Как работает станок с чпу: Работа на ЧПУ станке: обязанности, требования, обучение

alexxlab | 12.01.2019 | 0 | Разное

Содержание

Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Введение

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

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

Источник: Spectron Manufacturing

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

Содержание

  

Что такое станок с ЧПУ и как он работает?

Фрезерный станок с ЧПУ, фото: etsy.com

 

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

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

 

Источник: CAD-CAM Software

 

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

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

Основные компоненты станков с ЧПУ

Фото: Компонеты ЧПУ, all3dp.com

 

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

  • Программа обработки деталей. Программа обработки деталей представляет собой серию закодированных инструкций, необходимых для изготовления объекта. Программа управляет движением станка и включением/выключением вспомогательных функций, таких как вращение валика и подача охлаждающей жидкости. Закодированные инструкции состоят из букв, цифр и символов.
  • Устройство для ввода данных. Устройство для ввода данных является средством ввода программы обработки детали в систему управления ЧПУ. Три наиболее часто используемых устройства ввода данных — это устройство ввода с перфоленты, устройство для считывания с магнитной ленты и компьютер при помощи стандартного интерфейса последовательной передачи данных (порт RS-232-C).
  • Устройство управления станком. Блок управления станком (MCU) является сердцем системы ЧПУ. Он используется для выполнения следующих функций:
    • Чтение закодированных инструкций.
    • Расшифровка закодированных инструкций.
    • Реализация интерполяций (линейных, круговых и спиральных) для генерации команд перемещения по осям.
    • Передача команд движения оси в схемы усилителя для управления механизмами оси.
    • Получение сигналов обратной связи положения и скорости для каждого привода оси .
    • Реализация вспомогательных функций управления, таких как включение / выключение подачи охлаждающей жидкости, смена инструмента и т. д.
  • Механизм привода. Механизм привода состоит из схем усилителя, приводных двигателей и шарико-винтовых передач. Основной блок управления подает управляющие сигналы (положение и скорость) каждой оси в цепи усилителя. Сигналы управления усиливаются для приведения в действие приводных двигателей, которые, в свою очередь, вращают шарико-винтовые передачи для правильного расположения стола станка.
  • Машина-орудие. Числовое программное управление регулирует различные типы станков. Станок как правило имеет подвижный стол или рабочую голову с инструментом, положение которых друг относительно друга управляется по осям X и Y в плоскости и по оси Z по вертикали.
  • Система обратной связи. Система обратной связи также называется измерительной системой. Она использует датчики положения и скорости для постоянного мониторинга положения, в котором находится режущий инструмент в конкретный момент обработки. Главный блок управления использует разницу между исходными сигналами и сигналами обратной связи для генерации управляющих сигналов, чтобы исправить ошибки положения и скорости.

Источник: Mechanical Engineering

  

Основные типы станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ обычно подразделяются по способам обработки материала.

  • Сверлильные устройства: работают путем вращения и перемещения сверла вокруг и в контакте с блоком исходного материала.
  • Токарные станки: в противоположность сверлильным устройствам, токарные станки вращают блок сырьевого материала против головки бура.
  • Фрезерные станки: предусматривают использование вращающихся режущих инструментов для удаления материала из заготовки.
  • Электрическая и химическая обработка. Существует ряд новых технологий, в которых используются специальные методы резки материала. Примерами являются электронно-лучевая обработка, электрохимическая обработка, электроэрозионная обработка (EDM), фотохимическая обработка и ультразвуковая обработка.
  • Другие режущие инструменты. Существует ряд других новых технологий, в которых для обработки заготовки используются различные материалы. Примеры включают станки для лазерной резки, машины для кислородной резки, станки для плазменной резки и машины водоструйной резки.

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

Классификация станков с ЧПУ по типу движения

ЧПУ-станки с точечным типом движения

Сверлильный станок с ЧПУ, фото: geetajam.com

 

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

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

 

Пример работы станка с с точечным типом движения:

ЧПУ-станки с контурным типом движения

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

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

Инструкция для начинающих операторов станков ЧПУ

Это и называется параметрическое моделирование.

Для знакомства с такими программами перейдите по ссылкам: Inventor SolidWorks OnShape Компас 3D Creo

 

Рокомендуеемые программы  (CAD системы): при выборе программы стоит думать не тоько о простоте но и перспективности и функцианальности. Проектировщикам без опыта  Я советуею рисовать 3D модели в веб приложении Tinkercad. Tinkercad работает в браузерах, которые поддерживают 3D функционал: Chrome, Firefox, Yandex.

Этап II – объяснить станку как обрабатывать заготовку для получения детали

После получения модели, вам необходимо объяснить станку как (с какой скоростью, каким инструментом а главное, по какой траектории) обрабатывать заготовку для получения запланированной детали. Все это называется технологический процесс. Для написания техпроцесса используются CAM системы ли как ее называют – программа для ЧПУ .

   Для написания техпроцесса Я рекомендую Вам использовать программу SprutCAM. Это полнофункциональная профессиональная CAM система от отечественного разработчика, незаменима при программирование станков с чпу для начинающих

Для небольших производств имеется специальное доступное предложение – SprutCAM Practik. Это программы для ЧПУ станков на русском  под управлением Mach4, NCStudio, LinuxCNC и аналогов. Установщик SprutCAM Practik можно скачать бесплатно.

  Задача – объяснить станку как обработать деталь

  Решение – написать техпроцес в CAM системе

 

В CAM  системе определяется траектория движения инструмента, далее эта информация переводится в специализированный язык G кодов (на рисунке), которые понимает сам станок с ЧПУ.  Для вывода траектории из CAM системы в G-код используют постпроцессор. Постпроцессор выводит команды в G кодах понятные именно вашему станку с чпу. В следующих материалах мы разберем данную тему очень подробно на видео.

К слову, в SprutCAM постпроцессоры под большенсвто станков уже написанны и идут в комплекте с программой SprutCAM, что серъезно облегчает работу по написанию процесса, особенно для новичков (например программа для управления чпу станком mach4)

 

 

Этап III – запуск обрабортки на станке

Промышленные станки поставляются в комплекте со специальным компьютером. На него устанавливают программу управления электромоторами станка и выполнения перемещений на основе G-кода из CAM-системы.

  Задача – получитьт деталь на станке

  Решение – запустить программу обработки на станке

Стойка станка с ЧПУБюджетные станки подключают к персональному компьютеру. На компьютер устанавливается простая программа для ЧПУ станка – Mach4, LinuxCNC или другие программы. Однозначно лучшая программа для чпу станка та которая стояла на нем!

Для получения программы для ЧПУ станков перейдите по ссылкам: Mach4 LinuxCNC

 

 

 

 

Подведем итог

Небольшая шпаргалка в виде таблицы.

I Программа для написания чертежей

CAD

II Программа для написания техпроцессов

CAM

III Программа для станков

ЧПУ
Tinkercad

SprutCAM

SprutCAM Practik

Mach4

LinuxCNC

Дальше мы будет погружаться в более сложные и специфические темы. А пока можете установить предложенные выше программы и немного освойтесь. 

В следующей статье начнем вникать в режущий инструмент и материалы.

Если вы уже готовы начать изготовление деталей на своем станке, установите триальную версию SprutCAM Practik и проведите первые эксперименты.

Попробуйте сами бесплатно!

 

Андрей Харациди

Специалист службы технической поддержки

СПРУТ-Технология.

 

 

 

 

 

Программирование станков с ЧПУ: как написать программу

Программирование станков с ЧПУ (станков с числовым программным управлением) — это создание программных инструкций для управляющих станком контроллеров. Станки с ЧПУ — неотъемлемая часть автоматизации производства, которая повышает его эффективность и прибыльность. Эта статья расскажет вам о том, что такое ЧПУ, какие типы станков с ЧПУ существуют, как составлять и писать программы для станков с ЧПУ. 

  

   

Введение

У каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, эта статья фокусируется на процессе обработки на станках с ЧПУ, обрисовывая основы процесса, а также различные компоненты и инструменты станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процесса обработки с ЧПУ. Здесь вы узнаете о том, как составлять программы для станков с ЧПУ, то есть — самые основы написания программ для станков с ЧПУ — вот о чем эта статья.

 

1. Программирование станка с ЧПУ: общие сведения

Источник:autodesk.com

Обработка на станках с ЧПУ применяется в производстве разного масштаба — от небольших мастерских до крупных представителей промышленности.

«ЧПУ» означает «числовое программное управление», а определение обработки на станках с ЧПУ строится на том, что это производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные элементы управления и станки для удаления материала из заготовки. Этот процесс подходит для различных материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пену и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как автопром и аэрокосмос. 

Если говорить о самом станке с ЧПУ — это любой станок для обработки или создания деталей, который управляется заданной программой и выполняет действия автономно, без участия оператора; включая в том числе, но не исключая неназванных: фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, лазерные граверы и резаки, многофункциональные обрабатывающие центры, станки электроэрозионной резки, станки абразивной резки, 3D-принтеры любого типа также являются станками с ЧПУ, хоть и используют аддитивный а не субтрактивный процесс; существуют также устройства, совмещающие в себе процессы удаления и добавления материала (МФУ — многофункциональные устройства, обычно это гибрид фрезера с ЧПУ и 3D-принтера).

Пятиосевой фрезерный станок с ЧПУ / Источник: i.ytimg.com

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка на станках с ЧПУ, отличаются от аддитивных производственных процессов, таких как 3D-печать, или процессов формовочного производства, таких как литье под давлением и штамповка. В то время, как процессы вычитания удаляют часть материала заготовки для создания нужных форм и конструкций, аддитивные процессы добавляют материал, а процессы формирования изменяют его форму без изменения объема. Автоматизированная обработка на станках с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали и обеспечивать экономическую эффективность при выполнении единичных и средних объемов производства. Несмотря на то, что обработка на станках с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности получаемых деталей и экономическая эффективность в ее рамках ограничены.

  

2. Типы станков с ЧПУ

Источник: autodesk.com

В зависимости от выполняемой операции, используются различные станки с ЧПУ. Для изготовления одной детали на разных стадиях может применяться разное оборудование. Общим для всех станков с ЧПУ остается сам принцип автономной работы и программного управления.

 

2.1. Сверлильный станок с ЧПУ

Источник:proakril.com

В сверлении используются вращающиеся сверла для образования цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет отходам металла, то есть стружке, падать с заготовки. Существует несколько типов сверл, каждый из которых используется для конкретного применения. Доступные типы сверл включают: сверла для точения (для изготовления мелких или направляющих отверстий), сверла для долбления (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для сверления без направляющего отверстия) и другие.

  

2.4.Фрезерное оборудование с ЧПУ

Фрезерный станок со сменой инструмента VENO UA481-2040-A4 / Источник: top3dshop.ru

Для фрезерования используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты. Фрезерные инструменты ориентированы горизонтально или вертикально, это могут быть концевые фрезы, спиральные и фасочные фрезы и другие виды фрез.

Фрезерные станки с ЧПУ могут быть ориентированы горизонтально или вертикально, иметь три и более степени свободы — геометрические оси взаимного перемещения инструментов и заготовки.

  

2.3.Токарное оборудование с ЧПУ

Источник: besplatka.ua

В токарной обработке используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами для черновой, чистовой обработки, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезания и обработки канавок. Многие токарные станки с ЧПУ снабжены системой автоматической замены инструмента в процессе работы.

 

2.4. Модели станков с ЧПУ

Источник: rozetka.com

Станки с ЧПУ доступны в стандартных и настольных моделях. Стандартные станки с ЧПУ — это типичные станки промышленного форм-фактора, настольные станки с ЧПУ — это небольшие, более легкие станки. Обычно настольные модели работают с более мягкими материалами, такими как дерево, пенопласт и пластик, производят более мелкие детали и подходят для легких и умеренных объемов производства. Доступные типы настольных станков с ЧПУ включают: лазерные резаки и граверы, фрезерные станки размером с плоттер и другие.

 

3. Как составлять программы для станков с ЧПУ

Источник: vseochpu.ru

Раньше для программирования станков с ЧПУ использовались перфоленты, перфокарты и прямой ввод операций в контрольный блок. Сейчас управляющая программа составляется как правило заранее, в специальном ПО, и либо переносится на станок с помощью переносного носителя информации (например USB-флешки), либо передается напрямую по внутренней сети предприятия. 

Разработка программы для станков с ЧПУ включает в себя следующие этапы:

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

 

3.1. Модели САПР

Источник: ostec-3d.ru

Процесс обработки начинается с создания в ПО цифровой модели детали. Программное обеспечение САПР позволяет разработчикам и производителям создавать модель своих деталей и изделий вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для дальнейшего изготовления.

Размеры и геометрия детали ограничены возможностями станка и инструмента. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, дизайн инструмента и его характеристики также ограничивают возможности проектирования, вводя такие обязательные величины как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также сложность внутренних полостей и элементов.

По завершении проектирования в САПР проектировщик экспортирует модель в совместимый с системой станка формат файла.

 

3.2. Конвертация файлов САПР

Источник: rflira.ru

Отформатированный файл проходит через программу CAM, в которой модель преобразуется в управляющий код для станка.

Станки с ЧПУ используют несколько форматов исполняемого кода, такие как G-код, M-код и другие. Наиболее известный и применяемый из них — G-код. М-код может управлять вспомогательными функциями машины.

Как только программа работы сгенерирована, оператор загружает ее в станок с ЧПУ.

  

3.3. Подготовка станка с ЧПУ

Источник: pinterest.com

Прежде чем оператор запустит программу, он должен подготовить станок к работе, в первую очередь — установить исходную заготовку и инструмент, убедиться в исправности станка и функционировании всех систем, при необходимости провести калибровку.

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.

Конструктивные особенности токарных и фрезерных станков с ЧПУ

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

  

  

Что такое ЧПУ?

 Источник: i.ytimg.com

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

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

Источник: scan2cad.com

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

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

Источник: noesievolution.it

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

 

Станок с ЧПУ: конструкция, основные составляющие

Источник: zavod-steel.ru

 

Общие особенности

Источник: rostov.stankoinkom.ru

 

Программа

Источник: sapr.ru

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

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

Источник: stanovlenie.org

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

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

 

Блок управления станком

Источник: prostanki.com 

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

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

  

Станок

Источник: images.wisegeek.com

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

 

Особенности конструкции токарных станков с ЧПУ

Источник: stankiexpert.ru

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

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

Источник: pereosnastka.ru

 

Направляющие 

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

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

Источник: alta-machines.ru

 

Параметры ходового винта

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

Основные преимущества реверсивного шарикового винта:

  1. более длительный срок службы;
  2. меньшее сопротивление трению;
  3. более низкий вращающий момент.

Источник: ru.all.biz

 

Удаление стружки

Обычно при выполнении работ на токарном станке удалению стружки уделяетс

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.

ЧПУ станки для начинающих – какой выбрать? Основные советы по выбору ЧПУ станков

Основные виды ЧПУ станков. Какой выбрать?

chpu1.png

Что такое ЧПУ? Какие бывают виды станков с ЧПУ и как они работают?

В этом разделе мы ответим на все эти вопросы и сравним механическую обработку при помощи ЧПУ станков с другими технологиями производства, чтобы помочь вам найти лучшее решение для себя.

Что такое ЧПУ

Обработка с ЧПУ (числовое программное управление) – это технология выборки материала. Что означает – детали создаются путем удаления материала из цельного блока, называемого заготовкой, с использованием различных режущих инструментов.

Это принципиально иной способ изготовления по сравнению с аддитивной 3D-печатью или технологией литья. Механизм выборки материала имеет как конструктивные ограничения, так и свои преимущества. Подробнее об этом, ниже.

chpu2.png

Обработка на ЧПУ оборудовании – это в первую очередь цифровая технология. С её помощью, можно производить высокоточные детали с превосходными физическими свойствами непосредственно из файла CAD. Благодаря высокому уровню автоматизации, ЧПУ обработка является конкурентоспособной по цене, как для изготовления единичных деталей, так и для организации мелкосерийного производства.

Почти любой материал можно обработать на ЧПУ станке. Наиболее распространенные примеры – металлы (алюминиевые и стальные сплавы, латунь и т.д.), пластмассы, такие как АБС или нейлон. Композитные материалы и дерево тоже можно обрабатывать.

Основной процесс ЧПУ обработки можно разбить на 3 этапа. Сначала инженер проектирует модель CAD детали. Затем оператор станка превращает файл CAD в G-код и настраивает станок. Наконец, система ЧПУ выполняет все операции обработки. Конечно, для этого требуется некий контроль за выполняемыми действиями машины.

Краткая история ЧПУ станков

chpu3.png

  • Самым ранним из когда-либо обнаруженных механически обработанных предметов, была чаша, найденная в Италии. Её изготовили в 700 г. до н.э., с помощью токарного станка
  • Попытки автоматизировать механическую обработку начались в 18 веке. Тогда станки были чисто механическими и работали на пару
  • Первая программируемая машина была разработана в конце 40-х годов в Массачусетском Технологическом Университете. Для её работы использовали перфокарты, чтобы кодировать каждое движение
  • Распространение компьютеров в 50-х и 60-х годах коренным образом изменило обрабатывающую промышленность
  • Сегодня станки с ЧПУ являются передовыми роботизированными системами с многоосевым и мультиинструментальным оборудованием, в том числе с автоматической сменой инструмента, без остановки в работе

Виды станков с ЧПУ

В этом руководстве мы сосредоточимся на станках, которые обрабатывают материал с помощью режущих инструментов. Они являются наиболее распространенными и имеют самый широкий спектр применения. Так же существуют и другие станки с ЧПУ. Лазерные, плазменные и EDM – Электроэрозионные.

chpu4.png

3-х осевые станки с ЧПУ

Фрезерные и токарные станки с ЧПУ служат примерами 3-осевых систем. Эти «базовые» станки позволяют перемещать режущий инструмент по трем линейным осям относительно заготовки (влево-вправо, назад-вверх и вверх-вниз).

Фрезерные с ЧПУ

  • Заготовка удерживается неподвижно прямо на станине станка или в тисках.
  • Материал удаляется из заготовки с помощью режущих инструментов – фрез или свёрл, которые вращаются с высокой скоростью;
  • Инструменты прикреплены к шпинделю, который может двигаться вдоль трех линейных осей.

3-осевые фрезерные станки с ЧПУ – самые широко известные. Их используют в основном для производства самых распространенных геометрий. Относительно просты в программировании и эксплуатации, поэтому затраты на обработку, относительно невелики.

Доступ к инструменту, при фрезеровке с ЧПУ ограничен конструкцией. Поскольку есть только три оси для работы, некоторые области заготовки могут быть недоступны. В целом – это не большая проблема, если заготовку нужно вращать только один раз. Но если требуется несколько вращений, затраты на обработку могут быстро увеличиться.

Каталог Фрезерных станков с ЧПУ 3-х осевых 

Плюсы

  • Может производить большинство деталей с простой геометрией;
  • Высокая точность и жесткие допуски.

Минусы

  • Есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии;
  • Ручное перемещение заготовки снижает достижимую точность.

chpu5.png

Токарные станки с ЧПУ

chpu6.png

Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью.

Режущий инструмент или центральное сверло обрабатывает внешний или внутренний периметр детали, образуя геометрию.

Инструмент не вращается. Он движется радиально и продольно.

Токарные станки с ЧПУ широко используются, потому что с их помощью можно производить детали с гораздо большей скоростью и с меньшими затратами на единицу, чем на таких же станках без поворотного устройства. Это особенно актуально для больших объемов работы.

Основное ограничение конструкции токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем (например, винты или шайбы). Чтобы преодолеть это ограничение, детали часто подвергаются фрезерной обработке с ЧПУ на отдельном этапе. В качестве альтернативы, используются 5и-осевые токарно-фрезерные станции с ЧПУ. С их помощью можно добиться нужных результатов за один процесс.

Каталог токарных станков с ЧПУ 

Плюсы

  • Самая низкая стоимость за деталь на выходе, чем при других способах обработки с ЧПУ;
  • Очень высокие производственные возможности.

Минусы

  • Может производить только детали с радиальной симметрией и простой геометрией

chpu7.png

5-осевая обработка с ЧПУ

Многоосевые станки с ЧПУ бывают трех вариантов: 5-осевые индексированные фрезерные станки, 5-осевые фрезерные станки с непрерывной обработкой и токарно-фрезерные с рабочим инструментом.

Эти системы, по сути, являются станками с дополнительными степенями свободы. Например, 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют вращать станину станка или головку инструмента (возможно, сразу всё вместе), в дополнение к трем линейным осям перемещения.

Широкие возможности этих машин влекут за собой их повышенную стоимость. Они требуют как специализированной техники, так и операторов с экспертными знаниями. Для очень сложных или оптимизированных по топологии металлических деталей приоритетнее будет 3D печать.

Индексируемое 5-осевое фрезерование с ЧПУ

chpu8.png

  • Во время обработки режущий инструмент может двигаться только вдоль трех линейных осей.
  • Между операциями платформа и головка инструмента могут вращаться, давая доступ к заготовке под другим углом.

Индексированные 5-осевые фрезерные системы с ЧПУ также известны как 3+2 фрезерные станки. Они используют две дополнительные степени свободы, только между операциями обработки для вращения заготовки.

Основным преимуществом этих систем является то, что они устраняют необходимость ручного перемещения заготовки.Таким образом, детали с более сложной геометрией могут быть изготовлены быстрее и с большей точностью, чем на 3-осевом станке с ЧПУ. Хотя им не хватает возможностей для непрерывных операций.

Плюсы

  • Исключает необходимость ручного перемещения
  • Производит детали со сложной геометрией быстрее и с большей точностью, чем на 3-х осевом станке

Минусы

  • Более высокая стоимость, чем 3-осевая обработка с ЧПУ
  • Невозможно воссоздать мелкие детали на заготовке
Непрерывное 5-осевое фрезерование с ЧПУ

chpu9.png

  • Режущий инструмент может перемещаться вдоль трех линейных и двух осей вращения относительно заготовки.
  • Все пять осей могут двигаться одновременно во время всех операций обработки.

5-осевые фрезерные системы с ЧПУ, работающие непрерывно, имеют архитектуру, аналогичную индексируемым 5-осевым фрезерным станкам. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки.

Таким образом, можно изготавливать детали со сложной, органичной геометрией, которые невозможно изготовить с таким уровнем точности при помощи другой технологии. Эти передовые возможности стоят дорого, так как не дёшево само оборудование, и для работы на нём требуются высококвалифицированные кадры.

Плюсы

  • Такие станки производят сложные детали с точностью, которой невозможно добиться при использовании другого оборудования
  • Очень гладкие органичные поверхности с минимальными следами обработки

Минусы

  • Крайне высокая стоимость
  • Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии

Фрезерные токарные станции с ЧПУ


chpu10.png

  • Заготовка прикреплена к шпинделю, который может либо вращаться с высокой скоростью (например, в качестве токарного станка), либо располагать его под точным углом (как 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ).
  • Токарные и фрезерные инструменты используются для выборки материала из заготовки, образующей деталь.

Фрезерные токарные станции с ЧПУ – это, в основном, токарные станки оснащенные фрезерными инструментами. Их разновидностью служат токарно-фрезерные станции швейцарского типа, которые обычно имеют более высокую прецессию.

В токарных станках используются преимущества, как высокой производительности токарной обработки, так и геометрической гибкости фрезерования. Они идеально подходят для изготовления деталей с «рыхлой» осевой симметрией (например, распредвалы и центробежные рабочие колеса) при гораздо более низкой стоимости, чем другие 5-осевые системы обработки.

Плюсы

  • Самая низкая стоимость среди 5-осевых систем обработки с ЧПУ
  • Высокие производственные возможности и свобода дизайна

Минусы

  • Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии
  • Больше всего подходит для деталей с цилиндрическим контуром

Подведём итог

  • 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с относительно простой геометрией и превосходной точностью и по низкой цене;
  • Токарные станки с ЧПУ обладают самой низкой стоимостью, но подходят только для деталей с радиальной геометрией;
  • Индексируемые 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с элементами, которые не выровнены с одной из основных осей быстро и с очень высокой точностью;
  • Непрерывные 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с очень сложной, «органической» геометрией и гладкими контурами, но очень дорогостоящие;
  • Токарно-фрезерные станции с ЧПУ объединяют преимущества токарной и фрезерной обработки в единую систему для производства сложных деталей по более низкой цене, чем другие 5-осевые системы с ЧПУ.

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

Основы ЧПУ

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

Во-первых, пара определений

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

Настольные станки с ЧПУ – Есть много небольших настольных станков с ЧПУ в стиле моделистов и любителей. Как правило, они имеют меньший вес, менее жесткие, менее точные, медленные и менее дорогие, чем их промышленные аналоги, но могут хорошо работать для обработки объектов 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 в качестве входных данных стандартный G-код. 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 фактически 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 запуске 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 машине, какие движения выполнять, одно за другим, а также управляют другими функциями станка, такими как скорость шпинделя и подачи, охлаждающая жидкость. Наиболее 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 программное обеспечение промежуточного программного обеспечения, называемое 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 системой CAM 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 машины, 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 градусов, 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 привода.Большинство контроллеров ЧПУ понимают только движения по прямой и дуги окружности. Во многих машинах дуги также ограничиваются главными плоскостями XYZ. Движения поворотной оси можно рассматривать как линейные перемещения, только градусы вместо расстояния. Чтобы создать движения по дуге или линейные движения под углом к ​​главным осям, две или более оси должны интерполироваться (двигаться точно синхронно) вместе. Линейные и поворотные оси также могут интерполироваться одновременно. В случае пятиосевых станков все пять должны быть идеально синхронизированы – задача не из легких.

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

Сначала интерпретируйте 3D и сплайновые данные

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

Сплайны можно разбить на серию сегментов линии, серию касательных дуг или их комбинацию.Вы можете представить первый вариант как серию хорд на вашем сплайне, касающуюся сплайна на каждом конце и имеющую определенное отклонение в середине. Другой способ – преобразовать сплайн в полилинию. Чем меньше сегментов вы используете, тем грубее будет приближение и тем более граненым будет результат. Более точное увеличение увеличивает гладкость приближения, 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, только многократно умноженный в поперечном направлении с промежутком между ними (обычно это называется ступенчатым переходом). Как правило, поверхности создаются с использованием всех линейных сегментов, но бывают ситуации, когда также можно использовать дуги или комбинацию линий и дуг.

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

Общие условные обозначения, используемые при описании процедур ЧПУ

Ваш проект может быть:

2 Axis , если вся 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 угловых 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 вышесказанного 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 указанное выше плюс 1 перемещение по круговой оси. Есть две возможности: 4-х осевая одновременная интерполяция (также известная как истинная 4-я ось).Или просто позиционирование по 4-й оси, где 4-я ось может перемещать деталь между 3-х осевыми операциями, но фактически не перемещается во время обработки.

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

–МСХ 28.10.07

,

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

Краткая история ЧПУ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

И программное обеспечение EMC2 (теперь называется LinuxCNC), и программное обеспечение Mach4 для ЧПУ живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старого числового контроля!

.

5 способов, которыми они движутся в современном мире

Точность – это игра для станков с ЧПУ, поэтому неудивительно, что ведущие таланты отрасли подходят к будущему, создавая изделия с лазерной ориентацией.

Возьмем, к примеру, Кристиана Велча из Swissomation, который делает крошечные детали, для которых одна из самых больших проблем – просто отделить их от плевел аналогичного размера. Или возьмем Титана Гилроя, бывшего боксера, ставшего предпринимателем в области станков с ЧПУ, чей упорный упор на создание новой рабочей силы можно квалифицировать как личный крестовый поход.

В основе этих образцов станков с ЧПУ лежит приверженность качеству, реализации новых конструкций и способов работы, а также использованию передовых технологий (таких как 5-осевой закрытый маршрутизатор Diversified Machine Systems и ЧПУ HAAS Automation Mill), чтобы создавать детали, которые с точностью заполняют мир. Посмотрите, что происходит в сфере станков с ЧПУ.

См. Также: Могут ли пищевая наука и технологии сделать отсутствие продовольственной безопасности делом прошлого?

1.6 советов в социальных сетях для производственных компаний из «10-летнего успеха за одну ночь»

Машинист-самоучка с ЧПУ Джон Сондерс – мозг, стоящий за Saunders Machine Works и его огромным присутствием в социальных сетях, – кое-что знает о подключении к люди в Интернете. Имея миллионы просмотров на YouTube и огромное количество подписчиков в Facebook и Instagram, Сондерс овладел искусством социальных сетей, что, по его словам, не так сложно, как вы думаете. Следуя его простым шагам, включая выработку здорового уровня терпения, производители могут использовать социальные сети для поиска новых клиентов и талантов.Прочитать статью.

2. Профессиональные инструменты: 5-осевой закрытый маршрутизатор DMS

Созданный компанией Diversified Machine Systems из Колорадо-Спрингс, Колорадо, 5-осевой закрытый маршрутизатор представляет собой станок с ЧПУ, который позволяет создавать высокоточные детали для аэрокосмической и автомобильная промышленность (и многое другое). Он делает это, уделяя особое внимание стабильности, скорости и точности – важным характеристикам для предприятий, продукты которых должны соответствовать строгим стандартам безопасности и производительности.

3.Настоящая жизнь высокоточного станочника: Кристиан Велч из Swissomation рассказывает о Tiny

Для изготовления мельчайших деталей для аэрокосмической промышленности и электроники требуется специальное оборудование с ЧПУ, но на этом все не заканчивается, говорит Кристиан Велч из Swissomation. Уэлч отмечает, что для достижения успеха в производстве высокоточных станков с ЧПУ требуется гораздо больше: знания о том, как обращаться с поломкой инструмента, квалифицированное обращение с мелкими деталями после изготовления и сверхэффективные операции, чтобы конкурировать с более дешевыми зарубежными магазинами.Прочитать статью.

4. Профессиональные инструменты: фрезерный станок HAAS

Вертикальные фрезы HAAS Automation, разработанные машинистами для машинистов, стали основным продуктом инструментального производства с момента выпуска станка VF-1 в 1988 году. Его новейшие вертикальные обрабатывающие центры и другие станки построены в Окснарде, Калифорния, с использованием методов бережливого производства, направленных на поддержание разумных цен.

5. Извлеченные уроки: план Титана Гилроя по восстановлению американского производства

У бывшего боксера Титана Гилроя, предпринимателя Titan America MFG, есть план: оживить американское производство путем набора молодых рабочих для обработки станков с ЧПУ.Однако для этого потребуются образовательные усилия – для чего он создал Titans of CNC: Academy. «У нас есть целый коллектив, который, я искренне верю, готов приступить к работе, но у них еще нет навыков», – говорит он. «Я создаю платформу, на которой можно бесплатно обучать их всех правильно. Это мой способ сказать: «Эй, давайте создадим эту рабочую силу». Прочтите статью.

.

Что такое станок с ЧПУ и как он работает?

  • Купить машины
  • Детали
  • Грузовики и трейлеры
  • Журнал
  • События
  • Финансы
  • Опубликовать объявление
  • Поиск