Схема станка чпу: Электрическая схема станка с ЧПУ: требования, вариант сборки

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:

Предстартовый. Перед запуском станка убедитесь, что масло и охлаждающая жидкость заполнены по максимуму. Обратитесь к инструкции, если вы не знаете, как это сделать.

Убедитесь, что в рабочей зоне нет посторонних предметов.

Если станку требуется подача воздуха, убедитесь, что компрессор включен и давление соответствует требованиям, указанным в инструкции.

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.

Загрузите все инструменты в карусель в том порядке, который указан в списке программы ЧПУ. Для станков с одним инструментом — установите в шпиндель фрезу.

Установите деталь в тиски или закрепите на столе, зафиксируйте.

Установите показатель коррекции на длину инструмента. Переместите инструменты к верхней части детали в порядке, указанном в программе ЧПУ, и затем установите показатели коррекции.

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.

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:

Пробный прогон. Запустите программу в воздухе, на высоте около 5 см от детали.

Запустите программу. Обратите внимание, чтобы не было сообщений об ошибках.

Отрегулируйте смещения как требуется. Проверьте характеристики детали и при необходимости отрегулируйте регистры коррекции длины инструмента, чтобы убедиться, что деталь соответствует заданным параметрам.

Завершение работы. По окончании работы снимите деталь с тисков и инструменты со шпинделя, очистите рабочую зону и выключите станок.

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:

ЧПУ станок своими руками: чертежи и схемы

Считается, что ЧПУ станок сложен в изготовлении, кроме технических составляющих, он имеет электронное устройство, установить которое в состоянии только специалист. Вопреки этому мнению, возможность собрать ЧПУ станок своими руками велика, если заранее подготовить необходимые чертежи, схемы и комплектующие материалы.

Проведение подготовительных работ

При проектировании ЧПУ своими руками в домашних условиях необходимо определиться, по какой схеме он будет работать.

Часто в качестве основы будущего аппарата берут использованный сверлильный станок.

Сверлильный станок может быть использован как основа для ЧПУ станка

В нем потребуется замена рабочей головки на фрезерную.

Наибольшее затруднение при проектировании ЧПУ станка своими руками вызывает создание устройства, при помощи которого рабочий инструмент перемещается в трех плоскостях.

Частично решить задачу помогут каретки, взятые из обычного принтера. Инструмент сможет двигаться в обеих плоскостях. Выбирать каретки для ЧПУ станка лучше из того принтера, который имеет большие габариты.

Подобная схема позволяет в дальнейшем подключать к станку управление. Минус в том, что фрезерный станок с ЧПУ работает только с деревянными, пластиковыми изделиями, изделиями из тонкого металла. Это связано с тем, что каретки принтера не имеют нужной жесткости.

Внимание необходимо уделить двигателю будущего агрегата. Его роль сводится к передвижению рабочего инструмента. От этого зависит качество работы и возможность выполнения фрезерных операций.

Удачным вариантом для самодельного ЧПУ фрезера является шаговый двигатель.

Шаговый двигатель

Альтернативой такому двигателю является электромотор, предварительно усовершенствованный и подогнанный под стандарты аппарата.

Любой фрезерный станок по дереву, использующий шаговый двигатель, позволяет не использовать винтовую передачу, это никак не влияет на возможности такого ЧПУ по дереву. Рекомендуется использовать для фрезерования на таком агрегате ремни зубчатого типа. В отличие от стандартных ремней они не проскальзывают на шкивах.

Требуется правильно спроектировать фрезер будущего станка, для этого понадобятся подробные чертежи.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки

Общий набор материалов для станка с ЧПУ включает в себя:

шпиндель;
кабель длиной 14–19 м;
фрезы, обрабатывающие дерево;
патрон для фрезы;
преобразователь частот, имеющий одинаковую мощность со шпинделем;
подшипники;
плата для управления;
водяная помпа;
охлаждающий шланг;
три двигателя шагового типа для трех осей перемещения конструкции;
болты;
защитный кабель;
шурупы;
фанера, ДСП, плита из дерева или металлическая конструкция на выбор в качестве корпуса будущего аппарата;
муфта мягкого типа.

Муфта мягкого типа

Рекомендуется при изготовлении устройства с ЧПУ по дереву своими руками использовать шпиндель с охлаждающей жидкостью. Это позволит не отключать его каждые 10 минут для остужения. Для работы подойдет самодельный станок с ЧПУ, мощность его составляет не меньше 1,2 кВт. Оптимальным вариантом станет устройство мощностью 2 кВт.

Набор инструментов, требующийся для изготовления агрегата, включает в себя:

молотки;
изоленту;
сборочные ключи;
клей;
отвертку;
паяльник, герметик;
болгарку, ее часто заменяют на ножовку;
пассатижи, агрегат для сварки, токарный станок, ножницы, плоскогубцы.

Простой ЧПУ станок своими руками

Порядок действий при сборке станка

Самодельный ЧПУ фрезерный станок собирается по схеме:

изготовление чертежей и схем устройства с указанием системы электрооборудования;
покупка материалов, содержащих в себе будущий самодельный ЧПУ станок;
установка станины, на ней будут крепиться двигатели, рабочая поверхность, портал, шпиндель;
установка портала;
установка оси Z;
фиксация рабочей поверхности;
установка шпинделя;
установка водоохлаждающей системы;
установка электросистемы;
подключение платы, с ее помощью осуществляется управление аппаратом;
настройка программного обеспечения;
стартовый пуск агрегата.

В качестве основы для станины берется материал, сделанный из алюминия.

Станину нужно делать с алюминия

Профили из этого металла выбирают с сечением 41*81 мм с толщиной пластин 11 мм. Сам корпус станины соединяют при помощи алюминиевых уголков.

От установки портала будет зависеть, какой толщины изделие сможет обработать станок ЧПУ. Особенно если он, сделанный своими руками. Чем выше портал, тем более толстое изделие он сможет обработать. Важно не установить его слишком высоко, так как такая конструкция будет менее прочной и надежной. Портал движется по оси Х и несет шпиндель на себе.

В качестве материала для рабочей поверхности агрегата применяют профиль из алюминия. Часто берут профиль, имеющий Т-пазы. Для домашнего использования принимают фанеру, ее толщина составляет не менее 17 мм.

После того как каркас устройства будет готов, приступают к установке шпинделя. Важно устанавливать его вертикально, так как в дальнейшем потребуется его регулировка, это проводится для фиксации требуемого угла.

Для установки электросистемы необходимо присутствие таких компонентов:

блок питания;
компьютер;
шаговый двигатель;
плата;
кнопка остановки;
драйверы двигателя.

Драйвер шагового двигателя

Для работы системы требуется порт LPT. Помимо этого, устанавливается программа, управляющая работой аппарата и позволяющая отвечать на вопрос, как сделать ту или иную операцию. Управление подключается через двигатели к самому фрезерному станку.

После того как электроника будет установлена на станок, потребуется загрузка драйверов и необходимых для работы программ.

Распространенные ошибки при сборке

Часто встречающейся ошибкой при сборке станка с числовым программным управлением является отсутствие чертежа, но по нему и проводится сборка. В результате этого возникают упущения в проектировании и установке конструкций аппарата.

Часто неправильная работа станка связана с неверно подобранными частотником и шпинделем.

Для корректной работы станка необходимо правильно подбирать шпиндель

Во многих случаях шаговые двигатели не получают должного питания, поэтому для них необходимо выбирать специальный отдельный блок питания.

Необходимо учитывать то, что правильно установленная электросхема и программное обеспечение позволяет выполнять на устройстве многочисленные операции разного уровня сложности. Станок ЧПУ своими руками выполнить под силу мастеру среднего звена, конструкция агрегата имеет ряд особенностей, но с помощью чертежей собрать детали несложно.

С ЧПУ, своими руками составленным, работать легко, необходимо изучить информативную базу, провести ряд тренировочных работ и проанализировать состояние агрегата и детали. Не стоит торопиться, дергать движущиеся детали или вскрывать ЧПУ.

Видео по теме: ЧПУ станок своими руками

Схема ЧПУ станка – Применяется интерфейсная плата ЧПУ

Схема подключения ЧПУ

Когда я решил делать домашний ЧПУ станок, мне понадобилась схема ЧПУ станка. Но в интернете я не нашёл схемы станков ЧПУ. Так как к моему сожалению, всё что я находил было фрагментировано. Потому что информация была не полная. Поэтому на страницах своего сайта я буду выкладывать всё, что я сделал. Так что можно будет без проблем сделать обычный станок на три оси. Возможно и вы искали описание как сделать ЧПУ станок своими руками

Я нарисовал и конечно проверил работу схемы чпу. Так как в силу своих привычек и специальности я привык к работе по схемам. Схема ЧПУ станка особо ничем не выделяется. Но есть некоторые особенности. Возможно кто то уже делал так и до меня. Но я ничего не находил в интернете.

Принципиальная схема ЧПУ. Описание.

Приступим к описанию схема ЧПУ станка. Если лень читать, то посмотрите видео на канале железкин электроника ЧПУ станка.Схема.В схеме для управления станком с ЧПУ используется интерфейсная плата ЧПУ синего цвета. Но возможно применение и другой подобной этой плате. Так как практически все они одинаковые. Возможно, и даже лучше если вы найдёте плату без оптронов на выходе. То есть выхода платы для подключения драйверов без оптронов. Потому что как раз вот эта развязка и влияете на пропуск шагов. Но вы учтите, что вход LPT порта должен быть развязан с компьютером через оптроны.

Я использовал в своём станке драйвера шагового двигателя TB6600. Потому что это не дорогие и не плохие драйвера. Лучше конечно поискать что то другое. Но на тот момент я не имел достаточно средств.

На схеме я всё понятно нарисовал как подключать драйвера. Поэтому на этом не будем останавливаться. В качестве блоков питания я использовал уже готовые источники. Но приведённые на схеме блоки питания вполне работоспособны. Источники 5 вольт и 12 вольт должны длительное время держать токи 1 ампер и 500 ма соответственно. Для питания шаговых двигателей не менее трёх ампер. Лучше посмотрите параметры на свои шаговые двигатели. Внимание! Минусовые провода +5 в и +12 не соединять вместе. Так как они должны быть гальванически развязаны. +5 это питание микросхем платы. А +12 вольт необходимо для питания оптронов на входной колодке и ШИМ. К которой подключаются концевики и другие входные устройства.

Подключение частотника к плате не требует объяснения. Так как всё понятно из схемы. Но учтите, что все частотные преобразователи разные и перед подключением посмотрите паспорт. По оси Y я использую два шаговых двигателя. Но подключил я оба двигателя к одному драйверу. Смотрите схему, на которой все цвета соответствуют подключению.

Подключение концевых выключателей ЧПУ

Ну вот я и подошёл к главному, что требует объяснения. Левая колодка служит для входных сигналов. Как вы видите, концевые выключатели ЧПУ и выключатели баз подключены к разным клеммам. Но все они имеют последовательное соединение. Особенностью являются параллельное соединение базовых выключателей по оси Y. На канале железкин я выложил видео Подключение концевых выключателей чпу

Так как по оси Y я использую двигатель Nema 17 два штуки, возможно нарушение синхронизации. Для этого я и поставил два концевых выключателя ЧПУ. Один концевой с левой стороны. Второй концевой с правой стороны. При нажатии на кнопку возврат в базы, ось Y остановится только когда будут разомкнуты оба выключателя. Если есть нарушение синхронизации, то левый и правый ШВП поставят ось Y в своё начальное положение не сразу. Сначала подойдёт одна из сторон, а потом другая. Так вот, пока отстающая сторона не достигнет своего положения, нажатия на концевой не будет. А будет продолжение движения до нажатия на концевые выключатели ЧПУ. Таким образом устраняется нарушение синхронизации.

Подключение концевых выключателей ЧПУ осуществляется к контакту Р 13 платы. Как и базовые они соединены последовательно. Но к контакту Р 13 я подключил ещё и кнопку, которую назвал «откат». Для чего она нужна? Потому что при работе станка возможны выходы за границы рабочего поля. Так как в таких случаях невозможно будет вывести ось в рабочее положение из за нажатого концевого выключателя. Поэтому придётся сначала освободить концевой от нажатия. Это возможно сделать разными способами. Но всё это долго и не очень удобно. Вот поэтому я и поставил такую кнопку.

Заключение.

Кнопку я подключил параллельно с концевыми. При выходе оси за пределы достаточно нажать на кнопку, и не отпуская её вывести ось в рабочее положение. Другими словами кнопка при нажатии шунтирует работу концевых Остальное я думаю не требует пояснений. В настройках программы я сконфигурировал концевые и базы таким образом. При нажатии на кнопку принять базы, концевые подключенные к Р 11 работают как базовые. Но при выполнении программы эти же концевые ЧПУ будут выполнять функцию аварийных концевых. По настройке программы можно почитать в моей статье, а также на канале Железкин в ютуб есть видео схема ЧПУ станка. А так же много по чпу и другим самоделкам.

Ответ на комментарий Евгения.

Подключение индуктивного датчика к контроллеру

У Вас нормально разомкнутые датчики, поэтому надо подключить индуктивный датчик к разным входам на плате. Потому что входов на плате мало, поэтому сделайте подключение к разным контактам только базовых. Но помните,что они же будут концевыми по этим осям (x+ y+ z+) . Подключение концевых выключателей по x—,z—,y— сделайте последовательно и подключите к одному пину.

На каждом индуктивном датчике поставьте сопротивление по 1к-2.7к, между проводами чёрного цвета и синего.Концевые по минусу движения осей соедините последовательно, как на схеме ниже.

схема подключения индуктивного датчика

коричневый плюс (+),синий GND,чёрный сигнальный

Например вариант конфигурации:

X Home 11,он же концевик по x+. провод чёрный
Z Home 12,он же концевик по z+. провод чёрный
Y Home 13,он же концевик по y+. провод чёрный

x—,z—,y— к контакту 15,соединение трёх датчиков последовательное. Как на схеме выше.

Какие настройки сделать в мач3

Синий GND подключите к контакту GND на интерфейсной плате, но именно на колодке входных сигналов. Коричневый плюс (+) подключите к контакту +12-24 на интерфейсной плате.В меню настройка (mach4) (Config) выберите порты и контакты (ports and pins). Нажмите на кнопку входящие сигналы (input signals) и Вы попадёте в настройки концевых и баз. В первом столбике Enabled поставьте галочки напротив.

X Home
Z Home
Y Home
x++
z++
y++
x—
z—
y—

В столбике Pin Number укажите номера контактов к которым подключите датчики.

X Home 11
Z Home 12
Y Home 13
X Home 11
Z Home 12
Y Home 13
x++ 11
z++ 12
y++ 13
x— 15
z— 15
y— 15

В столбике Active Low поставьте галочки напротив выбранных контактов.

11,12,13 для Home x.y.z.
11,12,13 для x++.z++.y++
15 для x—,z—,y—

Посмотрите видео подключение концевых выключателей на канале Железкин и поймёте суть. Наверное сделаю видео mach4 настройка датчиков.

Евгений спасибо за комментарий, это поможет мне устранить недоработки, допущенные мной. Я к станку не подключал индуктивный датчик, но думаю что я не допустил ошибки.Указывайте на ошибки, я тоже не эксперт.

Задавайте вопросы и я буду устранять недоработки в видео и на сайте.

Скачать схему можно по ссылке с Яндекс диск

Фрезерный станок с ЧПУ своими руками: чертежи, видео, фото

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка: Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

ЧПУ-станок (планы, схемы, чертежи)

В последнее время ЧПУ-станки не выглядят уже какой-то диковинкой и стали более доступны для приобретения или сборки своими руками. Практически все комплектующие для сборки можно приобрести в интернет-магазинах.

В этой статье мастер-самодельщик познакомить нас со своим опытом изготовления ЧПУ-станка, предоставить нам чертежи, схемы, расскажет об ошибках и изменениях. Этот станок он позиционирует, как недорогой и изготовленный с помощью обычных инструментов, кроме 3D-принтера.

Инструменты и материалы:
-Березовая фанера толщиной 15 мм.
-МДФ 600×570 мм толщиной 10-20 мм;
-Алюминиевый T-образный профиль 1м — 8 шт;
-Шуруп для дерева длиной от 22 до 30 мм -142 шт;
-Болт с гайкой M4 с плоской головкой длиной 25 мм — 8 шт;
-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 35 мм — 32 шт;
-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 16 мм — 32 шт;
-Резьбовой стержень M5 — 1 м;
-Резьбовой стержень M8 — 1 м;
— M8 гайка — 12 шт;
-Шайба М8 — 20 шт;
-Подшипник с V-образной канавкой — 16 шт;
— GT2 ремень GT2 шириной 6 мм, шаг 2 мм 5 метров;
-Ремень GT2 280, ширина 6 мм, шаг 2 мм;
-Два держателя для ремня GT2;
-Три GT2 шкива 6,35 мм;
-MR148zz подшипник для резьбового стержня на оси Z;
-GT2 шкив 8 мм;
-Подшипник шкива GT2 5 мм — 2 шт;
-300-мм ходовой винт оси Z;
-Разъем питания;
-Блок питания 24В 15А;
-608zz шарикоподшипник Dint 8 мм — 8 шт;
— Nema 23 шаговый двигатель 270oz.in, 3A, модель 23HS8430 — 3 шт;
-Драйвер шагового двигателя TB6560 3A — 3шт;
-Провода 22AWG по 2 метра каждый, 4 цвета;
-684ZZ подшипники — 20 шт;
-Фрезер Makita RT0700C;
-Ардуино;
-Дрель;
-Гравер;
-Лобзик;
-Слесарный инструмент;

Шаг первый: подготовка деталей
Детали корпуса, а также некоторые другие детали мастер будет делать из МДФ и фанеры. Часть деталей он сделал сам, часть ему изготовили в мастерской.

Ниже можно скачать архив с подробными чертежами.
Plans.zip

Шаг второй: корпус и ось Y
Мастер рекомендует точно собрать направляющую оси X. Направляющие нужно установить четко по уровню с равным расстоянием по всей длине. Мастер советует использовать винт 6 -10 между Case_bottom и Case_side, и 3–4 между Case_side и Case_insideBack / Case_back

Шаг третий: ось Х
Дальше мастер собирает ось Х. Начинает со сборки деревянных деталей. Затем крепит направляющие.

Шаг четвертый: ось Z
Собирает ось Z.

На этой фото узел с двумя моторами. Вверху мотор для оси Z, внизу мотор для оси Х. Сбоку между ними установлен подшипник. Подшипник рядом с двигателем будет использоваться для ремня оси X.

С обратной стороны устанавливаются стержни М5.

Устанавливает крепление для фрезера. Крепление печатается на 3D-принтере.

Файлы для печати можно скачать ниже.
Axe_z_guideRail.stl
Axe_z_supportDefonceuse.stl
Axe_z_solidification.stl

Шаг пятый: сборка
Дальше мастер приступает к сборке станка.

Собирает ось Х и Z вместе. Между двумя подшипниками должны быть размещены две 3D-печатные детали.
Устанавливает резьбовой стержень со шкивом и ремень.

Чтобы установить деталь, которая удерживает фрезер, можно использовать 3D-деталь или сделать из алюминия.

На задней стороне узла оси X мастер закрепил ремень с помощью шурупа. Это, наверное, не лучшая идея, но она работает. Этот ремень ГРМ проходит через ось Z на подшипнике и моторизованном шкиве.

Ось Y перемещает ось X вперед/назад. Мастер устанавливает ремень между двумя направляющими.

У мастера была возможность сделать некоторые детали из алюминия, но они так же есть и в файлах для печати.

На задней панели находится система, которая соединяет два ремня с одним шаговым двигателем через вал. Вал — это резьбовой стержень M8. Он вращается в подшипниках. Нижняя часть крепится с помощью трех шурупов. Две шпильки M5 нужны для крепления опоры с подшипником и регулировки натяжения.

Файлы для печати можно скачать здесь.
Axe_y_support_poulie.stl
Support_moteur_axe_y.stl
Support_tige_axe_y_p1_v2.stl
Support_tige_axe_y_p2_v2.stl

Шаг шестой: электроника
Для станка с ЧПУ требуется всего несколько электронных компонентов:
Блок питания
Драйвер
Arduino uno
Мастер использовать программное обеспечение GRBL 0,9 с эскизом Arduino, доступным здесь . Чтобы загрузить его, просто следуйте инструкциям на сайте. Затем нужно подключить три шаговых драйвера к Arduino, следуя фотографиям.

Подключает блок питания.

Приклеил и подключил светодиодную ленту. Светодиоды загораются, когда станок включен.

Шаг седьмой: настройка
Теперь, когда электроника смонтирована и GRBL установлена на Arduino, нужно произвести некоторые настройки. Мастер использует программуUniversal Gcode Sender. Шаги по настройке:
Сначала подключите Arduino к компьютеру с установленным Universal Gcode Sender.
Запустите программу.
Установите скорость передачи 115200 и выберите «Firmware GRBL».
Клик «Open».
Должно быть такое меню.

Затем нужно настроить GRBL с помощью этих инструкций. На вкладке «Machine Control» можно переместить три оси и проверить их работу.
Дальше мастер проверяет работу устройства, сначала установив карандаш.

Устанавливает фрезу и вырезает снежинку.

Пробует на древесине.

Все готово. Мастер доволен работой. Станок получился с простым дизайном. Его легко построить. Пыль не разлетается по всей комнате. Большая точность по осям Z и Y. Стоимость не превышает 550 долларов.
Есть и куда улучшатся.

Мастер планирует:
уменьшит шум из-за вибрации шагового двигателя и фрезера в корпусе добавив прокладку из пробки или резины
повысить точность, улучшив линейное движение по оси X с помощью дизайна, аналогичного оси Z
упростить дизайн с помощью большего количества 3D-деталей
установить защиту от пыли сверху станка

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Сборка станка с ЧПУ своими руками

Фрезерно-гравировальныe станки
Лазерные станки с ЧПУ
Станок плазменной резки
3D Принтеры
Покрасочный станок
Комплектующие к ЧПУ
Комплектующие для лазерных станков
Комплектующие для волоконных лазеров
Готовые модули
Режущий инструмент
Фрезы ARDEN для ручных и ЧПУ фрезеров
- Фрезы пазовые прямые
- Фрезы для выравнивания поверхности
- Фрезы V-образные
- Фрезы кромочные прямые
- Фрезы для врезания петель и замков
- Фрезы пазовые галтельные
- Фрезы радиусные полукруглые
- Фрезы «Ласточкин хвост»
- Фрезы пазовые
- Фрезы четвертные
- Фрезы профильные
  - Фреза «Гусёк» (псевдофилёнка), 222 серия
  - Фрезы «Гусёк» 210 серия
  - Фрезы «Тройной внешний радиус», 323 серия
  - Фрезы «Декоративный гусёк» 212 серия
  - Фрезы «Классический узор», 211 серия
  - Фрезы «Тройной внутренний радиус», 324 серия
  - Фрезы «Шар» 208 серия
  - Фрезы Бычий нос «Катушка», 330 серия
  - Фрезы внешнее и внутреннее скругление 2 в 1
  - Фрезы для скругления удлиненные
  - Фрезы мультипрофильные (Карниз), 351 серия
  - Фрезы овальное скругление (Жалюзи)
  - Фрезы превсофиленка «Волна-1»
  - Фрезы профильные «Ручка» 502 серии
  - Фрезы профильные «Углубленный шар», 329 серия
  - Фрезы профильные «Французская классика», 352 серия
  - Фрезы профильные для плинтусов, 403 серия
  - Фрезы фигурные «Классический гусёк», 311 серия
  - Фрезы филёночные, 416 серия
- Фрезы для сращивания и мебельной обвязки
- Комплектующие к фрезам ARDEN
- Набор радиальных и фасочных фрез
Комплектующие для плазменной резки
Пневматическое оборудование
Дисковые пилы
Оборудование для покраски
Ручной инструмент

Как работает 5 осевой фрезерный станок с чпу. Устройство станка с чпу 5 осей.

Содержание:

Что такое 5-осевая обработка на станке с ЧПУ?

Оси чпу станка в 5 координатной системе?

А что же насчет двух других осей?

Конфигурации 5 осевых станков

Сколько же осей обработки вам нужно?

Так сколько осей вам нужно?

Зачем использовать 5-осевую обработку?

5 осей против 3 + 2 оси станка

Сравним технологию 5-осевой обработки и 3D-печати

Как получить максимальную эффективность при 5 осевой обработки

Важность 5-осевого управления и программного обеспечения

Предотвращение аварий в 5-осевой обработке

Проверка инструмента на 5-осевом станке

5-осевая обработка: Соответствует ли принципу «сделать за 1 раз»?

Техника обработки при 5-осевом фрезеровании

Всем привет, Друзья! С Вами 3DTool!

Это может прозвучать странно, но если бы художник эпохи Возрождения мог обменять свой молоток и зубило на компьютерное числовое программное управление (ЧПУ) и подходящие станки, у нас были бы тысячи статуй Давида, вырезанные из множества различных материалов.

Независимо от того, лепите ли вы шедевр из мрамора или фрезеруете лопасти турбиона из титана, основной принцип один и тот же: начинаете с цельного куска материала и удаляете ненужные части, пока не останется целевой объект. Конечно, этапы этого процесса намного сложнее, особенно для 5-осевой обработки на ЧПУ.

Что такое 5-осевая обработка на станке с ЧПУ?

Говоря простыми словами, 5-осевая обработка — это использование ЧПУ для перемещения детали или режущего инструмента по пяти различным осям одновременно. Такая обработка позволяет изготавливать очень сложные детали, и именно поэтому она особенно популярна, например, в аэрокосмической отрасли или машиностроении.

Однако, несколько факторов способствовали широкому применению 5-осевой обработке больше всего. Среди них:

Максимальная приближенность к принципу – одна обработка за одну установку (иногда называемой «сделано за один раз»), что сокращает время выполнения и повышает эффективность.

Удобство доступа к сложным частям геометрии изделия и возможность избежать столкновения с держателем инструмента благодаря возможности наклонять режущий инструмент или стол.

Оптимизация и улучшение срока службы инструмента станка и времени цикла обработки. Это достигается путем наклона инструмента / стола, в результате чего поддерживается оптимальное положение и траектория резки .

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Оси чпу станка в 5 координатной системе?

Мы все знаем историю о Ньютоне и яблоке, но есть аналогичная апокрифическая история о математике и философе Рене Декарте.

Декарт лежал в постели (как обычно делают математики и философы), когда заметил, как по его комнате летает муха. Он понял, что может описать положение мухи в трехмерном пространстве комнаты, используя всего три числа, представленные переменными X, Y и Z.

Это декартова система координат, и она используется уже больше трех столетий после смерти ученого. Таким образом, координаты X, Y и Z — это три из пяти осей в 5-осевой обработке.

А что же насчет двух других осей?

Представьте себе поближе муху Декарта в полете. Вместо того, чтобы описывать только её положение как точку в трехмерном пространстве, мы можем описать её ориентацию. Представьте себе, что муха крутиться во время движения так же, как крутится самолет во время крена. Данное вращение описывается четвертой осью A: поворотная ось (вращение вокруг оси X)

Продолжая сравнение с самолётом, тангаж (наклон) мухи описывается пятой осью, B: ось вращения вокруг Y.

Проницательные читатели, без сомнения, сделают вывод о существовании шестой оси C, которая вращается вокруг оси Z. Это рыскание (поворот) мухи в нашем примере.

Если вам сложно представить шесть осей, описанных выше, вот схема:

<br />

Оси A, B и C расположены в алфавитном порядке, чтобы соответствовать осям X, Y и Z. Хотя существуют 6-осевые станки с ЧПУ, конфигурации с 5- осью являются более распространенными, поскольку добавление шестой оси обычно дает не очень много дополнительных преимуществ.

Последнее замечание о соглашениях по маркировке осей: в вертикальном обрабатывающем станке оси X и Y находятся в горизонтальной плоскости, а ось Z — в вертикальной плоскости. В горизонтальном обрабатывающем станке оси Z и Y меняются местами. Смотрите схему ниже:

Конфигурации 5 осевых станков

Конфигурация 5-осевого станка определяет, какие две из трех осей вращения он использует.

Например, машина c цапфой с вращающимся столом работает с осью A (вращается вокруг оси X) и с осью C (вращается вокруг оси Z), тогда как машина с инструментом на шарнире работает с осью B (вращается вокруг оси Y) и оси C (вращается вокруг оси Z).

<br />

Внутренний вид цапфы 5-осевого вертикального обрабатывающего центра.

Вращение осей в станках с цапфой обеспечивается посредством движения стола, тогда как в станках шарнирного вращения, дополнительные оси обеспечиваются поворотом шпинделя. Оба вида станков имеют свои уникальные преимущества. Например, станки с цапфой вмещают больший объем обрабатываемой детали, поскольку нет необходимости компенсировать пространство, занимаемое вращающимся шпинделем. С другой стороны, машины шарнирного вращения могут обрабатывать более тяжелые детали, поскольку стол всегда расположен горизонтально.

Видео о преимуществах станков с шарнирной головой:

<br />

Сколько же осей обработки вам нужно ?

Возможно, вы видели ссылки на обрабатывающие центры, предлагающие семь, девять или даже одиннадцать осей. Несмотря на то, что множество дополнительных осей могут показаться сложным, объяснение такой ошеломляющей геометрии на самом деле довольно просто.

«Когда вы имеете дело со станками, которые имеют, скажем, более одного вращающегося шпинделя, у вас уже есть больше осей», — объяснил Майк Финн, менеджер по разработке промышленных приложений в Mazak America.

«Например, у нас есть станки со вторыми шпинделями и нижними револьверными головками. На этих станках будет несколько осей: верхняя револьверная головка будет иметь 4 оси, а нижняя револьверная головка имеет 2 оси, а затем у вас есть противоположные шпиндели, которые также имеют 2 оси. Итого в таких станках может быть до 9 осей», — продолжил Финн.

«Детали, которые вы делаете, по-прежнему 5-осевые», — добавляет Уэйд Андерсон, специалист по продажам продукции в Okuma America.

«Такой компонент, как аэрокосмический клапан, может быть сделан на нашем вертикальном центре MU-5000, который представляет собой 5-осевую машину. Или мы могли бы выполнить эту деталь на многоосном станке, который имеет вращающуюся ось B и два шпинделя для двух осей C, плюс X, Y и Z. Есть также более низкая револьверная головка, которая дает вам второй X и Z. Все эти модификации дают большее количество осей, но сама деталь имеет всю ту же пяти-осевую геометрию» — пояснил Андерсон.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Так сколько осей вам нужно?

Как часто бывает в производстве, ответ на этот вопрос зависит от вашего конкретного случая. Финн привел следующий пример:

«Лопатка турбины — это поверхность свободной формы и может она быть довольно сложной. Наиболее эффективный способ выполнить обработку лопасти, подобной этой, — использовать 5-осевую обработку инструментом по спирали вокруг аэродинамического профиля лезвия. Конечно, можно использовать и 3х-осевую обработку, если вы выставите лопасть на определенную позицию, а затем используете три линейные оси для обработки поверхности, но обычно это не самый эффективный способ».

Андерсон соглашается: «Геометрия детали скажет вам, нужна ли вам конфигурация с 3, 4 или 5 осями».

5-осевой вертикальный обрабатывающий центр.

Однако важно помнить, что количество нужных вам осей зависит не только от детали. «Выбор конфигурации в основном диктуется самой деталью, но нужно не забывать и того, что хочет заказчик», — сказал Андерсон.

Заказчик может принести деталь, скажем, титановую аэрокосмическую скобу, и я могу сказать: «Это идеальная деталь для 5-осевого обрабатывающего станка », но они могут планировать в будущем делать детали, которые будут работать лучше на одном из MULTUS U. Эта многофункциональная машина не может быть оптимизирована так же, как 5-осевой обрабатывающий центр, но она может предоставить заказчику возможность выполнять множество видов других работ, что является частью их долгосрочного плана».

«Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это размер рабочей зоны», — добавил Финн.

«Какой максимальный размер детали вы можете вставить в станок и при этом выполнять смену инструмента и смену деталей? В этом заключается понимание возможностей машины и того, что она сможет и не сможет сделать».

Зачем использовать 5-осевую обработку?

Попытка выбрать между 3-осевой обработкой и 5-осевой обработкой — это то же самое, что попытаться выбрать между гамбургером из Макдональдса или стейком BBQ на косточке; если цена — ваша единственная забота, тогда, очевидно, вы выбираете первый вариант.

Однако дилемма становится намного более сложной при сравнении 5-осевой и 3 + 2-осевой.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

5 осей против 3 + 2 оси станка

Важно различать 5-осевую обработку и 3 + 2-осевую обработку.

Первая — также называемая непрерывной или одновременной 5-осевой обработкой — включает в себя постоянную регулировку режущего инструмента по всем пяти осям, чтобы наконечник оставался оптимально перпендикулярным к детали.

Полная 5-осевая демонстрационная часть из алюминия. Время цикла: 13 минут.

Вторая – так же называемая 5-сторонней или позиционной 5-осевой обработкой – представляет собой выполнение 3-осевой программы с режущим инструментом, зафиксированным под углом, определяемым двумя осями вращения. Механическая работа, которая включает в себя переориентацию инструмента по осям вращения между вырезами, называется «5-осевой индексацией», хотя она по-прежнему считается 3 + 2.

Демонстрационная часть с 3 + 2 осями из алюминия. Время цикла: 7 минут.

Основным преимуществом непрерывной 5-осевой обработки по сравнению с 5-осевой индексацией является скорость, так как последняя требует остановки и запуска между переориентацией инструмента, тогда как 5-осевая не делает этого.

Однако всегда есть возможность получить одинаковые результаты при использовании непрерывной или индексированной 5-осевой оси.

Стоит также отметить, что преимущество в скорости ведет к увеличению движущихся частей, что означает повышенный износ, а также к большей потребности в обнаружении возможности столкновения деталей. Это одна из причин, по которой непрерывная 5-осевая обработка является более сложной с точки зрения программирования.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Сравним технологию 5-осевой обработки и 3D-печати

3D-печать или аддитивное производство — актуальная тема в мире производства сейчас, особенно в сравнении с технологиями выборки, такими как 5-осевая обработка.

Хотя иногда предполагается, что эти два метода конкурируют (поскольку фанаты 3D-печати утверждают, что данная технология скоро разрушит всю обрабатывающую промышленность), правильнее будет думать, что аддитивные и субстрактивные технологии производства дополняют друг друга.

Станок INTEGREX i-400AM от Mazak сочетает в себе аддитивное производство и 5-осевую обработку.

«Я не думаю, что аддитивное производство полностью захватит рынок, но я думаю, что теперь появилась возможность для разработки деталей, которые не могли быть созданы в прошлом», — сказал Финн.

«Конечно, есть и останутся детали, требующие обработки выборкой. Например, детали с очень жестким допуском на круглость».

«Можно напечатать почти полностью готовый элемент, но для достижения необходимого допуска этот элемент все же может потребоваться обработать на станке», — добавил Финн.

Означают ли это, что будущее производство будет представлять собой гибрид 3D — принтер / 5-осевой ЧПУ станок?

Андерсон не уверен в этом: «Реальное применение 3D-печати вне лабораторной среды заключается не в том, чтобы использовать машину комбинированного стиля, а, в том, чтобы, например, 3D-принтер с технологией SLS сделал то, что он делает лучше всего, и фрезерный станок сделал то, что делает лучше всего, работая над общим результатом посредством автоматизации».

Причина существования двух отдельных машин, в данном случае, сводится к управлению порошком и стружкой внутри машины.

«Количество порошка, которое вы пропускаете при лазерном спекании, например, на 13кг детали, может составлять 70–140 кг», — сказал Андерсон.

«Если это входит в машину, где все объединено, то не существует проверенного способа заново использовать весь этот порошок».

Другими словами, вопросы, касающиеся взаимосвязи 3D-печати с 5- осевой обработкой, чаще всего касаются сотрудничества технологий, нежели конкуренции. «Я думаю, что аддитивное производство может уменьшить количество черновой обработки, которая необходима», — заключил Финн.

Каталог 3D принтеров

Как получить максимальную эффективность при 5 осевой обработки.

Нередко 5-осевые возможности используются недостаточно.

«Некоторые могут иметь станок, но могут не понимать, что он из себя представляет в полном объеме. Либо у них может не быть программного обеспечения, необходимого для создания программы резки, которая бы использовала все возможности машины», — заметил Финн.

Андерсон соглашается: «Это душераздирающее зрелище для компании, подобной нашей. Когда мы видим компанию, которая идет ва-банк, получает оборудование, устанавливают его. По разным причинам они приобретают многофункциональный станок с 5 или более осями и используют его как 3-осевой станок. Это происходит постоянно».

Схема горизонтального обрабатывающего центра Okuma MU-10000H.

«Во многом это зависит от персонала», — добавил Андерсон. «Требуется обучение и понимание того, как использовать машину. Иногда трудно думать об обработке детали с верхним, нижним, главным шпинделем и вспомогательным шпинделем, и все в процессе, одновременно.»

«Есть много компаний, разрабатывающих программное обеспечение, которые намного лучше справляются с этим, но освоить его сложно», — заключил Андерсон.

Важность 5-осевого управления и программного обеспечения

Несмотря на то, что наличие оператора с нужным набором навыков является основным фактором, позволяющим максимизировать возможности 5-осевого станка, управление и программное обеспечение станка также важны.

«Когда вы выполняете высокоскоростную 5-осевую обработку, сервоприводы на станке и время отклика очень важны, чтобы избежать короткого замыкания или перерегулирования при обработке», — сказал Финн. «Контроллер в станке должен уметь обрабатывать данные достаточно быстро, чтобы траектория движения была четкой, плавной, равномерной. Нужно избегать резких движений, которые могут вызвать повреждения заготовки».

Mazak’s MAZATROL SmoothX с ЧПУ.

«Аналогично, программное обеспечение, которое создает 5-осевые программы, должно быть способно создавать хороший плавный код, чтобы станок мог двигаться плавно», — заключил Финн.

Выбор правильного пакета CAD / CAM необходим для получения максимальной отдачи от вашего станка.

«Если вы, например, занимаетесь аэрокосмическими деталями, вы должны работать с программными пакетами высокого класса», — сказал Андерсон.

«Если вы просто делаете небольшие алюминиевые формы компонентов для литья под давлением в автомобильной компании, или все, что вы делаете, это сверлите пару отверстий в корпусе двигателя, это совсем другая история».

«Если, же вы режете детали, которые требуют системы CAM для создания программ резки, вы должны инвестировать в систему CAM, которая дополняет возможности станка», — добавил Финн.

Предотвращение аварий в 5-осевой обработке.

Когда дело доходит до создания 5-осевых траекторий, обычно существует дилемма между работой на более высоких скоростях и подачами и минимизацией риска столкновений. К счастью, сегодня на рынке есть ряд программных инструментов, которые могут помочь решить ее.

«С нашим программным обеспечением по предотвращению столкновений вы можете загрузить трехмерную модель детали и инструментов, и программа просчитает на каждое движение инструмента вероятность столкновения с чем-либо», — сказал Андерсон.

«При условии, что ваше устройство смоделировано правильно, система уловит столкновение до того, как оно произойдет».

Система предотвращения столкновений Okuma работает в режиме реального времени.

«Существует программное обеспечение, которое будет выполнять моделирование работы станка», — прокомментировал Финн.

«Так что это важно, особенно когда дело касается дорогих запасных частей. Вам не нужно столкновение, которое может привести к тому, что вы сломаете деталь, либо кто-то получит травму или повредит станок».

«Vericut предлагает программное обеспечение для виртуального 3D-мониторинга, которое будет делать то же самое, только на автономном компьютере», — добавил Андерсон. «Таким образом, вместо того, чтобы работать в режиме реального времени на элементах управления станка, вы запускаете свою программу обработки деталей через Vericut, и она проверит все траектории и убедится, что станок будет делать то, что, как вы думаете, он должен сделать».

Проверка инструмента на 5-осевом станке.

Высокая производительность является преимуществом 5-осевой обработки, но она также увеличивает риск ошибок, таких как использование сломанного или неправильного инструмента. Одним из способов минимизации этих ошибок является выбор системы проверки инструмента, например лазер BLUM, на DMG MORI DMU 50C:

5-осевая обработка: Соответствует ли принципу «сделать за 1 раз» ?

Понятие «сделано за раз» — конечная цель в производстве: вы загружаете кусок материала в станок, запускаете программу и снимаете полностью готовую деталь.

Как и возможность минимизировать время подготовки, задача принципа «сделано за раз» — имеет смысл, даже если в конкретном случае она практически не достижима.

При этом 5-осевая обработка приближает нас к цели «сделано за раз» больше, чем любой другой процесс; даже детали после 3D-печати требуют пост-обработки. В этом контексте основным ограничением 5-осевой обработки являются зажимные приспособления.

«Большая часть движений 5-осевой работы лежит вокруг зажимного механизма», — сказал Андерсон. «У меня может быть лучшая машина в мире, но если мое зажимное приспособление паршивое, я никогда не получу того, что задумывал».

По словам Финна, ключ к преодолению данного слабого места лежит в использовании станков с более чем пятью осями:

«Например, станок INTEGREX может быть оснащен противоположными поворотными шпинделями и нижней режущей револьверной головкой. Таким образом, детали можно разрезать на одном шпинделе, а затем перенести на противоположный шпиндель для обработки оставшейся части детали. Так что, по сути, вы можете загрузить кусок сырой заготовки, и в конце снять готовую деталь».

Техника обработки при 5-осевом фрезеровании

5-осевая обработка обеспечивает значительные преимущества, включая сокращение времени выполнения заказа, повышение эффективности и увеличение срока службы инструмента. Однако важно понимать, что для достижения этих преимуществ требуется нечто большее, чем просто покупка новейшего 5-осевого обрабатывающего центра.

Овладение искусством 5- осей требует учета множества факторов. На эту тему Андерсон сказал так:

«Когда вы смотрите на проблемы, с которыми сталкиваются клиенты, очень редко это касается обработки детали. Как правило, проблема, которая их тормозит, заключается не в создании идеи, а в чем-то другом. Это наличие, обучение и тренировка персонала, правильный подход операторов к машине или понимание до начала работы, что у них будет достаточно инструментов в запасе, чтобы закончить деталь, которую начали. Сторонние составляющие бизнеса тормозят больше, чем фактическое создание».

Что ж, а на этом у нас все! Надеемся эта статья была для Вас полезна!

Заказать 5-ти координатный фрезерный ЧПУ станок, 3D-принтер, или расходные материалы, задать свои вопросы и узнать статус Вашего заказа, вы можете

Не забывайте подписываться на наш YouTube канал:

Подписывайтесь на наши группы в соц.сетях:

INSTAGRAM

ВКонтакте

Facebook

Что такое станок с ЧПУ — основные части, работа, блок-схема

Определение станка с ЧПУ

Позвольте мне сначала познакомить вас с тем, что такое станок с ЧПУ, поэтому CNC означает компьютерное числовое управление. Когда компьютеры используются для управления станком с числовым программным управлением (ЧПУ), то станок называется станком с ЧПУ. Другими словами, использование компьютеров для управления станками, такими как токарный, фрезерный, долбежный, формовочный и т. Д., Называется станком с ЧПУ.

Операции резания, выполняемые ЧПУ, называются обработкой ЧПУ.Различные услуги механической обработки, в которых используется станок с ЧПУ, известны как услуги механической обработки с ЧПУ. В цехах станков с ЧПУ сначала разрабатываются или подготавливаются программы, а затем они поступают на станок с ЧПУ. Согласно программе ЧПУ контролирует движение и скорость станков.

Блок-схема станка с ЧПУ

Также читайте:

Основные части станка с ЧПУ

Основными частями станка с ЧПУ являются

(i) Устройства ввода: Это устройства которые используются для ввода программы обработки детали на станке с ЧПУ.Обычно используются три устройства ввода: устройство чтения перфоленты, устройство чтения магнитной ленты и компьютер через интерфейс RS-232-C.

(ii) Блок управления станком (MCU): Это сердце станка с ЧПУ. Он выполняет все управляющие действия станка с ЧПУ, различные функции, выполняемые MCU:

Он считывает закодированные инструкции, введенные в него.
Он декодирует закодированную инструкцию.
Он реализует интерполяцию (линейную, круговую и спиральную) для генерации команд движения оси.
Он подает команды движения оси в схемы усилителя для привода осевых механизмов.
Он принимает сигналы обратной связи положения и скорости для каждой оси привода.
Он реализует вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охлаждающей жидкости или шпинделя и смена инструмента.

(iii) Станок: Станок с ЧПУ всегда имеет подвижный стол и шпиндель для управления положением и скоростью. Стол станка управляется в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

(iv) Приводная система: Приводная система станка с ЧПУ состоит из схем усилителя, приводных двигателей и шарико-ходового винта. MCU подает сигналы (то есть положения и скорости) каждой оси в схемы усилителя. Затем управляющие сигналы усиливаются (увеличиваются) для приведения в действие приводных двигателей. Приводные двигатели вращают шариковый ходовой винт для позиционирования стола станка.

(v) Система обратной связи: Эта система состоит из преобразователей, которые действуют как сенсоры.Ее еще называют измерительной системой. Он содержит датчики положения и скорости, которые непрерывно контролируют положение и скорость режущего инструмента, находящегося в любой момент. MCU принимает сигналы от этих преобразователей и использует разницу между опорными сигналами и сигналами обратной связи для генерации управляющих сигналов для исправления ошибок положения и скорости.

(vi) Дисплей: Монитор используется для отображения программ, команд и других полезных данных станка с ЧПУ.

Как работает станок с ЧПУ?

Сначала программа обработки детали вставляется в MCU ЧПУ.
В MCU происходит весь процесс обработки данных, и в соответствии с подготовленной программой он подготавливает все команды движения и отправляет их в систему управления.
Система привода работает, когда команды движения отправляются MCU. Система привода контролирует движение и скорость станка.
Система обратной связи записывает измерения положения и скорости станка и отправляет сигнал обратной связи на MCU.
В MCU сигналы обратной связи сравниваются с опорными сигналами, и если есть ошибки, он исправляет их и отправляет новые сигналы станку для правильной работы.
Дисплей используется для просмотра всех команд, программ и других важных данных. Он действует как глаз машины.

Для лучшего понимания работы ЧПУ просмотрите видео до конца.

Преимущества

Он может выполнять работы с высочайшей точностью и точностью, чем любой другой ручной станок.
Может работать 24 часа в сутки.
Изготовленные на нем детали имеют одинаковую точность. В изготовленных деталях нет никаких изменений.
Для работы с ним не требуется высококвалифицированного оператора. Оператор со средней квалификацией также может работать точно и точнее.
Операторы могут легко вносить изменения и улучшения и сокращать время задержки.
Он имеет возможность изготавливать сложные конструкции с высокой точностью за минимально возможное время.
Современное программное обеспечение для проектирования, позволяющее дизайнеру смоделировать производителя его идеи.А это избавляет от необходимости создавать прототип или модель и экономит время и деньги.
Для работы с ЧПУ требуется меньше рабочих, что снижает затраты на рабочую силу.

Недостатки

Несмотря на множество преимуществ, у него есть и недостатки. А это:

Стоимость станка с ЧПУ очень высока по сравнению со станком с ручным управлением.
Детали станков с ЧПУ дорогие.
Стоимость обслуживания ЧПУ довольно высока.
Это не исключает необходимости в дорогостоящих инструментах.

Приложение

Почти каждая обрабатывающая промышленность использует станки с ЧПУ. С увеличением конкурентной среды и требований спрос на использование ЧПУ увеличился в большей степени. Станки, которые поставляются с ЧПУ, включают токарные, фрезерные, формовочные, сварочные и т. Д. Отрасли, в которых используются станки с ЧПУ, — это автомобильная промышленность, металлообрабатывающая промышленность, производство металлов, электроэрозионная обработка, деревообрабатывающая промышленность и т. Д.

Это все о деталях станков с ЧПУ, блок-схеме, работе, преимуществах и недостатках и применении. Если вы обнаружите, что чего-то не хватает, прокомментируйте нас. И если эта статья покажется вам информативной, не забудьте поделиться ею в социальных сетях.

Станок с ЧПУ | Как это работает, детали и блок-схема

Что такое станок с ЧПУ?

Во-первых, разберитесь, что такое станок с ЧПУ. ЧПУ означает компьютерное числовое управление.Когда компьютеры используются для управления станком с числовым программным управлением (ЧПУ), этот станок называется станком с ЧПУ. Проще говоря, использование компьютеров для управления станками, такими как токарный станок, фрезерные станки, формирователь и т. Д., Называется станком с ЧПУ.

Операции резки, выполняемые с помощью ЧПУ, называются обработкой с ЧПУ. Программы обработки с ЧПУ сначала разрабатываются или подготавливаются, а затем они подаются на станок с ЧПУ. Согласно программе, ЧПУ контролирует движение и скорость станков.

Читайте также: Что такое обработка с ЧПУ?

Блок-схема станка с ЧПУ

Детали станка с ЧПУ

Основные части станков с ЧПУ

Устройства ввода

Эти устройства используются для ввода программы обработки детали в станке с ЧПУ.В основном используются три устройства ввода: считыватель перфоленты, считыватель магнитной ленты и компьютер через интерфейс RS-232-C.

Блок управления машиной (MCU)

Это основная часть станка с ЧПУ. Это выполняет все управляющие действия станка с ЧПУ, и различные функции MCU

Читает закодированные инструкции, введенные в него.
Расшифровывает закодированную инструкцию.
MCU реализует интерполяцию (линейную, круговую и спиральную) для генерации команд движения оси.
Подает команды движения оси в схемы усилителя для управления осевым механизмом.
Получает сигналы обратной связи о положении и скорости для каждой оси привода.
Реализует вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охлаждающей жидкости или шпинделя и смена инструмента.

Станок

Станок с ЧПУ всегда имеет подвижный стол и шпиндель для управления положением и скоростью. Стол станка управляется в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

Приводная система

В системе привода станка с ЧПУ присутствуют схемы усилителя, приводные двигатели и шарико-винтовая передача. MCU подает сигналы, такие как положение и скорость каждой оси, в схемы усилителя. После этого управляющие сигналы увеличиваются для приведения в действие приводных двигателей. Приведенные в действие приводные двигатели вращают шариковый ходовой винт для позиционирования стола станка.

Система обратной связи

Система обратной связи состоит из преобразователей, которые действуют как датчики.Это также называется измерительной системой. Он содержит датчики положения и скорости, которые непрерывно контролируют положение и скорость расположенного режущего инструмента. MCU принимает сигналы от преобразователей и использует разницу между опорными сигналами и сигналами обратной связи для генерации управляющих сигналов для исправления ошибок положения и скорости.

Дисплей

Монитор используется для отображения программ, команд и других полезных данных машины.

Как работает станок с ЧПУ?

Программа обработки детали вставлена в MCU ЧПУ.

MCU

обрабатывает все данные и в соответствии с ними подготавливает программу, подготавливает все команды движения и отправляет их в систему управления.
Система привода работает как команды движения, посылаемые MCU, а система приводов контролирует движение и скорость станка.
Система обратной связи регистрирует измерение положения и скорости станка и отправляет сигнал обратной связи на MCU.
MCU сравнил сигналы обратной связи с опорными сигналами и, если есть ошибки, он исправляет и отправляет новый сигнал на станок для правильной работы.
Дисплей используется для просмотра команд, программ и других важных данных и является глазом машины.

Читайте также: Что такое Shaper Machine? Https://theunboxfactory.com/shaper-machine/

Преимущества станка с ЧПУ

Эта машина может выполнять работу с высокой точностью и точностью, чем любая другая ручная машина.

Может работать 24 часа в сутки.

Детали, изготовленные на станке с ЧПУ, имеют одинаковые размеры.Детали, изготовленные на одной и той же машине, не отличаются друг от друга.

Для работы с этой машиной не требуется высококвалифицированный персонал. Рабочий со средней квалификацией может управлять машиной более точно и точно.

Операторы могут легко вносить изменения и улучшения и тем самым сокращать время.

Эта машина может изготавливать сложные конструкции с высокой точностью за минимальное время.

С помощью современного программного обеспечения для проектирования дизайнер моделирует идею. И нет необходимости делать прототип или модель, что экономит время и деньги.

Для работы на машине требуется меньше рабочих, что снижает затраты на рабочую силу.

Недостатки станка с ЧПУ

Имея столько преимуществ, у машины есть и недостатки. Это:

Стоимость этой машины очень высока по сравнению с машинами с ручным управлением.

Детали станков с ЧПУ дорогие.

Стоимость обслуживания станков с ЧПУ высока.

Для работы станка требуются дорогостоящие инструменты.

Приложения

Станки с ЧПУ используются почти во всех отраслях обрабатывающей промышленности. В связи с повышением спроса в обрабатывающей промышленности использование ЧПУ также увеличивается. Станки с ЧПУ: токарные, фрезерные, формовочные, сварочные и т. Д. Он широко используется в автомобильной промышленности, металлообрабатывающей промышленности, производстве металлов, электроэрозионных станках, деревообрабатывающей промышленности и т. Д.

Это информация о том, что такое ЧПУ, и мы также включаем детали ЧПУ, схему ЧПУ, преимущества и недостатки.

🔔 Надеемся, эта информация вам поможет. Для получения дополнительной информации нажмите кнопку уведомления и получайте регулярные обновления от Unbox Factory .

Теперь, если вы найдете эту информацию полезной, поделитесь ею со своими друзьями, семьей и коллегами.

Если вам понравился этот пост, дайте нам знать в комментариях ниже, если вы хотите добавить дополнительную информацию по этой теме, прокомментируйте информацию. Рассмотрим информацию, если она актуальна.

Спасибо за внимание.

Что такое станок с ЧПУ? | Блок-схема ЧПУ

Самый важный момент в этой статье

Что такое станок с ЧПУ?

Термин ЧПУ означает «компьютерное числовое управление», а определение обработки с ЧПУ заключается в том, что это нестандартный производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала из шлифовальной заготовки, известной как заготовка или заготовка. — и производит деталь по индивидуальному заказу.Процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пену и композиты, а также находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупная обработка с ЧПУ, прототипирование для обработки деталей и телекоммуникации, а также обработка с ЧПУ. Детали для авиакосмической промышленности, требующие более строгих 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 — это станок.Станок с ЧПУ — это программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.

В то время как нестандартные процессы удаляют слои материала из заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, дополнительные процессы собирают слои материалов для получения желаемой формы, а начальные процессы деформируют и смещают исходный материал до желаемой формы.

Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при единовременном и умеренном производстве.Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует некоторые преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и сложности проектирования деталей и рентабельность производства сложных деталей ограничены.

Операция резки, выполняемая с помощью ЧПУ, называется обработкой с ЧПУ. Программы обработки с ЧПУ сначала разрабатываются или подготавливаются, а затем передаются на станок с ЧПУ. Согласно программе, ЧПУ контролирует скорость и скорость станков.

Также прочтите: Что такое губернатор Уилсона-Хартнелла? | Губернатор Уилсона Хартнелла | Строительство губернатора Уилсона Хартнелла | Работа губернатора Уилсона Хартнелла

Блок-схема ЧПУ:

Также читайте: Детали и функции шлифовального станка | Шлифовальный станок | Типы шлифовальных машин

Детали станка с ЧПУ:

Основными частями станка с ЧПУ являются следующие: —

№1.Устройство ввода

Это устройство, которое используется для ввода программ обработки детали на станке с ЧПУ. Обычно используются три устройства ввода: считыватели перфоленты, считыватели магнитных лент и компьютеры через интерфейс RS-232-C.

№2. Блок управления машиной (MCU)

Это сердце станка с ЧПУ. Он выполняет все функции управления станком с ЧПУ, различные задачи, выполняемые микроконтроллером, — это считывание закодированных инструкций, указанных в нем. Он декодирует закодированную инструкцию.Эта ось применяет интерполяцию (линейную, сферическую и спиральную) для генерации команд движения.

Он передает команду скорости оси в схему усилителя для управления шпиндельным механизмом. Он получает сигналы обратной связи о положении и скорости для каждой оси привода. Он реализует вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охлаждающей жидкости или шпинделя, а также смена инструмента.

№3. Станки

Станок с ЧПУ всегда имеет подвижный стол и шпиндель для управления положением и скоростью.Столы станка управляются в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

№4. Система привода

Приводная система станка с ЧПУ состоит из схемы усилителя, приводных двигателей и ШВП. MCU подает сигналы (то есть положение и скорость) каждой оси в схему усилителя.

Затем управляющие сигналы усиливаются (усиливаются) для активации приводных двигателей. Приводные двигатели вращают шариковый ходовой винт для позиционирования стола станка.

№ 5. Система обратной связи

Система состоит из преобразователей, которые действуют как сенсоры. Ее еще называют измерительной системой. Он состоит из датчиков положения и движения, которые непрерывно контролируют положение и скорость режущего инструмента, находящегося в любой момент времени.

MCU принимает сигналы от этих преобразователей и использует разницу между опорными сигналами и ответными сигналами для генерации управляющих сигналов для исправления ошибок положения и движения.

№6.Дисплейный блок

Монитор используется для отображения программ, команд и других полезных данных станка с ЧПУ.

№ 7. Кровать

На станках с ЧПУ эти детали несут весь вес станка; это означает, что на нем установлены все остальные компоненты. Компонент станины изготовлен из закаленных материалов, таких как чугун, потому что револьверная головка проходит над ними в токарных станках с ЧПУ.

№8. Передняя бабка

Передняя бабка является одним из основных компонентов токарных станков с ЧПУ из-за того, что на ней закреплены заготовки.Токарный станок с ЧПУ оснащен двигателями, которые помогают управлять главной осью.

№ 9. Задняя бабка

Этот токарный станок обеспечивает дополнительный захват заготовки при выполнении таких операций, как лапка, нарезание резьбы, токарная обработка, часть станка с ЧПУ. На торцевых поверхностях заготовки предусмотрена опора.

№ 10. Пиноль задней бабки

Пиноль задней бабки помогает центрировать заготовки между передней и задней бабками.

№11. Ножной переключатель или педаль

Педаль используется для открытия и закрытия патрона при попытке удержания компонента, например, при перемещении пиноли задней бабки в переднее и обратное положение.

№ 12. Чак

Патрон установлен на главной оси, что дает место для крепления инструмента.

№ 13. Панель управления

Панели управления

также являются одной из важных частей станков с ЧПУ, которые используются для установки или подачи программ для операций, выполняемых с деталями. Его также называют мозгом станка с ЧПУ.

Также читайте: Простое индексирование на фрезерном станке

Преимущества станка с ЧПУ:

Он может обеспечить рабочие места с высочайшей точностью и точностью, чем любой другой ручной станок.
Может работать 24 часа.
Изготовленные на нем детали имеют одинаковую точность. В изготовленных деталях нет никаких изменений.
Для работы не требуется высококвалифицированный оператор. Оператор со средней квалификацией также может работать более точно и аккуратно.
Операторы могут легко вносить изменения и исправления и сокращать время задержки.
Имеет возможность проектировать сложные конструкции с высокой точностью в кратчайшие сроки.
Современные дизайнерские программы позволяют дизайнерам подражать создателям своей идеи.И это избавляет от необходимости создавать прототипы или модели и экономит время и деньги.
Для работы с ЧПУ требуется меньше рабочих, что снижает затраты на рабочую силу.

Также читайте: Разница между ЧПУ и ЧПУ | Определение числового управления (NC) | Определение компьютерного числового управления (ЧПУ)

Недостатки станка с ЧПУ:

Несмотря на множество преимуществ, у него есть и недостатки. А это:
Стоимость этих машин очень высока по сравнению с машинами с ручным управлением.
Детали станков с ЧПУ дорогие.
Расходы на техническое обслуживание станков с ЧПУ выше.
Для работы машины требуется дорогостоящее оборудование.
Стоимость станков с ЧПУ намного выше, чем станков с ручным управлением.
Детали станков с ЧПУ дорогие.
Затраты на обслуживание значительно выше в случае ЧПУ.
Это не исключает необходимости в дорогостоящем оборудовании.

Также читайте: Что такое орехи? | Что такое болты? | Разница между гайками и болтами

Применение станка с ЧПУ:

Станки с ЧПУ используются практически во всех обрабатывающих отраслях.С увеличением спроса в обрабатывающей промышленности использование ЧПУ также увеличилось. Станки с ЧПУ: токарные, фрезерные, формовочные, сварочные и т. Д.
Почти каждая обрабатывающая промышленность использует станки с ЧПУ. В условиях конкуренции и растущих требований спрос на использование ЧПУ значительно вырос. Станки с ЧПУ: токарный, фрезерный, фрезерный, сварочный и т. Д.
Отрасли, использующие станки с ЧПУ, включают автомобилестроение, металлообрабатывающую промышленность, металлообрабатывающую промышленность, электроэрозионную обработку, деревообрабатывающую промышленность и т. Д.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Схема систем ЧПУ

Схема систем ЧПУ

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ

СТАНК С ЧПУ — ВХОД, ПРОЦЕСС, ВЫХОД

В. Райан
2003 — 2009

ФАЙЛ PDF — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ РАБОЧЕГО ЛИСТА

Производственное предприятие с ЧПУ требует трех единиц оборудования: Компьютер . Компьютер используется для рисования дизайна. Для этого используется САПР — программа автоматизированного проектирования. Однако дизайн — это только изображение, и станок с ЧПУ не может использовать это для производства продукта. Компьютерное программное обеспечение также должно конвертировать чертеж в числах (координатах), которые станок с ЧПУ может использовать при он начинает резать и формировать материал. Интерфейс . Компьютер нельзя напрямую подключить к станку с ЧПУ.Компьютер подключен к интерфейсу. Современные станки с ЧПУ имеют встроенную или интегральный интерфейс, являющийся частью станка с ЧПУ. Эта схема преобразует сигналы от компьютера в форму, которую станок с ЧПУ понимает. У старых станков с ЧПУ есть отдельная коробка, называемая интерфейс. Сигналы имеют форму цифровых сигналов, когда они отправлено на станок с ЧПУ. ЧПУ (компьютерно-числовой Контроль) Станок . Сигналы с интерфейса управляют двигатели на станке с ЧПУ. Сигналы определяют направление движения тисков. Тиски перемещаются в трех направлениях X, Y и Z. (горизонтально, вертикально. и глубина). Сигналы также управляют скоростью режущего инструмента.

В целом процесс проектирования и изготовления изделия на станке с ЧПУ можно разделить на три аспекта ВХОД-ПРОЦЕСС-ВЫВОД.Схема ниже объясняет это система.




ВОПРОС: Нарисуйте показанную схему системы выше и объясните, что происходит в INPUT, PROCESS и OUTPUT разделы.


НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ ЧПУ

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 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 хочет 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 и т. Д. 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 CAD-модели
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 твердотельной детали в САПР собственными силами или компанией, 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 инструментов. 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) +/-	Среднее (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень грубая (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) +/-	Среднее (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень грубая (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) +/-	Среднее (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень грубая (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.

Как только 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.

Когда 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 отдавать на аутсорсинг специализированным поставщикам услуг по механической обработке 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 позволяющий производить ряд продуктов, таких как автомобильные рамы, хирургическое оборудование, авиационные двигатели, шестерни, ручные и садовые инструменты.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 зенковку, зенковку, развёртывание 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. Рабочие 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 характеристиками. , например прорези, конусы и резьбы.Рабочие возможности токарного процесса 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 по 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 профилей
Токарный	Использует одноточечный режущий инструмент Вращает заготовку Режущий инструмент подается по поверхности заготовки Удаляет материал с заготовки Производство круглых или цилиндрических деталей

Прядение металла с ЧПУ

Близкие родственники токарных станков, прядильные станки с ЧПУ включают токарный станок с заготовкой (металлический лист или трубу), 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 прядильного 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 одном 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, 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 определенный 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

Последующее 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
Редактирование 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 черчения и создания 2D векторных или трехмерных 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 программы станка, 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 анализ конечных элементов (FEA), вычислительную гидродинамику (CFD) и многотельную динамику (MDB).

Некоторые программные приложения сочетают 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 для всего оборудования и процессов с ЧПУ.

Сверлильное оборудование с ЧПУ

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 используются 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, в более совершенных моделях предусмотрены дополнительные оси. Доступные типы фрез включают ручные фрезерные станки, плоские фрезерные станки, универсальные фрезерные станки и универсальные фрезерные станки.

Токарное оборудование с ЧПУ

При 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 справляются с мягкими материалами, такими 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 обладают достаточной твердостью, пределом прочности на разрыв, пределом прочности на сдвиг, а также химической и температурной стойкостью.

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 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. Компания Technox Machine & Manufacturing Inc. предлагает некоторые задачи по обработке крупных деталей и тяжелых деталей.
Размер детали	Проблемы обработки
Большая деталь	Требуется специализированное оборудование для позиционирования и обработки Требуется обучение операторов специализированного оборудования Более сложная наладка оборудования 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 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)

Резюме

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 изготовления на заказ, посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

Нетрадиционные процессы механической обработки и термической резки
Обработка пластика с ЧПУ
Отрасли, использующие высокоточные станки с ЧПУ
Услуги токарной и фрезерной обработки с ЧПУ
Швейцарская токарная обработка и традиционная обработка с ЧПУ
7 причин, почему обработка с ЧПУ превосходит традиционную обработку
Как вращается мир (ЧПУ) — Эволюция токарной обработки с ЧПУ
Типы и преимущества обработки с ЧПУ
Создание прототипов с ЧПУ, как сейчас
Преимущества контрактной обработки с ЧПУ
Все о станках с ЧПУ
Обработанные детали из алюминия
Обработка компонентов огнестрельного оружия
Советы по созданию отличного дизайна прядения металла
Важность деталей и компонентов трансмиссии для внедорожников
Что такое швейцарская обработка с ЧПУ?
Что нужно знать о швейцарской токарной обработке
Авиация и авиакосмическая промышленность в Ardel Engineering
Связь в Ardel Engineering
Услуги токарной и фрезерной обработки с ЧПУ на Helander
Обработка пластика с ЧПУ
Фрезерные станки Vs.Станки токарные
Швейцарская обработка с ЧПУ
Что такое обработка с ЧПУ?
Руководство по допускам на обработку с ЧПУ
Как указать общие допуски в обрабатываемых деталях

Прочие изделия с ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

Общие сведения о фрезеровании с ЧПУ

Горизонтальный фрезерный станок с ЧПУ (также известный как фрезерный станок с ЧПУ), выполняющий операцию фрезерования на металлической детали.

Кредит изображения: Андрей Армягов

Фрезерование с ЧПУ или фрезерование с числовым программным управлением — это процесс обработки, в котором используются компьютеризированные средства управления и вращающиеся многоточечные режущие инструменты для постепенного удаления материала с заготовки и изготовления детали или продукта по индивидуальному заказу.Этот процесс подходит для обработки широкого спектра материалов, таких как металл, пластик, стекло и дерево, а также для производства различных деталей и изделий по индивидуальному заказу.

В рамках услуг по прецизионной обработке с ЧПУ предлагается несколько возможностей, включая механические, химические, электрические и термические процессы. Фрезерование с ЧПУ — это процесс механической обработки наряду с сверлением, токарной обработкой и множеством других процессов обработки, что означает, что материал удаляется с детали с помощью механических средств, таких как действия режущих инструментов фрезерного станка.

В этой статье основное внимание уделяется процессу фрезерования с ЧПУ, излагаются основы процесса, а также компоненты и инструменты фрезерного станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции фрезерования и предлагаются альтернативы процессу фрезерования с ЧПУ.

Определение фрезерования

Что такое фрезерование? Это тип обработки, при котором для придания формы заготовке используются фрезы, часто на подвижной поверхности стола, хотя на некоторых фрезерных станках также есть подвижные фрезы.Фрезерование начиналось как ручная задача, выполняемая людьми, но в наши дни большая часть фрезерования выполняется фрезерным станком с ЧПУ, который использует компьютер для наблюдения за процессом фрезерования. Фрезерование с ЧПУ обеспечивает более высокую точность, точность и производительность, но все же есть ситуации, когда ручное фрезерование может оказаться полезным. Ручное фрезерование, которое требует больших технических навыков и опыта, обеспечивает более короткие сроки выполнения работ. Это также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что ручные фрезы дешевле, и пользователю не нужно беспокоиться о программировании станка.

Обзор процесса фрезерования с ЧПУ

Как и большинство традиционных процессов механической обработки с ЧПУ, процесс фрезерования с ЧПУ использует компьютеризированные средства управления для управления станками, которые режут и формируют заготовку. Кроме того, процесс следует тем же основным этапам производства, что и все процессы обработки с ЧПУ, в том числе:

Создание модели в САПР
Преобразование модели САПР в программу ЧПУ
Наладка фрезерного станка с ЧПУ
Выполнение операции фрезерования

Процесс фрезерования с ЧПУ начинается с создания 2D- или 3D-модели детали в САПР.Затем завершенный проект экспортируется в формат файла, совместимый с ЧПУ, и преобразуется программным обеспечением CAM в программу станка с ЧПУ, которая определяет действия станка и движения инструмента по заготовке. Прежде чем оператор запускает программу ЧПУ, он подготавливает фрезерный станок с ЧПУ, прикрепляя заготовку к рабочей поверхности станка (например, рабочему столу) или зажимному устройству (например, тискам) и прикрепляя фрезерные инструменты к шпинделю станка. В процессе фрезерования с ЧПУ используются горизонтальные или вертикальные фрезерные станки с ЧПУ — в зависимости от спецификаций и требований фрезерного приложения — и вращающиеся многоточечные (т.е.е., многозубые) режущие инструменты, такие как фрезы и сверла. Когда станок готов, оператор запускает программу через интерфейс станка, предлагая станку выполнить операцию фрезерования.

После запуска процесса фрезерования с ЧПУ станок начинает вращать режущий инструмент со скоростью, достигающей тысяч оборотов в минуту. В зависимости от типа используемого фрезерного станка и требований применения фрезерования, когда инструмент врезается в заготовку, станок выполняет одно из следующих действий для выполнения необходимых разрезов на заготовке:

Медленно вставьте заготовку в неподвижный вращающийся инструмент
Переместите инструмент по неподвижной заготовке
Переместите инструмент и заготовку относительно друг друга

В отличие от ручного фрезерования, при фрезеровании с ЧПУ станок обычно подает подвижные детали с вращением режущего инструмента, а не против него.Операции фрезерования, которые соответствуют этому соглашению, известны как процессы фрезерования с подъемом, в то время как противоположные операции известны как обычные процессы фрезерования.

Как правило, фрезерование лучше всего подходит в качестве вторичного или чистового процесса для уже обработанной детали, обеспечивая определение или создание таких элементов детали, как отверстия, пазы и резьбы. Однако этот процесс также используется для формирования заготовки материала от начала до конца. В обоих случаях в процессе фрезерования постепенно удаляется материал, чтобы сформировать желаемую форму и форму детали.Во-первых, инструмент отрезает от заготовки небольшие кусочки, то есть стружку, для придания приблизительной формы и формы. Затем заготовка подвергается процессу фрезерования с гораздо более высокой точностью и с большей точностью, чтобы закончить деталь с ее точными характеристиками и спецификациями. Обычно готовая деталь требует нескольких проходов обработки для достижения желаемой точности и допусков. Для более геометрически сложных деталей может потребоваться несколько наладок станка для завершения процесса изготовления.

После того, как операция фрезерования завершена и деталь изготовлена в соответствии с индивидуально разработанными спецификациями, фрезерованная деталь переходит на этапы чистовой обработки и последующей обработки.

Фрезерный станок с ЧПУ

Примеры инструментов для фрезерных станков, включая фрезы, сверла и протяжные долота.

Изображение предоставлено: Sugrit Jiranarak / Shutterstock.com

Фрезерование с ЧПУ — это процесс обработки, подходящий для изготовления деталей с высокой точностью и высокими допусками в прототипах, единичных и малых и средних производственных партиях. Хотя детали обычно производятся с допусками от +/- 0,001 дюйма до +/- 0,005 дюйма, некоторые фрезерные станки могут достигать допусков до и более +/- 0.0005 дюймов. Универсальность процесса фрезерования позволяет использовать его в самых разных отраслях промышленности и для различных деталей и конструкций, включая пазы, фаски, резьбу и карманы. К наиболее распространенным фрезерным операциям с ЧПУ относятся:

Торцевое фрезерование
Плоское фрезерование
Угловое фрезерование
Фрезерование формы

Торцевое фрезерование

Торцевое фрезерование относится к фрезерным операциям, при которых ось вращения режущего инструмента перпендикулярна поверхности заготовки.В этом процессе используются торцевые фрезы с зубьями как на периферии, так и на торце инструмента, при этом периферийные зубья используются в основном для резки, а торцевые зубья используются для чистовой обработки. Как правило, торцевое фрезерование используется для создания плоских поверхностей и контуров на готовой детали и позволяет получить более высокое качество отделки, чем другие процессы фрезерования. Этот процесс поддерживают как вертикальные, так и горизонтальные фрезерные станки.

Типы торцевого фрезерования включают концевое и боковое фрезерование, при котором используются концевые и боковые фрезы соответственно.

Плоское фрезерование

Плоское фрезерование, также известное как фрезерование поверхности или слябов, относится к фрезерным операциям, при которых ось вращения режущего инструмента параллельна поверхности заготовки. В этом процессе используются плоские фрезы с зубьями на периферии, которые выполняют операцию резания. В зависимости от характеристик фрезерной обработки, таких как глубина резания и размер заготовки, используются как узкие, так и широкие фрезы. Узкие фрезы позволяют выполнять более глубокие разрезы, в то время как более широкие фрезы используются для резки больших площадей.Если простое фрезерование требует удаления большого количества материала с заготовки, оператор сначала использует фрезу с крупными зубьями, медленные скорости резания и высокие скорости подачи для получения приблизительной геометрии детали, разработанной по индивидуальному проекту. Затем оператор вводит фрезу с более мелкими зубьями, более высокие скорости резания и более низкие скорости подачи для обработки деталей готовой детали.

Угловое фрезерование

Угловое фрезерование, также известное как угловое фрезерование, относится к операциям фрезерования, при которых ось вращения режущего инструмента находится под углом по отношению к поверхности заготовки.В процессе используются одноугловые фрезы, расположенные под углом в зависимости от обрабатываемой конструкции, для создания угловых элементов, таких как фаски, зубцы и канавки. Одним из распространенных применений углового фрезерования является изготовление «ласточкин хвост», при котором используются фрезы «ласточкин хвост» под углом 45 °, 50 °, 55 ° или 60 ° в зависимости от конструкции типа «ласточкин хвост».

Фрезерование формы

Фрезерование формы относится к операциям фрезерования неровных поверхностей, контуров и контуров, таких как детали с криволинейными и плоскими поверхностями или полностью искривленные поверхности.В этом процессе используются формованные фрезы или фрезы, специально предназначенные для конкретного применения, такие как выпуклые, вогнутые и угловые фрезы для закругления. Некоторые из распространенных применений формовочного фрезерования включают изготовление полусферических и полукруглых полостей, бусинок и контуров, а также сложных конструкций и сложных деталей с помощью одной настройки станка.

Другие операции с фрезерными станками

Помимо вышеупомянутых операций, фрезерные станки могут использоваться для выполнения других специализированных фрезерных и механических операций.Примеры других доступных типов операций на фрезерном станке:

Подвесное фрезерование : Подходовое фрезерование относится к операциям фрезерования, при которых станок обрабатывает две или более параллельных поверхностей заготовки за один проход. В этом процессе используются две фрезы на одной оправке станка, расположенные так, что фрезы находятся по обе стороны от заготовки и могут фрезеровать обе стороны одновременно.

Групповое фрезерование : Что такое групповое фрезерование? Групповое фрезерование относится к фрезерным операциям, в которых используются две или более фрезы — обычно разного размера, формы или ширины — на одной и той же оправке станка.Каждый резак может одновременно выполнять одну и ту же операцию резки или другую, что позволяет производить более сложные конструкции и сложные детали в более короткие сроки.

Профильное фрезерование : Профильное фрезерование относится к фрезерным операциям, при которых станок создает траекторию резания вдоль вертикальной или наклонной поверхности заготовки. В этом процессе используется профильное фрезерное оборудование и режущие инструменты, которые могут быть параллельны или перпендикулярны поверхности заготовки.

Зуборезание : Зуборезание — это операция фрезерования, при которой для изготовления зубьев шестерни используются эвольвентные зуборезы.Эти фрезы, являющиеся разновидностью формованных фрез, доступны в различных формах и размерах шага в зависимости от количества зубьев, необходимых для конкретной конструкции шестерни. В этом процессе для изготовления зубьев шестерен также можно использовать специальную фрезу для токарного станка.

Другие процессы обработки : Поскольку фрезерные станки поддерживают использование других станков, помимо фрезерных, их можно использовать для процессов обработки, отличных от фрезерования, таких как сверление, растачивание, развёртывание и нарезание резьбы.

Фрезерное оборудование и компоненты с ЧПУ

Процесс фрезерования с ЧПУ использует множество программных приложений, станков и фрезерного оборудования в зависимости от выполняемой операции фрезерования.

Программное обеспечение для поддержки станков с ЧПУ

Как и большинство процессов обработки с ЧПУ, процесс фрезерования с ЧПУ использует программное обеспечение САПР для создания начального проекта детали и программное обеспечение САМ для создания программы ЧПУ, которая предоставляет инструкции по обработке для производства детали. Затем программа ЧПУ загружается в выбранный станок с ЧПУ для запуска и выполнения процесса фрезерования.

Компоненты фрезерного станка с ЧПУ

Несмотря на широкий спектр доступных фрезерных станков, большинство станков имеют в основном одни и те же основные компоненты. Эти общие детали машины включают:

Машинный интерфейс
Колонна
Колено
Седло
Рабочий стол
Шпиндель
Беседка
Ram
Станок

Рисунок 1 — Конфигурации и компоненты фрезерного станка с ЧПУ

Машинный интерфейс : Машинный интерфейс относится к машинному компоненту, который оператор использует для загрузки, запуска и выполнения машинной программы с ЧПУ.

Столбец : Столбец относится к компоненту машины, который обеспечивает поддержку и структуру для всех других компонентов машины. Этот компонент включает прикрепленное основание и может включать дополнительные внутренние компоненты, которые помогают процессу фрезерования, такие как резервуары для масла и охлаждающей жидкости.

Колено : Колено относится к регулируемому компоненту машины, который прикреплен к стойке и обеспечивает поддержку седла и рабочего стола. Этот компонент регулируется по оси Z (т.е.е., с возможностью подъема или опускания) в зависимости от характеристик операции фрезерования.

Седло : Седло относится к компоненту машины, расположенному в верхней части колена и поддерживающему рабочий стол. Этот компонент может перемещаться параллельно оси шпинделя, что позволяет горизонтально регулировать рабочий стол и, соответственно, заготовку.

Рабочий стол : Рабочий стол относится к компоненту станка, расположенному на верхней части седла, который представляет собой заготовку или зажимное приспособление (например.г., патрон или тиски). В зависимости от типа используемой машины этот компонент можно регулировать в горизонтальном, вертикальном, обоих направлениях или ни в одном из них.

Шпиндель : Шпиндель относится к компоненту станка, поддерживаемому колонной, которая удерживает и управляет используемым станком (или оправкой). Внутри колонны электродвигатель приводит во вращение шпиндель.

оправка : оправка относится к компоненту вала, вставленному в шпиндель горизонтальных фрезерных станков, на которых можно установить несколько станков.Эти компоненты доступны различной длины и диаметра в зависимости от характеристик фрезерования. Доступные типы оправок включают стандартный фрезерный станок, винт, фрезу для продольной резки, концевую фрезу и оправки для концевой фрезы.

Ползун : Ползун относится к компоненту станка, обычно в вертикальных фрезерных станках, расположенному сверху и прикрепленному к колонне, которая поддерживает шпиндель. Этот компонент можно регулировать для размещения в различных положениях во время операции фрезерования.

Станок : Станок представляет собой компонент станка, удерживаемый шпинделем, который выполняет операцию удаления материала. В процессе фрезерования может использоваться широкий спектр фрезерных станков (как правило, многоточечные фрезы) в зависимости от характеристик фрезерования, например, от обрабатываемого материала, требуемого качества отделки поверхности, ориентации станка и т. Д. варьируются в зависимости от количества, расположения и расстояния между зубьями, а также их материала, длины, диаметра и геометрии.Некоторые из типов используемых горизонтальных фрезерных станков включают плоские фрезы, фрезы со снятым профилем, ступенчатые зубья и двухугловые фрезы, в то время как используемые вертикальные фрезерные станки включают плоские и сферические фрезы, фрезы для снятия фасок, торцевые и спиральные сверла. Фрезерные станки также могут использовать инструменты для сверления, растачивания, развёртывания и нарезания резьбы для выполнения других операций механической обработки.

Особенности фрезерного станка

В целом фрезерные станки делятся на горизонтальные и вертикальные конфигурации станков, а также различаются по количеству осей движения.

В вертикальных фрезерных станках шпиндель станка ориентирован вертикально, а в горизонтальных фрезерных станках шпиндель ориентирован горизонтально. Горизонтальные станки также используют оправки для дополнительной поддержки и стабильности во время процесса фрезерования и имеют возможность поддержки нескольких режущих инструментов, например, при групповом фрезеровании и двухконтурном фрезеровании. Органы управления как для вертикального, так и для горизонтального фрезерного станка зависят от типа используемого станка. Например, некоторые станки могут поднимать и опускать шпиндель и перемещать рабочий стол в боковом направлении, в то время как другие станки имеют стационарные шпиндели и рабочие столы, которые перемещаются как горизонтально, вертикально, так и вращательно.При выборе между вертикальными и горизонтальными фрезерными станками производители и ремонтные мастерские должны учитывать требования к фрезерованию, такие как количество поверхностей, требующих фрезерования, а также размер и форма детали. Например, более тяжелые заготовки лучше подходят для горизонтального фрезерования, в то время как приложения для штамповки лучше подходят для вертикального фрезерования. Также доступно дополнительное оборудование, которое модифицирует вертикальные или горизонтальные машины для поддержки противоположного процесса.

Большинство фрезерных станков с ЧПУ доступны с 3–5 осями — обычно они обеспечивают производительность по осям XYZ и, если применимо, вокруг осей вращения. Ось X и ось Y обозначают горизонтальное движение (из стороны в сторону и вперед и назад, соответственно, на плоской плоскости), в то время как ось Z представляет вертикальное движение (вверх и вниз), а направление W. -ось представляет собой диагональное движение в вертикальной плоскости. В базовых фрезерных станках с ЧПУ горизонтальное перемещение возможно по двум осям (XY), в то время как новые модели позволяют использовать дополнительные оси движения, такие как 3-, 4- и 5-осевые станки с ЧПУ.В таблице 1 ниже представлены некоторые характеристики фрезерных станков, классифицированные по количеству осей движения.

Таблица 1 — Характеристики фрезерных станков по осям движения

Примечание 1: Если применимо, «A» указывает на выгодные характеристики, а «D» указывает на неблагоприятные характеристики.
Примечание 2: Некоторая информация о фрезерном станке (по осям) любезно предоставлена Technox Machine & Manufacturing Inc.
Количество осей	Характеристики
3	Способен справиться с большинством потребностей в обработке Может производить те же продукты, что и станки с большим количеством осей Подходит для автоматической или интерактивной работы, резки острых кромок, сверления отверстий, фрезерования пазов и т. Д. Простейшая настройка станка (A) Требуется только одна рабочая станция (A) Повышенные требования к знаниям операторов (D) Более низкие уровни эффективности и качества (D)
4	Возможность работы с материалами от алюминия и композитных плит до пенопласта, печатных плат и дерева Подходит для рекламного дизайна, художественного творчества, создания медицинского оборудования, технологических исследований, создания прототипов для хобби и промышленного применения. Больше функциональности, чем у 3-осевых станков (A) Более высокий уровень точности и аккуратности, чем у 3-осевых станков (A) Более сложная наладка станков 3-х осевые станки (D) Дороже 3-х осевых станков (D)
5	Доступны несколько конфигураций осей (например,г., 4 + 1, 3 + 2 или 5) Подходит для аэрокосмической, архитектурной, медицинской, военной, нефтегазовой, художественной и функциональной промышленности Наибольшая функциональность и возможности (A) В зависимости от конфигурации, более быстрая работа, чем 3-х и 4-х осевые станки (A) Высочайшее качество и точность (A) В зависимости от конфигурации, более медленная работа, чем 3-х и 4-х осевые станки (D) Дороже, чем 3-х и 4-х осевые станки (D)

В зависимости от типа используемого фрезерного станка, станок, рабочий стол станка или оба компонента могут быть динамическими.Обычно динамические рабочие столы перемещаются по осям XY, но они также могут перемещаться вверх и вниз для регулировки глубины резания и поворачиваться по вертикальной или горизонтальной оси для увеличения диапазона резания. Для фрезерных операций, требующих динамического инструмента, в дополнение к присущему ему вращательному движению, станок перемещается перпендикулярно по нескольким осям, позволяя врезаться в заготовку по окружности инструмента, а не только его кончиком. Фрезерные станки с ЧПУ с большей степенью свободы обеспечивают большую универсальность и сложность производимых фрезерованных деталей.

Типы фрезерных станков

Доступно несколько различных типов фрезерных станков, которые подходят для различных областей применения. Помимо классификации, основанной исключительно на конфигурации станка или количестве осей движения, фрезерные станки дополнительно классифицируются на основе комбинации их конкретных характеристик. Некоторые из наиболее распространенных типов фрезерных станков включают:

Колено : Фрезерные станки коленного типа используют фиксированный шпиндель и вертикально регулируемый рабочий стол, который опирается на седло, поддерживаемое коленом.Колено можно опускать и поднимать на стойке в зависимости от положения станка. Некоторые примеры коленных фрезерных станков включают напольные и настольные плоские горизонтальные фрезерные станки.

Плунжерный : Фрезерные станки плунжерного типа используют шпиндель, прикрепленный к подвижному корпусу (т. Е. Плунжеру) на колонне, что позволяет станку перемещаться по осям XY. Двумя наиболее распространенными фрезерными станками с ползуном являются напольные универсальные горизонтальные фрезерные станки и фрезерные станки с поворотной фрезерной головкой.

Станина : Фрезерные станки станины используют рабочие столы, прикрепленные непосредственно к станине станка, что предотвращает перемещение заготовки как по оси Y, так и по оси Z. Заготовка располагается под режущим инструментом, который, в зависимости от станка, может перемещаться по осям XYZ. Некоторые из доступных фрезерных станков со станиной включают односторонние, дуплексные и тройные фрезерные станки. В то время как симплексные станки используют один шпиндель, который движется либо по оси X, либо по оси Y, дуплексные станки используют два шпинделя, а триплексные станки используют три шпинделя (два горизонтальных и один вертикальный) для обработки по осям XY и XYZ соответственно.

Строгальный тип : Фрезерные станки строгального типа похожи на фрезерные станки со станиной в том, что у них есть рабочие столы, закрепленные по оси Y и Z, и шпиндели, способные двигаться по осям XYZ. Однако строгальные станки могут поддерживать одновременно несколько станков (обычно до четырех), что сокращает время выполнения сложных деталей.

Некоторые из доступных специализированных типов фрезерных станков включают фрезерные станки с вращающимся столом, барабанные и планетарные фрезерные станки.Фрезерные станки с вращающимся столом имеют круглые рабочие столы, которые вращаются вокруг вертикальной оси, и используют станки, расположенные на разной высоте для черновой и чистовой обработки. Барабанные фрезерные станки похожи на станки с вращающимся столом, за исключением того, что рабочий стол называется «барабаном», и он вращается вокруг горизонтальной оси. В планетарных станках рабочий стол неподвижен, а заготовка — цилиндрической. Вращающийся станок перемещается по поверхности заготовки, нарезая внутренние и внешние элементы, такие как резьба.

Материальные аспекты

Процесс фрезерования с ЧПУ лучше всего подходит в качестве вторичного процесса механической обработки для обеспечения чистовой обработки детали, разработанной по индивидуальному заказу, но также может использоваться для производства нестандартных конструкций и специальных деталей от начала до конца. Технология фрезерования с ЧПУ позволяет обрабатывать детали из широкого спектра материалов, в том числе:

Металлы (включая легированные, экзотические, тяжелые и т. Д.)
Пластмассы (включая термореактивные и термопласты)
Эластомеры
Керамика
Композиты
Стекло

Как и во всех процессах обработки, при выборе материала для фрезерования необходимо учитывать несколько факторов, таких как свойства материала (т.е.е. твердость, прочность на разрыв и сдвиг, химическая и температурная стойкость) и рентабельность механической обработки материала. Эти критерии определяют, подходит ли материал для процесса фрезерования, и бюджетные ограничения приложения фрезерования, соответственно. Выбранный материал определяет тип (ы) применяемого станка (ов) и его / их конструкцию (ы), а также оптимальные настройки станка, включая скорость резания, скорость подачи и глубину резания.

Альтернативы

Фрезерование с ЧПУ — это процесс механической обработки, подходящий для обработки широкого спектра материалов и производства различных деталей по индивидуальному заказу.Хотя этот процесс может демонстрировать преимущества по сравнению с другими процессами обработки, он может не подходить для каждого производственного применения, а другие процессы могут оказаться более подходящими и рентабельными.

Некоторые из других более традиционных доступных процессов механической обработки включают сверление и токарную обработку. При сверлении, как и при фрезеровании, обычно используются многоточечные инструменты (например, сверла), тогда как при токарной обработке используются одноточечные инструменты. Однако, в то время как при токарной обработке заготовка может перемещаться и вращаться аналогично некоторым фрезерным операциям, при сверлении заготовка остается неподвижной на протяжении всей операции сверления.

Некоторые из нетрадиционных процессов механической обработки (т. Е. Не используют станки, но все же используют процессы механического удаления материала) включают ультразвуковую обработку, гидроабразивную резку и абразивно-струйную обработку. Нетрадиционные, немеханические процессы обработки, то есть процессы химической, электрической и термической обработки, предоставляют дополнительные альтернативные методы удаления материала с заготовки, которые не используют станки или процессы механического удаления материала, и включают химическое фрезерование, электрохимическое удаление заусенцев. , лазерная резка и плазменная резка.Эти нетрадиционные методы обработки поддерживают производство более сложных, требовательных и специализированных деталей, что обычно невозможно с помощью обычных процессов обработки.

Резюме

Выше описаны основы процесса фрезерования с ЧПУ, различные фрезерные операции 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 фрезерование с ЧПУ наиболее оптимальным решением для их конкретных приложение для обработки.

Источники

http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.06/ibrown/CNC%20Mill/information.html
http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.03/dwm3/project2/process.html
http: // www.hnsa.org/wp-content/uploads/2014/07/milling-machine.pdf
http://uhv.cheme.cmu.edu/procedures/machining/ch8.pdf
http://www.mech5study.com/2016/05/types-of-milling-machine.html
https://www.theengineerspost.com/15-different-types-of-milling-machines/
http://www.qhunt.com/2015/10/types-of-milling-machine.html
http://www.me.nchu.edu.tw/lab/CIM/www/courses/Manufacturing%20Processes/Ch36-NontraditionalMachining-Wiley.pdf
https: // www.technoxmachine.com/milling-services-cnc-planer
https://www.pro-type.com/blog/cnc-milling-guide/
https://www.mfeng.com/blog/understanding-the-cnc-milling-process/
http://www.engineeringarticles.org/milling-machine-definition-process-types/
https://www.mnbprecision.com/cnc-milling-vs-manual-milling/
https://micomachine.com/services/cnc-milling/
https://pepmfg.us/capabilities/cnc-milling/

Другие изделия с ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

Блок-схема станка с ЧПУ с адаптивным управлением.

Контекст 1

… использование композитов и гибридных разнородных материалов стало популярным среди инженеров и дизайнеров. Сварка трением с вращением — это процесс соединения в твердом состоянии; трение возникает на границе раздела вращающегося стержня, контактирующего с неподвижным стержнем из того же или разного материала. После накопления достаточного количества тепла вращение прекращается, и для соединения материалов прикладывается большая ковочная сила. Этот процесс особенно полезен при соединении разнородных материалов, создании гибридных разнородных материалов, которые могут обеспечить превосходные характеристики при ограниченной стоимости.Обычно такой гибридный материал используется в производстве клапанов двигателей внутреннего сгорания. Головка клапана подвергается воздействию высоких температур и напряжений, поэтому предпочтительно, чтобы она была изготовлена из высокопрочных материалов [26, 27]. Шток клапана, однако, не подвергается таким же высоким напряжениям и температурам, поэтому изготовление этой детали из одного материала приведет к потере значительной части высокопрочного и дорогостоящего материала. Эта проблема может быть решена сваркой трением высокопрочного никелевого сплава с недорогой углеродистой сталью.Другие области применения включают валы насосов, заготовки шпинделя, автомобильные стабилизаторы поперечной устойчивости и нефтегазовое оборудование. Проблема с этим подходом «лучшее из обоих миров» заключается в изменении процедур резки металла, необходимом для компенсации гибридного разнородного материала. Одни и те же скорости резания, подачи и глубины резания и даже типы инструментов могут быть несовместимы для двух или более материалов, из которых состоит заготовка. Для испытания, проведенного в этой статье, материал заготовки представлял собой цилиндрический стержень, сваренный трением, состоящий из обычной углеродистой стали, соединенной со сплавом никель-медь (монель), чтобы сформировать заготовку из двух материалов.Пруток был установлен на токарном станке с ЧПУ ALPHA серии 1350X (с контроллером FANUC), причем стальной конец находился в патроне. Все разрезы были сделаны от конца из монеля к стальному концу с переходной зоной примерно по центру. Для проверки достоверности обратной связи датчика были применены дополнительные приборы. Все пропилы выполнялись в условиях сухой обработки с постоянными параметрами обработки: скорость резания — 80 м / мин, скорость подачи — 0. 15 мм / об и глубина резания — 0,2 мм. Поддержание постоянной силы резания на протяжении всего процесса высокоточной резки может снизить вероятность поломки режущего инструмента и сохранить геометрию обрабатываемого компонента в пределах высокой точности.Базовая блок-схема системы ACC, используемой для достижения постоянного усилия резания в процессе высокоточного точения, показана на рисунке 11. Силы резания, полученные от интеллектуального режущего инструмента, необходимо сравнить с предварительно заданным диапазоном сил резания, прежде чем подается в адаптивное управление для регулировки скорости шпинделя или скорости подачи. Целью адаптивного управления при обработке гибридного разнородного материала является достижение постоянного усилия резания при обработке от монеля до стали.Алгоритм, используемый для этой регулировки, основан на испытаниях механической обработки, как описано в разделе 3.4. Для достижения постоянной силы резания в динамических условиях необходимо провести пробное резание, чтобы найти взаимосвязь между скоростью подачи и силой резания. Этот алгоритм взаимосвязи встроен в LabVIEW для вычисления адаптированных параметров для вышеуказанных требований. На рисунке 12 показано соотношение между силой резания и скоростью подачи. Согласно результатам предыдущих испытаний резания, регулировка скорости подачи имеет более значительное влияние на силу резания [16].Например, сила резания увеличивается на 105 Н при изменении скорости подачи от 0,05 до 0. 3 мм / об. Чтобы поддерживать постоянную силу резания и поддерживать высокую производительность, адаптивная система управления должна регулировать скорость подачи на основе формул, приведенных ниже, с использованием метода подбора линейной кривой. Эта формула встроена в LabVIEW и используется для адаптации скорости подачи при приложении постоянной силы резания. Блок-схема станка с ЧПУ с адаптивным управлением показана на рисунке 13, где процесс адаптивного управления основан на интеллектуальном инструменте, измеряющем силу резания, и включает интерфейс связи для извлечения текущих параметров резания.Также с помощью LabVIEW программа пользовательского интерфейса может выполнять самоконтроль и оптимизировать эти операции, чтобы определить, являются ли текущие параметры резки оптимальными, а затем, при необходимости, предоставить оптимальные параметры резки для работы токарного станка с ЧПУ. (1) Настройка TCP / IP на стороне персонального компьютера. (2) Настройка платы Ethernet и встроенной функции Ethernet на стороне контроллера ЧПУ. (3) Физическое соединение между персональным компьютером и станком с ЧПУ. (4) Программирование приложения для вызова библиотеки FOCAS (открытых спецификаций API ЧПУ FANUC).(1) Настройка FOCAS LabVIEW позволяет пользователю TCP / IP считывать интерфейс для и персональный компьютер записи связи ЧПУ и стороны данных. Адаптивная (2) настройка управления FANUC для контроллера, разработанного для Ethernet, через Ethernet. плата, как и показано. Встроенная последовательность на рисунке 14, диаграмма Ethernet для извлечения функции вырезания приложения по параметру данных контроллера ЧПУ программы, для этой стороны. связь как скорость подачи, с постоянной поверхностью (3) Физическая скорость FANUC, глубина резания контроллера ЧПУ, между изображенной и персональной скоростью шпинделя на рисунке 15.компьютер [28]. и программа ЧПУ станка также записывает инструмент. основное усилие резания и усилие подачи с использованием (4) Программирование предлагаемого приложения на основе SAW с интеллектуальным вызовом режущего инструмента FOCAS (сигналы FANUC, полученные при открытии ЧПУ во время спецификации API) процесса обработки. библиотека. Чтобы извлечь параметры резки из токарного станка с ЧПУ (ALPHA 1350XS), была написана программа на C ++, которая была интегрирована в интерфейс LabVIEW. Функция программы состоит в том, чтобы управлять последовательностью передачи / приема данных на основе IP-адресов с токарным станком с ЧПУ через Ethernet, а затем получать параметры резки с использованием проприетарного кодирования, предоставленного из библиотеки FANUC [16].Таким образом, перед установлением связи с контроллером ЧПУ FANUC необходимо выполнить четыре основных шага: FOCAS позволяет считывать и записывать данные ЧПУ с контроллера FANUC через Ethernet. Схема последовательности действий прикладной программы для связи с контроллером ЧПУ FANUC изображена на рисунке 15 [28]. Пробная резка проводилась на токарном станке с ЧПУ (ALPHA 1350XS) при следующих параметрах резания: скорость резания: 80 м / мин, скорость подачи: 0.15 мм / об и глубина резания: 0,2 мм в условиях сухой обработки, как показано на рисунке 16. Результаты пробного резания, показанные на рисунках 17 и 18, показывают силу резания и усилие подачи, измеренные динамометром Kistler 9257b. и интеллектуальный режущий инструмент на основе SAW [29]. Эти предварительные следы резания показали, что усредненные силы резания составляют 109,1 Н и 81,3 Н при обработке от монеля до стали соответственно, как показано на рис. 17. Для поддержания одного и того же уровня силы резания на протяжении всей обработки всей гибридной разнородной заготовки. , скорость подачи необходимо настроить на 153% (0.22 мм / оборот) существующего (0,15 мм / оборот) в переходной зоне, используя формулу, приведенную на рисунке 12. Была реализована методология адаптивного управления, результат показан на рисунке 19, который показывает, что резка сила практически одинакова по величине на протяжении всей обработки. Предлагается интеллектуальный режущий инструмент, оснащенный датчиками деформации на ПАВ, для измерения силы резания и усилия подачи в реальных условиях обработки. Интеллектуальный режущий инструмент на основе SAW показывает более высокий гистерезис, равный 7.3% и 4,7% по сравнению с имеющимся в продаже динамометром Kistler. Кроме того, перекрестные помехи 20,3% и 13,2% устройства на ПАВ также очень высоки. Причиной этого в основном является положение режущей кромки, которая не расположена на нейтральной оси хвостовика инструмента. В результате сила резания и сила подачи вызывают нежелательное скручивание хвостовика инструмента. Поэтому дальнейшие исследования будут сосредоточены на уменьшении перекрестных помех и гистерезиса на основе оптимизации положения режущей кромки для достижения более точных измерений силы резания.

Устройство и принцип работы станков с ЧПУ, основы

Что такое станок с ЧПУ

Основные составляющие станка ЧПУ

Как работает ЧПУ станок

Основы работы на станках с ЧПУ

Рекомендуемое оборудование

Фрезерные обрабатывающие центры

Фрезерные и лазерные станки с ЧПУ для бизнеса

Лазерные станки с ЧПУ

Сопутствующее оборудование

Российский производитель специальных решений на основе лазерной техники

Российские производители фрезерной техники

Заключение

ЧПУ станок своими руками: чертежи и схемы

Проведение подготовительных работ

Материалы и инструменты, необходимые для сборки

Порядок действий при сборке станка

Распространенные ошибки при сборке

Видео по теме: ЧПУ станок своими руками

Схема ЧПУ станка – Применяется интерфейсная плата ЧПУ

Схема подключения ЧПУ

Принципиальная схема ЧПУ. Описание.

Подключение концевых выключателей ЧПУ

Заключение.

Подключение индуктивного датчика к контроллеру

Какие настройки сделать в мач3

Фрезерный станок с ЧПУ своими руками: чертежи, видео, фото

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Подготовительные работы

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Приступаем к сборке оборудования

Шаговые двигатели

Электронная начинка оборудования

ЧПУ-станок (планы, схемы, чертежи)

Сборка станка с ЧПУ своими руками

Как работает 5 осевой фрезерный станок с чпу. Устройство станка с чпу 5 осей.

Содержание:

Что такое 5-осевая обработка на станке с ЧПУ?

Оси чпу станка в 5 координатной системе?

А что же насчет двух других осей?

Конфигурации 5 осевых станков

Сколько же осей обработки вам нужно ?

Так сколько осей вам нужно?

Зачем использовать 5-осевую обработку?

5 осей против 3 + 2 оси станка

Сравним технологию 5-осевой обработки и 3D-печати

Как получить максимальную эффективность при 5 осевой обработки.

Важность 5-осевого управления и программного обеспечения

Предотвращение аварий в 5-осевой обработке.

Проверка инструмента на 5-осевом станке.

5-осевая обработка: Соответствует ли принципу «сделать за 1 раз» ?

Техника обработки при 5-осевом фрезеровании

Что такое станок с ЧПУ — основные части, работа, блок-схема

Станок с ЧПУ | Как это работает, детали и блок-схема

Устройства ввода

Блок управления машиной (MCU)

Станок

Приводная система

Система обратной связи

Дисплей

Что такое станок с ЧПУ? | Блок-схема ЧПУ

Что такое станок с ЧПУ?

Блок-схема ЧПУ:

Детали станка с ЧПУ:

№1.Устройство ввода

№2. Блок управления машиной (MCU)

№3. Станки

№4. Система привода

№ 5. Система обратной связи

№6.Дисплейный блок

№ 7. Кровать

№8. Передняя бабка

№ 9. Задняя бабка

№ 10. Пиноль задней бабки

№11. Ножной переключатель или педаль

№ 12. Чак

№ 13. Панель управления

Преимущества станка с ЧПУ:

Недостатки станка с ЧПУ:

Применение станка с ЧПУ: