D фрезер Advercut K6090T4A

Если вы занимаетесь профессиональной фрезеровкой или лазерной гравировкой и вам нужен станок, который потянет большие объемы производства, стоит обратить внимание на следующих производителя Advercut. 

Самая популярная модель Advercut K6090T4A — это 3D-фрезер с четырьмя одновременно работающими осями, со скоростью обработки 6 мм в минуту. Станок работает с легкими металлами, деревом, пластиком и композитными материалами.  Подходит для гравировки, сверления, 3d-фрезерования. 

Промышленный фрезерный станок Roland MODELA MDX-50 отлично подходит дляCAD/CAM образования, прототипирования и моделирования. На нем также можно печатать 3D-детали с точностью до 0.01 мм. Его преимущество перед обычными3D-принтерами в том, что он работает с любым материалом.

Источник: top3dshop.ru, на фото: Фрезерный станок Roland MODELA MDX-50

Производитель LTT предлагает лазерно-гравировальный станок LTT-Z6040B, который считается наиболее доступным на российском рынке, среди профессионального ЧПУ-оборудования. Станок работает с любыми материалами, кроме металла. Время непрерывной работы устройства — до 12 часов. Скорость гравировки — до 800 мм/сек, а скорость резки — 400 мм/с.

Источник: top3dshop.ru, на фото: Лазерно-гравировальный станок LTT-Z6040B

ЧПУ-фрезеры Dragontech доступны для малого и среднего бизнеса, благодаря невысокой цене и универсальности. Они работают с такими материалами, как дерево, пластик, оргстекло. ПВХ, а также с композитными материалами и легкими металлами. 

  

Лазерные станки с ЧПУ

Han's Laser. Лазерный станок Han's HyRobot-C1000 с роботизированной системой резки, шестью осями и лазером мощностью в 1000 Вт — идеальное решение для профессионального производства. Модель отличается полностью закрытым корпусом, для удобства управления и безопасности оператора, а также оснащена кнопкой аварийной блокировки и функцией спящего режима, активирующейся при простое аппарата более 5 минут. Все это обеспечивает безопасное производство при минимальных энергозатратах. 

​​Источник: top3dshop.ru, на фото: Лазерный станок Han's HyRobot-C1000

Bodor. Этот производитель специализируется на лазерных граверах. Особого внимания заслуживают граверы серии BCL, например Bodor BCL1309X 150w, который отличается удобной конструкцией, наличием беспроводной связи, что обеспечивает удобное управление и легкое техническое обслуживание.

G.WEIKE, помимо прочих лазерных станков предлагает модель LF1325LC FIBER+CO2 DUAL USE — универсальный станок, который объединяет в себе две операции, выполняемые ранее двумя станками, поскольку принцип работы ЧПУ станка по металлу не предусматривает обработку других материалов. 

Благодаря волоконным и CO2 лазерам, устройство позволяет производить резку как металлических, так и неметаллических изделий. Такая инновация позволяет пользователям в значительной степени сэкономить на себестоимости продукции, рабочей площади и обеспечивает высокую производственную эффективность.

​​​Источник: top3dshop.ru, на фото: Лазерный станок LF1325LC FIBER+CO2 DUAL USE

Гравировальные станки серии LaserPro от GCC обеспечивают профессиональное качество гравировки. Применяются преимущественно для изготовления табличек с надписями, номерков, штампов, печатей, мелкой рекламной и сувенирной продукции с гравировкой.

  

Сопутствующее оборудование

​​​​Источник: top3dshop. ru, на фото: Заточный станок Jet JBG-150

Jet  предлагает огромное количество оборудования разного предназначения, такого как заточный станок Jet JBG-150, тарельчато-ленточный шлифовальный станок Jet JSG-64, ленточнопильный станок Jet JWBS-9X, токарный станок по дереву Jet JWL-1440VS и т. д. Помимо этого, можно приобрести детали для станков ЧПУ, например струбцины, столярные тиски, вытяжные установки.

​​​​​Источник: top3dshop.ru, на фото: Фрезерный вертикальный станок с ЧПУ Optimum F410

Optimum. Токарный станок с ЧПУ Optimum TU2304 CNC, сверлильный станок Optimum B17PRO, фрезерный вертикальный станок с ЧПУ Optimum F4, Фрезерный вертикальный станок с ЧПУ Optimum F410 и др. — все это оборудование можно приобрести для большого производства по доступной цене.

Источник: top3dshop.ru, на фото: Сверлильный станок Optimum B17PRO

  

Российский производитель специальных решений на основе лазерной техники

Источник: top3dshop. ru, на фото: Лазерный станок пятикоординатный СЛС5

Заслуживает внимания отечественный производитель ГК «Лазеры и аппаратура». Компания предлагает лазерные станки нескольких моделей, например МЛП2-Турбо, который отличается увеличенной рабочей зоной – до 500*500 мм и широким диапазоном волоконных источников излучения – 20, 30 , 50 Вт, и пятикоординатный лазерный станок СЛС5, который способен производить сложноконтурную лазерную резку, гравировку, прошивку одиночных отверстий малого диаметра (от 0,25 до 0,5 мм) или массивов таких отверстий в изделиях сложной формы.

  

Российские производители фрезерной техники

Источник: top3dshop.ru, на фото: Комплекс для лазерной 3D сварки ЛТСК41

Steepline предлагает огромное количество фрезерных станков с ЧПУ, среди которых SL01PEN. Эта модель отличается возможностью собрать комплектацию в зависимости от требований производства, что позволяет сэкономить средства на ненужном оборудовании станка. Кроме этого, при необходимости можно устанавливать дополнительные опции. 

​​Источник: top3dshop.ru, на фото: Станок фрезерный с ЧПУ Steepline SL01PEN

ООО СК РОУТЕР поставляет фрезерные станки для разных сфер производства. Например, станок Роутер 3020BZ предназначен для изготовления электродов для электроэрозионного станка, Роутер 4030 — для отраслей, где требуется высокая скорость и точность обработки, например, ювелирного и стоматологического производства, а Роутер 6040 Серво отлично справляется с обработкой широкого спектра материалов, от менее твердых полимеров, композитов, керамики и графитов, до более прочных, таких как титан и разные виды стали.

​​​Источник: rusnc.ru, на фото: Роутер 3020

Умные станки. Производитель выпускает несколько моделей фрезерных станков для разных целей. Например, станок Clever В800 предназначен для работы с алюминиевыми заготовками. Изначально эта модель оснащена тремя осями, но предусмотрена также возможность модификации четвертой осью. При необходимости, шаговые двигатели можно заменить на серводвигатели, а блок ЧПУ — блоком от другого производителя. 

​​​​Источник: top3dshop.ru, на фото: Фрезерный станок с ЧПУ Clever В800

  

Заключение

Мы рассмотрели принципы работы станков с ЧПУ, основы работы с ЧПУ, какие бывают станки и для каких целей. 

Чтобы приобрести станок с ЧПУ — обращайтесь в Top 3D Shop. Наши специалисты помогут вам выбрать необходимое оборудование, максимально подходящее для выполнения ваших задач и соответствующее всем заданным параметрам.

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

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.


Принцип работы станка с ЧПУ: конструкция, характеристика, ПУ

Станок с ЧПУ – оборудование станочного типа с числовым программным управлением, предназначенное для высокоточной обработки деталей. Существует множество моделей аппаратов данного типа, но принцип работы станков с ЧПУ и практически идентичны. Устройства могут работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме под контролем оператора агрегата.

Конструкция

Чтобы понять, как работать на станке с ЧПУ, необходимо предварительно разобраться в его конструкции. Отдельные модели фрезерных и токарных станков имеют незначительные отличия, но базовые элементы идентичны.

Стандартная конструкция агрегата включает наличие:

  • станины;
  • коробки подач;
  • передней шпиндельной бабки;
  • задней бабки;
  • стержневого механизма;
  • суппорта.

Станина представляет собой основу оборудования – к ней крепятся другие комплектующие. Коробка подач отвечает за передачу движений, которые осуществляет шпиндель. Передаваемые движения принимаются суппортом. Передняя шпиндельная бабка состоит из:

  • коробки скоростей;
  • шпинделя;
  • крепежных элементов для фиксации и вращения заготовки.

Задняя бабка предназначена для закрепления заготовки с противоположной стороны, когда выполняется обработка на станках с ЧПУ центральной части. В качестве стержневого механизма могут выступать различные инструменты, такие как развертка или сверло. Именно этот элемент отвечает за центральную обработку заготовки. Он неразрывно связан с задней бабкой. От суппорта зависит надежность фиксации режущего инструмента и траектории его движения.

Работая с современным оборудованием, следует знать и дополнительных комплектующих. Конструкция станков может быть дополнительно оснащена:

  • вакуумным столом;
  • улавливателем стружки;
  • системой охлаждения фрезы.

Также для удаленного контроля агрегатом иногда могут использовать переносной пульт. По этому принципу работают в основном в узкоспециализированном производстве.

Характеристика

Перед тем, как научиться работать на станке, нужно разобраться в его характеристиках. Отличительной чертой станков, имеющих числовое программное управление, является высокая скорость и точность обработки. В отличие от более старого оборудования подобного типа четырехкоординатные фрезерные станки с системой числового программного управления имеют более высокий показатель надежности и удобства в использовании.

Еще одним фактором, отличающим токарный станок по дереву с числовым программным управлением от его аналогов, заключается в повышенном показателе жесткости. Эта особенность обусловлена:

  • короткими кинематическими цепями;
  • сниженными потерями на трении;
  • минимальными зазорами между элементами конструкции;
  • низким количеством механических передач;
  • повышенным быстродействием.

Подвижные элементы устойчивы к износу, а теплопотери и механическое трение сведены к минимуму. Для конструкции характерно чередование в соединении между твердыми материалами и мягкими. Так, например, стальные детали могут соединяться с пластиковыми. Работа выполняется благодаря роликам, имеющим преднатяг. Вероятность получения повреждений такими элементами крайне мала.

Принцип работы станка с системой ЧПУ также зависит от отличий приборов. По характеристикам токарные станки отличаются:

  • диаметром обрабатываемой заготовки;
  • габаритам детали, которую возможно зафиксировать;
  • максимальным расстоянием между центрами станочного прибора.

Обработка токарным станком на высоких скоростях и быстрое нагревание не оказывают влияния на показатель трения.

Особенности работы

Принцип работы фрезерного станка основывается на взаимодействии всех комплектующих. Знание связи между рабочими элементами помогает разобраться, как работать на фрезерном станке.

Задняя бабка имеет специальное место, в которое устанавливается рабочий механизм. Затем при помощи направляющих она размещается рядом с заготовкой на расстоянии, необходимом для ее фрезерования. Между задней и передней бабкой находится суппорт. После включения фрезерного станка с ЧПУ с его помощью будут выполняться продольные движения по заготовке.

Фреза выбирается в зависимости от того, из какого материала состоит обрабатываемая деталь, и какой результат нужно получить. Например, дерево обычно не требует применения жестких фрез.

Некоторые резцовые головки способны разместить четыре резца. Четырехкоординатный станок используется повышения качества и скорости обработки. Фрезерный станок с ЧПУ работает от электродвигателя, конструкция которого включает плотные приводной ремень. Он обеспечивает крепление ступенчатого шкива с мотором.

Чтобы фрезерование на ЧПУ станке выполнялась на высоком уровне, необходимо периодически проверять, насколько хорошо натянут ремень.

Работа оператора

Станки работают под контролем оператора. Он отвечает за:

  • смену и закрепление заготовок;
  • установку фрезы нужного типа;
  • запуск управляющей программы;
  • включение станка;
  • контроль за работой оборудования.

Оператор долго учится прежде, чем приступить к выполнению своих обязанностей. Первый запуск выполняется в тестовом режиме, поскольку вероятность допустить ошибку имеется даже тогда, когда специалист научил оператора правильно. Учащемуся предоставляются точные знания, но даже на самом современном устройстве имеется погрешность. На основе тестового запуска определяется, необходимо ли вносить коррективы в работу четырехосного прибора.

Также проверяется, подходит ли фреза для дерева или другого материала, из которого изготовлена деталь, и соответствуют ли габариты детали допустимым значением станка. На этом принципе основывается процесс работы практически всех моделей четырехкоординатных станков.

Некоторые считают: «Если я пользуюсь станком, больше ничего знать не нужно». Но к работе рекомендуется приступать, научившись создавать управляющие программы.

Программирование

ЧПУ станок запускается автоматическом или полуавтоматическом режиме только при наличии числовых управляющих программ (УП). Она включает все действия и принципы, по которым будет работать четырехосной станочный прибор. При создании управляющей программы задаются:

  • количество переходов и проходов;
  • параметры обрабатываемой заготовки;
  • основные характеристики рабочего инструмента.

УП создается на компьютере при помощи специальных приложений для работы со станками. Учимся работать на программах:

  • AutoCAD;
  • T-FlexCAD;
  • SolidWorks.

На перечисленном программном обеспечении создаются трехмерные примеры, на основе которых изготовляются реальные детали. После этого указывается, какими работами будет реализовываться поставленная задача. Если Вы научитесь создавать управляющие программы, со станочным оборудованием будет работать легче.

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

25. 03.2020

  1. Целесообразность применения
  2. Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются
  3. Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения
  4. Основные параметры
  5. Принцип программирования
  6. Станки фрезерные с ЧПУ
  7. Как работает ЧПУ-станок токарного типа
  8. Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа
  9. Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения
  10. Преимущества
  11. Проблемы
  12. Действия наладчика и оператора

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

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

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

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


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

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

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

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

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


Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

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

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


Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

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

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

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

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

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

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

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

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

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

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

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

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

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

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

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

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

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

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

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

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

По расположению шпинделя выделяют:

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

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

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

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

Конструктивные особенности

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

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

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

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


Классификация по характеру выполняемых задач

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

Конструктивные характеристики

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


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

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

Конструктивные особенности

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

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


По вариантам компоновки могут быть:

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

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

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

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

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

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

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

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

Первый должен:

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

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

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

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

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

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


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.

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.

Краткое описание станков с ЧПУ и принципов их работы [McNeel Wiki]

Основы ЧПУ

Чтобы лучше понять проблемы, связанные с успешным использованием ваших данных Rhino для обработки с ЧПУ или операций типа резки, вам необходимо понять процесс ЧПУ и то, как он работает. Надеюсь, этот небольшой праймер поможет.

Во-первых, пара определений

ЧПУ - Компьютерное числовое управление - Принимая оцифрованные данные, компьютер и программа CAM используются для управления, автоматизации и отслеживания движений станка.Станок может быть фрезерный, токарный, фрезерный, сварочный, шлифовальный, лазерный или водоструйный, штамповочный, робот или многие другие. Для более крупных промышленных машин компьютер обычно представляет собой встроенный контроллер. Но для большего количества машин любительского типа или после некоторых модификаций компьютер может быть внешним ПК. Контроллер ЧПУ работает вместе с рядом двигателей и компонентов привода для перемещения и управления осями станка, выполняя запрограммированные движения.На промышленных машинах обычно имеется сложная система обратной связи, которая постоянно контролирует и регулирует скорость и положение фрезы.

Настольные станки с ЧПУ - Есть много небольших настольных станков с ЧПУ в стиле моделистов и любителей. Как правило, они имеют меньший вес, менее жесткие, менее точные, медленные и менее дорогие, чем их промышленные аналоги, но могут хорошо работать для обработки предметов из более мягких материалов, таких как пластик, пена и воск. Некоторые настольные машины могут работать как принтер.У других есть собственная закрытая система команд и, возможно, даже специальное программное обеспечение CAM. Некоторые также принимают стандартный G-код в качестве входных данных. Некоторые настольные машины промышленного стандарта действительно существуют со специальными контроллерами для выполнения точных небольших работ.

CAM - Автоматическая обработка или производство. - Относится к использованию различных пакетов программного обеспечения для создания траекторий движения инструмента и кода УП для запуска станка с ЧПУ на основе данных трехмерной компьютерной модели (CAD). Когда они используются вместе, это обычно называется CAD / CAM.

Примечание: CAM на самом деле не запускает станок с ЧПУ, а просто создает код для него. Это также не автоматическая операция, которая импортирует вашу модель САПР и выдаёт правильный код УП. CAM-программирование, как и 3D-моделирование, требует знаний и опыта в выполнении программы, разработке стратегий обработки и знании того, какие инструменты и операции использовать в каждой ситуации для получения наилучших результатов. В то время как существуют простые программы, которые неопытный пользователь может начать без особых трудностей, более сложные модели потребуют вложений времени и денег, чтобы стать опытным.

Код УП - специальный относительно простой компьютерный язык, который может понять и выполнить станок с ЧПУ. Эти языки изначально были разработаны для программирования деталей непосредственно с клавиатуры станка без помощи программы CAM. Они сообщают станку, какие движения выполнять, одно за другим, а также управляют другими функциями станка, такими как скорость шпинделя и подачи, охлаждающая жидкость. Самый распространенный язык - G-code или ISO code , простой алфавитно-цифровой язык программирования, разработанный для самых первых станков с ЧПУ в 70-х годах.

Постпроцессор - Хотя G-код считается стандартом, каждый производитель может изменять определенные части, такие как вспомогательные функции, создавая ситуацию, когда G-код, созданный для одной машины, может не работать для другой. Есть также много производителей машин, таких как Heidenhain или Mazak, которые разработали свои собственные языки программирования. Таким образом, для преобразования вычисленных внутри программного обеспечения CAM путей в конкретный код УП, который может понять станок с ЧПУ, существует программная часть промежуточного программного обеспечения, называемая постпроцессором.После правильной настройки постпроцессор выводит соответствующий код для выбранной машины, так что по крайней мере теоретически любая CAM-система может выводить код для любой машины. Постпроцессоры могут быть бесплатными с CAM-системой или за дополнительную плату.

Вот краткое изложение шагов, необходимых для получения цифровой модели на фрезерном станке с ЧПУ.

Станки с ЧПУ общего назначения

Станки с ЧПУ могут иметь несколько осей движения, и эти движения могут быть как линейными, так и вращательными.Многие машины имеют оба типа. Станки для вырезания, такие как лазеры или водоструйные станки, обычно имеют только две линейные оси, X и Y. Фрезерные станки обычно имеют не менее трех осей X, Y и Z и могут иметь больше осей вращения. Пятиосевой фрезерный станок - это станок с тремя линейными осями и двумя вращающимися, что позволяет фрезу работать в полусфере на 180 градусов, а иногда и больше. Также существуют пятиосевые лазеры. Рука робота может иметь более пяти осей.

Некоторые ограничения станков с ЧПУ

В зависимости от возраста и сложности станки с ЧПУ могут быть ограничены возможностями своих систем управления и приводов.Большинство контроллеров ЧПУ понимают только движения по прямой и дуги окружности. Во многих машинах дуги также ограничиваются главными плоскостями XYZ. Движения поворотной оси можно рассматривать как линейные перемещения, просто в градусах вместо расстояния. Чтобы создать движения по дуге или линейные движения под углом к ​​главным осям, две или более оси должны интерполироваться (двигаться точно синхронно) вместе. Линейные и поворотные оси также могут интерполироваться одновременно. В случае пятиосевых станков все пять должны быть идеально синхронизированы - задача не из легких.

Скорость, с которой контроллер машины может получать и обрабатывать входящие данные, передавать команды системе привода и контролировать скорость и положение машины, имеет решающее значение. Очевидно, что старые и менее дорогие машины менее способны к этому, примерно так же, как старый компьютер будет работать хуже и медленнее (если вообще) при выполнении сложных задач, чем новый.

Сначала интерпретируйте 3D и сплайновые данные

Типичная проблема заключается в том, как настроить файлы и выполнить программирование CAM, чтобы машина, выполняющая ваши части, работала с данными плавно и эффективно.Поскольку большинство ЧПУ понимают только дуги и линии, любую форму, не описываемую этими объектами, необходимо преобразовать во что-то пригодное для использования. Типичные вещи, которые необходимо преобразовать, - это сплайны, то есть общие кривые NURBS, которые не являются дугами или линиями, и 3D-поверхности. Некоторые настольные системы машин также не могут распознавать дуги окружности, поэтому все должно быть преобразовано в полилинии.

Сплайны можно разбить на серию отрезков, серию касательных дуг или их комбинацию.Вы можете представить первый вариант как серию хорд на сплайне, касающуюся сплайна на каждом конце и имеющую определенное отклонение посередине. Другой способ - преобразовать сплайн в полилинию. Чем меньше сегментов вы используете, тем грубее будет аппроксимация и тем более граненым будет результат. Более точное увеличение увеличивает гладкость аппроксимации, но также значительно увеличивает количество сегментов. Вы можете представить, что серия дуг могла бы аппроксимировать ваш шлиц в пределах допуска с меньшим количеством более длинных частей.Это основная причина, по которой вы предпочитаете преобразование дуги простому преобразованию ломаной линии, особенно если вы работаете со старыми машинами. С более новыми проблемами меньше.

Представьте себе поверхности как тот же вид сплайнового приближения, просто многократно умноженный в поперечном направлении с промежутком между ними (обычно это называется ступенчатым переходом). Как правило, поверхности создаются с использованием всех линейных сегментов, но бывают ситуации, когда также можно использовать дуги или комбинацию линий и дуг.

Размер и количество сегментов определяются требуемой точностью и выбранным методом и напрямую влияют на выполнение. Слишком много коротких сегментов заглушат некоторые старые машины, а слишком мало сделают деталь граненой. Обычно это приближение выполняется в системе CAM. С опытным оператором, который знает, что нужно пользователю и с чем может справиться машина, это обычно не проблема. Но некоторые системы CAM могут не обрабатывать шлицы или определенные типы поверхностей, поэтому вам может потребоваться сначала преобразовать объекты в программном обеспечении CAD (Rhino), прежде чем переходить в CAM.Процесс перевода из CAD в CAM (через нейтральный формат, такой как IGES, DXF и т. Д.) Также может иногда вызывать проблемы, в зависимости от качества функций импорта / экспорта программ.

Общие условные обозначения, используемые при описании процедур ЧПУ

Ваш проект может быть:

2 Axis , если резка выполняется в одной плоскости. В этом случае резак не может перемещаться в Z (вертикальной) плоскости. Как правило, оси X и Y могут интерполироваться одновременно для создания наклонных линий и дуг окружности.

2.5 Ось , если вся резка выполняется полностью в плоскостях, параллельных главной плоскости, но не обязательно на той же высоте или глубине. В этом случае резак может перемещаться в плоскости Z (вертикальной) для изменения уровней, но не одновременно с движениями X, Y. Исключением может быть то, что фреза может выполнять интерполяцию по спирали, то есть делать круг по X, Y, одновременно перемещаясь по Z, чтобы сформировать спираль (например, при фрезеровании резьбы).

Подмножество вышеперечисленного состоит в том, что станок может одновременно интерполировать любые 2 оси, но не 3.Это делает возможным ограниченное количество 3D-объектов, например, путем вырезания в плоскостях XZ или YZ, но гораздо более ограничено, чем полная 3-осевая интерполяция.

3 Axis , если резка требует одновременного контролируемого движения осей X, Y, Z, что требуется для большинства поверхностей произвольной формы.

4 оси , если он включает в себя вышеуказанное плюс 1 перемещение по круговой оси. Есть две возможности: 4-х осевая одновременная интерполяция (также известная как истинная 4-я ось).Или просто позиционирование по 4-й оси, где 4-я ось может перемещать деталь между 3-х осевыми операциями, но фактически не перемещается во время обработки.

5 осей , если он включает в себя вышеуказанное плюс 2 перемещения по оси вращения. Помимо истинной 5-осевой обработки (5 осей, перемещающихся одновременно во время обработки), у вас также часто есть 3 плюс 2 или 3-осевая обработка + только позиционирование 2 отдельных осей, а также в более редких случаях 4 плюс 1 или непрерывное 4 осевая обработка + только одиночное позиционирование 5-й оси.Сложно, не правда ли…

–МСХ 28.10.07

Что такое обработка с ЧПУ? Принципы работы и доступные методы

Короче говоря, CNC-обработка - 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 по обработке с ЧПУ используют субтрактивный метод изготовления.Это означает, что материал удаляется во время производственного процесса, что делает его противоположностью аддитивного производства, например 3D печать.

Фон

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-х и 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-е годы 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.

Программа

CAM (автоматизированное производство) 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 и M-код

Объяснение кодирования ЧПУ

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

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

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

M-код, с другой стороны, дает всю информацию, которую G-код игнорирует. Вот почему 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. .

Фрезерный

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

Фрезерные операции включают:

  • Концевая фреза
  • Фрезерование фаски
  • Торцевое фрезерование
  • Сверление, растачивание, нарезание резьбы и т. Д.

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

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

Токарная

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

Токарная обработка

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

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

Шлифовальный

Шлифовальные станки

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

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

Маршрут

Фрезерные станки с ЧПУ

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

Фрезерные станки

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
  • Пламенные резаки
  • Листогибочные прессы
  • Станки фрезерные
  • Станки токарные
  • Маршрутизаторы
  • Электроэрозионные машины и т. Д.

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.

Однако этот процесс, как и многие другие, 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
  • Продукты питания и напитки
  • Одежда
  • Автомобильная промышленность
  • Дизайн продукции и т. Д.

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

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 обработка с ЧПУ? | Всеобъемлющее руководство

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

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

Если вы заинтересованы в использовании производства с ЧПУ для производства различных продуктов, узнайте больше о том, как работает обработка с ЧПУ и программирование с ЧПУ. Вы также можете узнать об основных типах станков с ЧПУ и о том, какую работу они могут выполнять, чтобы убедиться, что они могут удовлетворить ваши потребности.

Как работает обработка с ЧПУ?

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

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

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

Программирование станков с ЧПУ

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

По сути, обработка с ЧПУ позволяет предварительно программировать скорость и положение функций станка и запускать их с помощью программного обеспечения в повторяющихся, предсказуемых циклах, и все это с небольшим участием оператора. В процессе обработки с ЧПУ создается двухмерный или трехмерный чертеж САПР, который затем переводится в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ. После того, как программа введена, оператор проводит ее пробный запуск, чтобы убедиться в отсутствии ошибок в кодировании.

Благодаря этим возможностям, процесс был принят во всех уголках производственного сектора, и производство с ЧПУ особенно важно в областях производства металла и пластмассы.Узнайте больше о типах используемых систем обработки и о том, как программирование станков с ЧПУ полностью автоматизирует производство с ЧПУ ниже:

Системы обработки с открытым / замкнутым циклом

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

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

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

В современных протоколах ЧПУ производство деталей с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения в основном автоматизировано.

г. Размеры данной детали задаются с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), а затем преобразуются в фактический готовый продукт с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM).

Для любой заготовки может потребоваться множество станков, например сверла и фрезы. Чтобы удовлетворить эти потребности, многие современные машины объединяют несколько различных функций в одной ячейке.

В качестве альтернативы, установка может состоять из нескольких машин и набора роботизированных рук, которые передают части из одного приложения в другое, но при этом все управляется одной и той же программой. Независимо от настройки, процесс ЧПУ обеспечивает единообразие производства деталей, которое было бы сложно, если вообще возможно, воспроизвести вручную.

Различные типы станков с ЧПУ

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

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

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ

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

Станки токарные

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

Плазменные резаки

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

Электроэрозионные станки

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

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

  • Wire EDM : Wire EDM использует искровую эрозию для удаления частей из электронопроводящего материала.
  • Sinker EDM: Sinker EDM использует электрод и деталь, пропитанные диэлектрической жидкостью, с целью формирования деталей.

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

Водоструйные резаки

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

Водоструйные форсунки используются в качестве альтернативы для охлаждения материалов, которые не выдерживают теплоемких процессов других станков с ЧПУ. Из-за их более прохладной природы некоторые отрасли, такие как аэрокосмическая и горнодобывающая промышленность, полагаются на водяные струи, где они, помимо прочего, используют их для резьбы и резки.Компании также используют водоструйные резаки для применений, требующих очень сложных разрезов материала, поскольку отсутствие тепла предотвращает любые изменения внутренних свойств материала, которые могут возникнуть в результате резки металла по металлу.

Что еще может делать станок с ЧПУ?

Как показали многочисленные видео-демонстрации станков с ЧПУ, компании используют станки с ЧПУ для выполнения высокодетальных вырезов металлических деталей для промышленного оборудования. В дополнение к вышеупомянутым станкам вы можете найти несколько других распространенных единиц оборудования, используемых в производстве с ЧПУ для производства высокодетализированных и точных продуктов с ЧПУ.Некоторые из наиболее распространенных продуктов, производимых станками с ЧПУ, включают стальные аэрокосмические детали, металлические автомобильные компоненты, деревянные украшения и пластмассовые детали потребительских товаров.

Поскольку к этим изделиям с ЧПУ предъявляются особые требования, в станках с ЧПУ регулярно используются другие инструменты и компоненты. Ознакомьтесь с некоторыми основными частями оборудования, используемыми в системах ЧПУ:

  • Вышивальные машины
  • Фрезы по дереву
  • Перфораторы револьверные
  • Станки гибочные
  • Пенорезы
  • Станки лазерной резки
  • Цилиндрические шлифовальные машины
  • 3D принтеры
  • Стеклорезы

Поскольку на станках с ЧПУ можно использовать множество других инструментов и компонентов, вы можете доверять им в быстром и точном производстве почти безграничного разнообразия товаров.Например, когда на заготовке необходимо выполнить сложные разрезы на разных уровнях и под разными углами, на станке с ЧПУ все это можно сделать за считанные минуты.

Пока машина запрограммирована с правильным кодом, функции машины будут выполнять шаги, продиктованные программным обеспечением. Если все закодировано в соответствии с дизайном, продукт детализации и технологической ценности должен появиться после завершения процесса.

Выберите Astro Machine Works для ваших производственных нужд с ЧПУ

Если вам нужно самое лучшее в производстве станков с ЧПУ, обращайтесь в Astro Machine Works.Мы опираемся на наш более чем 35-летний опыт работы в обрабатывающей промышленности и штат опытных членов команды с сертификатом ЧПУ. Как компания, мы стремимся предоставлять исключительную ценность каждому клиенту, которого мы обслуживаем. Благодаря этому стремлению мы можем производить детали и компоненты для механической обработки на заказ, а также создавать индивидуальное оборудование, специально разработанное для нужд вашей компании.

Ознакомьтесь с нашими услугами по прецизионным станкам с ЧПУ сегодня, чтобы узнать, что мы можем для вас сделать. Если у вас есть вопросы или вы готовы сотрудничать с нами, свяжитесь с нами.

Что такое обработка с ЧПУ? | Определение, процессы, компоненты и многое другое

Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.

Изображение предоставлено: Дмитрий Калиновский, Shutterstock

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ - это термин, обычно используемый в производстве и промышленных приложениях. Но что такое ЧПУ? А что такое станок с ЧПУ?

ЧПУ 101: термин ЧПУ означает «компьютерное числовое управление», а определение механической обработки с ЧПУ заключается в том, что это субтрактивный производственный процесс, который обычно использует компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала из заготовки, известной как заготовка. или заготовки - и производит деталь по индивидуальному заказу.Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пенопласт и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ, обработка деталей и прототипов для телекоммуникаций и ЧПУ. обработка деталей в аэрокосмической отрасли, требующих более жестких допусков, чем в других отраслях промышленности. Обратите внимание, что существует разница между определением обработки с ЧПУ и определением станка с ЧПУ: одно - это процесс, а другое - машина. Станок с ЧПУ - это программируемый станок, который может автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто противопоставляются процессам аддитивного производства, таким как 3D-печать, или формующим производственным процессам, таким как литье под давлением. В то время как процессы вычитания удаляют слои материала из заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, аддитивные процессы собирают слои материала для получения желаемой формы, а процессы формования деформируют и смещают исходный материал в желаемую форму.Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и средних производственных циклов. Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и сложности, достигаемая при проектировании деталей, и рентабельность производства сложных деталей ограничены.

Хотя каждый тип производственного процесса имеет свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется процессу обработки с ЧПУ, излагаются основы процесса, а также различные компоненты и инструменты станка с ЧПУ (иногда ошибочно называемого станком C и C). .Кроме того, в этой статье исследуются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процессу обработки с ЧПУ.

Кратко, это руководство охватывает:

Вы сейчас находитесь между работой или работодателем, который хотите нанять? Мы подготовили для вас обширные коллекции ресурсов для соискателей и работодателей, ищущих работу в промышленности. Если у вас есть открытая вакансия, вы также можете заполнить нашу форму, чтобы включить ее в информационный бюллетень Thomas Monthly Update.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Развиваясь из процесса обработки с числовым программным управлением (ЧПУ), в котором использовались перфокарты, обработка с ЧПУ представляет собой производственный процесс, в котором используются компьютеризированные средства управления для управления станками и режущими инструментами и манипулирования ими для придания формы заготовке - например, металлу, пластику, дереву, пене, композит и т. д. - в нестандартные детали и конструкции. Хотя процесс обработки с ЧПУ предлагает различные возможности и операции, фундаментальные принципы процесса остаются в основном одинаковыми для всех из них.Базовый процесс обработки с ЧПУ включает следующие этапы:

  • Проектирование модели CAD
  • Преобразование файла САПР в программу ЧПУ
  • Подготовка станка с ЧПУ
  • Выполнение операции обработки

CAD Модель Дизайн

Процесс обработки с ЧПУ начинается с создания 2D-векторной или 3D-модели CAD твердотельной детали либо внутри компании, либо в компании, предоставляющей услуги проектирования CAD / CAM. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализировать свои детали и продукты вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для производства детали или продукта.

Конструкции для деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструмента. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия детали, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструмент создает изогнутые угловые участки. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, конструкция инструмента и возможности крепления станка дополнительно ограничивают возможности проектирования, такие как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также включение и сложность внутренних полостей и элементов.

После завершения проектирования САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, например STEP или IGES.

Таблицы допусков на обработку с ЧПУ

При выборе деталей для механического цеха важно указать все необходимые допуски. Хотя станки с ЧПУ очень точны, они все же оставляют небольшие различия между дубликатами одной и той же детали, обычно около + или - 0,005 дюйма (0,127 мм), что примерно в два раза больше ширины человеческого волоса.Чтобы сэкономить на расходах, покупатели должны указывать допуски только в тех областях детали, которые должны быть особенно точными, поскольку они будут контактировать с другими деталями. Хотя существуют стандартные допуски для разных уровней обработки (как показано в таблицах ниже), не все допуски равны. Если, например, деталь абсолютно не может быть больше измерения, она может иметь заданный допуск + 0,0 / -0,5, чтобы показать, что она может быть немного меньше, но не больше в этой области.

Таблица 1: Линейные допуски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)

мелкое (F)

+/-

Средний (M)

+/-

Крупный (C)

+/-

Очень крупная (V) +/-

.5-3

0,05

,1

,2

3-6

0,05

,1

,3

,5 ​​

6-30

,1

,2

,5 ​​

1,0

30–120

.15

,3

,8

1,5

120-400

,2

,5 ​​

1,2

2,5

400–1000

,3

,8

2,0 ​​

4,0

1000–2000

.5

1,2

3,0

6,0

2000-4000

2,0 ​​

4,0

8,0

Таблица 2: Допуски по углу при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)

мелкое (F)

+/-

Средний (M)

+/-

Крупный (C)

+/-

Очень крупная (V) +/-

0-10

1 или

1 или

1 o 30 ’

3 или

10-50

0 o 30 ’

0 o 30 ’

1 или

2 или

50-120

0 o 20 ’

0 o 20 ’

0 o 30 ’

1 или

120-400

0 o 10 ’

0 o 10 ’

0 o 15 ’

0 o 30 ’

400

0 o 5 ’

0 o 5 ’

0 o 10 ’

0 o 20 ’

Таблица 3: Допуски радиуса и фаски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)

мелкое (F)

+/-

Средний (M)

+/-

Крупный (C)

+/-

Очень крупная (V) +/-

.5-3

,2

,2

,4

,4

3-6

,5 ​​

,5 ​​

1

1

6

1

1

2

2

Преобразование файлов CAD

Отформатированный файл проекта САПР проходит через программу, обычно программное обеспечение автоматизированного производства (CAM), для извлечения геометрии детали и генерирует цифровой программный код, который будет управлять станком с ЧПУ и манипулировать инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу.

Станки с ЧПУ

использовали несколько языков программирования, включая G-код и M-код. Самый известный из языков программирования ЧПУ, общий или геометрический код, называемый G-кодом, контролирует, когда, где и как перемещаются станки, например, когда включать или выключать, как быстро перемещаться к конкретное место, пути следования и т. д. - поперек заготовки. Код различных функций, называемый M-кодом, управляет вспомогательными функциями станка, такими как автоматизация снятия и замены кожуха станка в начале и в конце производства соответственно.

После того, как программа ЧПУ сгенерирована, оператор загружает ее в станок с ЧПУ.

Настройка машины

Прежде чем оператор запустит программу ЧПУ, он должен подготовить станок с ЧПУ к работе. Эти подготовительные операции включают прикрепление заготовки непосредственно к станку, на шпиндели станка или в тисках станка или аналогичных зажимных приспособлениях, а также прикрепление необходимого инструмента, такого как сверла и концевые фрезы, к соответствующим компонентам станка.

После того, как станок полностью настроен, оператор может запустить программу ЧПУ.

Выполнение операции обработки

Программа ЧПУ действует как инструкции для станка с ЧПУ; он подает команды станка, определяющие действия и движения инструмента, на встроенный компьютер станка, который управляет станком и манипулирует им. Запуск программы побуждает станок с ЧПУ начать процесс обработки с ЧПУ, и программа направляет станок на протяжении всего процесса, поскольку он выполняет необходимые машинные операции для производства детали или продукта, разработанных по индивидуальному заказу.

Процессы обработки с ЧПУ

могут выполняться собственными силами - если компания вкладывает средства в приобретение и обслуживание собственного оборудования с ЧПУ - или поручать специализированным поставщикам услуг обработки с ЧПУ.

Типы операций обработки с ЧПУ

Обработка с ЧПУ

- это производственный процесс, подходящий для самых разных отраслей, включая автомобилестроение, аэрокосмическую, строительную и сельскохозяйственную промышленность, и способный производить ряд продуктов, таких как автомобильные рамы, хирургическое оборудование, авиационные двигатели, шестерни, ручные и садовые инструменты.Этот процесс включает в себя несколько различных операций обработки с компьютерным управлением, в том числе механические, химические, электрические и термические процессы, которые удаляют необходимый материал из заготовки для производства детали или продукта индивидуальной конструкции. Хотя химические, электрические и термические процессы обработки рассматриваются в следующем разделе, в этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее распространенных операций механической обработки с ЧПУ, в том числе:

Сверлильный станок с ЧПУ

Сверление - это процесс обработки, в котором используются многоточечные сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке.При сверлении с ЧПУ, как правило, станок с ЧПУ подает вращающееся сверло перпендикулярно плоскости поверхности заготовки, в результате чего получаются выровненные по вертикали отверстия с диаметром, равным диаметру сверла, используемого для операции сверления. Однако операции углового сверления также могут выполняться с использованием специализированных конфигураций станков и зажимных приспособлений. Рабочие возможности процесса сверления включают зенкование, зенкование, развертывание и нарезание резьбы.

Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерование - это процесс обработки, в котором используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты для удаления материала с заготовки. При фрезеровании с ЧПУ станок с ЧПУ обычно подает заготовку к режущему инструменту в том же направлении, что и вращение режущего инструмента, тогда как при ручном фрезеровании станок подает заготовку в направлении, противоположном вращению режущего инструмента. Функциональные возможности процесса фрезерования включают торцевое фрезерование - прорезание неглубоких, плоских поверхностей и полостей с плоским дном в заготовке - и периферийное фрезерование - прорезание глубоких полостей, таких как пазы и резьбы, в заготовке.

Токарный станок с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ и многошпиндельная обработка

Изображение предоставлено: Buell Automatics

Токарная обработка - это процесс обработки, в котором используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. При токарной обработке с ЧПУ станок - обычно токарный станок с ЧПУ - подает режущий инструмент линейным движением вдоль поверхности вращающейся заготовки, удаляя материал по окружности до достижения желаемого диаметра, для производства цилиндрических деталей с внешними и внутренними особенностями. , например прорези, конусы и резьбы.Рабочие возможности процесса токарной обработки включают растачивание, торцевание, нарезание канавок и нарезание резьбы. Когда дело доходит до фрезерного станка с ЧПУ, а не токарного, фрезерование с его вращающимися режущими инструментами лучше работает для более сложных деталей. Однако токарные станки с вращающимися деталями и стационарными режущими инструментами лучше всего подходят для более быстрого и точного создания круглых деталей.

Таблица 1 - Характеристики стандартных операций обработки с ЧПУ
Примечание. Некоторая информация об обработке с ЧПУ предоставлена ​​компанией Metal Craft.

Обработка

Характеристики

Бурение

  • Использует вращающиеся многоточечные сверла
  • Сверло подается перпендикулярно или под углом к ​​заготовке
  • Выполняет цилиндрические отверстия в заготовке

Фрезерный

  • Использует вращающийся многоточечный режущий инструмент
  • Заготовка подается в том же направлении, что и режущий инструмент
  • Удаляет материал с заготовки
  • Позволяет производить более широкий ассортимент форм

Токарный

  • Использует одноточечный режущий инструмент
  • Вращает заготовку
  • Режущий инструмент подается по поверхности заготовки
  • Удаляет материал с заготовки
  • Производит круглые или цилиндрические детали
Прядение металла с ЧПУ

Близкие родственники токарных станков, прядильные станки с ЧПУ включают токарный станок с заготовкой (металлическим листом или трубкой), которая вращается с высокой скоростью, в то время как металлический прядильный валок придает заготовке желаемую форму.В качестве «холодного» процесса прядение металла с ЧПУ формирует предварительно сформированный металл - трение токарного станка, контактирующего с роликом, создает силу, необходимую для придания формы детали.

Как работает швейцарская машина?

Швейцарская обработка, также известная как швейцарская обработка винтов, использует специальный тип токарного станка, который позволяет заготовке двигаться вперед и назад, а также вращаться, чтобы обеспечить более точные допуски и лучшую стабильность во время резки. Заготовки обрезаются рядом с удерживающей втулкой, а не дальше.Это позволяет снизить нагрузку на изготавливаемую деталь. Швейцарская обработка лучше всего подходит для небольших деталей в больших количествах, таких как винты для часов, а также для приложений с критическими допусками на прямолинейность или соосность. Вы можете узнать больше об этой теме в нашем руководстве о том, как работают швейцарские винтовые машины.

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

5-осевая обработка с ЧПУ описывает компьютеризированную производственную систему с числовым управлением, которая добавляет к традиционным 3-осевым линейным движениям (X, Y, Z) станка две оси вращения, чтобы обеспечить доступ станка к пяти из шести сторон детали в разовая операция.При добавлении к рабочему столу наклонно вращающегося приспособления для удержания заготовки (или цапфы) фреза становится так называемым станком 3 + 2, индексируемым или позиционным станком, позволяя фрезу приближаться к пяти из шести сторон рабочего стола. призматическая деталь под углом 90 ° без необходимости переустановки детали оператором.

Однако это не совсем 5-осевая фреза, потому что четвертая и пятая оси не перемещаются во время операций обработки. Добавление серводвигателей к дополнительным осям, плюс компьютеризированное управление для них - часть ЧПУ - сделало бы это единым целым.Такой станок, способный выполнять полную одновременную контурную обработку, иногда называют «непрерывным» или «одновременным» 5-осевым фрезерным станком с ЧПУ. Две дополнительные оси также могут быть встроены в обрабатывающую головку или разделены - одна ось на столе, а другая на головке.

Обучение операторов токарных станков с ЧПУ

Чтобы работать на токарном станке с ЧПУ, машинист должен пройти установленный объем курсовой работы и получить соответствующий сертификат аккредитованной производственной учебной организации.Программы обучения токарной обработке с ЧПУ обычно включают несколько занятий или занятий, предлагая постепенный процесс обучения, разбитый на несколько этапов. Важность соблюдения протоколов безопасности усиливается на протяжении всего тренировочного процесса.

Начальные курсы токарного станка с ЧПУ могут не включать практический опыт, но они могут включать ознакомление студентов с кодами команд, перевод файлов САПР, выбор инструмента, последовательности резания и другие области. Курс для начинающих токарных станков с ЧПУ может включать:

  • Смазка и график техобслуживания токарных станков
  • Перевод инструкций в машиночитаемый формат и загрузка их в токарный станок
  • Установление критериев выбора инструмента
  • Установка инструментов и деталей для работы с материалом
  • Изготовление пробных деталей

Позднее обучение токарному станку с ЧПУ обычно включает в себя фактическую работу на токарном станке, а также настройку станка, редактирование программ и разработку нового синтаксиса команд.Этот вид обучения токарным станкам может включать курсы по:

  • Выяснение, где требуются правки, путем сравнения образцов деталей с их характеристиками
  • Изменения программирования ЧПУ
  • Создание нескольких циклов тестовых компонентов для уточнения результатов редактирования
  • Регулировка расхода охлаждающей жидкости, чистка токарного станка, ремонт и замена инструмента

Прочие операции с ЧПУ

Прочие операции механической обработки с ЧПУ включают:

Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ

Как указано выше, существует широкий диапазон операций обработки.В зависимости от выполняемой операции обработки в процессе обработки с ЧПУ используются различные программные приложения, станки и станки для получения желаемой формы или дизайна.

Типы ПО поддержки обработки с ЧПУ

В процессе обработки с ЧПУ используются программные приложения, обеспечивающие оптимизацию, точность и аккуратность специально разработанной детали или продукта. Используемые программные приложения включают:

CAD : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) - это программы, используемые для создания чертежей и создания 2D-векторных или 3D-изображений твердых деталей и поверхностей, а также необходимой технической документации и спецификаций, связанных с деталями.Проекты и модели, созданные в программе CAD, обычно используются программой CAM для создания необходимой машинной программы для производства детали с помощью метода обработки с ЧПУ. Программное обеспечение САПР также можно использовать для определения и определения оптимальных свойств деталей, оценки и проверки конструкции деталей, моделирования изделий без прототипа и предоставления проектных данных производителям и мастерским.

CAM : Программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM) - это программы, используемые для извлечения технической информации из модели САПР и создания машинной программы, необходимой для запуска станка с ЧПУ и манипулирования инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу.Программное обеспечение CAM позволяет станку с ЧПУ работать без помощи оператора и может помочь автоматизировать оценку готовой продукции.

CAE : Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (CAE) - это программы, используемые инженерами на этапах предварительной обработки, анализа и постобработки в процессе разработки. Программное обеспечение CAE используется в качестве вспомогательных средств поддержки в приложениях для инженерного анализа, таких как проектирование, моделирование, планирование, производство, диагностика и ремонт, для помощи в оценке и изменении конструкции продукта.Доступные типы программного обеспечения CAE включают в себя программное обеспечение для анализа конечных элементов (FEA), вычислительной гидродинамики (CFD) и многотельной динамики (MDB).

Некоторые программные приложения объединили в себе все аспекты программного обеспечения CAD, CAM и CAE. Эта интегрированная программа, обычно называемая программным обеспечением CAD / CAM / CAE, позволяет одной программе управлять всем процессом изготовления от проектирования до анализа и производства.

Что такое станок с ЧПУ? Типы станков с ЧПУ и станков

В зависимости от выполняемой операции обработки, в процессе обработки с ЧПУ используются различные станки и станки с ЧПУ для производства детали или продукта по индивидуальному заказу.В то время как оборудование может отличаться по-разному от операции к операции и от приложения к приложению, интеграция компонентов компьютерного числового программного управления и программного обеспечения (как указано выше) остается неизменной во всем обрабатывающем оборудовании и процессах с ЧПУ.

Сверлильное оборудование с ЧПУ В

Drilling используются вращающиеся сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет отходам металла, то есть стружке, отводиться от заготовки.Существует несколько типов сверл, каждое из которых используется для определенного применения. Доступны следующие типы сверл: центрирующие сверла (для изготовления мелких или пилотных отверстий), сверла для сверления (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для изготовления отверстий без пилотного отверстия) и патронные развертки (для увеличения предварительно изготовленные отверстия).

Обычно в процессе сверления с ЧПУ также используются сверлильные станки с ЧПУ, которые специально разработаны для выполнения операции сверления.Однако операция также может выполняться токарными, резьбонарезными или фрезерными станками.

Фрезерное оборудование с ЧПУ

Milling использует вращающиеся многоточечные режущие инструменты для придания формы заготовке. Фрезерные инструменты имеют горизонтальную или вертикальную ориентацию и включают концевые фрезы, винтовые фрезы и фрезы для снятия фасок.

В процессе фрезерования с ЧПУ также используются фрезерные станки с ЧПУ, называемые фрезерными станками или фрезерами, которые могут быть горизонтально или вертикально ориентированы.Базовые фрезы могут перемещаться по трем осям, а более совершенные модели имеют дополнительные оси. Доступные типы фрез включают ручные фрезерные станки, плоские фрезерные станки, универсальные фрезерные станки и универсальные фрезерные станки.

Токарное оборудование с ЧПУ

В токарной обработке используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами, доступными для черновой обработки, чистовой обработки, торцевания, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезки и обработки канавок.

В токарном процессе с ЧПУ также используются токарные или токарные станки с ЧПУ. Доступные типы токарных станков включают токарно-револьверные станки, токарные станки для двигателей и специальные токарные станки.

Что такое настольный станок с ЧПУ?

Компании, специализирующиеся на производстве станков с ЧПУ, часто предлагают настольные серии небольших и легких станков. Настольные станки с ЧПУ, хотя и работают медленнее и менее точны, но хорошо обрабатывают мягкие материалы, такие как пластик и пенопласт. Они также лучше подходят для небольших деталей и производства от легкой до средней.Машины, представленные в настольной серии, напоминают более крупные промышленные стандарты, но их размер и вес делают их более подходящими для небольших приложений. Например, настольный токарный станок с ЧПУ, который имеет две оси и может обрабатывать детали диаметром до шести дюймов, будет полезен для изготовления ювелирных изделий и форм. Другие распространенные настольные станки с ЧПУ включают лазерные резаки и фрезерные станки размером с плоттер.

При использовании небольших токарных станков важно различать настольный токарный станок с ЧПУ и настольный токарный станок.Настольные токарные станки с ЧПУ, как правило, более доступны, но также меньше по размеру и несколько ограничены в возможностях применения. Стандартный настольный токарный станок с ЧПУ обычно включает в себя контроллер движения, кабели и базовое программное обеспечение. Стандартный настольный токарный станок с ЧПУ в аналогичной базовой комплектации стоит немного дороже.

Обработка материалов с ЧПУ

Процесс обработки с ЧПУ подходит для различных конструкционных материалов, в том числе:

  • Металл (например, алюминий, латунь, нержавеющая сталь, легированная сталь и т. Д.))
  • Пластик (например, PEEK, PTFE, нейлон и т. Д.)
  • Дерево
  • Пена
  • Композиты

Оптимальный материал для применения в производственном приложении с ЧПУ во многом зависит от конкретного производственного приложения и его технических характеристик. Большинство материалов можно обрабатывать при условии, что они могут выдерживать процесс механической обработки, то есть имеют достаточную твердость, предел прочности на разрыв, сопротивление сдвигу, а также химическую и температурную стойкость.

Материал заготовки и его физические свойства используются для определения оптимальной скорости резания, скорости подачи резания и глубины резания.Скорость резания, измеряемая в футах поверхности в минуту, означает, насколько быстро станок врезается в заготовку или удаляет с нее материал. Скорость подачи, измеряемая в дюймах в минуту, является мерой того, насколько быстро заготовка подается к станку, а глубина резания - насколько глубоко режущий инструмент врезается в заготовку. Как правило, заготовка сначала проходит начальную стадию, на которой она грубо обрабатывается до приблизительной, специально разработанной формы и размеров, а затем предпринимается стадия чистовой обработки, на которой она испытывает более низкие скорости подачи и меньшую глубину резания для достижения более точной и точной обработки. точные спецификации.

Размеры ЧПУ

Широкий спектр возможностей и операций, предлагаемых процессом обработки с ЧПУ, помогает ему найти применение в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, авиакосмическую промышленность, строительство и сельское хозяйство, а также позволяет производить ряд продуктов, таких как гидравлические компоненты, винты и валы. Несмотря на универсальность и настраиваемость процесса, изготовление некоторых деталей, например, больших или тяжелых компонентов, представляет более серьезные проблемы, чем другие.В таблице 1 ниже представлены некоторые проблемы, связанные с обработкой крупных деталей и тяжелых компонентов.

Таблица 2 - Проблемы обработки деталей размером
Примечание. Некоторые из задач по обработке крупных деталей и тяжелых деталей обеспечивает Technox Machine & Manufacturing Inc.

Размер детали

Проблемы обработки

Большая деталь

  • Требуется специализированное оборудование для позиционирования и обработки
  • Требуется обучение операторов специализированного оборудования
  • Более сложная наладка машины
  • Может быть слишком большим для рабочей зоны
  • Усиление факторов, влияющих на точность
  • Большое количество тепла, выделяемого в процессе
  • Повышенная вероятность деформации, вызванной стрессом

Тяжелый компонент

  • Требуются специализированные инструменты и оборудование для погрузочно-разгрузочных работ
  • Требуется обучение операторов специализированного оборудования
  • Может быть слишком тяжелым для рабочей зоны
  • Повышенная нагрузка на оборудование

Альтернативы использованию станка с ЧПУ

Хотя обработка с ЧПУ демонстрирует преимущества по сравнению с другими производственными процессами, она может не подходить для каждого производственного применения, а другие процессы могут оказаться более подходящими и рентабельными.Хотя в этой статье основное внимание уделяется процессам механической обработки с ЧПУ, в которых используются станки для производства деталей или изделий, разработанных по индивидуальному заказу, системы ЧПУ могут быть интегрированы в различные станки. Другие процессы механической обработки с ЧПУ включают ультразвуковую обработку, гидроабразивную резку и абразивно-струйную обработку.

Помимо механических процессов, также доступны процессы химической, электрохимической и термической обработки. Процессы химической обработки включают химическое фрезерование, вырубку и гравировку; процессы электрохимической обработки включают электрохимическое удаление заусенцев и шлифование; процессы термической обработки включают электронно-лучевую обработку, лазерную резку, плазменную резку и электроэрозионную обработку (EDM).

История обработки с ЧПУ (видео)

Сводка

Выше описаны основы процесса обработки с ЧПУ, различные операции обработки с ЧПУ и необходимое для них оборудование, а также некоторые соображения, которые могут быть приняты во внимание производителями и механическими цехами при принятии решения о том, является ли обработка с ЧПУ наиболее оптимальным решением для их конкретной ситуации. производственное приложение.

Чтобы получить дополнительную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для производства на заказ, посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники
  1. Нетрадиционные процессы механической обработки и термической резки
  2. Обработка пластмасс с ЧПУ
  3. Отрасли, использующие высокоточные станки с ЧПУ
  4. Услуги токарной и фрезерной обработки с ЧПУ
  5. Швейцарская токарная обработка винтов и традиционная обработка с ЧПУ
  6. 7 причин, почему обработка с ЧПУ превосходит традиционную обработку
  7. Как мир (ЧПУ) вращается - Эволюция токарной обработки с ЧПУ
  8. Типы и преимущества обработки с ЧПУ
  9. Прототипирование с ЧПУ, как оно есть сегодня
  10. Преимущества контрактной обработки с ЧПУ
  11. Все о станках с ЧПУ
  12. Обработанные детали из алюминия
  13. Обработка компонентов огнестрельного оружия
  14. Советы для отличного дизайна прядения металла
  15. Важность деталей и компонентов трансмиссии для внедорожников
  16. Что такое швейцарская обработка с ЧПУ?
  17. Что нужно знать о швейцарской токарной обработке
  18. Самолеты и авиакосмическая промышленность в Ardel Engineering
  19. Связь в Ardel Engineering
  20. Услуги токарной и фрезерной обработки с ЧПУ на Helander
  21. Обработка пластмасс с ЧПУ
  22. Фрезерные станки Vs.Станки токарные
  23. Швейцарская обработка с ЧПУ
  24. Что такое обработка с ЧПУ?
  25. Руководство по допускам обработки на станках с ЧПУ
  26. Как указать общие допуски в обрабатываемых деталях

Прочие изделия с ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Изготовления

Все, что вам нужно знать о станках с ЧПУ

История Станки

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

Одна минута на программном обеспечении ЧПУ от экспертов:

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

Как это работает

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

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

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

Типы станков с ЧПУ

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

Традиционные технологии:
  1. Сверла: Сверла работают, вращая сверло и перемещая его по неподвижному блоку исходного материала и контактируя с ним.Сверла с ЧПУ помогают делать точные отверстия там, где они вам нужны.

  2. Токарные станки: Токарные станки, во многом противоположные сверлам, вращают блок материала против сверла (вместо того, чтобы вращать сверло и приводить его в контакт с материалом). Токарные станки обычно контактируют с материалом, перемещая режущий инструмент в боковом направлении, пока он не коснется прядильного материала. Токарные станки, в основном используемые для обработки металлов и дерева, удаляют ненужные излишки материала и оставляют красивый и, в конечном итоге, более полезный компонент.

  3. Фрезерные станки: Фрезерные станки, вероятно, являются наиболее распространенными станками с ЧПУ, которые используются сегодня. Они включают использование вращающихся режущих инструментов для удаления материала с единицы запаса. Они могут выполнять различные функции, включая сверление, растачивание, нарезание зубчатых колес и создание пазов в заданном куске материала.

Новые технологии:

  1. Электрическая и / или химическая обработка: Существует ряд новых технологий, в которых используются специальные методы для резки материала.Примеры включают электронно-лучевую обработку, электрохимическую обработку, электроэрозионную обработку (EDM), фотохимическую обработку и ультразвуковую обработку. Большинство из этих технологий являются узкоспециализированными и используются в особых случаях для массового производства с использованием определенного типа материала.

  2. Другие режущие материалы: Существует ряд других новых технологий, в которых для резки материала используются другие материалы. Примеры включают станки для лазерной резки, станки для газокислородной резки, станки для плазменной резки и оборудование для гидроабразивной резки.Эти машины приобрели популярность в различных отраслях промышленности в последние годы; однако это все еще узкоспециализированное оборудование.

Используемые материалы

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

Приложение для быстрого прототипирования Станки

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

Заявка на производство

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

Что лучше? ЧПУ или 3D-печать?

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

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

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

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

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

Что такое станок с ЧПУ? 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 роторный резак 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 высоким уровнем точности, что делает их пригодными для крупномасштабных проектов.

Как работают станки с ЧПУ?

Станок с ЧПУ следует указаниям 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 содержит спецификации, такие 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 машины: Когда оператор получит доступный для чтения файл, он может настроить машину самостоятельно. 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: станки с ЧПУ могут расширить возможности производственных предприятий, нуждающихся в автоматизированных процессах.
  • Быстрое прототипирование: 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 в различных 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 спецификации.Свяжитесь с представителем онлайн для получения дополнительной информации о наших возможностях ЧПУ.

Свяжитесь с нами

Чем занимается машинист с ЧПУ?

Металлообрабатывающей промышленности нужны более квалифицированные операторы ЧПУ. Эта полезная карьера требует широкого набора навыков - математики, механического проектирования, интерпретации технических чертежей и программ, внимания к деталям - чтобы должным образом превратить металлическую отливку в ценную обрабатываемую деталь. Это уникальное сочетание цифрового и физического, умственного и практического труда.Прежде чем взглянуть на типичный динамичный день, давайте разберемся, что такое станок с ЧПУ.

Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) использует программу для управления работой станков, таких как токарные и фрезерные станки. Он берет сырье (металл, пластик и т. Д.) И режет, шлифует, сверлит, поворачивает, фрезерует и / или формует его в детали, которые соответствуют точным спецификациям. «Точный» - ключевое слово для станков с ЧПУ. Доли миллиметра имеют значение, и здесь очень мало места для ошибки.

Зачем машинисту ритм?

Один из ключей к полноценному рабочему дню машиниста - это распорядок, который позволит вам войти в ритм. Вы будете постоянно переключаться между различными задачами в вашей рабочей области: менять деталь, проверять деталь, наблюдать за инструментами и т. Д. Установление плавного ритма не только максимизирует вашу эффективность, но и заставляет день пролетать незаметно, поскольку вы всегда знаете, что вы должны добиться успеха в данный момент.

Хотя не бывает двух абсолютно одинаковых рабочих дней, вот некоторые типичные задачи и ситуации производственного оператора с ЧПУ.

За работу!

После того, как вы наберетесь и наденете защитное снаряжение, вы явитесь в назначенный вам рабочий центр. Ваши первые 15 минут - это сбор материалов, которые вам нужны на день, и разговор с оператором предыдущей смены, который поделится любыми проблемами качества машин или деталей, которые вам нужно знать. Такая командная работа сводит к минимуму неожиданности и позволяет оператору планировать смену инструмента и проверки для максимальной эффективности. Каждое приспособление спроектировано по-своему, поэтому вы можете проверить прилагаемые инструкции по загрузке для этой детали, чтобы убедиться, что ваша техника будет правильной.В конце концов, эти высокоточные станки представляют собой передовую технологию, требующую точных методов, которые имеют решающее значение для успешной работы.

Вы выгружаете свою первую готовую деталь на стенд для снятия заусенцев, где она очищается от стружки и охлаждающей жидкости. Вы сдуваете приспособление, удаляя стружку, которая может вызвать неправильную нагрузку или повреждение деталей. Вы загружаете новую необработанную деталь в приспособление. Вы дважды проверяете, правильно ли загружена деталь. Ритм уже начался.

Контроль качества начинается немедленно.

Вы возвращаетесь к детали на станке для удаления заусенцев. У каждой детали есть особые инструкции по удалению заусенцев, то есть удаления небольших металлических деталей, которые все еще прикреплены к детали после обработки. Эта первая деталь должна пройти аудит в процессе производства, проверку размеров важнейших деталей с использованием различных измерительных инструментов: штангенциркуля, калибратора внутреннего диаметра, штифтового калибра, калибратора резьбы, глубиномера, а также микрометров внутреннего и внешнего диаметра.

График аудита может быть каждые 2 или 4 часа, каждый час или даже каждую часть, в зависимости от того, насколько важна функция для обеспечения качества детали.После аудита деталь проверяется отделом обеспечения качества на координатно-измерительной машине (КИМ), чтобы убедиться, что все размеры и положения находятся в пределах допуска, а не только критические из них, охваченные вашим аудитом.

Перерыв на обед!

Во время обеда у вас есть возможность перевести дух. Вы можете подумать о том, как продвигается ваша постановка, и о своих ожиданиях от дня. Приятно брать дизайн и создавать из него полезные физические части. Сейчас также хорошее время, чтобы поделиться с коллегами своими идеями об условиях работы, повышении производительности или улучшении конкретного режущего инструмента.

Ритм продолжается.

Как оператор ЧПУ, вы всегда сосредоточены на том, чтобы машина работала с максимальной производительностью и соответствовала запланированным показателям. В течение дня вы также контролируете инструменты, используемые на каждой детали, чтобы убедиться, что каждый из них работает должным образом. Затупившийся инструмент вызывает чрезмерные заусенцы или размеры, выходящие за пределы допуска. Вы следите за качеством деталей при удалении заусенцев, прислушиваетесь к звуку станка, который отличается от обычного, и слышите сигнал тревоги станка о соблюдении срока службы инструмента.

Вы дошли до конца смены! Вы перекрываете друг друга в течение 15 минут и оставляете машину работать для следующего оператора. Вы рассказываете, как машина и детали работали в течение смены, записываете производство и моете посуду до того, как прозвенит звонок.

Изо дня в день (или даже через час) вы можете использовать подъемное оборудование для перемещения деталей и оборудования, очистки и упаковки готовых деталей, выполнения переналадки, сотрудничества с другим членом команды или встреч с клиентами.

Теперь, когда вы знаете, что делает оператор ЧПУ, как стать машинистом? Многие механические мастерские, такие как Stecker Machine, обучают операторов ЧПУ. Чтобы добиться успеха в обучении, нужны стремление к обучению и усердие в управлении машиной.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *