Станок с чпу из чего состоит: его основные узлы, классификация, особенности

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.

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

25.03.2020

Целесообразность применения

Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются

Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения

Основные параметры

Принцип программирования

Станки фрезерные с ЧПУ

Как работает ЧПУ-станок токарного типа

Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа

Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения

Преимущества

Проблемы

Действия наладчика и оператора

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

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

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

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

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

Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.

Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.

Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.

Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.

Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.

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

Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.

Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.

Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.

Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.

Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.

Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.

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

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;

токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;

зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;

шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;

многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.

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

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;

вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;

характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;

количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.

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

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

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

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

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

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

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

Р – посредством поворота головки револьверного типа;

М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

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

для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;

для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;

для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

память – постоянная и оперативная;

шкаф, оснащенный операторским пультом;

дисплей, на котором показываются результаты;

контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.

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

Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.

С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.

С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.

Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).

Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

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

По расположению шпинделя выделяют:

вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;

горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.

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

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

позиционным – для сверлильных работ;

контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;

смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.

Конструктивные особенности

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

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

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

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

Классификация по характеру выполняемых задач

центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;

патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;

универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;

карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).

Конструктивные характеристики

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

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

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

Конструктивные особенности

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

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

По вариантам компоновки могут быть:

вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;

горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;

выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;

шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;

изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.

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

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

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

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

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

Первый должен:

подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;

определить нужные размеры;

зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;

установить переключатель в позицию «от»;

выполнить проверку на холостом ходу;

убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;

закрепить деталь, включить режим «по программе»;

обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;

повторить техпроцесс, сравнить габариты;

переключить машину в позицию «автомат».

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

менять смазочные материалы и намасливать патроны;

очищать зону проведения операций;

проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.

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

фиксировать заготовку;

вводить программу;

заправлять перфоленту;

нажимать «Пуск»;

замерять деталь, сравнивая с образцом.

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

основные узлы токарного, из чего состоит, состав строения конструкции и принцип работы

Главные требования, которые предъявляются к современному металлорежущему оборудованию, — скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрое переключение на выпуск других видов изделий. Этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ.

Области использования станков с ЧПУ

Современные станки с ЧПУ — отдельный вид промышленного оборудования. Области их использования в производстве постоянно расширяются. Так, станки используют:

в металлообрабатывающей промышленности для фрезерной обработки и фрезеровки деталей;

в области электроники для производства корпусов и лицевых панелей приборов;

в модельном производстве для изготовления литьевых моделей и прототипов изделий;

в мебельном производстве при изготовлении простых и сложных фасадов;

в области рекламы для раскройки листовых пластиков, композитов и других материалов.

Устройство станков с ЧПУ: основные узлы и механизмы

Станки с ЧПУ включают в себя узлы, в задачу которых входит выполнение возложенных на них определенных функций.

Среди главных узлов металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ выделяют:

Основание. Представляет собой прямоугольник, который вместе со станиной обеспечивает устойчивость изделия.

Станина. Главная деталь устройства. Она соединяет между собой все узлы и механизмы.

Бабка шпиндельная. В ней расположен шпиндельный подшипниковый узел, закрепляющий и вращающий поставленную заготовку.

Головка автомат. С ее помощью можно установить режущие элементы в рабочее положение.

Приводы подач. Превращают движения ротора в линейное положение узлов при помощи шарико-винтовых пар.

Датчик нарезания металла. Он устанавливается на шпиндельной бабке.

Система управления. В станок встроено несколько панелей для контроля работы и контроля процесса производства деталей.

Справка. Если знать всю конструкцию устройства с ЧПУ и его узлов, то можно быстро включиться в работу, а в случае чего устранить неполадки или объяснить мастеру проблему.

Узлы токарного станка с ЧПУ

Устройства с ЧПУ бывают:

токарными;

фрезерными;

шлифовальными;

электроэрозионными;

многоцелевыми.

Устройства для первых трех видов работ — усовершенствованные модели. Первые обрабатывают изделия в телах вращений, вторые сверлят канавки и сквозные отверстия в изделиях, третьи обрабатывают поверхность изделий, делая их гладкими.

Справка. ЧПУ делает работу станков быстрой и точной. Оно позволяет быстро обработать сложные детали, почти не оставляя возможностей для брака.

Многоцелевое оборудование совмещает в себе шлифовальные, токарные и фрезерные составляющие. Станки способны осуществить все виды резания и обтачивания изделий.

Электроэрозионные устройства отличаются сложной конструкцией. На них осуществляется обработка изделий при помощи электроэрозии благодаря перемещению электрода в жидкой среде. Оборудование применяется в том случае, если невозможно достичь желаемого эффекта с помощью токарной или фрезерной обработки.

Как работает станок с ЧПУ: алгоритм и описание

Управление устройством с ЧПУ осуществляется оператором, который на панели управления задает алгоритм работы, который в свою очередь реализует заданные действия для обработки изделий.

За счет программного управления происходит полная автоматизация процесса производства. Достаточно задать необходимую программу обработки, поставить заготовку и включить программу, чтобы в результате получить партию одинаковых по размеру и качеству изделий. Контроллеры программы могут решать поставленные логические задачи и осуществлять вычисления на встроенном экране или с помощью визуального сигнала.

Чтобы предотвратить повреждения главных узлов станков, в них предусмотрена система защиты, оповещающая о неполадках и не допускающая запуска неверных режимов обработки деталей.

Справка. Оборудование с ЧПУ способно разрезать металл, толщина которого не превышает двух сантиметров.

Работа таких станков основана на действии электрической дуги, формирующейся между соплом устройства и электродом. Постоянная дуга образуется при помощи быстрой подачи раскаленного металла, который расплавляет металл по определенной траектории. Максимальная температура плавления равна +30 000 градусов.

Для формирования плазмы применяются активные газы. При этом для обработки материалов используют кислород, а цветные металлы нарезают азотом, аргоном или водородом. Кислород, используемый для разрезания стали и мягких металлов, минимизирует расход материала и в итоге получается ровная кромка.

Принцип работы наладчика и оператора

Чтобы станок с ЧПУ работал правильно, его обслуживают опытные специалисты. Работу станка контролируют наладчик и оператор.

Наладчик:

подбирает режущий инструмент и проверяет его целостность;

подбирает заданные параметры;

устанавливает режущий инструмент и проверяет прочность его закрепления;

устанавливает переключатель в режим «От станка»;

проверяет работу оборудования на холостом ходу;

проверяет грамотность заданной программы для пульта и станка с ЧПУ;

крепит заготовки в патрон и устанавливает переключатель в режим «По программе»;

обрабатывает заготовки;

замеряет готовые изделия и вносит поправки;

обрабатывает изделия в режиме «По программе» еще один раз;

замеряет;

переводит переключатель в режим «Автомат».

По завершении процесса наладки к работе приступает оператор, который осуществляет следующее:

меняет масло;

очищает рабочую зону;

смазывает патроны;

проверяет станок на гидравлику и пневматику;

проверяет заданные параметры.

Оборудование ЧПУ изменило внешний вид производственного цеха. Оно управляет разными видами станков, которые ускоряют работу человека. Почти каждая организация, занимающаяся механической обработкой деталей, обладает компьютеризированной системой, но ЧПУ полностью не способно заменить шлифовку и литье — эти способы дополняют друг друга, что дает производствам новые возможности для повышения качества изделий.

06 сентября 2020
100

Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Введение

Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) – это автоматизированные станки-роботы, которые могут производить операции по заданной программе без непосредственного участия человека. Такие станки являются важной частью современной автоматизации, применение которой необходимо для сохранения рентабельности и получения прибыли предприятиями, так как является важным условием обеспечения качества и скорости производства.

В этой статье мы рассказываем о том, какие бывают станки с ЧПУ, приводим классификацию их видов и описываем возможности.

Источник: Spectron Manufacturing

Станок с ЧПУ – это сложная программно-аппаратная система, которая может преобразовать блок сырьевого (исходного) материала в сложную деталь для дальнейшего использования в более крупном механизме или машине.

Содержание

Что такое станок с ЧПУ и как он работает?

Фрезерный станок с ЧПУ, фото: etsy.com

Самыми простыми словами станок с ЧПУ – это станок с компьютерным управлением.

Аббревиатура ЧПУ обозначает числовое программное (компьютерное) управление. В ЧПУ-станке обрабатывающий инструмент и заготовка исходного материала управляются с помощью компьютерной программы.

Полный процесс обработки с ЧПУ зависит от CAD и CAM. CAD означает автоматизированное проектирование, а слово CAM — автоматизированное производство.

С помощью CAD-программы создается трехмерный дизайн объекта, который станок должен изготовить, и с помощью CAM-программы эта виртуальная модель превращается в реальный трехмерный объект.

Современные станки с ЧПУ отличаются высокой точностью воспроизведения и могут значительно сократить сроки поставок.

Обычно, когда речь заходит о станках с ЧПУ, имеются в виду станки используемые в сфере промышленного производства. Эти машины создают вещи которые мы используем каждый день. Примеры станков с ЧПУ многочисленны — сюда входят фрезеры, лазерные резаки, граверы, станки электроэрозионной резки, токарные станки, плазмотроны, водорезы и многие другие.

Гидроабразивный станок (водорез) с ЧПУ, фото: r-gar.net

Формально в их число входят и 3D-принтеры, но аддитивное и экстрактивное производство принято разделять, потому — когда мы говорим о станках с ЧПУ, то имеем в виду механизмы, создающие деталь вычитанием лишнего материала из заготовки, а не добавлением нового. Экстрактивные процессы в производстве принято называть механической обработкой, сокращенно — механобработкой.

Наряду с 3D-печатью обработка на станке с ЧПУ является наиболее распространенным методом для создания прототипов из файла цифрового программного обеспечения.

Подобно 3D-печати, ЧПУ использует цифровые модели объектов из файла Computer Aided Manufacturing (CAM) или Computer Aided Design (CAD). Станок с ЧПУ работает, как робот, которому необходимо предоставить инструкции, которые он анализирует и выполняет.

Сначала создается двухмерная или трехмерная цифровая модель будущего объекта из файла CAD (автоматизированное проектирование), затем кодируется компьютерная программа, которую станок с ЧПУ сможет понять.

Источник: CAD-CAM Software

Когда код загружен, оператор станка выполняет тест, чтобы убедиться что в коде нет ошибок. Этот процесс известен как «пневматический подвод инструмента». Выполнение этой процедуры имеет большое значение, поскольку любая ошибка, которая теоретически может снизить скорость или точность обработки заготовки, будет обнаружена и исправлена.

Как только отладка завершена, программа вводится в постпроцессор, который преобразует ее в G-код (код, понятный машине — набор инструкций). G-код управляет всеми параметрами производимой операции, такими как координация, скорость подачи, местоположение и скорость инструмента.

Основные компоненты станков с ЧПУ

Фото: Компонеты ЧПУ, all3dp.com

Любой станок с ЧПУ, по существу, состоит из следующих компонентов:

Программа обработки деталей. Программа обработки деталей представляет собой серию закодированных инструкций, необходимых для изготовления объекта. Программа управляет движением станка и включением/выключением вспомогательных функций, таких как вращение валика и подача охлаждающей жидкости. Закодированные инструкции состоят из букв, цифр и символов.

Устройство для ввода данных. Устройство для ввода данных является средством ввода программы обработки детали в систему управления ЧПУ. Три наиболее часто используемых устройства ввода данных — это устройство ввода с перфоленты, устройство для считывания с магнитной ленты и компьютер при помощи стандартного интерфейса последовательной передачи данных (порт RS-232-C).

Устройство управления станком. Блок управления станком (MCU) является сердцем системы ЧПУ. Он используется для выполнения следующих функций:
- Чтение закодированных инструкций.
- Расшифровка закодированных инструкций.
- Реализация интерполяций (линейных, круговых и спиральных) для генерации команд перемещения по осям.
- Передача команд движения оси в схемы усилителя для управления механизмами оси.
- Получение сигналов обратной связи положения и скорости для каждого привода оси .
- Реализация вспомогательных функций управления, таких как включение / выключение подачи охлаждающей жидкости, смена инструмента и т. д.

Механизм привода. Механизм привода состоит из схем усилителя, приводных двигателей и шарико-винтовых передач. Основной блок управления подает управляющие сигналы (положение и скорость) каждой оси в цепи усилителя. Сигналы управления усиливаются для приведения в действие приводных двигателей, которые, в свою очередь, вращают шарико-винтовые передачи для правильного расположения стола станка.

Машина-орудие. Числовое программное управление регулирует различные типы станков. Станок как правило имеет подвижный стол или рабочую голову с инструментом, положение которых друг относительно друга управляется по осям X и Y в плоскости и по оси Z по вертикали.

Система обратной связи. Система обратной связи также называется измерительной системой. Она использует датчики положения и скорости для постоянного мониторинга положения, в котором находится режущий инструмент в конкретный момент обработки. Главный блок управления использует разницу между исходными сигналами и сигналами обратной связи для генерации управляющих сигналов, чтобы исправить ошибки положения и скорости.

Источник: Mechanical Engineering

Основные типы станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ обычно подразделяются по способам обработки материала.

Сверлильные устройства: работают путем вращения и перемещения сверла вокруг и в контакте с блоком исходного материала.

Токарные станки: в противоположность сверлильным устройствам, токарные станки вращают блок сырьевого материала против головки бура.

Фрезерные станки: предусматривают использование вращающихся режущих инструментов для удаления материала из заготовки.

Электрическая и химическая обработка. Существует ряд новых технологий, в которых используются специальные методы резки материала. Примерами являются электронно-лучевая обработка, электрохимическая обработка, электроэрозионная обработка (EDM), фотохимическая обработка и ультразвуковая обработка.

Другие режущие инструменты. Существует ряд других новых технологий, в которых для обработки заготовки используются различные материалы. Примеры включают станки для лазерной резки, машины для кислородной резки, станки для плазменной резки и машины водоструйной резки.

Станки с числовым программным управлением могут работать практически с любым сырьем: алюминий, латунь, медь, сталь, титан, дерево, стекловолокно, пластмассы, полипропилен.

Классификация станков с ЧПУ по типу движения

ЧПУ-станки с точечным типом движения

Сверлильный станок с ЧПУ, фото: geetajam.com

Для некоторых станков (например, сверлильных, буровых, гайкорезных) необходимо, чтобы режущий инструмент и обрабатываемая деталь были размещены относительно друг друга в определенных зафиксированных позициях, в которых они должны оставаться, пока резак выполняет свою работу. Эти станки известны как машины с позиционной обработкой, а аппаратура контроля, которая регулирует работу станка, осуществляет управление по принципу “от точки к точке”.

Скорости подачи не нужно программировать. В этих станках каждая ось приводится в движение отдельно. В системе движения «от точки к точке» информация о размерах, которая должна передаваться станку, будет представлять собой последовательность требуемых положений двух шпинделей.

Пример работы станка с с точечным типом движения:

ЧПУ-станки с контурным типом движения

Станок с ЧПУ с контурным типом движения — фрезерный. Фото: 3dcncafrica.com

Другой тип ЧПУ-станков подразумевает движение заготовки относительно режущего инструмента во время обработки. Эти станки включают фрезеровальные, фрезерно-модельные станки и т. д. и известны как станки с контурным типом движения, по-английски так и называются — CNC router, буквально — “ЧПУ-маршрутизатор”, что говорит о том, что маршрут инструмента в них полностью задается программой. Механизм регулирования, необходимый для их управления, называется устройством контурного управления.

Источник: SD3D

Контурные станки также могут использоваться в качестве станков с точечным типом движения, но их использование будет выгодным, если только заготовка также не требует выполнения контурной операции. Эти машины требуют одновременного управления осями. В контурных станках относительно расположение заготовки и режущего инструмента должно постоянно контролироваться. Система управления должна быть способна принимать информацию о скоростях и положениях шпинделя машины. Скорости подачи должны быть запрограммированы.

Пример работы ЧПУ-станка с контурным типом движения:

Классификация станков по системе управления

ЧПУ-станки с разомкнутой системой

ЧПУ-станок с разомкнутой системой управления. Источник: kanabco

Запрограммированные инструкции подаются в блок управления через устройство ввода данных. Затем блок управления преобразует эти инструкции в электрические импульсы (сигналы) и отправляет их в сервоусилитель для пуска сервомоторов.

Основным недостатком ЧПУ-станков в с разомкнутой системой управления является отсутствие системы обратной связи, которая бы проверяла точность и скорость режущего инструмента. Если производительность системы зависит от нагрузки, температуры, влажности или смазки, то фактическая мощность может отличаться от требуемой. По этим причинам разомкнутая система управления обычно используется в точечных ЧПУ-станках, где требования к точности не являются критическими. Очень немногие машины с контурным типом движения с непрерывным движением используют разомкнутое управление.

Системы с разомкнутым контуром обычно устанавливаются в бурильных станках.

Пример работы ЧПУ-станка с разомкнутой системой управления:

ЧПУ-станки с замкнутой системой управления

ЧПУ-станок с замкнутой системой управления. Источник: kanabco

ЧПУ-станки с замкнутым контуром оснащены системой обратной связи для контроля фактической производительности и исправления расхождений с запрограммированными данными. Система обратной связи может быть либо аналоговой, либо цифровой. Аналоговые системы измеряют изменение физических переменных, таких как положение и скорость, с точки зрения уровней напряжения.

Цифровые системы контролируют изменения производительной мощности с помощью электрических импульсов. Различные датчики контроля положения используются для управления динамическими характеристиками и координатным положением шпинделя станка. Большинство систем ЧПУ работают от сервомеханизма, то есть, по принципу замкнутого контура. Если обнаруживается несоответствие между тем, где должен быть инструмент машины согласно заданной инструкции, и тем, где он на самом деле находится, датчик-измеритель подает сигнал приводному блоку для исправления, переводя передвижной компонент станка в нужное место.

Станки с замкнутым контуром — очень мощные и точные, потому что они способны контролировать рабочие параметры с помощью систем обратной связи и автоматически вносить нужные исправления в процесс обработки в режиме реального времени.

Пример работы ЧПУ-станка с замкнутой системой управления:

Классификация станков по количеству осей

ЧПУ-станки с 2 и 3 осями

Источник: Woodworking Network

Токарные станки являются идеальным примером ЧПУ-машин с двумя осями.

То есть, такая машина имеет две оси, вдоль которых происходит движение. Шпиндель будет двигаться в продольном направлении по платформе станка (ось Z), а поперечный суппорт будет перемещаться перпендикулярно к шпинделю (вдоль оси X). В трехосных станках будет еще одна ось, перпендикулярная двум указанным осям. Благодаря одновременному управлению всеми 3 осями, ЧПУ-станки способны обрабатывать геометрически сложные поверхности.

Демонстрация работы ЧПУ-станка с двумя осями:

Демонстрация работы ЧПУ-станка с тремя осями:

ЧПУ-станки с 4 и 5 осями

Источник: All3DP

ЧПУ-станки с 4 и 5 осями обеспечивают многоосевые возможности обработки заготовки помимо стандартных 3-осевых траекторий перемещений режущего инструмента. 5-осевой фрезерный центр включает в себя три оси: X, Y, Z, в то время как ось A, является поворотным наклонным механизмом шпинделя, а ось B служит многопозиционным поворотным столом ЧПУ-станка.

Демонстрация работы ЧПУ-станка с 4-мя осями:

Демонстрация работы ЧПУ-станка с 5-ю осями:

Важность многоосных ЧПУ-станков заключается в том, что они позволяют сократить производственный цикл за счет обработки сложных деталей с одного установа. В дополнение к экономии времени может быть достигнута и повышенная точность обработки сырьевого материала, поскольку ошибки позиционирования автоматически устраняются между установами.

Кроме того, многоосные ЧПУ-станки обеспечивают улучшенную обработку поверхности изделия и имеют высокий срок эксплуатации благодаря тому, что способны поддерживать оптимальный контакт режущего инструмента с деталью.

Также многоосные станки могут использовать более короткие режущие инструменты, так как головка может быть опущена в направлении работы, а режущий инструмент — в направлении поверхности. В результате достигается более высокая скорость обработки, а вибрация машины — уменьшается.

Классификация станков с ЧПУ по типу привода

Основная функция станка с ЧПУ состоит в том, чтобы обеспечить автоматическое и точное управление движений его элементов, таких как платформа, шпиндель и т. д. Приводы используются для обеспечения управляемого движения компонентов станка с ЧПУ. Приводная система состоит из приводных двигателей и шарико-винтовых передач. Блок управления посылает интенсивные управляющие сигналы для активации приводных двигателей, которые, в свою очередь, вращают шарико-винтовые передачи, чтобы установить платформу станка в требуемое положение или вызвать вращение шпинделя.

Приводы, используемые в станках ЧПУ, бывают разных типов, таких как

электрические, гидравлические и пневматические.

Гидравлические станки с ЧПУ

Из чего состоит ЧПУ-фрезер, основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Современный рынок фрезерных станков с ЧПУ предлагает оборудование различных типов, но, при всем широком диапазоне конфигураций, основные узлы всех агрегатов одинаковы. Исключение составляют механизмы поддержки и подвижного ползуна (хобота), которые есть в станках горизонтального типа и отсутствуют в вертикальных фрезерах.

Ключевые элементы фрезерного оборудования с ЧПУ

Устройство и основные узлы фрезерного оборудования консольного типа

Основание (опорная плоскость) – неподвижная цельнолитая конструкция из серого чугуна (преимущественно СЧ 21-40 и СЧ 15-32). Предназначена для фиксации станины, которая крепится болтами к верхней части основания. В подстанинном пространстве может быть размещена емкость для сбора охлаждающей жидкости и электронасосы.

Станина – важнейший элемент оборудования, который связывает воедино все узлы и механизмы станка и принимает на себя всю нагрузку. Представляет собой сварную или литую неподвижную конструкцию, усиленную ребрами жесткости. Внутри располагается коробка скоростей, объединенная с коробкой переключения, и блок с электрооборудованием. Для отливки используется серый чугун, для сварки – сталь 3 и 4. Стальные станины уступают в жесткости и надежности чугунным, зато отличаются меньшим весом.

Сварное основание станка и станина с ребрами жесткости

Направляющие – предназначены для линейного перемещения обрабатывающих инструментов и заготовок по осям оборудования. Изготавливаются из высоколегированной стали и крепятся непосредственно к станине. От качества их исполнения и фиксации зависит точность обработки изделий.

Линейные направляющие для фрезерных станков

Консоль – узел, присутствующий во фрезерных обрабатывающих центрах консольного типа. Отливается из чугуна и перемещается параллельно станине по вертикальным направляющим. На боковой поверхности консоли расположена коробка подачи, а верхней части размещаются салазки, по которым движется рабочий стол с закрепленной на нем заготовкой.

Стол – рабочая поверхность с прижимной оснасткой для фиксации заготовок, которая перемещается по салазкам. Может двигаться в продольном/поперечном/вертикальном направлениях и осуществляет подачу детали к режущему инструменту. Поскольку фрезерная обработка требует высокой точности, одним из основных требований к столу является жесткость поверхности. Плоскость стола не должна вибрировать при работе фрезы, прогибаться под весом заготовки или допускать иную пластическую деформацию.

Рабочий стол с защитным алюминиевым покрытием для фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ

Электрооборудование – в эту категорию входят элементы станка, которые отвечают за подвижность механических частей и работу вспомогательных элементов:

приводы подачи / главного / вспомогательного движения;

система сигнализации о неполадках в оборудовании;

освещение рабочей зоны;

прочие вспомогательные электроэлементы управления.

Шпиндель – относится к важнейшим узлам станка и предназначен для крепления фрезерного инструмента и придания ему вращательного движения. Представляет собой термически обработанный, сбалансированный вал из легированной стали, снабженный устройством для крепления фрезы. От качества шпинделя зависит то, насколько высокоточно будет обработана заготовка.

Шпиндель для фрезерного станка вертикального типа

Ползун (хобот) – элемент, который обеспечивает правильную установку и поддержку оправки с фрезерным инструментом во время обработки заготовки. Монтируется на горизонтальных салазках в верхней части станины.

Конструктивные особенности токарных и фрезерных станков с ЧПУ

В этой статье мы рассказываем о конструктивных особенностях фрезерных и токарных станков с ЧПУ, их внутреннем устройстве и отличиях, возможностях и применении.

Что такое ЧПУ?

Источник: i.ytimg.com

Числовое программное управление (ЧПУ) — это метод автоматизации управления станками посредством использования программного обеспечения, встроенного в микрокомпьютер.

Программа содержит инструкции и параметры, которым будет следовать станок, сюда относятся скорость подачи материалов и позиционирование, скорость работы в целом. Фрезерные и токарные станки, маршрутизаторы, шлифовальные станки и лазеры являются основными группами станков, операции которых могут быть компьютеризированы с помощью ЧПУ.

Источник: scan2cad.com

В начале процесса инженеры налаживают систему автоматизированного проектирования (CAD) детали, которая будет изготовлена, а затем переводят чертеж в G-код. Программа загружается на микроконтроллер, и оператор выполняет тестовый запуск, чтобы обеспечить правильное позиционирование и производительность. Этот шаг очень важен, поскольку неправильная скорость или позиционирование могут повредить и машину, и деталь.

ЧПУ обеспечивает большую точность, сложность и воспроизводимость, по сравнению с ручной обработкой. К другим преимуществам относятся также большая скорость и гибкость, а также такие возможности, как контурная обработка, которая позволяет фрезеровать контурные формы, в том числе изготовленные в 3D-дизайне.

Источник: noesievolution.it

Некоторые системы ЧПУ интегрированы с CAD и программным обеспечением для автоматизированного производства, что позволяет ускорить процесс программирования микроконтроллера. Интеграция с программным обеспечением ERP и смежными приложениями, такими как программное обеспечение для управления активами предприятия, может облегчить процессы оперативного планирования и помочь улучшить производительность и техническое обслуживание завода.

Станок с ЧПУ: конструкция, основные составляющие

Источник: zavod-steel.ru

Общие особенности

Источник: rostov.stankoinkom.ru

Программа

Источник: sapr.ru

Программа, которая отдает команды компьютерам для выполнения определенных функций. Программа команд для станка с ЧПУ представляет собой пошаговый набор инструкций, который сообщает станкам, что им нужно делать.

Следуя этой программе, станок может повернуть часть металла, просверлить отверстие определенного диаметра, сформировать некую форму и т.д. Набор инструкций кодируется в числовой форме или в форме символов и записывается на определенном носителе, который может быть распознан блоком управления станка с ЧПУ. Раньше подобными носителями служили перфокарты, магнитные ленты и 35-миллиметровая кинопленка, но сегодня чаще всего используют носители типа переносного флеш-накопителя или прямая передача файлов на станок по внутренней сети предприятия.

Источник: stanovlenie.org

Эти программы написаны специалистом, который обладает определенными знаниями не только в области программирования, но и обработки. Человек должен знать различные этапы обработки, необходимые для изготовления конкретного изделия, уметь записывать эти этапы в виде программы, которая может быть понятна блоку управления станка с ЧПУ, который в конечном итоге направит станок на выполнение необходимых операций обработки.

Можно также ввести инструкции непосредственно в блок контроллера вручную, этот метод называется ручным вводом данных (MDI), который используется для очень простых задач. Существует также метод непосредственного цифрового управления (DNC), в котором компьютеры управляют станками напрямую, без использования переносных носителей информации.

Блок управления станком

Источник: prostanki.com

Блок управления состоит из электронных компонентов. Он распознает и считывает программу, а затем преобразует все это в механические действия станка. Таким образом, этот блок обеспечивает важную связь между программой и самим станком. Блок управления управляет станком согласно набору заданных инструкций или команд. Обычный блок управления состоит из устройства считывания данных, буфера данных, каналов вывода сигнала к станкам, канала обратной связи от станка для координации общей операции обработки.

Первоначально набор команд считывается считывающим устройством, данные хранятся в буфере данных в виде логических блоков инструкций, каждый из которых отвечает за определенную последовательность операций.

Станок

Источник: images.wisegeek.com

Станок выполняет фактические операции обработки. Он является контролируемой частью системы ЧПУ. Станок также имеет пульт управления, который содержит шкалу и переключатели, с помощью которых оператор регулирует процесс работы. Есть также дисплеи для отображения информации пользователю.

Особенности конструкции токарных станков с ЧПУ

Источник: stankiexpert.ru

Независимо от технических характеристик, в конструкцию токарного станка обычно входят: станина, передняя/задняя бабка; суппорт; коробка подач; электродвигатели и т.д.

Поскольку коэффициент жесткости играет большую роль в отношении точности, современные станки с ЧПУ, как правило, имеют утяжеленные направляющие и шпиндели. Также используются более толстые литые заготовки, чем на обычных станках. Использование симметричных отливных форм способствует снижению тепловых нагрузок внутри станка. Все это помогает справиться с крутящим моментом во время работы станка и большой нагрузкой на него.

Источник: pereosnastka.ru

Направляющие

Обычные направляющие станка, работающие в условиях трения скольжения, не имеют постоянного коэффициента трения. Самый высокий показатель наблюдается на низкой скорости.

Направляющие для станков с ЧПУ являются незаменимыми узлами, предназначенными для перемещения рабочего инструмента или заготовки, а также реализации взаимодействия сложных механизмов. От них зависит точность, скорость и качество обработки заготовок, а также долговечность механической части оборудования, которая напрямую с ними взаимодействует. Направляющие должны быть надежно закреплены, исключая даже минимальный сдвиг.

Источник: alta-machines.ru

Параметры ходового винта

Винты, используемые на обычных механических инструментах, очень неэффективны для станков с ЧПУ, поэтому чаще всего используется реверсивный шариковый винт. Этот тип винта заменяет трение скольжения на внешнее трение качения. Такой винт имеет эффективность до 90%.

Основные преимущества реверсивного шарикового винта:

более длительный срок службы;

меньшее сопротивление трению;

более низкий вращающий момент.

Источник: ru.all.biz

Удаление стружки

Обычно при выполнении работ на токарном станке удалению стружки уделяется мало внимания, это делается вручную оператором. С увеличением скорости работы и удаления металла, растет и интерес к автоматическому процессу удаления стружки. Многие производители встраивают оборудование для удаления стружки в состав станка, например, роторно-винтовые или линейные конвейеры.

Источник: abamet.ru

Однако, в значительной степени, может помочь и сама базовая конструкция токарного станка, например, с наклонной станиной.

Особенности конструкции фрезерных станков с ЧПУ

Основание

Источник: cnccookbook.com

Эта часть поддерживает весь станок и обеспечивает прочность во время работы. как правило, имеется основание со съемной колонной.

Стол

Источник: cnccookbook.com

На столе находится заготовка для обработки. Большинство столов фрезерных станков используют Т-образные пазы для крепления.

Шпиндель

Источник: cnccookbook.com

Шпиндель состоит из нескольких узлов — неподвижного корпуса, вращающейся части, подшипников, устройства зажима/разжима, охлаждения, обдува, подачи СОЖ, регулировочных гаек, балансировочных колец и т.д.

В металлообработке шпинделем называют вал, снабженный устройством для закрепления обрабатываемого изделия (заготовки) в зажимном патроне токарного станка, либо режущего инструмента на фрезерных, агрегатных и других станках.

Оси

Источник: cnccookbook.com

Оси фрезерного станка с ЧПУ обеспечивают перемещение по координатам, запрограммированным с помощью g-кода, а также с помощью ручного управления пультом.

Как правило, есть 3 оси, которым соответствуют декартовские пространственные координатные оси X, Y и Z. 4-я и 5-я оси является дополнением для фрезерных станков с ЧПУ, это может быть ось вращения для токарных работ, ось изменения положения заготовки для фрезерных.

Контроллер

Источник: is2.ecplaza.com

Это мозг станка, в котором хранится вся электроника, отвечающая за управление осями. Контроллеры отвечают за прием g-кода или команды с пульта управления.

Затяжной винт

Источник: osnastka.pro

Затяжной винт — это важный элемент любого станка с ЧПУ, предназначенный для надежной фиксации вспомогательного инструмента в шпинделе станка. Чистота обработки и производительность станка во многом зависят от качества закрепления фрезы на станке. Если фреза закреплена неверно, то на отдельные зубья будет производиться чрезмерная нагрузка, и это приведет к поломке. Фрезы с коническим хвостовиком, размер которого совпадает с размерами конического гнезда шпинделя станка, вставляют хвостовиком в шпиндель и закрепляют в нем с помощью затяжного винта или штревеля.

Оградительные устройства для фрезерных станков

Источник: cnccookbook.com

Зачастую работа на фрезерном станке производит немало беспорядка. В разные стороны и на большие расстояния могут лететь щепки, стружки и т.д. Если станок оснащен подачей охлаждающей жидкости, то все еще хуже. Однако, с такими оградительными устройствами весь беспорядок будет внутри этой “коробки”, а ваша мастерская не пострадает.

Четвертая ось

Источник: cnccookbook.com

Четвертая ось устанавливается на фрезерный станок с ЧПУ и представляет собой дополнительную ось движения. Она помогает охватить больший угол работы за одну установку. 4-осевая обработка подразумевает не только наличие поворотной оси, но и использование соответствующей системы ЧПУ. Чаще всего для этого используется контроллер шаговых двигателей с четырьмя каналами управления или проще — 4-осевой контроллер.

Пятая ось

Источник: global.zoller.info

В настоящее время более распространенной и актуальной становится пятиосевая обработка, которая находит широкое применение в сферах, где требуется изготавливать высокоточные детали сложной формы. Быстрое время производства, а также простота настройки, точность, гибкость и качество делают 5-осевую обработку идеальной для операторов, работающих в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая и автомобильная. Многие сложные детали, такие как турбины, могут быть изготовлены только на 5-осевых фрезерных станках.

Преимущества станка с ЧПУ

Источник: equipnet.ru

Несмотря на высокую стоимость, станки с ЧПУ имеют много преимуществ. Среди основных можно выделить следующие:

Время выполнения

Время выполнения заказа — это время между получением проектной спецификации и временем, в течение которого проект будет готов. Во многих случаях стандартная оснастка — это все, что требуется. Необходимость в специальных приспособлениях практически полностью отпадает. Простой работы зажима обычно достаточно.

Устранение ошибок оператора

Вся ответственность лежит на программной части. При условии правильно заданной программы, станок будет настроен правильно и никаких ошибок в работе не возникнет. Усталость оператора, скука или невнимательность не повлияют на качество и продолжительность обработки. Основная часть работы заключается именно в подготовке программы.

Источник: scan2cad.com

Токарный станок с ЧПУ по металлу: чертежи модели настольного мини токарно-винторезного оборудования по обработке деталей

19.03.2020

Назначение

Конструкция

Принцип работы современного токарного станка с ЧПУ

Типы токарных станков с ЧПУ

Классификация

Маркировка

Программирование оборудования

Как выбирать токарные станки с ЧПУ

Видео

Числовое программное управление вызвало переворот в технологии металлообработки. Если на старом оборудовании основное значение имело мастерство токаря, то теперь у агрегата может стоять любой оператор, его задача – только следить за действиями машины. В статье расскажем про работу на настольном мини токарном станке с ЧПУ с чертежами по металлу, про его технические характеристики.

Обработка материала происходит с помощью инструментов из прочной и острой инструментальной стали. Такое механическое воздействие позволяет рассечь стальной цилиндр (шар, конус), снять с него верхний слой, а также произвести сквозное или глухое отверстие.

Можно выделить шесть основных задач, которые реализуются методом точения:

обтачивание поверхности – производится снятие стружки снаружи детали;

расточка изнутри – есть возможность увеличить внутреннюю полость или произвести операции по приданию нужной формы;

подрезка торцевой части – срез, край заготовки подвергается обработке;

нанесение канавок или резьбы;

сверление отверстий посредством сверла или метчика;

распиловка цилиндрического стального прута, трубы.

Это стандартные функции классического вида токарного станка с ЧПУ. Но есть универсальные модели, которые включают также фрезерные инструменты. Соответственно, на них можно выполнять и работы по фрезеровке.

С помощью оборудования можно работать со следующими деталями:

втулки;

валы;

шарики, например, для подшипников.

Числовое программное управление также позволяет изготавливать изделия сложной конфигурации. Обычно это не крупносерийное производство, а индивидуальные заказы по заранее подготовленным чертежам.

Вне зависимости от разновидности модели, ее основные элементы остаются прежними:

Станина. Простыми словами – это крепкий и надежный стол, который выдерживает большую массу, вибрации, но при этом остается неподвижным и удобным для использования. При крупном весе изделий рекомендовано крепить ножки на бетонном основании.

Бабка. Это узел, который можно назвать рабочей зоной. Он отвечает за поддержание и перемещение изготавливаемой продукции. Всего их две – передняя и задняя. В первой располагается движок (под ней), переключение скоростей и шпиндель – он отвечает за вращение. Во второй – только фиксирующие элементы.

Суппорт – подвижная часть, отвечающая за перемещение резца в нескольких плоскостях. Также здесь установлены крепкие зажимы, позволяющие фиксировать инструмент.

Ко вспомогательным устройствам можно отнести сам пульт управления. Его задача – программирование токарных станков с ЧПУ, на разных моделях работа с ним отличается в деталях, но суть остается прежней. С его помощью осуществляется распределение задач на все подвижные узлы оборудования, то есть на вращающиеся шпиндели (скорость, направление) и на суппорт. Встроенное компьютеризированное устройство самостоятельно выбирает последовательность действий, максимально возможную скорость металлообработки и контролирует процесс.

Еще одна вспомогательная система – СОЖ. Это поставка смазочно-охлаждающей жидкости в рабочую зону, а также удаление возникающей в ходе работы металлической стружки.

С такими машинами можно достичь высокой степени автоматизации. Действия оператора являются фактически факультативной.

Большинство операций производятся автоматически. Все они делятся на основные, которые отвечают за металлообработку, вспомогательные – отвод стружки, подача смазки, установка и снятие детали.

Алгоритм проведения работы следующий:

Фиксация заготовки.

Постановление оснастки, то есть дополнительных средств для закрепления режущих элементов.

Установка в резцедержателе инструмента.

Включение привода. Начинает вращаться металлическая конструкция.

Размещение резца в начальной точке – на расстоянии от металла.

Проход – производится снятие верхнего слоя с последующим отводом лезвия.

Чередование 5 и 6 этапа. При этом позиционирование происходит в разных плоскостях, для продольного и поперечного движения.

Контрольное измерение параметров детали.

Снятие со станочного оборудования.

Фактически все производится автоматически, кроме установки и снятия элемента. Даже замер размеров часто бывает автоматизированным, а приспособления для фиксации обладают быстрозажимной оснасткой и прочими свойствами для упрощения работы оператора.

В целом использование и наладка токарного (токарно-винторезного) станка с ЧПУ приводит к снижению трудозатратности, уменьшению количества брака, ускорению процесса. Производство, обладающее такими устройствами, является намного более эффективным. Также снижается количество полученных травм на заводе. Появляется возможность изготавливать сложные металлические детали без большого труда.

Компания «Сармат» реализует установки с числовым пультом управления по доступной цене. Фирма предлагает дополнительные услуги – доставку и настройку нового оборудования. В каталоге их интернет-магазина можно найти много моделей высокого качества разного ценового сегмента.

Любое металлообрабатывающее оборудование с пультом управления обладает одной из систем передвижения составляющих. В зависимости от того, как двигается инструмент и заготовка, различают три вида устройств.

Позиционные

Перед каждым новым циклом режущая конструкция «отправляется» на заранее выбранную позицию, с которой будет максимально удобно и эффективно производить начало работы. Координаты определяются автоматически с учетом силы трения, направления движения и прочих факторов. При этом используется самый короткий маршрут.

При постановлении резца на исходное место скорость движения постепенно замедляется, это позволяет добиться высокой точности при позиционировании. Если перемещение предполагается по двум координатам, то в зависимости от разновидности токарного станка-автомата с ЧПУ, либо оно происходит поочередно, либо одновременно – по диагонали.

Контурные

Второе название – непрерывные. Они работают в постоянном движении нескольких рабочих узлов, то есть перемещается не только инструмент, но и заготовка. Основное отличие происходит по количеству управляемых координат – от 2 до 6. Чем их больше, тем быстрее процесс и шире возможности. К примеру, наличие двух осей позволяет работать только с плоскими поверхностями, в то время как третья добавляем объем.

Все контурные системы разделяются на:

прямолинейные;

прямоугольные;

криволинейные.

Это различие определяет передвижение резца.

Адаптивные, или универсальные токарные станки с ЧПУ

Это комбинированный механизм, который использует и одну, и вторую систему в зависимости от конкретной ситуации и ее потребностей. Такие машины являются самыми эффективными и производительными. Они обладают наибольшей скоростью выполнения и точностью.

Кроме перечисленного распределения, есть еще множество факторов, по которым происходит разделение всех устройств на модели и категории. Рассмотрим их подробнее.

По размещению шпинделя

Фактически это предопределяет расположение заготовки. Есть вертикальные и горизонтальные токарные станки с ЧПУ. Первые встречаются реже, но они удобны тем, что занимают мало места. Однако для их установки потребуется достаточно крепкое бетонное основание.

Если деталь крепится с двух сторон в позиции по горизонтали, то сама станина, как и рабочая зона, занимает больше места. Это более классическая и привычная форма, поскольку обычные, без пульта управления имели именно такое расположение.

По расположению направляющих

Это важный узел, по которому передвигаются ползунки с инструментами. Они могут двигаться в нескольких направлениях:

по горизонтали;

по вертикали;

по наклонной линии.

По организации инструментальной системы

Существует два вида:

Сменные магазины с инструментами. Иногда в одном может находиться до 300 разновидностей лезвий.

Револьверные шпиндельные головки. Кассетный резцедержатель вмещает до 12 резцов.

По виду выполняемых работ

Все машины различаются по технологическим группам. Токарная обработка на станках с ЧПУ имеет 1-й номер. В то время как фрезерная, например, – 6-й.

Количество функций может быть разным. Чем больше возможностей у оборудования, тем оно универсальнее. Многозадачность может быть выражена возможностью делать глухие и сквозные отверстия, а также наносить внутреннюю и внешнюю резьбу.

На каждом устройстве есть обозначение, состоящее из цифр и букв. Оно может быть нанесено краской, но чаще делается гравировка. По данной совокупности знаков можно узнать подробную информацию о технических характеристиках изделия. Все устройства подвергаются маркированию по одному типу, поэтому токарные установки отличаются в основном первым числом.

Что обозначают цифры:

Первая – группу (по типу деятельности, то есть фрезерное, сверлильное или иное назначение).

Вторая – подтип. Это более конкретное описание технических характеристик, например, уровень автоматизации, направление движения и пр.

Третья и четвертая – дополнительные черты.

Буква приписывается не всегда и не везде. Ее наличие говорит о модернизации стандартного устройства токарного станка с ЧПУ. Например, в самом конце стоит класс точности. Это может быть следующее буквенное обозначение:

Н – нормальный.

В – высокий.

С – особо точный.

Также может быть указание на тип пульта управления. К примеру, буква «Ц» обозначает цифровую модификацию.

Иногда можно увидеть аббревиатуры самых популярных заводов, например, МШ – это московский шлифовальный.

Предоставим информацию в виде изображения, чтобы наглядно показать расположение всех знаков:

Работа с таким механизмом – это действия слаженной команды. Изначально при моделировании изделия поступает технический заказ. Инженеры создают чертеж. Проектирование происходит на компьютере посредством специальных систем – САПР, поскольку все схемы при сохранении должны быть сохранены в определенном формате – STL. Такие файлы хранят информацию о трехмерных моделях.

Затем из этой программы для токарного станка с ЧПУ документ переносится в память оборудования. Формируется набор действий, который наиболее быстро и эффективно поможет выполнить изделие на чертеже.

Оператор только следит за процессом и может вмешаться в действия контроллере управления, внести коррективы.

Не всегда на этапе программирования требуются компьютерные программы для автоматизированного проектирования. Иногда все параметры можно ввести вручную прямо на дисплее. Это актуально, когда в процессе работы нужно добиться максимально простых форм.

В целом сама система ЧПУ состоит из:

пульта – это шкаф с кнопками, которые нажимает оператор;

дисплея – на нем будут отображаться программные действия;

контроллера управления – предназначается для распределения обязанностей между всеми узлами;

оперативное запоминающее устройство – особенность такого оборудования в том, что в его память можно заложить несколько программ, а затем быстро переключать и перепрограммировать все на новый цикл.

Прежде чем купить аппаратуру, необходимо убедиться в ее необходимости. Мы рекомендуем установку довольно дорогостоящего инструмента в следующих целях:

На небольшом предприятии, когда каждое изделие выполняется индивидуально и имеет сложную геометрию. Обычно в таких случаях детально прописывается чертеж, поэтому проще воспользоваться сразу хорошей программой и поместить макет в ПУ.

При серийном производстве в качестве экономии времени и человеческих ресурсов. Быстрый и фактически беспрерывный производственный процесс вам может обеспечить только автоматизированная машина.

В случае изготовления мелких деталей с требованием высокого качества точности. Изготавливать вручную очень маленькие металлические элементы – очень скрупулезный и неблагодарный труд. Только такое оборудование поможет добиться поразительной точности.

Так мы вкратце осветили вопрос, когда требуется покупать станок. Теперь определимся с тем, как его выбирать.

Понятно, что чем больше дополнительных функций, тем дороже прибор. Но важно понять заранее, требуется ли вам эта многозадачность. Если у вас в цеху уже ест винторез, сверлильная аппаратура, тогда токарь не обязан выполнять эти функции на своем рабочем месте.

Но если у вас небольшое, мелкосерийное производство, то часто выгодным решением становится приобретение универсального и многофункционального оборудования.

Высокое качество и доступная цена – характеристики интернет-магазина «Сармат». Здесь вы можете найти широкий ассортимент продукции. Консультанты помогут вам с выбором, а сотрудники компании предоставляют дополнительные услуги наладчика токарных станков с ЧПУ. Также после покупки фирма сама займется вопросом транспортировки и погрузки. Заходите в каталог на официальном сайте, чтобы найти подходящую модель по приятной стоимости.

Мы рассказали про разновидности и устройство механизма, работающего с помощью числового пульта управления. А в этом ролике специалистом-токарем будет наглядно показано и рассказано, как работать и обращаться с машиной:

Что такое станки с ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали с перфолентой. Хотя концепция сразу же доказала, что она может снизить затраты, она настолько отличалась, что завоевывала популярность у производителей.

Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х NC начинал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-code, почти универсальный язык ЧПУ, который у нас есть сегодня, не существовал. Каждый производитель продвигал свой собственный язык для определения числового программного управления или программ обработки деталей (программ, которые станки выполняли бы для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Milwaukee-Matic-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В 1960-е годы благодаря ряду ключевых разработок ЧПУ быстро развилось:

— Стандартный язык G-кода для программ деталей: происхождение G-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, где он был языком, используемым в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

— CAD пришел в себя и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертёжников в 60-х годах. К 1970 году CAD представлял собой индустрию приличных размеров с такими игроками, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

— Миникомпьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.

К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а затраты на занятость росли.В 60-х годах, обеспечив прочную технологическую основу, которая была необходима, ЧПУ взлетело и начало неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические индикаторы и ручная обработка.

американских компаний в значительной степени начали революцию ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем компании США. Японцы повторили ту же формулу с еще большим успехом и всего год спустя, к 1980 году, отняли лидерство у немцев.В 1971 году 10 крупнейших компаний с ЧПУ были компаниями США, но к 1987 году осталась только Cincinnati Milacron, и они оказались на 8-м месте.

В последнее время микропроцессорные технологии сделали системы ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для рынка ЧПУ для хобби и личного пользования.

Доступное по цене оборудование с ЧПУ также проложило путь для использования ЧПУ в прототипировании, наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по реализации контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был начат Национальным институтом стандартов и технологий NIST в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был переведен в общественное достояние и с открытым исходным кодом, а EMC2 появился вскоре, в 2003 году.

Mach4 был разработан основателем Artsoft Артом Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы в Windows вместо Linux, что сделало его еще более доступным для рынка персональных ЧПУ. Компания Арта, ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным за пределами промышленных магазинов.

Как EMC2 (теперь называемый LinuxCNC), так и программное обеспечение Mach4 для ЧПУ живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старого числового контроля!

Что такое станки с ЧПУ? (с иллюстрациями)

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) — это автоматизированные фрезерные устройства, которые производят промышленные компоненты без непосредственного участия человека. Они используют закодированные инструкции, которые отправляются на внутренний компьютер, что позволяет фабрикам точно и быстро изготавливать детали. Существует множество различных типов станков с ЧПУ, от сверл до плазменных резаков, поэтому их можно использовать для изготовления самых разных деталей. Хотя большинство из них используются в промышленном производстве, существуют также версии для хобби большинства машин, которые можно использовать в частных домах.

Станок с ЧПУ.

Виды машин

Наиболее распространенными станками с ЧПУ являются фрезерные, токарные и шлифовальные станки.Фрезерные станки автоматически режут материалы, включая металл, с помощью режущего шпинделя, который может перемещаться в разные положения и на различную глубину в соответствии с инструкциями компьютера. В токарных станках используются автоматизированные инструменты, которые вращаются для придания формы материалу. Они обычно используются для очень точных разрезов симметричных деталей, таких как конусы и цилиндры.

USB-накопитель, на котором можно хранить планы станка с ЧПУ.Шлифовальные машины

используют вращающееся колесо для измельчения материалов и формования металла или пластика в желаемой форме. Их легко программировать, поэтому они обычно используются для проектов, которые не требуют такой же точности, как фрезерные или токарные станки. Помимо этого, существуют также фрезерные станки с ЧПУ, которые используются для резки различных материалов; а также компьютерно-программируемые 3D-принтеры; и револьверные пробойники, которые используются для проделывания отверстий в металле или пластике. Эта технология также может использоваться с различными типами резаков, включая те, которые работают с водой, лазерами и плазмой.

Промышленный станок для лазерной резки обычно управляется через интерфейс ЧПУ.

Программирование и эксплуатация

Код, используемый для программирования устройств ЧПУ, обычно называется G-кодом.Он содержит информацию о том, где должны быть размещены части станка, и сообщает станку, где именно разместить инструмент. Другие инструкции сообщают машине дополнительные детали, такие как скорость, с которой должна работать деталь; насколько глубоко он должен резать, гореть или пробивать; и угол автоматического инструмента. Большинство современных промышленных станков с ЧПУ связаны в сеть компьютеров и получают инструкции по эксплуатации и инструментам через файл программного обеспечения.

Операторы программируют координаты в станке с ЧПУ, и машина выполняет задачу с минимальным контролем.

Преимущества и недостатки

В промышленных условиях станки с ЧПУ можно объединить в целые ячейки инструментальных станков, которые могут работать независимо друг от друга. Они часто управляются полностью цифровыми проектами, что устраняет необходимость физического составления чертежей.Многие способны бегать по несколько дней без вмешательства человека. Фактически, некоторые из них настолько сложны, что могут связаться с мобильным телефоном оператора и отправить предупреждение в случае возникновения неисправности. Эти автоматизированные функции позволяют изготавливать тысячи деталей при минимальном контроле и позволяют оператору выполнять другие задачи.

Помимо этого, станок с ЧПУ может формировать детали с такой степенью точности, которая практически невозможна при использовании старых инструментов.На обычном заводе рабочие должны управлять разными инструментами вручную, и ошибки являются обычным явлением, но машина может выполнять ту же задачу, не уставая, и может работать без остановки. Это экономит много времени, а повышенная точность помогает исключить отходы, так как меньше неисправных деталей, которые нужно выбрасывать.

Несмотря на свои преимущества, станки с ЧПУ более дорогие, чем станки старых типов, что делает их недоступными для небольших операций.Их также дорого ремонтировать и поддерживать. Кроме того, хотя они и ограничивают вероятность ошибок, они не устраняют ее полностью, поскольку операции могут по-прежнему программировать или управлять машиной неправильно. Кроме того, эти машины должны эксплуатироваться квалифицированным персоналом с определенным типом обучения, которое может быть доступно не во всех областях.

Развитие

Станки

с ЧПУ претерпели значительные изменения с момента их первоначального внедрения в обрабатывающую промышленность.Самые ранние из них получали кодовые инструкции через зашитые контроллеры, что означало, что формат программирования нельзя было изменить. Более поздние модели программировались с помощью кабелей мэйнфреймов и гибких дисков, что позволяло варьировать программирование. Современные могут работать с файлами программного обеспечения, которые находятся на компакт-дисках, USB-накопителях или отправляются по сети.

Некоторые модели станков с ЧПУ программировались с дискет..

Что такое ЧПУ? — Helman CNC

Что такое ЧПУ?

Не что иное, как простой фрезерный или токарный станок с компьютерным управлением, сопровождающим его работу.

Токарный станок с ЧПУ

Обычные станки

Обычные фрезерные / токарные станки управляются машинистами, машинисты могут свободно контролировать движения оси станка, могут выбирать скорость шпинделя по своему усмотрению, могут менять инструмент по своему желанию (хотя все эти шаги являются составными частями) в зависимости от материала, так как для более твердого материала вы должны выбрать низкоскоростной и т. д.но все контролируется машинистом.).

Обычный токарный станок

Станки с ЧПУ

Теперь, если вы видите станки с ЧПУ, здесь не все находится под контролем машиниста с ЧПУ (некоторые могут не согласиться). На станке с ЧПУ каждый шаг смена инструмента / скорость шпинделя / перемещение оси контролируется через систему ЧПУ. Машинист с ЧПУ может только запускать / останавливать / контролировать резку инструмента и т. Д.

Каждая операция компонента (смена инструмента / перемещение оси / скорость шпинделя / выбор передачи) сохраняется в памяти станка с ЧПУ в виде списка. из инструкций это называется программой обработки детали или просто программой.

Каждая программа обработки детали состоит из нескольких инструкций (которые говорят станку с ЧПУ, что делать).

Программа обработки детали ЧПУ

Если вы видите программу обработки детали, вы увидите несколько строк инструкций.

Каждая строка программы обработки называется программным блоком ЧПУ .

Каждый программный блок ЧПУ может состоять из нескольких инструкций (называемых G-кодами / M-кодами и т. Д.)

Итак, это инструкции, которые сообщают станку с ЧПУ, что делать дальше, когда менять инструмент, какую ось перемещать, сколько скорость шпинделя требуется с какой передачей.

Эти программы созданы / написаны программистами с ЧПУ , в прошлом большая часть программ писалась вручную (даже сегодня), но в настоящее время доступно несколько программ, которые облегчают весь этот процесс.

Итак, когда программа обработки деталей завершена, они переносятся на станок с ЧПУ, есть несколько носителей и способов переноса программы на станок с ЧПУ, гибкие диски / флэш-карты / сети являются одними из многих способов, используемых в наши дни в мастерских.

Теперь программа обработки детали хранится в памяти станка с ЧПУ под названием Директория программ ЧПУ .Итак, теперь машинист с ЧПУ выбирает необходимую программу обработки детали для выполнения.

Затем эта программа обработки детали запускается машинистом с ЧПУ нажатием Cycle-Start , и теперь управление передается в систему управления станка с ЧПУ , которая теперь считывает программу обработки и инструктирует различные части станка с ЧПУ выполнять требуемые операция. Таким образом, все инструкции программы обработки выполняются блок за блоком.

Панель управления станком с ЧПУ

Если во время всего процесса что-то пойдет не так, то машинист с ЧПУ может остановить движение режущего инструмента (Feed-Hold) или полностью остановить станок (Cycle-Stop).Даже машинист с ЧПУ может нажать кнопку аварийного останова, если произойдет что-то опасное.

Если все идет хорошо во время выполнения программы обработки, станок автоматически останавливается в конце программы обработки.

Что такое токарный станок с ЧПУ и как он работает?

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) стало частью множества новых технологий и оборудования. Один такой станок такого типа, который используется для широкого спектра производственных процессов, известен как токарный станок с ЧПУ.

Благодаря технологическому прогрессу, токарные станки с ЧПУ быстро заменяют некоторые из старых и более традиционно используемых токарных станков, таких как многошпиндельные. Токарные станки с ЧПУ обладают рядом преимуществ.Их легко настроить и использовать. Они предлагают потрясающую повторяемость наряду с высочайшей точностью производства. Сам процесс резки любого материала на токарном станке называется «Токарная обработка».

Токарный станок с ЧПУ обычно предназначен для использования современных версий твердосплавных инструментов и технологических процессов. Деталь может быть спроектирована для настройки, и траектории инструмента станка часто программируются с использованием процессов CAD или CAM. Однако программист также может вручную спроектировать деталь или траекторию инструмента.Полученный компьютерный файл с G-кодом затем загружается в станок с ЧПУ, и машина автоматически производит нужные детали, для которых он был запрограммирован для проектирования.

Токарный станок с ЧПУ управляется через интерфейс типа меню на компьютере. Оператор, который управляет процессом, может фактически увидеть визуальную симуляцию того, как машина будет работать на этапе производства. Благодаря этой технологии оператору станка, как правило, не нужно столько знать об особенностях станка, за которым он или она контролирует, по сравнению с тем, что операторы станка должны знать о более традиционных токарных станках, требующих некоторого ручного труда.

Токарные станки с ЧПУ

спроектированы различными способами в зависимости от производителя, производящего станок. Однако большинство из них имеют некоторые существенные сходства в своем составе. Револьверная головка — это часть станка, которая удерживает держатели инструмента и соответственно индексирует их. Шпиндель предназначен для удержания обрабатываемой детали. Кроме того, имеются направляющие, которые позволяют револьверной головке одновременно перемещаться по нескольким осям. Станки с ЧПУ обычно полностью закрыты по соображениям здоровья и безопасности присутствующих операторов.

В обрабатывающей промышленности с ЧПУ наблюдается значительный рост, особенно когда речь идет о разработке и использовании токарных станков с ЧПУ. Различные производители токарных станков используют различные пользовательские интерфейсы, что может стать проблемой для операторов. Но эти системы в основном основаны на одних и тех же принципах, поскольку токарный станок с ЧПУ запрограммирован на выполнение аналогичных функций с точки зрения того, что он предназначен для производства.

Как и другие станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ в последние годы стали важной частью обрабатывающей промышленности.Таким образом, ожидается, что работа таких машин будет продолжать улучшаться и будет иметь значительный вес в этой области.

Применение токарных станков с ЧПУ

Токарный станок используется во многих случаях. Он варьируется от таких отраслей, как автомобилестроение, электроника, авиакосмическая промышленность, производство огнестрельного оружия, спорт и многие другие. На токарном станке с ЧПУ можно вырезать металл, а также производить плоские поверхности и резьбу.

Существуют также декоративные токарные станки, которые специально разработаны для обработки сложных конструкций, таких как трехмерные изделия.В станке с ЧПУ материал плотно фиксируется зажимами и цангами. Токарный станок также используется для обработки металла, токарной обработки дерева и даже обработки стекла.

Мало что можно сделать на токарном станке с ЧПУ:

Вывески
Музыкальные инструменты
Коленчатый вал
Стволы
Чаши
Бейсбольные биты
Обеденный стол и ножки стула

Детали токарных станков

Токарный станок состоит из нескольких частей, которые соединены друг с другом.Правильно собранный токарный станок очень важен, поскольку при работе токарного станка с тяжелыми металлами возникает большое сопротивление. Давайте посмотрим на важные части токарного станка:

Стойка и ножки токарного станка

Поскольку токарный станок должен работать с множеством различных материалов, он должен быть достаточно гибким, чтобы выдерживать все это сопротивление, и именно здесь сильные ножки токарного станка проявляются. Ножка токарного станка удерживает станок в фиксированном положении, и они также важны с точки зрения гибкости, когда дело доходит до регулировки рабочей высоты.

Передняя бабка

Это одна из важных частей токарного станка. Передняя бабка состоит из трех основных частей: шпинделя, механизма переключения скоростей и переключения передач. Передняя бабка обычно является самой прочной частью, так как в ней находятся 3 основные части станка с ЧПУ, и она должна выдерживать большие вибрации и сопротивление из-за операций станка с ЧПУ.

Шпиндель

Шпинделя расположен в напорном ящике и прикреплен к трубе, которая затем связан с патроном.Кусок удерживает заготовку, а также заставляет ее вращаться в соответствии с требованиями к готовому продукту. Есть даже формула для определения скорости резания шпинделя, она определяется

4xSFM / D = об / мин

SFM = Количество футов в минуту (скорость резания)

об / мин =

оборотов в минуту

D = Диаметр детали в дюймах

Коробка передач

Редуктор — это часть станка с ЧПУ, которая отвечает за управление скоростью двигателей.Он расположен в передней бабке и поворачивает патрон.

Задняя бабка

Задняя бабка расположена напротив шпинделя. Это подвижная часть станка с ЧПУ, которая может быть изменена в соответствии с требованиями к готовому продукту. Задняя бабка состоит из ствола, который может двигаться вперед или назад. Ствол можно также использовать для поддержки материала.

Каретка

Каретка вращается в правом или левом направлении и состоит из седла, композитной опоры, поперечных салазок и верхней направляющей.Это важный инструмент, который помогает установить резцедержатель.

Седло

Седло расположено над кареткой токарного станка с ЧПУ и помогает поперечному суппорту перемещаться назад или вперед на токарном станке. Обычно он имеет Н-образную форму.

Композитный глайд

Композит поддерживает стойку для инструмента и является полезным компонентом, используемым при обработке материалов, требующих острых углов. Он расположен над поперечной салазкой и помогает при повороте.

Поперечная направляющая

Подобно композитному скольжению, поперечный суппорт расположен над кареткой и движется вперед и назад на седле.Вы можете использовать поперечный суппорт для гравировки твердых металлов с помощью маховика.

Инструментальный столб

Резцедержатель расположен над композитной опорой и используется для зажима гравировального инструмента.

Ходовой винт

Ходовой винт представляет собой стержень длинной формы с резьбой, расположенный на станине станка. Это очень полезная часть токарного станка с ЧПУ, которая помогает выполнять автоматическую подачу на каретку от головки заготовки до ее хвоста. Он в основном отвечает за нарезание резьбы на заготовке.

Фартук

Фартук расположен перед седлом и имеет довольно много деталей, прикрепленных к нему, таких как маховик и системы рычагов, которые помогают регулировать вращение каретки на станине.

Кровать

Станина — одна из самых важных частей токарного станка и одна из тех частей, которые редко двигаются. Обычно он фиксируется в определенном положении и поддерживает другие части станка с ЧПУ, такие как передняя бабка, задняя бабка, каретка и многие другие.

Токарный режим

Обычно на токарном станке выполняется фиксированное количество операций.Некоторые из них — токарная обработка, резка, шлифование, нарезание канавок и т. Д. Еще до того, как вы проведете какие-либо операции на токарном станке с ЧПУ. Вы должны знать такие термины, как скорость резания, глубина резания и подача. После того, как вы узнаете природу операции и полностью осведомлены о деталях ввода, вам следует продолжать любые операции, поскольку любая небольшая ошибка может оказаться фатальной.

Облицовка

Это одна из самых простых операций на токарном станке, при которой материал металла срезается с конца, чтобы он мог поместиться под прямым углом оси и избавиться от следов

Конус

Это операция, при которой вы просто сужаете форму металла до конуса с помощью составного слайда.Чтобы изменить угол действия, вы можете сделать это, отрегулировав составной ползун.

Некоторые широко используемые токарные станки обрабатывают и используют

Шаг токарный
Токарная обработка конуса
Накатка
Процесс нарезания резьбы
Растачивание
Процесс бурения
Процесс развёртывания

Параллельная токарная обработка

Когда вам нужно резать материал параллельно оси, вы используете эту операцию.Это позволяет уменьшить диаметр металла.

Некоторые инструменты, которые помогают при выполнении различных операций на токарном станке:

Инструмент для нарезания канавок
Отрезной нож
Отрезные ножи
Расточная оправка
Боковой инструмент
Инструменты с твердосплавными наконечниками

Типы токарных станков

Токарные станки с ЧПУ

обычно бывают двух типов: токарные станки с вертикальной формовкой и горизонтальные токарные станки.

Вертикальный токарный станок с ЧПУ

На вертикальном токарном станке заготовка вращается в вертикальном положении почти так же, как если бы гончар перемещал гончарный круг, это позволяет шпинделю резать под труднодоступными углами и положениями.Вертикальный токарный станок с ЧПУ используется для обработки больших и тяжелых материалов, настолько огромных, что они загружаются кранами. Еще одним преимуществом вертикального токарного станка является то, что сила тяжести всегда благоприятствует его операциям, а это означает, что на протяжении всей работы станка заготовка всегда остается стабильной. Это позволяет улучшить движение шпинделя и точную резку. В ценовой категории такие машины очень дороги.

Горизонтально-токарный станок с ЧПУ

Горизонтальный токарный станок с ЧПУ чаще всего встречается в мастерских.Эти станки вращают конкретный кусок металла по цилиндрической форме, и пока объект вращается, горизонтальный токарный станок с ЧПУ обрабатывает материал с помощью инструментов, чтобы придать ему желаемую форму и форму. Такие станки также имеют большую площадь основания, чем вертикальные токарные станки с ЧПУ. Даже патрон в горизонтальных станках с ЧПУ удерживает объект вертикально. Эти типы машин обычно используются для более легких материалов.

Как правильно выбрать токарный станок с ЧПУ?

Выбор подходящего токарного станка с ЧПУ может оказаться сложной задачей.Есть немало факторов, которые необходимо учитывать, например, качество зажимов, поскольку они надежно удерживают заготовку. Также необходимо проверить уровень допуска токарного станка с ЧПУ, так как он будет подвергаться множеству грубых операций. Кроме того, когда дело доходит до выбора правильного токарного станка с ЧПУ, вам необходимо проверить характер вашей продукции и сделать это соответствующим образом. И последнее, но не менее важное — это бюджет. Давайте посмотрим на некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе токарного станка с ЧПУ:

Вес

Вес играет очень важную роль при выборе станка с ЧПУ, поскольку, если ваш станок более тяжелый, это явный признак того, что он выдержит сильные вибрации и другие операции, которые влияют на эффективность токарного станка с ЧПУ.Не выбирайте легкий токарный станок с ЧПУ, поскольку он может очень легко выйти из равновесия и повлиять на результат. Если можете, выберите чугун.

Измерение качелей и кроватей

Измерение поворота — это максимальный диаметр любого материала, который можно разрезать или обработать на токарном станке. Измерение происходит от станины токарного станка до центра шпинделя. Размер станины — это максимальная длина заготовки, которую можно определить, зная расстояние между центрами.Это измерение поможет вам определить, какой токарный станок с ЧПУ искать в зависимости от желаемой производительности.

Типы стоек и площадок для хранения инструментов

Стенд — это основа, на которой опирается весь токарный станок с ЧПУ. Если вы ищете небольшой настольный токарный станок, то подставка может быть не очень важной, но если вы будете работать над более крупными проектами, вам следует быть очень осторожными в отношении всей конструкции вашей стойки. Поскольку токарный станок с ЧПУ подвергается сильным вибрациям, выберите материал, который поглотит большую их часть.Кроме того, всегда лучше иметь ящик для хранения инструментов с токарным станком. Это увеличит вес машины, а значит, уменьшит вибрацию.

Передняя бабка и станина

Станина любого токарного станка с ЧПУ обычно изготавливается из чугунных прутков и соединяется с передней бабкой таким образом, что каретка инструмента и задняя бабка могут двигаться параллельно оси шпинделя. При покупке токарного станка с ЧПУ необходимо убедиться, что станина достаточно прочная, так как вся работа вещей зависит от станины.Следующая важная вещь, которую следует учитывать при покупке вашего первого токарного станка с ЧПУ, — это передняя бабка. Всегда выбирайте переднюю бабку из чугуна, так как она придаст всей машине твердость.

Шпиндель передней бабки — это часть передней бабки, которая вращает патрон, и, следовательно, ее можно рассматривать как сердце всего станка, поэтому уделите особое внимание выбору шпинделя для вашего токарного станка с ЧПУ.

Токарный двигатель и привод

Если вы выберете правильный двигатель токарного станка для вашего токарного станка с ЧПУ, это может сильно повлиять на качество вывода.Если вы только начинаете, вам стоит обратить особое внимание на мотор токарного станка. Для небольших операций выберите двигатель токарного станка, который имеет всего л.с. (лошадиных сил). Всегда выбирайте высококачественные двигатели для токарных станков, потому что это одна вещь, которая может очень быстро изнашиваться, если вы купите дешевый.

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

Настройка станка

Рекомендуемое оборудование

Фрезерные обрабатывающие центры

Фрезерные и лазерные станки с ЧПУ для бизнеса

Лазерные станки с ЧПУ

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

Технологические группы

Степень автоматизации

Конструктивные особенности

Классификация по характеру выполняемых задач

Конструктивные характеристики

Конструктивные особенности

основные узлы токарного, из чего состоит, состав строения конструкции и принцип работы

Области использования станков с ЧПУ

Устройство станков с ЧПУ: основные узлы и механизмы

Узлы токарного станка с ЧПУ

Как работает станок с ЧПУ: алгоритм и описание

Принцип работы наладчика и оператора

Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Введение

Содержание

Что такое станок с ЧПУ и как он работает?

Основные компоненты станков с ЧПУ

Основные типы станков с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ по типу движения

ЧПУ-станки с точечным типом движения

ЧПУ-станки с контурным типом движения

Классификация станков по системе управления

ЧПУ-станки с разомкнутой системой

ЧПУ-станки с замкнутой системой управления

Классификация станков по количеству осей

ЧПУ-станки с 2 и 3 осями

ЧПУ-станки с 4 и 5 осями

Классификация станков с ЧПУ по типу привода

Гидравлические станки с ЧПУ

Из чего состоит ЧПУ-фрезер, основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Ключевые элементы фрезерного оборудования с ЧПУ

Конструктивные особенности токарных и фрезерных станков с ЧПУ

Что такое ЧПУ?

Станок с ЧПУ: конструкция, основные составляющие

Общие особенности

Программа

<img decoding="async" src="/800/600/https/top3dshop.ru/image/data/articles/reviews_3/design-features-of-cnc-lathes-and-milling-machines/image2.jpg" alt="" />

Блок управления станком

Станок

Особенности конструкции токарных станков с ЧПУ

<img decoding="async" src="/800/600/https/top3dshop.ru/image/data/articles/reviews_3/design-features-of-cnc-lathes-and-milling-machines/image28.jpg" alt="" />

Направляющие

<img decoding="async" src="/800/600/https/top3dshop.ru/image/data/articles/reviews_3/design-features-of-cnc-lathes-and-milling-machines/image21.jpg" alt="" />

Параметры ходового винта

Удаление стружки

Особенности конструкции фрезерных станков с ЧПУ

Основание

Стол

Шпиндель

Оси

Контроллер

Затяжной винт

Оградительные устройства для фрезерных станков

Четвертая ось

Пятая ось

Преимущества станка с ЧПУ

Время выполнения

Устранение ошибок оператора

<img decoding="async" src="/800/600/https/top3dshop.ru/image/data/articles/reviews_3/design-features-of-cnc-lathes-and-milling-machines/image42.jpg" alt="cnc milling machine 4th axis" />

Токарный станок с ЧПУ по металлу: чертежи модели настольного мини токарно-винторезного оборудования по обработке деталей

Позиционные

Контурные

Адаптивные, или универсальные токарные станки с ЧПУ

По размещению шпинделя

По расположению направляющих

По организации инструментальной системы

По виду выполняемых работ

Что такое станки с ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ