Как работает станок с чпу: Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

alexxlab | 06.05.1970 | 0 | Разное

Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это оборудование, предназначенное для механической обработки различных листовых материалов при помощи специального инструмента – фрезы. Фрезерованием обрабатывается самый различный материал: пластик, графит, алюминий, медь, чугун, сталь или дерево.

Фрезы – это металлические инструменты различной формы с несколькими режущими зубьями. По форме фрезы бывают:

• конические,
• цилиндрические,
• концевые,
• торцевые и других видов.

Материал, из которого изготавливается режущая часть, должен быть намного прочнее обрабатываемого материала, потому для фрез подбираются твердые сплавы быстрорежущей стали, может быть использована также минералокерамика или алмаз. Кроме того фрезы различаются по конструкции и типу зубьев: они могут быть:

• цельные (или монолитные, так называемые «пальчиковые фрезы»),
• со сварным режущим элементом,
• сборным или с напаянным режущим элементом.

Вращаясь с большой скоростью, они обрабатывают материал, разрезая, высверливая, раскраивая и гравируя его в соответствии с заданной программой под контролем оператора ЧПУ.

В зависимости от расположения рабочего инструмента, фрезерование может быть горизонтальным или вертикальным. Большое распространение получили универсальные станки, дающие возможность фрезеровать сложные детали под любым углом, применяя разные фрезы.

Фреза, закрепленная в цанге, является основным элементом, находящимся в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом. Цанга с закрепленной в ней фрезой устанавливается в шпиндель, обеспечивающий вращение фрезы. В свою очередь шпиндель с фрезой установлен на подвижной балке – портале, который перемещает шпиндель и фрезу в трех осях координат над обрабатываемым материалом, укрепленном на рабочем столе. Перемещение портала, а также перемещение шпинделя по порталу обеспечивают три микрошаговых двигателя. Портал, станина, двигатели, шпиндель и фреза представляют собой механическую часть фрезерного станка. Каждый двигатель обеспечивает перемещение портала и шпинделя по своей оси по заданной программе.

Управляющие станции фрезерных станков с ЧПУ представляют собой электронную часть оборудования и поставляются вместе со станком. Программное обеспечение станка обрабатывает векторные изображения из графических файлов, переводит их в G-коды, управляющие работой микрошаговых двигателей. Таким образом, для изготовления той или иной детали необходимо её построение в графическом редакторе такой компьютерной программы, как, например, AutoCad или Corel Draw. После установки разработанной программы в ОЗУ станка (оперативное запоминающее устройство или оперативная память), оператор может начать работу, предварительно выбрав нужные режимы и параметры в соответствии с поставленной технологической задачей и обрабатываемым материалом.

Числовое программное управление позволяет автоматизировать сложные технологические процессы по обработке тех или иных материалов. Станок с ЧПУ в процессе работы не требует никаких сложных действий от оператора. Станок работает по программе, заложенной в него до начала процесса обработки. Ввод программы осуществляется оператором с пульта, предназначенного для управления станком в ручном режиме. В случае аварийной ситуации пульт используется для отключения станка. Вся текущая информация о работе станка отображается на панели оператора, который визуально контролирует выполнение технологических операций.

Фрезерные станки с ЧПУ – это высокотехнологичное современное оборудование, способное обеспечить необходимую производительность труда и отменное качество обработки материала. Применение станков с ЧПУ повышает уровень безопасности и культуры производства и не требует от станочника виртуозности и высокого профессионализма.

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Современный станок с ЧПУ представляет собой сложный автоматизированный комплекс для фрезерования заготовок из дерева, пластика, металла, камня и пр. Автоматизированный комплекс, помимо «классических» механизированных узлов включает в себя электронные компоненты автоматического контроля и управления режимами обработки. Электронная система базируется на алгоритмах числового программного управления (ЧПУ) и в значительной степени упрощает работу на оборудовании (станок функционирует по заранее введённой программе и в течение рабочего цикла не требует вмешательства оператора).

Механическая подсистема станка состоит из станины, рабочего стола с зажимными приспособлениями, подвижного портала со шпинделем, цанговым патроном и цанги для закрепления инструмента, шаговых электродвигателей и ряда других вспомогательных деталей.

Одним из главных элементов станка, непосредственно осуществляющих обработку заготовки, является фреза. Режущая часть фрезы бывает различных форм и размеров — в соответствии с задачами обработки и видом материала заготовки. Цилиндрическая часть фрезы (т. н. «хвостовик») через цангу закрепляется в цанговом патроне, который, в свою очередь, закреплён на валу шпинделя. Электромотор шпинделя передаёт крутящий момент и сообщает фрезе вращательное движение. Соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, фреза снимает слой материала. Шпиндель подвешен на подвижном портале. Электромоторы станка, по командам от контроллера ЧПУ, перемещают портал по трём координатным осям и позиционируют фрезу над поворотным столом с закреплённой заготовкой. Таким способом и осуществляется фрезерование заготовки с целью получения готового изделия заданных форм и размеров.

Электронная часть станка включает в себя контроллер ЧПУ, вспомогательные электронные компоненты и их соединения. Для управления системой, станок может комплектоваться специальным DSP-контроллером, или подключаться к PC.

Электронная «начинка» станка работает под управлением собственного программного обеспечения (поставляется вместе с оборудованием). Задачей этого «софта» — перекодировать загруженную программу (чертеж-рисунок требуемой детали) и транслировать её в специфические G-коды — электрические команды двигателям станка. Таким образом, программным алгоритмом для функционирования станка является файл векторного графического формата (к примеру, построенный в AutoCAD, Corel Draw). Записав файл-программу в оперативную память контроллера, оператору остаётся выбрать режим работы станка (черновая, чистовая, трёхмерная) и частоту оборотов — в соответствие с видом материала заготовки и применяемой для обработки фрезы.

Преимущества оборудования

Современные станки с ЧПУ обладают широким спектром возможностей, обеспечивают быструю и высокоточную обработку, обладают достаточным запасом надёжности и удобством эксплуатации.

Точность обработки является не только следствием прецизионного автоматизированного управления, но и организацией специальных конструктивных мероприятий, направленных, прежде всего, на повышение жёсткости системы. Увеличение жёсткости достигается за счёт уменьшения длины кинематических цепей и количества механических передач, уменьшения зазоров между деталями, снижения потерь на трение, а также увеличения быстродействия.

Надёжность и длительная бесперебойная работа достигается увеличением износостойкости подвижных деталей, а также мерами по снижению теплопотерь и механического трения. Для этого в частности скользящие направляющие изготавливаются в виде «твёрдый материал — мягкий» (например, сталь/чугун по пластику/фторопласту). Сопрягаемые пары качения (в наплавляющих, подшипниках) отличаются ещё меньшими потерями и повышенной долговечностью. В качестве рабочих тел используются ролики с преднатягом, исключающим биение и износ.

Дополнительные системы, такие как вакуумный стол, улавливатель стружки, охлаждение режущего инструмента, переносной пульт (DSP-контроллер) и ряд других, значительно облегчают управление фрезерным комплексом и увеличивают культуру производства.

Работа на оборудовании

Функции оператора станочного комплекса, оборудованного ЧПУ, сводятся к смене и закреплению заготовок, установке требуемого типа фрезы, инсталляции управляющей программы, активации процесса и общим наблюдением за процессом работы станка.

Перед началом обработки работоспособность станка проверяется запуском специальной тестирующей программы. Оператору следует проверить надёжность крепления заготовки и фрезы, её соответствия обрабатываемому материалу.

Перед началом серийного цикла следует обработать первую заготовку, проконтролировать размеры и убедиться в их соответствии чертежу.

Фрезерный станок с ЧПУ – принцип работы, конструкция, видео

Развитие технологий стало причиной того, что компьютеры и другие передовые технические средства все активнее используются в повседневной жизни людей, а также в промышленности. Например, на современных промышленных предприятиях все чаще можно встретить фрезерный станок с ЧПУ, который управляется не руками оператора, а при помощи специальных компьютерных программ и соответствующих электронных устройств.

Фрезерный станок с числовым программным управлением

Благодаря такой системе управления значительно облегчается эксплуатация станка, а из процесса изготовления деталей исключается человеческий фактор, который может оказывать негативное влияние на их качество и точность обработки.

Принцип работы фрезерных станков

Фрезерное оборудование позволяет осуществлять различные технологические операции: резку, сверление, расчет расстояний между отверстиями, которые необходимо выполнять, а также ряд других. В качестве материалов, которые можно обрабатывать на таком оборудовании, могут выступать:

• древесина;
• черные, а также цветные металлы;
• керамика;
• полимерные материалы;
• природный и искусственный камень.

Заготовки закрепляются на рабочем столе, а их обработка выполняется за счет вращающейся фрезы, которая и режет материал.

Станок с ЧПУ обрабатывает металлическую заготовку

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, выпускаются в различном конструктивном исполнении.

Консольного типа:

1. модели, обладающие широкой универсальностью;
2. горизонтального типа;
3. вертикального типа.

Бесконсольной конструкции:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Самыми популярными и, соответственно, распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ консольного типа. На консоль закрепляется обрабатываемая заготовка, и именно этот рабочий орган совершает движения по отношению к режущему инструменту. Сам шпиндель такого станка не движется, он жестко зафиксирован в одной позиции.

Обработка на фрезерных станках бесконсольного типа осуществляется за счет того, что перемещаться в них может как рабочий стол, который движется в двух направлениях, так и шпиндель, способный изменять свою позицию в вертикальной плоскости, а также во всех остальных направлениях.

Основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Станок фрезерной группы с ЧПУ автоматически выполняет операции, информация о которых предварительно записана на один из носителей. Программы, которые управляют его работой, могут быть нескольких типов.

• Позиционные, предполагающие фиксацию координат конечных точек, по которым и выполняется обработка заготовки. Такое программы используются для управления станками сверлильной и расточной группы.
• Контурные, управляющие траекторией обработки заготовки. Они используются для управления станками круглошлифовальной группы.
• Комбинированные, которые объединяют в себе возможности программ контурного и позиционного типа. Такими программами управляются станки, относящиеся к многоцелевой категории.
• Многоконтурные. С их помощью можно управлять всеми функциональными возможностями станка, они являются самыми сложным типом ПО. При помощи таких программ обеспечивается управление широкоформатным оборудованием.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, обладают целым рядом значимых преимуществ:

• позволяют увеличить производительность обработки в 2–3 раза;
• дают возможность изготавливать детали с высокой точностью;
• минимизируют объем ручного труда, что позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала;
• сокращают время, необходимое для подготовки заготовок;
• минимизируют время обработки деталей.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие категории:

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

Большую категорию оборудования данной группы составляют станки, на которых обрабатываются детали, выполненные из различных металлов:

1. настольные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ;
2. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
3. станки широкоуниверсального типа;
4. токарно-фрезерной категории;
5. сверлильно-фрезерной группы.

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

Фрезерный станок с ЧПУ за работой

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов. С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию. Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью — мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки. В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ

Обзор станков

Прежде чем решить вопрос, какой фрезерный станок выбрать для оснащения домашней мастерской или производственного предприятия, важно ознакомится с характеристиками оборудования, которое предлагается на современном рынке. На сегодняшний день наиболее востребованным являются фрезерные станки, производимые в следующих странах:

• Германия;
• Италия;
• Австрия;
• Китай;
• Северная Корея;
• Малайзия;
• США;
• Тайвань;
• Чехия;
• Турция.

Пятикоординатный фрезерный станок

Наиболее известными компаниями, которые производят и реализуют фрезерные станки с ЧПУ, являются:

• GCC Jaguar;
• Redwood;
• RuStan;
• JCC;
• Hyundai Wia;
• Kami;
• Zenitech.

Одними из самых быстрых станков, которые также отличаются широким разнообразием настроек и дополнительных функций, являются модели торговой марки GCC Jaguar.

Широким разнообразием ассортимента станков для обработки деталей из металла и других материалов отличается компания JCC. В каталоге данного производителя представлены станки с ЧПУ следующего назначения:

1. универсального типа, предназначенное для выполнения гравировальных и фрезерных работ;
2. для обработки изделий из древесины и металла;
3. прошивные станки электроэрозийного типа;
4. оборудование фрезерно-токарной группы.

Передовые программные продукты, с помощью которых управляются станки данной торговой марки, позволяют задействовать весь их потенциал.

Вертикально-фрезерный с ЧПУ МА655

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, торговой марки RuStan — это, преимущественно, оборудование широкоуниверсального типа, с помощью которого можно выполнять широкий перечень технологических операций. Отличает модели данной торговой марки и то, что при их приобретении можно воспользоваться разнообразными скидочными программами, а также возможностью гарантийного и постгарантийного обслуживания.

По-настоящему уникальными являются фрезерные станки с ЧПУ, выпускаемые под торговой маркой Redwood. Они способны выполнять обработку деталей в формате 2d и 3d. Реализация технологии 3d предполагает, что по заданной программе из заготовки получают объемную деталь, полностью соответствующую заданным геометрическим параметрам.

Главным принципом работы специалистов, занимающихся выпуском фрезерного оборудования торговой марки Kami, является производство высококачественной продукции. При помощи станков данной торговой марки можно обрабатывать не только металл, но и детали из камня, древесины, пластика и даже стекла.

Компания Hyundai Wia специализируется на выпуске станков с ЧПУ, на которых производится продукция для аэрокосмической и автомобильной промышленности. Программы, которые используются для их управления, предполагают минимальное вмешательство со стороны человека и значительно упрощают использование подобного оборудования.

Фрезерный станок от немецкого производителя Zenitech

В каталоге известного производителя Zenitech преобладает профессиональное фрезерное оборудование с ЧПУ, предназначенное для обработки деталей из металла и древесины.

На современном рынке широко представлено фрезерное оборудование с ЧПУ торговой марки Инвест Адам. Основными преимуществами моделей, которые отличаются своей компактностью и универсальностью, являются:

• высокая точность обработки;
• эффективность и производительность;
• управляющие программы могут воспроизводиться неоднократно;
• конструкция отличается высокой надежностью;
• связь с компьютером, который управляет работой оборудования, осуществляется через обычный USB-порт.

Для оснащения домашней мастерской и крупного производственного предприятия можно использовать фрезерный станок с ЧПУ, выпущенный немецкой компанией BZT. Отличает станки данной торговой марки высокая устойчивость, надежность фиксации заготовок, точность и оперативность обработки. Удобным является и то, что станки данной торговой марки могут работать практически на любом программном обеспечении.

На стоимость фрезерного станка с ЧПУ оказывают влияние следующие параметры:

• сложность конструкции оборудования и его тип;
• тип производства, для которого предназначено оборудование;
• страна производитель и торговая марка;
• функциональность станка.

Наиболее простой конструкцией обладают настольные станки с ЧПУ, которые и стоят значительно дешевле более функционального оборудования. Чтобы сэкономить на приобретении фрезерного станка, выбирайте оборудование отечественных производителей. В среднем, стоимость настольного фрезерного оборудования с ЧПУ составляет порядка 4000 долларов США. Варьироваться такая цена может от ряда факторов: габариты станка и рабочего стола, мощность двигателя, вес оборудования и его функциональность.

Стоимость оборудования вертикально-фрезерной группы с ЧПУ варьируется в пределах от 7000 до 25000 долларов США. Цена конкретной модели оборудования зависит от ее мощности, количества оборотов шпинделя и точности обработки.

Отечественный станок ГФ2171

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, являются самыми дорогими в своей категории, так как они позволяют выполнять широкий спектр технологических операций. Высокая стоимость такого оборудования окупается тем, что его можно эксплуатировать в достаточно интенсивном режиме. Перечень операций, которые можно выполнять при помощи оборудования данной категории, впечатляет:

1. раскройка заготовок;
2. фрезерование поверхностей различного типа;
3. полировальные операции;
4. сверление;
5. расточные операции.

Как правильно выбирать фрезерный станок

Выбирать фрезерный станок, оснащенный ЧПУ, следует не по рекламному видео, а по функциональным возможностям такого оборудования и его техническим характеристикам. Руководствоваться в данных ситуациях необходимо следующими критериями:

• тип станка, который необходим для выполнения определенных задач;
• преимущества и недостатки определенных моделей;
• размеры рабочего стола;
• наличие в конструкции Т-образного паза, который способствует более удобному закреплению заготовки;
• напряжение, необходимое для работы станка с ЧПУ;
• функциональные возможности;
• категория: настольные, мини или профессиональные;
• гарантийные обязательства, которые предоставляет производитель.

Ну и, конечно, по выбранному оборудованию можно просмотреть и видео от производителя, которое даст возможность понять, какими характеристиками оно обладает. Не следует выбирать станок с ЧПУ, способный выполнять те функции, которые вам никогда не пригодятся.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

У деревообрабатывающей индустрии сегодняшнего дня имеется множество оборудования по обработке различных пород дерева. Одних из таких оборудований является фрезерный станок с чпу.

Принцип работы

Он идеальным образом обрабатывает любые породы дерева. Его работа основана на действии вращающейся фрезы, которая осуществляет контакт с расположенной на рабочем столе деревянной заготовкой. Фрезы могут иметь самые различные формы и самые разнообразные углы заточки. Осуществляя вращение на огромных скоростях они высверливают, гравируют, раскраивают материал.

Функция числового программного управления позволяет полностью автоматизировать работу станка, т.е. контроля со стороны оператора не требуется, станок действует строго по алгоритму программы, которую заложил в него оператор перед началом работы. Все это позволяет существенно сэкономить время и значительно повысить эффективность всего производственного процесса.

Благодаря использованию систем высокоточного контроля и цифровых систем управления, фрезерные станки с ЧПУ  могут выполнять работу любого уровня сложности, начиная с фигурного вытачивания рисунков и заканчивая вытачиванием микроскопических украшающих узоров на поверхности деревянных заготовок. Разнообразие фрез предусматривает использование для их изготовления различных металлов и сплавов, они могут отличаться как по длине, так и по величине диаметра. Местом крепления фрезы является цанга, этот своеобразный зажим позволяет фиксировать хвостовик фрезы. Цанга в свою очередь устанавливается в шпинделе. Программное обеспечение станка способно обрабатывать любые типы графических файлов с векторными изображениями. Оно переводит их в G-коды. Таким образом, для нанесения рисунка или надписи нужно выполнить ее построение в графическом редакторе и загрузить в станок. Оператор же выбирает режим работы, задает параметры скорости и количество оборотов для шпинделя. Ну, и конечно, устанавливает подходящую фрезу.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)- что это такое и их особенности

Просмотров 56 Опубликовано 16.05.2017 Обновлено 25.11.2017

Токарные станки с ЧПУ дают возможность производить высококачественные металлические изделия, которые отличаются большой точностью геометрических показателей. Подобные устройства, изготавливаемые российскими и иностранными предприятиями, являются весьма эффективными и исключительно надежными.

Конструкция

Токарный станок с ЧПУ по металлу, применяемый сегодня множеством производственных организаций, представляет собою современное устройство, посредством которого возможно очень точно обрабатывать металлические заготовки. Станки токарные располагают некоторыми особенностями конструкции:

• в передаточных приводных элементах данного оснащения почти нет промежутков;
• несущие части, которые имеются в ЧПУ станке, являются достаточно жесткими;
• кинематические цепи располагают небольшой длиной. Число механических передач, составляющих цепи, довольно мало;
• в станке токарном ЧПУ есть особые сигнализаторы, которые предназначены для обратной связи;
• оборудование весьма устойчиво к вибронагрузкам, которые всегда возникают при обработке деталей;
• гидравлика и иные части устройства перед началом обработки прогреваются посредством особых систем. Благодаря этому уменьшается вероятность термодеформации при работе оборудования.

На токарный автомат с ЧПУ ставятся направляющие, которые характеризуются высокой износоустойчивостью, сниженным коэффициентом трения. Благодаря этому обеспечивается отличная точность металлорежущей обработки, уровень рассогласования уменьшается, все подвижные части двигаются по установленным параметрам с наивысшей точностью.

Направляющие элементы токарного станка сделаны таким образом, что при высокоскоростной обработке и быстром нагревании коэффициент трения не меняется. В качестве элементов качения выступают специальные ролики.

Разумеется, направляющие станков ЧПУ токарных, на которых металлические заготовки обрабатываются на больших скоростях, должны быть достаточно жесткими. Жесткость достигается посредством натягивания, выполняемого особыми регулирующими агрегатами. Для уменьшения трения направляющие части станка токарного с ЧПУ производят из определенных материалов. Направляющие могут быть пластиковыми (фторопластовыми), чугунными, стальными. От их расположения зависит то, к какой группе станков будет причислено оборудование. Направляющие обычно располагаются по горизонтали, вертикали либо под наклоном.

Для придания жесткости несущим частям устройства их делают в коробчатой форме, с поперечными и продольными гранями внутри. Производство осуществляется посредством литья, сваривания. Если в прошлом для изготовления несущих частей токарного станка применяли лишь чугун/сталь, то сегодня множество иностранных предприятий делают колонны, станины и салазки из бетона, в который добавлены полимерные либо гранитные элементы. Это обеспечивает им хорошую жесткость, высокую стойкость к вибронагрузкам.

Значимой частью всякого металлорежущего оснащения считается шпиндель, который испытывает серьезные нагрузки при выполнении токарной обработки. Ввиду этого все основные и посадочные части шпинделя, его шейки должны иметь высокую износостойкость. Подшипники, устанавливаемые в опоры шпинделя, позволяют ему точно вращаться.

У токарных станков по металлу с ЧПУ шпиндель конструктивно более сложен. Обусловлено это тем, что в него монтированы вспомогательные элементы: зажимы для рабочих приспособлений, которые функционируют автоматически; датчики, предназначенные для диагностирования оснащения и адаптивного управления обработкой. На токарном оборудовании с числовым программным управлением шпиндель может располагаться горизонтально либо вертикально.

 

Классификация

Токарные станки по типу системы автоматического контроля возможно разделить на 3 группы:

1. Контурная. Программируется траектория движения инструмента и контроль за правильностью проведения обработки.
2. Позиционная. Осуществляется программирование точечных координат, которые должен иметь инструмент после окончания обработки.
3. Адаптивная. Контурная система совмещается с позиционной.

По маркировке российских станков токарно винторезных с ЧПУ довольно легко установить, к какой группе они относятся. Буквы и цифры, которые стоят в конце маркировочной надписи, означают систему, по которой программируется оборудование.

1. Ф1 – инструмент двигается по заранее введенным координатам. Есть числовая индикация.
2. Ф2 – инструмент перемещается позиционно.
3. Ф3 – устройство программируется контурно.
4. Ф4 – горизонтальный/вертикальный токарный станок с ЧПУ программируется адаптивно.

В маркировке определенных токарных/фрезеровочных/винторезных станков возможно увидеть надпись С1/2/3/4/5. Она указывает на то, что настольный токарный или какой-либо иной станок располагает особенными возможностями. К примеру, станки С1/2 имеют низкий предел подач, малый диапазон их регулирования. Винторезные станки С3/4/5 располагают расширенным диапазоном подач.

Устройства С4/5 возможно применять для качественного проведения различных технологических операций. К примеру, с их помощью нарезают резьбу внутри и снаружи, обрабатывают детали, которые имеют форму цилиндра/конуса.

Программирование

Чтобы эксплуатация токарно фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ была по максимуму эффективна, нужно хорошо продумать техпроцесс обрабатывания, разработать программу, управляющую работой устройства. При решении данных вопросов необходимо принимать во внимание множество важных факторов: привязку координатной системы, положение детали и инструмента.

При разработке программы для токарно фрезерного центра с ЧПУ учитывают тот факт, что инструмент двигается по осям координат обрабатываемой заготовки, закрепленной неподвижно. Инструмент перемещается прямолинейно по осям, которые расположены параллельно осям обрабатываемой детали.

Суть программирования одной операции, которая выполняется на токарно фрезерном станке с ЧПУ, состоит в описании траектории, проходимой инструментом для формирования детали с определенной геометрией.

При разработке программы, по которой будет работать ЧПУ станок, следуют таким правилам:

• техпроцесс проходит в 3 стадии: черновое, чистовое обрабатывание, отделка. Для повышения производительности и снижения трудоемкости черновую и чистовую обработку проводят в один этап;
• для минимизации погрешностей фиксации и базирования заготовки ее технологические и конструкторские базы объединяют;
• обтачивать заготовку рекомендуется с наименьшим числом ее установок;
• нужно рационально подходить к обрабатыванию деталей. Обтачивать элементы деталей в форме конуса/цилиндра лучше после завершения обрабатывания частей, являющихся достаточно жесткими.

В техпроцессе, предполагающем применение токарно фрезерных центров с ЧПУ, под операцией понимается обрабатывание, осуществляемое на одном устройстве. Операции делятся на переходы. Переходы, в свою очередь, подразделяются на проходы, могут быть:

• позиционными;
• элементарными;
• инструментальными;
• вспомогательными.

Следуя правилам составления программ для токарно фрезерных центров с ЧПУ, возможно обеспечить отличное качество обработки. В программе пользователь может указывать такие параметры:

• число переходов, проходов;
• общее количество установок;
• тип обрабатывания детали;
• число инструментов, их типоразмеры.

Когда конструкция устройства это допускает, надо все инструменты, которые принимают участие в обрабатывании, располагать в одном держателе резцов. Если осуществить подобное не представляется возможным, необходимо предусмотреть в программе остановку обрабатывания, чтобы можно было заменить резец.

Токарные станки с противошпинделем с ЧПУ осуществляют разные операции посредством специальных инструментов:

• расточка – резцы, пластинки которых зафиксированы механически;
• нарезка резьбы – сборные инструменты с тремя гранями;
• обрабатывание отверстий, подрезание – инструменты в виде ромба с пластинками из твердых сплавов.

Приводы, дополнительное оснащение

В токарно фрезерных станках ЧПУ применяют разные виды электродвижков. В маломощном оборудовании применяют движки постоянного тока, в более мощном – переменного. Российские изготовители, которые выпускают токарные и фрезерные станки по металлу, оборудуют асинхронными электромоторами с 4-мя полюсами. Они могут бесперебойно функционировать даже в жестких условиях.

На токарный и фрезерный станок с ЧПУ по металлу ставится дополнительное оснащение. К нему причисляются:

• агрегаты загрузки;
• устройства, зажимающие деталь;
• механизмы смазывания;
• агрегаты, предназначающиеся для убирания стружки, образующейся при обрабатывании;
• устройства, позволяющие быстро сменять резцы.

Подводя итоги, нужно сказать, что двухшпиндельный станок с ЧПУ более производительный и надежный, чем стандартные устройства, применяющиеся для обрабатывания разнообразных металлических деталей. Многие модели позволяют выполнять фрезерование заготовок. На российском рынке есть оборудование от разных изготовителей, как отечественных, так и иностранных. По качеству оснащение из РФ ничем не хуже зарубежных станков. Любое предприятие может приобрести устройство, оптимально подходящее для его нужд. Это может быть фрезерный, шлифовальный, токарно карусельный станок с ЧПУ.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 21608-76 «Станки токарные с числовым программным управлением. Основные параметры и размеры»

Устройство и принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Компьютерные технологии существенно облегчили жизнь современному человеку. С недавнего времени они стали активно внедряться на предприятиях. Например, станки с ЧПУ для фрезеровки разных поверхностей. Они позволяют быстро и эффективно обрабатывать большие участки даже самых сложных поверхностей, практически без привлечения человека.

Как устроены фрезерные станки?

Чтобы понять, как работает такая машина, давайте сначала рассмотрим устройство станка с ЧПУ. Установка работает за счет компьютерной программы, а не за счет труда человека. Станок подключается к компьютеру и программируется. Именно при помощи такой программы и происходит фрезеровка и движение рабочей головки.

Принцип работы станков с ЧПУ

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ достаточно простой. На рабочий стол укладывается материал (дерево, пластик, камень и так далее), рабочая головка приводится в движение и согласно программе начинает обрабатывать поверхность. Представленные станки позволяют проводить следующие манипуляции:

• резку;
• сверление;
• гравировку;
• выемку пазов и каналов;
• изготовление объемных деталей.

Преимущества ЧПУ установок

Рассмотрев устройство и принцип работы фрезерного станка с ЧПУ, можно выделить следующие достоинства их использования:

• Производительность труда возрастает в 2 — 3 раза.
• Высокая точность изготовления деталей.
• Ручная работа человека сводится к минимуму.
• Можно существенно сократить штат персонала.
• Заготовки создаются очень быстро и легко.
• Обрабатываются поверхности тоже в минимально короткие сроки.

Как правильно подбирать станок ЧПУ?

Устройство и принцип работы ЧПУ станка, его тип определяет сферу его использования, поэтому нужно научиться выбирать оборудование. Для этого стоит учитывать несколько факторов. Сначала стоит определиться, с каким материалом вы будете работать, ведь не все станки универсальны, и обязательно нужно это учитывать.

Кроме того, во внимание берутся размеры самого станка и рабочей поверхности. Для домашнего использования или маленьких предприятий вполне хватит небольшого устройства. Большие же промышленные заводы и компании требуют более производительных, мощных и габаритных моделей.

Стоит брать во внимание стоимость и технические особенности машины, ведь качественное изделие просто не может быть слишком дешевым. Лучше покупать станки от проверенных брендов по умеренным ценам. Если вас интересуют услуги обработки материалов на фрезерных станках, тогда можно обратиться в компанию «РЕЗ-Центр».

---

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Фрезерование карманов в металле • Лазерная резка по чертежам и эскизам • Фигурная резка металла лазером

Как устроен станок плазменной резки с ЧПУ

Станок плазменной резки с ЧПУ используется для раскроя металла небольшой толщины. Плюсом обработки является высокая точность выполняемых элементов и отсутствие отходов. Экономичность достигается за счёт отсутствия необходимости использовать набор режущего инструмента.

Суть обработки

Станок плазменной резки с ЧПУ работает быстро за счёт использования новейшей разработки — процесс обработки происходит без нагрева в отличие от раскроя газовой системой. Технология предусматривает конвейерный принцип работы станка, рез заготовок до 150 мм. Система автоматического контроля положений дуги обеспечивает точное позиционирование, улавливает появление мельчайших люфтов в механике, помогает быстро осуществлять переналадку и вносить коррекции в процесс

Классический станок плазменной резки с ЧПУ постоянно мониторит множество параметров:

• Состав смеси для образования дуги — непосредственно влияет на качество получаемых контуров.
• Положение дуги в заданных координатах.
• Температура в зоне реза.
• Смещение заготовки от нулевого положения.

 

Современный станок плазменной резки с ЧПУ оборудован чувствительными системами безопасности, ограничивающими зону реза лазерными датчиками. При их срабатывании все системы отключаются за доли секунды, сохраняя здоровье неопытного оператора.

Подробнее об обработке

Чтобы создать станок плазменной резки с ЧПУ своими руками, важно понимать принцип создания дуги, учитывать и возможности имеющихся двигателей. Ведь перемещение рабочего элемента должно происходить плавно и равномерно. Только тогда можно гарантировать отсутствие наплывов по краю линии раскроя

По сути дуга получается благодаря выработке тока высокой частоты. Он точечно сжигает металл до основания. Слабый или более мощный разряд приводит к браку. Поэтому режимы реза нужно постоянно контролировать. Вместе с этим условия рядом со станком должны отвечать требованиям пожарной безопасности.

Мощность источника должна превышать рассчитанные значения минимум в 2 раза. Такой подход позволяет оставить запас для изменения режимов при резе некачественных заготовок.

Ручная работа

Для мобильной обработки в продаже имеется станок плазменной резки с ЧПУ-мини. Разрезать металл получается от обычной сети 220В. Заготовка может быть максимум 200 мм. Преобразование напряжения осуществляется переносным трансформатором.

Однако такой вид обработки имеет и недостатки:

• Тяжело обеспечить плавность перемещения плазмы, приходится использовать специальные насадки.
• Трудно обеспечить эффективное охлаждение при большой силе тока.
• Не учитываются дополнительные параметры: температура окружающего воздуха, влажность, скорость подачи горючих веществ.

 

Можно ли сделать аналогичное оборудование самому

Самостоятельное изготовление плазмореза требует наличия некоторых навыков по сборке сложной техники. Основными элементами конструкции выступают: сопло, нагревательный элемент, источник питания, компрессор, коммутирующая аппаратура. Сложность возникает с подбором плазмореза, через который соединяются горючие воздушные массы.

Недостаточные расчетные значения диаметра сопла приводят к браку или к недостаточно прорезанному материалу. В качестве источника питания используют инвертор от любого сварочного аппарата. Критерием подбора является его максимальная мощность.

Критичным является соответствие типа горючего вещества выбранному материалу заготовки. С изделиями из алюминия используют азот или водород. Для медных сплавов подходит только водородная смесь. А латунь раскраивают при помощи объединенных азота и водорода.

Производитель оборудования

Различают станок плазменной резки с ЧПУ консольный и портальный. В конструкции у первого типа имеется одна опора, у последнего их две. Соответственно, надёжнее и точнее второй тип, но такие модели имеют сравнительно большую стоимость.

Одна опора постепенно изнашивается из-за перекоса нагрузки на подшипники при движении режущего элемента. Портальные модели имеют легкий ход в горизонтальной плоскости, двигатель быстрее позиционируется и нагрев обмоток, соответственно, незначительный.

В современных моделях внедрены датчики слежения за высотой горелки, а также учитывается прогиб материала. Портальные системы, такие как станки ПЛАЗМАКРОЙ,  более производительные, чем консольные. Современные станки оснащаются сверхпрочными балками для крепления режущего элемента. Его провисание над рабочей зоной исключается.

Для повышения производительности оборудование может дооснащаться роботами, загружающими и разгружающими заготовки без участия человека. Это обеспечит безопасность технологии и исключит человеческий фактор.

 

Заказать плазменный станок

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

Основы ЧПУ

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

Во-первых, пара определений

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

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

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

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

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

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

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

Станки с ЧПУ общего назначения

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

Некоторые ограничения станков с ЧПУ

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

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

Сначала интерпретируйте 3D и сплайновые данные

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

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

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

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

Общие условные обозначения, используемые при описании процедур ЧПУ

Ваш проект может быть:

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

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

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

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

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

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

–МСХ 28.10.07

Что такое обработка с ЧПУ? Принципы работы и доступные методы

Короче говоря, обработка с ЧПУ – это метод изготовления металла, при котором письменный код управляет оборудованием в производственном процессе . Код определяет все, от движения режущей головки и детали до скорости шпинделя, числа оборотов в минуту и ​​т. Д.

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

Фон

CNC означает компьютерное числовое программное управление . Эволюция к текущему состоянию началась с ЧПУ или только с числового программного управления .

Первые станки с ЧПУ были построены в 40-х и 50-х годах. Эти машины основаны на существующих инструментах, но с некоторыми модификациями.

Двигатели перемещались на основании информации, подаваемой на них через перфоленту.Код был вручную вставлен в карты данных.

В 50-е годы были сделаны первые шаги к обработке с ЧПУ. Сначала компьютеры Массачусетского технологического института были готовы производить перфоленту в соответствии с входными данными. В одном случае это сократило время, затрачиваемое на изготовление карты с 8 часов до 15 минут для работы по фрезерованию.

История станков с числовым программным управлением – ЧПУ и ЧПУ

Такая экономия времени привела к увеличению количества НИОКР в этой области.Вскоре стали доступны первые языки программирования для обработки с ЧПУ. Со временем, в основном из-за снижения цен на компьютеры, CNC переняла господство у NC.

Как работают станки с ЧПУ?

Современные станки с ЧПУ полностью автоматизированы. Все, что им нужно, это цифровые файлы с инструкциями по траекториям резки и инструментам.

Процессы проектирования или обработки требуют большого количества инструментов для изготовления определенной детали. Машинисты могут создавать библиотеки цифровых инструментов, которые взаимодействуют с физической машиной.Такое оборудование может автоматически переключать инструменты на основе цифровых инструкций, что делает их рабочими лошадками.

Процесс обработки с ЧПУ начинается с проектирования деталей в программном обеспечении САПР. 3D-модель определяет необходимые размеры и свойства готовой детали.

Некоторые из этих программ входят в пакеты CAD-CAM, поэтому поток может продолжаться в тех же программах. В противном случае модели САПР загружаются в специальное программное обеспечение CAM. Если и CAD, и CAM относятся к одному семейству продуктов, перевод файлов не требуется.В противном случае файлы САПР необходимо импортировать.

Программа

CAM (автоматизированное производство) подготавливает модель для всего процесса изготовления. Сначала он проверяет модель на наличие ошибок. Затем он создает программу ЧПУ для изготовления физической детали.

Программа, по сути, представляет собой набор координат, которые направляют режущую головку во время производственного процесса.

Третий шаг – выбор правильных параметров. К ним относятся скорость резания, напряжение, число оборотов в минуту и ​​т. Д. Конфигурация зависит от геометрии детали, а также от доступного оборудования и инструментов.

Наконец, программа определяет раскрой. Под раскладкой понимается ориентация и размещение деталей относительно сырья. Цель состоит в том, чтобы максимально использовать материал.

Вся эта информация затем преобразуется в коды, которые может понять оборудование – M-код и G-код.

G-код и M-код

Объяснение кодирования ЧПУ

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

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

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

M-код, с другой стороны, дает всю информацию, которую G-код упускает из виду. Вот почему он называется машинным кодом или другим кодом .

Инструкции M-кода

включают информацию об использовании охлаждающей жидкости, смене инструмента, остановках программы и т. Д.

Значит, оба одинаково важны, но не одинаковы.

Что такое обработка с ЧПУ?

Итак, теперь мы знаем, как работают станки с ЧПУ. Но не все эти станки используются для обработки с ЧПУ.

Мы более подробно рассмотрим все доступные типы станков с ЧПУ чуть позже.Но в традиционном смысле обработка с ЧПУ относится только к некоторым из этих автоматизированных процессов. А именно фрезерные, токарные, шлифовальные, фрезерные, сверлильные и др. .

Фрезерный

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

Фрезерные операции включают:

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

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

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

Токарная

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

Токарная обработка с ЧПУ

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

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

Шлифовальный

Шлифовальные станки

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

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

Маршрут

Фрезерные станки с ЧПУ

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

Фрезеры

идеально подходят для резки более мягких материалов (не металлов), не требующих очень высокой точности. Причина тому – меньшая выходная мощность.

При этом роутеры шустрее. Таким образом, они могут производить детали за меньшее время.

Бурение

Хотя фрезерное оборудование также может производить отверстия, сверла предназначены только для этой работы.

В чем разница? В то время как фрезерные инструменты используют режущие кромки по периферии режущей головки, сверла используют кончик инструмента для создания отверстия.

Сверлильные станки с ЧПУ

обычно используются для автоматизации этой работы, обеспечения большей точности и более экономичного решения.

Типы станков с ЧПУ

Как было сказано ранее, станки с ЧПУ не ограничиваются традиционным пониманием обрабатывающего оборудования с ЧПУ.

ЧПУ

широко используется для автоматизации множества различных методов производства. К ним относятся:

• Станки лазерной резки
• Плазменные резаки
• Фрезы для гидроабразивной резки
• Пламенные резаки
• Листогибочные прессы
• Станки фрезерные
• Станки токарные
• Маршрутизаторы
• Электроэрозионные машины и т. Д.

Все эти операции значительно выигрывают от коэффициента автоматизации. Это снижает человеческий фактор в конечном качестве, повышает повторяемость процессов и точность.

Приведенное выше описание работы станков с ЧПУ применимо ко всем этим методам. Например, при обращении в службу лазерной резки применяется та же самая логика – траектория резки создается автоматически.

Однако этот процесс, как и многие другие, не требует некоторой дополнительной информации, такой как смена инструментов.Потому что одна и та же режущая головка подходит для всего процесса.

Что может сделать обработка с ЧПУ?

Казалось бы, обработка с ЧПУ не имеет ограничений. Он подходит для широкого спектра материалов, включая различные типы металла, пластмассы, пену, композиты и дерево.

3-осевые фрезерные станки

способны обрабатывать большинство основных геометрических форм. Для более сложных деталей доступны многоосевые фрезерные центры.

Возможности обработки с ЧПУ

Например, может помочь 5-осевой фрезерный центр с ЧПУ.В то время как более распространенный 3-осевой станок имеет 3 линейные оси движения, 5-осевые станки также могут вращать режущую головку и станину.

Это значительно увеличивает гибкость, но также увеличивает стоимость. Несмотря на то, что ЧПУ намного быстрее, ручная обработка все еще имеет свое место в отрасли. Специально для быстрого прототипирования в небольших объемах.

Но обработка с ЧПУ все еще преобладает в секторе, где требуется высокая точность. Это причина того, почему так много отраслей используют его преимущества, в том числе:

• Аэрокосмическая промышленность
• Электрооборудование
• Оборона
• Горное дело
• Промышленное оборудование
• Продукты питания и напитки
• Одежда
• Автомобильная промышленность
• Дизайн продукции и т. Д.

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

Сама техника стоит дорого и сложна в эксплуатации, что создает определенные опасности. Таким образом, лучший способ получить обработанные детали – это обратиться к компании, обладающей необходимым опытом для обеспечения высочайшего качества.

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

Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.

Изображение предоставлено: Дмитрий Калиновский, Shutterstock

Что такое обработка с ЧПУ?

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

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

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

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

Кратко, это руководство охватывает:

Вы сейчас работаете с одной работы или с работодателем хотите нанять? Мы подготовили для вас обширную коллекцию ресурсов для соискателей работы в промышленности и работодателей, которые хотят заполнить вакансии. Если у вас есть открытая вакансия, вы также можете заполнить нашу форму, чтобы включить ее в информационный бюллетень Thomas Monthly Update.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

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

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

CAD Модель Дизайн

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

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

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

Таблицы допусков на обработку с ЧПУ

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

Таблица 1: Линейные допуски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	мелкое (F) +/-	Средний (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень крупная (V) +/-
.5-3	0,05	,1	,2	–
3-6	0,05	,1	,3	,5 ​​
6-30	,1	,2	,5 ​​	1,0
30–120	.15	,3	,8	1,5
120-400	,2	,5 ​​	1,2	2,5
400–1000	,3	,8	2,0 ​​	4,0
1000–2000	.5	1,2	3,0	6,0
2000-4000	–	2,0 ​​	4,0	8,0

Таблица 2: Допуски по углу при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	мелкое (F) +/-	Средний (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень крупная (V) +/-
0-10	1 или	1 или	1 o 30 ’	3 или
10-50	0 o 30 ’	0 o 30 ’	1 или	2 или
50-120	0 o 20 ’	0 o 20 ’	0 o 30 ’	1 или
120-400	0 o 10 ’	0 o 10 ’	0 o 15 ’	0 o 30 ’
400	0 o 5 ’	0 o 5 ’	0 o 10 ’	0 o 20 ’

Таблица 3: Допуски радиуса и фаски при обработке с ЧПУ

Диапазон размеров (мм)	мелкое (F) +/-	Средний (M) +/-	Крупный (C) +/-	Очень крупная (V) +/-
.5-3	,2	,2	,4	,4
3-6	,5 ​​	,5 ​​	1	1
6	1	1	2	2

Преобразование файлов CAD

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

Станки с ЧПУ

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

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

Настройка машины

Перед тем, как оператор запустит программу ЧПУ, он должен подготовить станок с ЧПУ к работе. Эти приготовления включают закрепление заготовки непосредственно в станке, на шпинделях станка или в тисках станка или аналогичных зажимных приспособлениях, а также прикрепление необходимого инструмента, такого как сверла и концевые фрезы, к соответствующим компонентам станка.

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

Выполнение операции обработки

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

Процессы обработки с ЧПУ

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

Типы операций обработки с ЧПУ

Обработка с ЧПУ

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

Сверлильный станок с ЧПУ

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

Фрезерный станок с ЧПУ

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

Токарный станок с ЧПУ

Токарная обработка и многошпиндельная обработка с ЧПУ

Изображение предоставлено: Buell Automatics

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

Таблица 1 – Характеристики стандартных операций обработки с ЧПУ

Примечание. Некоторая информация по обработке с ЧПУ предоставлена ​​компанией Metal Craft.

Обработка	Характеристики
Бурение	Использует вращающиеся многоточечные сверла Сверло подается перпендикулярно или под углом к ​​заготовке Выполняет цилиндрические отверстия в заготовке
Фрезерный	Использует вращающийся многоточечный режущий инструмент Заготовка подается в том же направлении, что и режущий инструмент Удаляет материал с заготовки Позволяет производить более широкий ассортимент форм
Токарный	Использует одноточечный режущий инструмент Вращает деталь Режущий инструмент подается по поверхности заготовки Удаляет материал с заготовки Производит круглые или цилиндрические детали

Прядение металла с ЧПУ

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

Как работает швейцарская машина?

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

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

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

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

Обучение операторов токарных станков с ЧПУ

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

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

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

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

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

Прочие операции с ЧПУ

Прочие операции механической обработки с ЧПУ включают:

Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ

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

Типы ПО поддержки обработки с ЧПУ

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

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

CAM : Программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM) – это программы, которые используются для извлечения технической информации из модели CAD и создания машинной программы, необходимой для запуска станка с ЧПУ и манипулирования инструментами для производства специально разработанной детали.Программное обеспечение CAM позволяет станку с ЧПУ работать без помощи оператора и может помочь автоматизировать оценку готовой продукции.

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

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

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

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

Сверлильное оборудование с ЧПУ В

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

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

Фрезерное оборудование с ЧПУ

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

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

Токарное оборудование с ЧПУ

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

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

Что такое настольный станок с ЧПУ?

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

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

Обработка материалов с ЧПУ

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

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

Оптимальный материал для применения в производственном приложении с ЧПУ во многом зависит от конкретного производственного приложения и его технических характеристик. Большинство материалов можно обрабатывать при условии, что они могут выдерживать процесс механической обработки, то есть обладают достаточной твердостью, пределом прочности на разрыв, сопротивлением сдвигу, а также химической и температурной стойкостью.

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

Размеры ЧПУ

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

Таблица 2 – Проблемы обработки деталей размером

Примечание. Некоторые из задач по обработке крупных деталей и тяжелых деталей решаются компанией Technox Machine & Manufacturing Inc.

Размер детали	Проблемы обработки
Большая деталь	Требуется специализированное оборудование для позиционирования и обработки Требуется обучение операторов специализированного оборудования Более сложная наладка машины Может быть слишком большим для рабочей зоны Усиление факторов, влияющих на точность Большое количество тепла, выделяемого в процессе Повышенная вероятность деформации, связанной со стрессом
Тяжелый компонент	Требуются специализированные инструменты и оборудование для погрузочно-разгрузочных работ и обработки Требуется обучение операторов специализированного оборудования Может быть слишком тяжелым для рабочей зоны Повышенная нагрузка на оборудование

Альтернативы использованию станка с ЧПУ

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

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

История обработки с ЧПУ (видео)

Сводка

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

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

Источники

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

Прочие изделия с ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Изготовления

Что такое обработка с ЧПУ? | Всеобъемлющее руководство

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

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

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

Как работает обработка с ЧПУ?

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

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

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

Программирование станков с ЧПУ

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

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

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

Системы обработки с открытым / замкнутым циклом

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

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

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

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

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

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

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

Различные типы станков с ЧПУ

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

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

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ

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

Станки токарные

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

Плазменные резаки

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

Электроэрозионные станки

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

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

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

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

Водоструйные резаки

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

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

Что еще может делать станок с ЧПУ?

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

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

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

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

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

Выберите Astro Machine Works для ваших производственных нужд с ЧПУ

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

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

Что такое станок с ЧПУ и как работают станки с ЧПУ?

С развитием технологий и разработкой компьютерных приложений на протяжении многих лет выпускается совершенно новая высокоточная производственная технология, ориентированная на компьютер, известная как обработка с ЧПУ.

Компьютеризированные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) представляют собой электрические и механические устройства, которые способны управлять инструментами с высокой точностью с помощью компьютерного программирования с различным количеством осей, обычно 5 или 3.5. Обработка с ЧПУ – это один из двух методов, с помощью которых машинисты, производители или инженеры могут создать физическую деталь, используя файл проекта компьютера. Принимая во внимание, что другой метод – это процесс 3D-печати, называемый аддитивным производством.

Комбинация двух вышеперечисленных способов дает поразительный результат. Обработка с ЧПУ – это восстановительный машинный процесс, при котором материал заготовки вытягивается. С другой стороны, процесс 3D-печати – это обратный аддитивный процесс обработки с ЧПУ.

Станки

с ЧПУ были впервые разработаны в (1940-50) годах и в основном основывались на технике хранения данных «перфоленты». Программный код для управления машиной будет вручную вставлен в карту данных, а затем передан в систему, где перфорированные данные будут интерпретированы. Нет нужды говорить, что эти ранние разработанные машины были элементарного уровня и имели лишь ограниченные функциональные возможности.

Что такое станок с ЧПУ?

Станок с числовым программным управлением представляет собой автоматизированное устройство, которое управляет как 3D-принтером, так и обрабатывающими инструментами с помощью компьютера посредством программирования.Машина обрабатывает кусок материала в соответствии с определенными параметрами в соответствии с закодированной инструкцией без каких-либо ручных усилий.

Существуют три традиционные технологии обработки с ЧПУ, которые вы должны знать, чтобы получить базовые знания о том, как выполняется удаление материала со склада на станке с ЧПУ.

Во-первых, это сверла. Сверла работают за счет вращения сверла и приведения его в контакт с неподвижным прикладом станка с ЧПУ.

Далее идут токарные станки, работающие противоположно сверлению.Токарные станки вращают кусок материала относительно резца или неподвижного сверла, чтобы вытягивать материал по текучей или круговой траектории. Доступность форм токарных станков гораздо более ограничена, чем у двух других традиционных станков с ЧПУ. Однако, следуя современным технологиям, токарные станки могут использоваться для выполнения таких работ, как некруглые формы и квадратные отверстия.

Третья техника – фрезерование. Это довольно распространенный тип станков с ЧПУ. Фрезерные станки предполагают применение вращающихся режущих инструментов для отделения материала от заготовки.Эти станки по своим функциям аналогичны сверлам и обладают различными возможностями обработки инструмента.

В станках с ЧПУ можно использовать практически любой материал, от волокна до титана. Поскольку каждый материал имеет разные свойства, машинисты или инженеры будут работать соответственно над решением этих уникальных задач, манипулируя переменными обработки, такими как частота вращения, поток охлаждающей жидкости, выбор инструмента, скорость подачи и другие обширные факторы.

Как работает станок с ЧПУ?

Станок с ЧПУ состоит из компьютера, через который выполняется программирование резки металла в соответствии с требуемыми спецификациями или параметрами.Каждый процесс резки и окончательные параметры вводятся в компьютер в виде программирования с помощью G-кода.

Итак, вся операция в основном контролируется компьютером, который точно знает, что нужно делать, и соответственно выполняет процессы резки. Машина больше похожа на роботизированную систему, поскольку полностью управляется и управляется компьютерным программированием. Затем машина действует согласно инструкциям, закодированным в программе.

Конечная цель устройства ЧПУ – вытянуть какую-то часть из металлического блока, чтобы придать ему заданную форму, такую ​​как круг, квадрат, прямоугольник и т. Д.В обычных технологиях обработки станки с ЧПУ контролируются опытными операторами во время непрерывной работы станка.

Почти каждая работа с материалом должна обрабатываться с высокой точностью. Кроме того, оператор или машинист должны обладать достаточным опытом для выполнения точных работ. Однако в наши дни ручное управление станками с ЧПУ сведено к минимуму. В настоящее время единственная задача большинства операторов – ввести программу с указанными инструкциями в компьютер, исправить необходимые инструменты в машине и позволить компьютеру автоматически позаботиться обо всем процессе.

Компьютер интерпретирует загруженную в него программу и соответственно дает команду станку выполнить различные операции обработки, заданные в программе оператором.

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ – это производственный процесс, в котором движение заводского оборудования и инструментов управляется предварительно закодированным программным обеспечением для компьютерного программирования. Это метод обработки и придания формы детали из материала, такого как титан, алюминий или сталь, в готовую деталь или изделие.

Эту технику можно применять для управления разнообразным сложным оборудованием, от токарных и шлифовальных станков до фрезерных и фрезерных станков. Работа по 3D-резке становится намного проще благодаря обработке с ЧПУ. Станки с ЧПУ работают по цифровым инструкциям в форме модального G-кода.

До появления современных (CAD) систем автоматизированного проектирования или (CAM) автоматизированных производственных программ, таких как Autodesk Fusion 360, инженерам и машинистам приходилось вручную программировать G-код для управления станками.Коды CAM, используемые в настоящее время, поддерживают 3D-модели и генерируют автоматизированный модальный G-код для управления машиной с минимальными необходимыми входными данными.

Сравнивая ручные альтернативы, такие как сверла или другие процессы обработки, с автоматизированной обработкой с ЧПУ, вы можете ясно увидеть преимущества последнего. Станки с ЧПУ работают очень быстро, с высокой точностью, одновременно продолжая преобразование компьютеризированного дизайна в готовые физические продукты.

Устройства с ЧПУ

обладают высокой точностью и могут быть рассчитаны с точностью до тысячи дюймов, называемых тысячами дюймов.Стандартная обработка с ЧПУ предлагает допуски на инструменты из материала около ± 0,005 дюйма. При точной обработке допуски могут составлять около ± 0,001 дюйма, а индивидуализированные методы, такие как полировка, могут обеспечивать повторяемые допуски строго в пределах диапазона ± 0,00005 дюйма.

Примечание. Чтобы понять точность допусков, человеческие волосы имеют толщину 0,0069 дюйма (только для справки).

Заключение

Ну, это было подробное описание станка с ЧПУ и его работы. Излишне говорить, что обработка с ЧПУ в настоящее время является ведущей технологией производства в 21 веке.Принцип его работы основан на мировом технологическом прогрессе.

Это больше похоже на коммерческую торговлю, которая стимулирует технологический рост. Кроме того, машинисты и инженеры по всему миру преобразуют планету с помощью своих передовых навыков и знаний в области обработки с ЧПУ.

Что такое станок с ЧПУ? Как работают станки с ЧПУ?

Опубликовано: Брайан Рид о 6 сентября 2019 г.,

Вы можете услышать фразу «CNC-обработка» в вашем промышленном или производственном приложении.Этот компьютеризированный процесс обработки позволяет точно и эффективно использовать заводские станки и инструменты. Изучение этого метода поможет вам понять, как эффективно передать его на аутсорсинг для вашего проекта.

Определение станка с ЧПУ – что такое станки с ЧПУ?

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) используют команды компьютера для завершения процессов обработки. Обрабатывающее оборудование берет запас материала и отрезает его части для достижения заданных результатов.Обработка с ЧПУ считается субтрактивным производственным процессом или техникой, которая удаляет слои материала для создания желаемой формы. К различным типам станков с ЧПУ относятся:

• Фрезерные станки: Фрезерные станки используют роторный резак для удаления материала.
• Сверла: Сверло вращает сверло против материала для создания отверстий и других форм.
• Токарные станки: Токарные станки постепенно вращают материал относительно режущего инструмента, чтобы придать ему необходимую форму.
• Станки для гидроабразивной, лазерной и плазменной резки: В этих станках используются передовые технологии для вырезания деталей из листового металла.

Станки с ЧПУ автоматизируют многие задачи обработки с высоким уровнем точности, что делает их пригодными для крупномасштабных проектов.

Как работают станки с ЧПУ?

Станок с ЧПУ следует указаниям предварительно запрограммированного компьютерного программного обеспечения. Эта программа определяет скорость, движение и положение машины для достижения определенной формы материала.Процесс обработки с ЧПУ состоит из следующих этапов:

• Работа в САПР: Дизайнер создает двухмерный или трехмерный чертеж в программе автоматизированного проектирования (САПР). Этот файл содержит спецификации, такие как структура и размеры, которые сообщают станку с ЧПУ, как создавать деталь.
• Преобразование файла САПР в код ЧПУ: Поскольку файлы САПР находят применение во многих приложениях, проектировщику необходимо преобразовать чертеж САПР в файл, совместимый с ЧПУ. Они могут изменить формат САПР на формат ЧПУ с помощью такой программы, как программное обеспечение автоматизированного производства (CAM).
• Подготовка машины: Когда оператор получит доступный для чтения файл, он может настроить машину самостоятельно. Они прикрепляют соответствующие заготовки и инструменты для правильного выполнения программы.
• Выполнение процесса: После подготовки файлов и станка оператор ЧПУ может выполнить окончательный процесс. Они запускают программу, которая затем ведет машину через весь процесс.

Когда проектировщик и оператор завершают этот процесс правильно, станок с ЧПУ может выполнять свои задачи эффективно и точно.

Приложения для станков с числовым программным управлением (ЧПУ)

Станки

с ЧПУ находят применение во множестве приложений благодаря своей универсальности. В промышленном контексте станки с ЧПУ могут выполнять:

• Производственные процессы: станки с ЧПУ могут расширить возможности производственных предприятий, нуждающихся в автоматизированных процессах.
• Быстрое прототипирование: Станок с ЧПУ может быстро создавать прототипы деталей с высокой степенью точности.

Поскольку станки с ЧПУ могут обрабатывать 2D- и 3D-проекты, они находят широкий спектр применений в различных отраслях промышленности.

Услуги по изготовлению металла с ЧПУ от Fairlawn Tool, Inc.

Передавая процесс обработки с ЧПУ на аутсорсинг, вы передаете свой проект в надежные руки. Аутсорсинг проекта ЧПУ может сэкономить на общих расходах за счет уменьшения количества ошибок и потерь материалов. Операторы ЧПУ, такие как профессионалы Fairlawn Tool, Inc., понимают, как работать с кодом ЧПУ для получения результатов, соответствующих спецификациям.Свяжитесь с представителем онлайн для получения дополнительной информации о наших возможностях ЧПУ.

Свяжитесь с нами

Все, что вам нужно знать о станках с ЧПУ

История Станки

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

Одна минута на программном обеспечении ЧПУ от экспертов:

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

Как это работает

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

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

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

Типы станков с ЧПУ

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

Традиционные технологии:

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

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

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

Новые технологии:

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

2. Другие режущие материалы: Существует ряд других новых технологий, в которых для резки материала используются другие режущие материалы. Примеры включают станки для лазерной резки, станки для газокислородной резки, станки для плазменной резки и оборудование для гидроабразивной резки.Эти машины приобрели популярность в различных отраслях промышленности в последние годы; однако они по-прежнему являются узкоспециализированным оборудованием.

Используемые материалы

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

Приложение для быстрого прототипирования Станки

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

Заявка на производство

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

Что лучше? ЧПУ или 3D-печать?

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

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

С другой стороны, прототипирование FDM гораздо более ограничено материалами, чем обработанный блок материала. Для создания прототипов FDM требуются специальные материалы, которые можно использовать в 3D-печати. Станки с ЧПУ предлагают большее разнообразие типов материалов, с которыми они могут манипулировать и работать с ними для создания конкретных деталей.