Устройство станка с чпу его основные узлы: Из чего состоит токарный станок с ЧПУ

New page

Дата публикации: 15/04/2022

Использование ЧПУ станков в современном производстве – это не дань моде, а закономерный процесс автоматизации с применением эффективных типовых решений. Автоматизация дает технологический и экономический эффект в виде сокращения времени на процессы, снижения зависимости от человеческого фактора и затрат, связанных с организацией рутинных операций. Обработка на станке ЧПУ позволяет производить детали высокого уровня точности и повторяемости в значительно более короткие сроки, чем это делает даже опытный оператор на обычном оборудовании. В этой статье мы рассказываем об основных принципах работы и общих моментах устройства станков, даем представление о том, что такое станок с ЧПУ. 

Содержание

1. Принцип работы и общее понятие станков с ЧПУ
2. Устройство токарного и фрезерного станка с ЧПУ
3. Функциональная схема станка ЧПУ с программной и исполнительной частью
4. Принципы программирования и взаимодействия со станками ЧПУ
5. Эксплуатационные особенности станков с ЧПУ
6. Возможности и особенности работы на станках ЧПУ на крупном производстве

Принцип работы и общее понятие станков с ЧПУ 

Представление о том, как работает станок с ЧПУ, строится на базовых принципах обработки материала и управления оборудованием. Любое оборудование с числовым программным управлением можно рассматривать как комплекс из нескольких составляющих ЧПУ станка:

• функциональная часть включает инструмент и оснастку, основные части непосредственно обрабатывающей базы, рабочие поверхности и приводы;
• исполнительная часть представляет собой приводы, обеспечивающие взаимодействие программной части и функциональной – шаговые и серводвигатели, гидравлические компоненты для управления поверхностями, узлы смены инструмента и позиционирования;
• программная часть обеспечивает непосредственное управление ЧПУ станком через подачу заранее сформированных команд исполнительным механизмам и узлам;
• система обратной связи представляет собой комплекс датчиков и узлов, выполняющих функции контроля процесса и измерения параметров.

В программной части станка с ЧПУ имеется аналитическая составляющая, которая принимает информацию от системы обратной связи и корректирует работу комплекса при обнаружении отклонений.  

Загруженный в программную часть станка алгоритм выполнения операций и циклов обрабатывается для формирования сигналов. Исполнительные механизмы позиционируют заготовку и инструмент. Функциональная часть выполняет непосредственно процесс механической обработки – точит, фрезерует, долбит, сверлит, зенкерует материал. Система контроля и обратной связи измеряет заготовку и снимает информацию о параметрах работы, чтобы передать ее в программную область. Таким образом создается и исполняется замкнутый цикл, позволяющий выполнить заданные операции с определенной точностью и последовательностью. 

Принцип работы станка с ЧПУ по металлу, дереву или иному материалу всегда общий, разница состоит в применении инструмента и оснастки. Область применения систем ЧПУ распространяется не только на операции с телами вращения – выпускаются прессы, штампы, разрезные станки, устройства намотки и размотки.   

Устройство токарного и фрезерного станка с ЧПУ

Как работает ЧПУ станок по металлу становится понятно, если разделить процесс на описанные выше составляющие.

В металлообработке наиболее распространенные операции с заготовками – точение, фрезерование, сверление, зенковка, долбление. Устройство токарного и фрезерного станка с ЧПУ по металлу или дереву имеет существенное различие в том, что в первом случае тело вращения – это обрабатываемая деталь, а во втором телом вращения является фреза, инструмент и оснастка. По принципу взаимодействия с заготовкой к фрезерному станку близок сверлильный, в котором вращается инструмент, а заготовка может подаваться в определенной позиции. 

Общие принципы конструкции схожи – у станка имеется массивная станина, источник вращения и передачи крутящего момента (двигатель с приводом), точка (узел) фиксации тела вращения в виде шпинделя с патроном или другим узлом для установки инструмента/заготовки. Конструктивные особенности станков с ЧПУ выражаются в том, что ряд узлов и агрегатов предусмотрен для взаимодействия программной части с функциональной:

• серводвигатели и шаговые двигатели перемещают заготовку, узел со шпинделем и суппорт токарного станка для подачи детали на обработку;
• исполнительные приводы (гидравлические, шаговые) управляют положением поворотного или наклонно-поворотного стола для позиционирования заготовки;
• в многоосевых станках ЧПУ и обрабатывающих центрах предусмотрены механизмы передачи заготовки на другую точку обработки;
• в многофункциональных обрабатывающих центрах отдельная группа механизмов управляет сменой инструмента и шпинделя.  

Лазерное раскройное оборудование по устройству и принципу отлично от того, как работает токарный или фрезерный станок ЧПУ. В роли инструмента и оснастки выступает лазерный излучатель, который выставляется в определенную точку и перемещается приводами, включается по команде программного модуля. 

Функциональная схема станка ЧПУ с программной и исполнительной частью 

С точки зрения функциональности любой станок с ЧПУ представляет собой комплекс из программной, исполнительной и механической частей. Если с механической составляющей все понятно, то принцип и состав модулей программирования, формирования команд и исполнения стоит рассмотреть отдельно. 

Любая программа выполняется при условии ее ввода в цифровую часть оборудования и запуска. Для ввода самой программы и связанных с ней данных можно использовать перфоленту (устарело), магнитные носители (устарело), флэш-носитель, программируемый логический контроллер (ПЛК) и ПК через порт RS-232-C. В современных станках для оператора предусмотрен сенсорный дисплей, на котором отображаются заранее прописанные G-кодом команды на выполнение операций. 

Введенные данные после запуска направляются в БУС – блок управления с функциями:

• чтение и расшифровка введенных в виде кода инструкций;
• интерполяция команд – формирование команд, которые передаются на исполнительные механизмы для движения оси инструмента и заготовки;
• отправка команд на исполнительные механизмы и усилители;
• прием, расшифровка и идентификация сведений от датчиков обратной связи, регистрирующих положение и движение (изменение положения) осей приводов. 

Программная часть станка с ЧПУ условно “не видит” заготовку и инструмент, она имеет дело с осями и точками, которые отражают положение и размеры детали, положение и смещение рабочего стола и инструмента. Для обозначения осей детали применяются символы X и Y, для шпинделя символ Z.  

Сформированные в БУС команды передаются на усилитель и оттуда непосредственно на приводы – шаговые, серводвигатели, гидравлические клапаны. Таким образом настраивается положение рабочего стола, шпинделя, суппорта токарного станка с ЧПУ или лазерной головки раскройного оборудования. Датчики измерительной системы определяют фактическое положение осей и передают данные в БУС, где происходит сопоставление с шаблонными значениями. Таким образом станок с ЧПУ проверяет исполнение команд и фактическое соответствие заданным параметрам. 

Исходные данные о заготовке представляются в виде двухмерной или трехмерной модели, которая в процессе цифровой обработки преобразуется в облако точек с определенными координатами и привязкой к осям. Это современный подход, позволяющий работать с графическим представлением процесса без считывания станком бумажного чертежа. 

Принципы программирования и взаимодействия со станками ЧПУ 

Как и любая компьютерная система, ЧПУ для станка имеет платформу с исходным кодом, чаще всего закрытую для пользователя на уровне оператора, и функциональную надстройку для непосредственного программирования во время настройки и работы станка.

Это по сути собственная операционная система, которая может быть совместима с распространенными модификациями ОС для компьютеров на производстве. Программист ЧПУ пишет программу – сценарий для выполнения технологического процесса обработки заготовки на языке G-code. 

В зависимости от сложности платформы, станка и процесса обработки оператор вводит с помощью кнопок и иконок на дисплее G-коды определенных циклов и операций. Часть процесса обработки иногда называют кадром программы, который может состоять из нескольких действий. G-коды принято относить к одному из процессов обработки, типовых циклов, которые можно применять к любой заготовке, вводя данные осей и координат точек. Различают коды (кадры, операции) фрезерования, точения, сверления, зенкования, резки, штамповки и др. 

Каждый цикл процесса – это завешенный кадр программы, составленной из набора последовательно выполняемых команд, прописанных в виде G-кода. Например, если рассмотреть, как работает токарный или фрезерный станок с ЧПУ FANUC, то коды по шагам будут разделены на подготовительные (настроечные) и исполнительные. Операции G00 – G04 позиционируют инструмент, G53 – G59 переключают системы координат. Коды G80 – G84 – циклические команды для сверления и нарезания резьбы на станке с ЧПУ. 

В основе каждого кода и цикла лежит несколько обязательных элементов – задание начальной и конечной точки движения, траектория движения инструмента и заготовки, запуск и остановка шпинделя и пр. Некоторые циклы выполняются с обязательным возвращением в исходную позицию, более сложные программы ЧПУ позволяют считать начальной точкой каждую из пройденных в зависимости от вида процесса (кадра). 

У каждого производителя и каждой платформы ЧПУ имеется своя таблица кодов. В большинстве случаев это унифицированные команды, которые можно рассматривать как функциональную надстройку – например, система ЧПУ HAAS может быть установлена как исполнительная надстройка на систему Fanuc со своими G-code для операций и циклов. Производитель токарных и фрезерных станков ЧПУ Siemens применяет собственную систему SINUMERIK с аналогичными кодами на языке G-code.  

Подробно писать об устройстве и программировании станков ЧПУ в ознакомительной статье нет смысла, каждый производитель выпускает документацию и присылает свои руководства по эксплуатации. В большинстве случаев оператор станка ЧПУ использует ввод кодов операций (действий) непосредственно с панели управления станка. Программист ЧПУ пишет процессы на ПК или ПЛК, готовые программы загружаются в БУС системы. В основном это нужно для крупных производств. Для небольших предприятий и относительно простых станков с ЧПУ достаточно базового набора кодов. 

Эксплуатационные особенности станков с ЧПУ 

Не стоит воспринимать станок с ЧПУ как сверхсложное устройство, пригодное только для больших производств. Система числового программного управления может использоваться на уровне мастерской и небольшого цеха, где процесс станочной обработки состоит из повторяющихся рутинных операций. Не менее важна возможность обработки деталей с высокой точностью и повторяемостью, что практически невозможно обеспечить при работе даже самых опытных станочников. При наличии и навыках применения конструкторских и проектировочных платформ класса CAD на ЧПУ можно изготавливать самые сложные профильные детали вплоть до прецизионной обработки металла. 

На уровне эксплуатации в конкретных условиях важно правильно определять задачи и соответствие станка сложности процесса. Производители выпускают несколько видов комплексов ЧПУ с разными уровнями автоматизации:

• станки ЧПУ “Сименс” серии 802 и аналоги других производителей можно настраивать и запускать, пользуясь обычными маховичками или загружая код ЧПУ;
• относительно простые модели станков ЧПУ могут уверенно выполнять токарные и фрезерные операции в трех осях с неподвижным шпинделем, чего вполне достаточно для мелкосерийного производства;
• многоосевые станки для обработки сложных деталей позволяют сократить количество промежуточных операций за счет изменения оси и выноса шпинделя, подвижности поворотных и наклонно-поворотных столов, револьверных патронов и инструментальных колонн;
• обрабатывающие центры (ОЦ) ЧПУ применяются на крупных производствах, так как позволяют провести обработку деталей в несколько проходов разными инструментами с выбранным уровнем точности обработки для каждой операции

В платформах ЧПУ крупных производителей заложена возможность обращения к справочным материалам, выполнения цикла чистовой и черновой обработки, запуска последовательности программных кадров для заранее записанного и сохраненного процесса. Оператору следует с максимальной ответственностью относиться к сообщениям об ошибках, которые выдает информационная система станка при загрузке программы. 

Особенности конструкции создают ряд требований к наладке, запуску и обслуживанию станков с ЧПУ:

• особое внимание следует уделять состоянию исполнительных узлов – приводов, направляющих и прочих элементов, от износа которых зависит точность обработки;
• функциональная часть станка обслуживается по отдельному регламенту, разработанному для определенного типа оборудования;
• программное обеспечение станка ЧПУ должно обновляться по мере выхода новых версий, от этого зависит возможность использования системы;
• запчасти и комплектующие для станков ЧПУ должны быть указаны в описании производителя как рекомендованные, особенно важно это для аналогов и реплик от сторонних изготовителей. 

При смене программы на сохраненную или запуске нового процесса необходим пробный прогон полного цикла обработки детали, проверка показаний датчиков и анализ выданных сообщений об ошибках.  

Возможности и особенности работы на станках ЧПУ на крупном производстве

Компьютерная (цифровая) составляющая станка с ЧПУ позволяет существенно расширить возможности среднего и крупного производства, если интегрировать ее в систему управления и контроля. Существует несколько таких платформ, среди которых стоит выделить отечественную разработку DPA – систему организации производства на уровне участка, цеха, предприятия с оборудованием ЧПУ любого уровня. 

Функционал системы DPA позволяет объединить станки и ПК в общую сеть, которая будет собирать данные о работе в реальном времени, формировать отчеты по выбранным периодам и критериям, распределять задания и поддерживать функции доступа специалистов к настройкам оборудования. Объединение DPA со справочной частью станка ЧПУ и устройствами инженеров позволяет вывести производство на уровень системного управления для повышения эффективности и поддержания высокого качества. 

Основные узлы металлорежущих станков | Машиностроение

рис. 2.1. Точение цилиндрической поверхности проходным резцом

Металлорежущий станок — машина для размерной обработки заготовок путем снятия стружки при резании лезвийным или абразивным инструментом.
Для получения поверхностей на заготовке режущим инструментом в станках необходимо обеспечить движения инструменту и заготовке, согласованные между собой по определенному закону.
Пример 1. Обработать цилиндрическую поверхность на токарном станке проходным резцом (рис. 2.1). Для этого необходимо организовать два движения: вращение заготовки  (В₁) и поступательное перемещение резца вдоль оси заготовки  (П₂).

рис. 2.2. Нарезание резьбы резьбовым резцом

Пример 2.. Нарезать резьбу на токарном станке резьбовым резцом (рис. 2.2).
Для этого необходимо организовать тоже два движения, но взаимосвязанные между собой по определенному закону, а именно, за один оборот заготовки резец требуется переместить вдоль оси заготовки на шаг нарезаемой резьбы, т. е. (В1) и (В1П2).

Пример 3. Сверлить спиральным сверлом отверстие на вертикально-сверлильном станке (рис. 2.3).
Для этого необходимо организовать также два движения (В1) и (П2), но оба движения получает инструмент (сверло), где (В1) — вращение сверла, а (П2) — поступательное движение сверла.

рис. 2.3

Все эти движения являются вполне определенными, отвечающими заданному технологическому процессу. Для обеспечения необходимых закономерностей каждого движения устанавливаются характеризующие его параметры и создаются в станке соответствующими механизмами.
Узел 1 — Главный привод станка сообщает движение инструменту или заготовке для осуществления процесса резания с соответствующей скоростью. У подавляющего большинства станков главный привод сообщает вращательное движение шпинделю, в котором закреплен режущий инструмент либо заготовка.
Узел 2 — Привод подачи необходим для перемещения инструмента относительно заготовки для формирования обрабатываемой поверхности.
Узел 3 — Привод позиционирования необходим для перемещения того или иного узла станка из некоторой исходной позиции в другую заданную позицию, например, при последовательной обработке нескольких отверстий или нескольких параллельных плоскостей на одной и той же заготовке. Во многих современных станках с числовым программным управлением (ЧПУ) функции приводов подачи и позиционирования выполняет один общий привод.
Узел 4 — Несущая система станка состоит из последовательного набора соединенных между собой базовых деталей. Соединения мо- гут быть неподвижными (стыки) или подвижными (направляющие). Несущая система обеспечивает правильность взаимного расположения режущего инструмента и заготовки под воздействием силовых и температурных факторов.
Узел 5 — Манипулирующие устройства необходимы для автоматизации различных вспомогательных движений в станке для смены заготовок, их зажима, перемещения или поворота, смены режущих инструментов, удаления стружки и т. п. Современный многооперационный станок имеет набор манипуляторов, транспортеров, поворотных устройств, а в некоторых случаях обслуживается универсальным манипулятором с программным управлением (промышленным роботом).
Узел 6 — Контрольные и измерительные устройства необходимы в станке для автоматизации наблюдения за правильностью его работы. С помощью них контролируют состояние наиболее ответственных частей станка, работоспособность режущего инструмента, измеряют размеры заготовки и изделия. При достаточно высоком уровне автоматизации результаты контроля измерения поступают в управляющее устройство, а оттуда в виде управляющих сигналов корректируют положение узлов станка.
Узел 7 — Устройство управления может быть с ручным обслуживанием оператором, с механической системой управления или с ЧПУ. В настоящее время происходит широкое внедрение микропроцессорных устройств ЧПУ для управления всеми видами станочного оборудования.

Детали и элементы систем станков с ЧПУ

Станки с системой ЧПУ содержат некоторые основные детали и элементы, повышающие эффективность станка. Ранее была опубликована статья о управляющем коде, который необходимо знать перед использованием любого станка с ЧПУ. Мы рассмотрели два кода: G-код и М-код.

Сегодня мы рассмотрим основные части станков с ЧПУ и некоторые их элементы.

Содержание

• 1 Детали станков с ЧПУ
  • 1,1 Кровать:
  • 1.2 Наготка:
  • 1.3 Хвост:
  • 1,4 Хвостовая уход:
  • 1,5 Педали или педали:
  • 1,6 Чак:
  • 1,7 Панель управления:
  • 1,8. Элементы машин CNC
    • 2.1 Программа:
    • 2.2 Читатель для ленты:
    • 2.3 мини-компьютер:
    • 2.4 Серворет-системы:
    • 2.5. СОЗДАТЕЛЬСТВО CNC:
    • 2.6 Присоединяйтесь к нашей новостной рассылке
    • 2.7 КНИЧЕСКИЙ СОРИТЕЛЬ!

  Детали станков с ЧПУ

  Следующие детали представляют различные детали станков с ЧПУ:

  Станина:

  Эти детали станков с ЧПУ несут всю нагрузку станка, то есть все остальные компоненты устанавливаются на них. . Компонент станины изготовлен из твердого материала, такого как чугун, потому что в токарных станках с ЧПУ револьверная головка перемещается по ним.

  Читать: Все, что вам нужно знать о станке с ЧПУ

  Передняя бабка:

  Передняя бабка является одним из основных компонентов токарных станков с ЧПУ, поскольку на ней закреплена заготовка. Токарный станок с ЧПУ оснащен двигателем, который помогает управлять главным шпинделем.

  Задняя бабка:

  Эта часть токарного станка с ЧПУ обеспечивает дополнительный захват заготовки при выполнении таких операций, как накатка, нарезание резьбы, токарная обработка. Опора предусмотрена на торцевой поверхности заготовки.

  Цилиндр задней бабки:

  Цилиндр задней бабки помогает центрировать заготовку между передней и задней бабками.

  Ножной переключатель или педаль:

  Педаль используется для открывания и закрывания патрона при попытке захвата детали, так же как пиноль задней бабки перемещается вперед и назад.

  Патрон:

  Патрон установлен на главном шпинделе, что дает место для фиксации инструмента.

  Панель управления:

  Панель управления также является одной из важных частей станков с ЧПУ, которые используются для установки или подачи программы для операции, которая должна выполняться на заготовке. Его также называют мозгом станка с ЧПУ.

  Читать: Детали долбежного станка и их функции

  Револьверная головка:

  В этой части инструмент устанавливается на нее и позволяет оператору работать. Инструментальные револьверные головки различаются по форме и набору инструментов, которые можно с ними использовать.

  Теперь давайте обсудим систему станков с ЧПУ!.

  Элементы станков с ЧПУ

  Нижеследующее представляет элемент системы обработки с ЧПУ:

  Программа:

  Это компьютерный ввод, который выполняется с помощью клавиатуры при попытке заставить станок выполнить код функционального управления. Этот управляющий код состоит из двух наборов; G-коды и M-коды. М-коды — это различные машинные команды, которые не управляют движением оси. В то время как G-холод используется для управления определенными движениями машины, такими как движения машины или функции сверления.

  Устройство чтения ленты:

  Устройство чтения ленты служит в качестве устройства хранения, где может храниться программа для конкретной операции обработки. Модификацию программы можно легко выполнить, отредактировав существующую программу в соответствии с ее требованиями.

  Прочтите: Основные части строгального станка и их функции

  Мини-компьютер:

  Это основной блок управления станков с ЧПУ. Переводит ввод на язык, понятный компьютеру, чтобы управлять следующей функцией:

  • Изменяйте скорость вращения шпинделя соответствующим образом, а также контролируйте направление вращения шпинделя.
  • Для запуска и остановки шпинделя станка.
  • Для запуска и остановки подачи СОЖ.
  • Замените необходимые инструменты в соответствии с требованиями.
  • Управление скоростью подачи и
  • Для смены заготовки.

  Сервосистема:

  Сервосистема получает и управляет сигналами от устройств обратной связи и устанавливает мощность в соответствии с частями машины. Сервосистема состоит из следующих частей:

  • Серводвигатели
  • Устройства обратной связи и
  • Шарико-винтовая передача

  Станок с ЧПУ:

  Станок с ЧПУ представляет собой комплексное оборудование, на котором производится фактический готовый продукт. В нем находятся передняя бабка, задняя бабка, ножной переключатель, револьверная головка и патрон.

  Подпишитесь на нашу рассылку новостей

  Вот и все для этой статьи «Детали станков с ЧПУ и элементы системы обработки». Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте и поделитесь с другими студентами. Спасибо!

  13 Детали станка с ЧПУ — Блок-схема ЧПУ

  Станки с ЧПУ (ЧПУ) представляют собой сложное оборудование, предназначенное для автоматического изготовления деталей из широкого спектра материалов, включая металл, пластик и дерево. Станки с ЧПУ бывают разных конфигураций, но наиболее распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ и токарные станки с ЧПУ. Токарные станки с ЧПУ лучше подходят для обработки цилиндрических деталей, тогда как фрезерные станки можно использовать для обработки плоских, изогнутых или угловых деталей.

  В этой статье будут описаны различные части станка с ЧПУ. Некоторые детали являются общими для токарных и фрезерных станков, например, блок управления, система привода и система обратной связи, в то время как другие относятся к определенному типу станков. Например, задние и передние бабки можно найти только на токарных станках с ЧПУ.

  1. Устройство ввода

  «Устройство ввода» для станка с ЧПУ — это средство, с помощью которого программы ЧПУ загружаются в станок. Этим устройством ввода может быть клавиатура (для непосредственного ввода команд G-кода), флэш-накопитель USB (для переноса завершенной программы с другого компьютера) или беспроводная связь (если программа должна быть загружена с другого компьютера по локальной сети). ).

  2. Блок управления станком (MCU)

  MCU (блок управления станком) представляет собой набор электронных аппаратных и программных средств, которые считывают G-код, предоставленный устройством ввода, и преобразуют его в инструкции, которые могут быть выполнены драйверы инструментов для выполнения желаемых операций обработки. Это один из важнейших компонентов станков с ЧПУ. MCU интерпретирует координаты G-кода в движениях, выполняемых серводвигателями вдоль различных осей станка. Он также интерпретирует информацию от датчиков обратной связи, чтобы гарантировать, что инструмент находится в ожидаемом положении после завершения движения. MCU также управляет устройством смены инструмента и включением охлаждающей жидкости, как указано в G-коде. Типовой блок управления показан на рисунке 1 ниже:

  3. Станки

  «Станки» — это общий термин, используемый для обозначения любого инструмента, который может выполнять обработку заготовки, обычно режущего инструмента. Станки принимают разные формы в зависимости от типа станка с ЧПУ. Токарные станки с ЧПУ используют стационарные инструменты и перемещают вращающееся сырье в инструмент для выполнения разрезов. Фрезерные станки с ЧПУ перемещают вращающиеся инструменты в неподвижный материал. Однако более сложные 5-осевые станки могут перемещать как инструмент, так и заготовку, что позволяет создавать более сложные элементы в готовой детали. Станки часто хранятся в «библиотеках инструментов», которые представляют собой стеллажи для хранения всех инструментов, которые могут потребоваться для обработки детали. Устройство смены инструмента автоматически снимает инструмент со шпинделя, помещает его в библиотеку инструментов и устанавливает следующий инструмент. Типичный фрезерный станок с ЧПУ показан на рисунке 2 ниже:

  4. Система привода

  Система привода относится к двигателям, которые перемещают инструмент вдоль различных осей станка. В случае стандартного фрезерного станка с ЧПУ станина перемещается горизонтально по осям x и y, а режущий инструмент перемещается вверх и вниз по оси z. В стандартном токарном станке с ЧПУ приводная система перемещает режущий инструмент параллельно оси вращения заготовки. Режущий инструмент перемещается по внешнему диаметру материала вдоль оси вращения заготовки, а не поперек оси вращения. Движение в станке с ЧПУ часто управляется серводвигателями, шарико-винтовыми парами и линейными направляющими. Сервоприводы могут точно перемещать гайку шарико-винтовой передачи для позиционирования различных механических компонентов, таких как станина и шпиндель. Линейные направляющие обеспечивают точное перемещение станины и шпинделя с минимальным люфтом.

  5. Система обратной связи

  Несмотря на точность приводной системы, все же может потребоваться система управления с обратной связью, чтобы после того, как машина перемещает механический компонент в определенное положение, это положение проверялось и, при необходимости корректируется. Положение можно измерить с помощью линейного энкодера или поворотного энкодера, прикрепленного к серводвигателю.

  Специальные измерительные инструменты также используются не только для обнуления станка, но и для измерения фактической детали во время обработки, чтобы потенциально отрегулировать параметры обработки в соответствии с размерными требованиями. Типичный измерительный инструмент показан на рисунке 3 ниже:

  6. Блок дисплея

  Блок дисплея представляет собой экран, на котором отображается важная информация для оператора. Некоторые дисплеи имеют большие экраны с высоким разрешением, которые отображают большое количество информации, в то время как другие имеют небольшие экраны с низким разрешением, на которых отображается только самая необходимая информация. отображается. Блок дисплея показывает, как оператор взаимодействует с различными функциями станка с ЧПУ, такими как ввод G-кода или изменение настроек станка. Блок дисплея также показывает текущее рабочее состояние машины.

  7. Станина

  На станине станка с ЧПУ размещается сырье. Для закрепления заготовки на месте используются различные зажимные приспособления. В станине часто есть Т-образные пазы или отверстия, к которым можно прикрепить приспособления. Обычные станки с ЧПУ перемещаются только по горизонтальным осям x и y, но более совершенные 5-осевые станки могут включать вращательные движения по осям x и y. На рис. 4 ниже показана деталь, прикрепленная к станине станка с ЧПУ:

  В токарном станке с ЧПУ револьверная головка и задняя бабка крепятся к станине, а заготовка крепится к патрону.

  8. Передняя бабка

  Передняя бабка — это уникальная часть токарного станка, которая содержит главный привод, подшипники и шестерни, необходимые для вращения патрона с требуемой скоростью для обработки. Переднюю бабку можно найти с левой стороны токарного станка с ЧПУ. Передняя бабка обычно закрыта и доступна через съемные смотровые панели.

  9. Задняя бабка

  Задняя бабка представляет собой компонент токарного станка с ЧПУ, который используется для осевой поддержки длинных цилиндрических заготовок с одной стороны, в то время как патрон поддерживает другую сторону, а также вращает материал. Без задней бабки силы, создаваемые во время резки, заставят материал отклоняться от фрезы. Сырье центрируется на пиноли задней бабки, которая свободно вращается в задней бабке. Это особенно полезно для резки компонентов, таких как силовые винты или валы. Задняя бабка может перемещаться только вдоль оси z токарного станка, чтобы учесть разную длину исходного материала.

  10. Цилиндр задней бабки

  Цилиндр задней бабки расположен в задней бабке, конический конец пиноли коллинеарен оси шпинделя и патрона. При обработке длинного вала в центре конца заготовки часто просверливают глухое отверстие, чтобы в него можно было поместить пиноль для поддержки. Перо имеет только ограниченный диапазон движения. Задняя бабка приближается к детали, затем пиноль приводится в действие пневматическим или гидравлическим давлением, чтобы зафиксировать сырье на месте.

  11. Ножной переключатель или педаль

  Ножные педали используются для включения и выключения патрона и пиноли задней бабки токарного станка с ЧПУ. Ножные педали помогают операторам загружать заготовки и выгружать готовые детали из станка. На станках с ЧПУ обычно нет педалей, поскольку детали уже закреплены на станине, и операторам не нужно, чтобы обе руки были свободны при загрузке и выгрузке сырья.

  12. Патрон

  Патрон — это специальная деталь для токарного станка, которая используется для захвата сырья во время его обработки на токарном станке. Он вращается с высокой скоростью шпинделем. Патрон обычно имеет три или четыре захвата с пневматическим или гидравлическим приводом. Захваты трехкулачкового патрона самоцентрирующиеся. Все захваты двигаются радиально одновременно. Захваты четырехкулачковых патронов регулируются индивидуально и не являются самоцентрирующимися. Четырехкулачковые патроны более точны, чем трехкулачковые. Они допускают эксцентричную резку, поскольку их положение можно точно контролировать для учета любых изменений в исходном материале. На рис. 5 ниже показан типичный трехкулачковый патрон:

  13.

  Панель управления

  Панель управления содержит: устройство ввода, дисплей, клавиатуру и другие кнопки управления, помогающие операторам взаимодействовать со станком с ЧПУ. Панель управления часто крепится к станку с ЧПУ с помощью выдвижного рычага, который позволяет оператору расположить экран в удобном месте.

  Что такое станок с ЧПУ?

  Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) — это управляемый компьютером автоматизированный инструмент, который можно использовать для придания формы различным материалам, таким как металл, пластик или дерево, на основе набора инструкций, генерируемых с помощью программного обеспечения CAM (автоматизированное производство). Есть два широко используемых станка с ЧПУ: токарные станки с ЧПУ и фрезерные станки с ЧПУ.

  Каковы преимущества использования станка с ЧПУ?

  Станки с ЧПУ широко используются в обрабатывающей промышленности благодаря своим многочисленным преимуществам. Станки с ЧПУ могут работать без постоянного участия оператора. Теоретически они также могут работать круглосуточно и без выходных в сочетании с роботизированными системами для загрузки и разгрузки машин. Станки с ЧПУ имеют воспроизводимую точность, а это означает, что тысячи деталей могут быть изготовлены с минимальным отклонением размеров от детали к детали. Станки с ЧПУ также могут производить детали со сложными характеристиками, которые были бы невозможны на ручных станках.

  Каковы недостатки использования станка с ЧПУ?

  Несмотря на широкое распространение, станки с ЧПУ имеют некоторые недостатки, которые необходимо учитывать. Станки с ЧПУ — дорогостоящие инструменты. Они стоят значительно дороже, чем ручные машины. Однако у них высокая производительность, а стоимость единицы продукции может быть распределена на достаточный объем продаж, чтобы в значительной степени (или полностью) окупить разницу в первоначальных инвестиционных затратах. Для работы на станках с ЧПУ также требуется дорогостоящая квалифицированная рабочая сила. При обработке небольших, одноразовых, простых деталей часто дешевле и быстрее использовать ручной станок, поскольку программирование и настройка станка с ЧПУ для нестандартных деталей может оказаться неэкономичным.

  Как работает станок с ЧПУ?

  Станок с ЧПУ работает, автоматически разрезая сырье на основе набора инструкций, предоставляемых оператором, называемых G-кодом. Этот G-код содержит координаты конкретных элементов детали, требуемый инструмент, оптимальные скорости и подачи, а также команды для включения или выключения подачи СОЖ. MCU (блок управления станком) преобразует этот G-код в инструкции для различных серводвигателей и шпинделей, чтобы произвести нужную деталь.

  Как модернизировать детали станков с ЧПУ

  Коммерческие станки с ЧПУ часто не предназначены для модернизации их основной конструкции или механических компонентов. В связи с этим важно правильно определить станок с ЧПУ как для текущих, так и для будущих требований. Хотя механика станка с ЧПУ не может быть модернизирована, некоторые компоненты, которые можно модернизировать для повышения эффективности, перечислены ниже:

  1. Станки: Хотя это и не является непосредственным обновлением станка, переход на высококачественные инструменты может значительно улучшить обработку. эффективность.
  2. Датчик касания: Датчик касания можно использовать для обнуления станка, а также для выполнения некоторых измерений во время обработки, чтобы позволить станку исправить любые несоответствия.
  3. Библиотека инструментов: Библиотека инструментов — это автоматизированная система хранения, которая используется для хранения ряда инструментов на станке, чтобы их можно было автоматически заменять во время обработки.
  4. Автоматизация: Одним из наиболее важных обновлений станка с ЧПУ является включение систем автоматизации. Одним из распространенных примеров этого является роботизированная рука, которая используется для загрузки сырья в машину, а затем выгрузки готовой детали после завершения обработки. Это значительно повышает производительность машины.

  Прибыльна ли обработка с ЧПУ?

  Да, обработка с ЧПУ выгодна. Автоматический характер станка с ЧПУ означает, что многие детали могут быть изготовлены быстро и с меньшими затратами по сравнению с ручной обработкой, особенно при относительно больших объемах производства.

  Резюме

  В этой статье представлены части станка с ЧПУ, объяснено, что они собой представляют, и рассмотрено назначение каждой из них и принцип их работы. Чтобы узнать больше о станках с ЧПУ, свяжитесь с представителем Xometry.

  Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая обработку с ЧПУ и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

  Заявление об отказе от ответственности

  Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry.