Системы чпу металлообрабатывающих станков: Системы чпу для станков: общие положения

alexxlab | 15.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

Системы чпу для станков: общие положения

Главная / ЧПУ станок / Автоматизация производства / Системы чпу для станков: общие положения

Системы чпу для станков позволили сделать большой шаг вперед на пути прогресса. Сравнительный анализ рассмотренных систем ПУ (рис. 1) показывает, что во всех этих системах на основе чертежа детали 1 разрабатывается карта 2 наладки (или программная карта), затем проектируются чертежи 3 программоносителей (копира, кулачков, схем расстановки упоров), производится их изготовление и последующая установка и наладка программоносителей на станке 4.

Как уже отмечалось (см. статья: “Системы программного управления станками: история и этапы развития“), главным недостатком всех рассмотренных систем является необходимость представлять цифровую и символическую информацию чертежа детали в аналоговом виде на физически изготавливаемых программоносителях (кривые на кулачках и копире, путевые упоры). Затем эта информация во время обработки опять преобразуется в цифровой вид на изготовленной детали.

Это приводит к погрешности обработки (из-за погрешности при изготовлении кулачков, копира, расстановки упоров и из-за их последующего износа), затрудняет автоматизацию всего цикла подготовки процесса обработки из-за необходимости трудоемкого изготовления в натуральном виде программоносителей.

Рис. 1. Схема управления станком системами программного управления: 1 — чертеж детали; 2 — программные карты; 3 — чертежи программоносителей; 4 — программоносители; 5 — система ПУ; 6 — заготовка; 7 — станок; 8 — стружка; 9 — теплота от станка; 10 — готовая деталь; М — поток материала; Э — поток энергии; И — поток информации

Развитие электроники и вычислительной техники, внедрение в производство микроЭВМ привело к разработке и широкому применению в промышленности металлорежущих станков с системами ЧПУ и построенных на их основе многоцелевых станков (обрабатывающих центров), роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ) и систем (ГПС), имеющих при достаточно высокой производительности высокую мобильность.

Числовым программным управлением станком в соответствии с ГОСТ 20523–80 называют управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме.

Под системой числового программного управления понимают совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих ЧПУ станком.

Основой системы ЧПУ для станков является устройство числового программного управления (УЧПУ), выдающее управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта, получаемой с помощью измерительных систем. От его типа, структуры построения, функциональных возможностей зависят характеристики самой системы ЧПУ.

Под управляющей программой (УП) понимается совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Управляющая программа записывается и вводится в систему ЧПУ с помощью программоносителя, в качестве которого могут применяться перфолента, магнитная лента, магнитный диск и непосредственно запоминающие устройства разного типа. В ряде случаев УП может составляться оператором непосредственно на пульте устройства системы ЧПУ для станка.

Таким образом, особенностью систем ЧПУ являются следующие положения:

  • вся информация (размерная, технологическая, вспомогательная) вводится в УЧПУ в цифровом виде;
  • технолог-программист переводит задачу управления, сформулированную на разговорном языке, в понятный для УЧПУ язык программирования;
  • указанная информация УП вводится автоматически, поэтому она должна быть полностью определена и с помощью программоносителя введена в память УЧПУ;
  • преобразование данных УП в управляющие команды и контроль выполнения этих команд выполняет УЧПУ.

Статьи по станкам ЧПУ

Более 1000 статей о станках и инструментах, методах обработки металлов на станках с ЧПУ.

Предыдущая статья

Следующая статья

Станок ЧПУ по металлу что это такое

Развитие технологий привело к тому, что ручной труд сменился машинным производством. Эта тенденция затронула и сферу металлообработки –  станки ЧПУ для обработки металло в также модернизировались, что со временем привело к созданию полностью автоматизированных систем, то есть станков с числовым программным управлением. Такие устройства позволили свести к минимуму участие оператора в процессе обработки деталей и существенно ускорить производственный процесс, сохраняя при этом высокое качество обработки материала.

Станок ЧПУ по металлу: что это?

Устройства с числовым программным управлением предназначены для обработки и резания металлов без вмешательства в технологический процесс оператора. Процесс полностью автоматизирован, что существенно снижает вероятность появления брака на производстве и сокращает временные затраты.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ незаменимы при массовом производстве, где крайне важно изготавливать большое количество одинаковых изделий без потери качества.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ делятся на несколько типов:

  • вертикальные,
  • горизонтальные,
  • продольные,
  • широкоуниверсальные,
  • инструментальные.

Принцип работы

Принцип работы металлообрабатывающих станков с компьютерным управлением заключается в исполнении следующего алгоритма:

  • Оператор разрабатывает программу, исходя из которой будет производиться обработка детали.
  • Загружает ее в управляющий блок станка.
  • В управляющем блоке производится обработка введенных данных. Контроллер подготавливает двигательные команды и направляет их в систему привода.
  • Привод, в свою очередь, осуществляет контроль движения и скорости рабочих блоков станка.
  • Система обратной связи фиксирует изменения и направляет соответствующие сигналы в блок управляющей системы.
  • Полученные данные сравниваются с исходными характеристиками, и если обнаруживаются несовпадения – программа автоматически вносит корректировки в производственный процесс.
  • Оператор во время работы станка через дисплей устройства осуществляет наблюдение за рабочим процессом и может вручную корректировать его через пульт управления в ручном режиме в случае необходимости.

Устройство станка ЧПУ по металлу

Станки с ЧПУ для обработки металлов состоят из нескольких ключевых элементов.

К ним относятся:

  • Станина, которая служит основанием устройства. Изготавливается с помощью литья, что позволяет погасить вибрации, которые возникают в процессе работы. На станине устанавливаются все прочие узлы станка.
  • Направляющие. Служат для перемещения рабочей головки станка относительно детали, закрепленной на столе.
  • Система числового программного управления.
  • Двигатели.
  • Дисплей и управляющая панель.
  • Электрический двигатель со шпинделем.

3D фрезерный станок ЧПУ Advercut K6090T

  • Электропитание AC220V/50-60Hz
  • Размеры, мм 1400 x 1100 x 1200
  • Программное обеспечение DSP A11 (Digital Signal Processor), Type3 Software/France (в комплекте), ArtCAM, PowerMILL, MasterCAM
  • Вес, кг 200
  • X-Z структура Немецкие ШВП, круглые прецизионные направляющие
  • Y-структура Немецкие ШВП (шарико-винтовые пары), квадратные рельсовые направляющие
  • Количество оборотов шпинделя 11000 об.
    /мин
  • Мощность шпинделя 2,2 кВт
  • Осей 3
  • Охлаждение шпинделя Водяное
  • Рабочая скорость, мм/мин 6,000 мм/мин
  • Рабочее поле 600 x 900 x 150 мм
  • Разрешение/Точность 0. 003125 мм /0.025 мм
  • Формат файла G code
  • Цанговый патрон ER20
  • Максимальная скорость перемещения, мм/мин 10,000
  • Интерфейсы USB 2.2

Перейти к товару

Виды станков ЧПУ для металлообработки

Станки с ЧПУ, предназначенные для обработки металлов, делятся на несколько типов в зависимости от способов подачи материала, расположения шпинделей и движения портала по направляющим.

Станки могут быть:

  1. Токарными.
  2.  Фрезерными .
  3. Вертикальными.
  4. Продольными.
  5. Консольной конструкции.
  6. Широкоуниверсальными, т. е. многопрофильными.

К отдельным видам также относятся станки отрезного типа, которые могут быть:

  • газовыми,
  • дуговыми,
  • плазменными,
  • лазерными,
  • гидроабразивными.

В процессе работы на станках с компьютерным управлением все узлы станка работают в автоматическом режиме без непосредственного участия оператора. Все движения устройства контролируются датчиками, установленными внутри станины. В зависимости от принципа работы датчиков можно выделить два типа систем:

  • Замкнутую. Контроль над рабочим процессом в ней осуществляется несколькими датчиками, а инструменты станка двигаются за счет специализированного привода.
  • Разомкнутую. На станках устанавливаются двигатели шагового типа, которые могут с максимальной точностью управлять движениями ключевых конструктивных элементов.

Возможности универсальных станков ЧПУ в обработке металла

Чаще всего в металлообработке применяется фрезерный станок консольного типа. Шпиндель в таком устройстве практически не может перемещаться и, соответственно, совершает крайне мало движений. Движение обеспечивает рабочий стол с закрепленной на нем деталью.

Подавляющее число подобных станков универсальны. Они предназначены для фрезеровки заготовок из стали, чугуна и цветных металлов.

На фрезерном станке доступно выполнение следующих операций:

  • фрезеровка поверхностей с любым наклоном;
  • фрезеровка уступов, пазов и канавок;
  • фрезерование поверхностей фасонного и комбинированного типа;
  • резка материала;
  • резьбофрезерные работы;
  • сверление;
  • расточка;
  • нанесение резьбы;
  • обработка поверхностей со сложным профилем.

На токарном станке могут быть выполнены следующие операции:

  • торцевание и обточка материала;
  • отрезка заготовок, создание внутренних, торцевых или наружных канавок;
  • сверление;
  • шлифовка;
  • обработка металлов и сплавов.

Тенденции в металлообработке и сферы применения

На сегодняшний день отрасль продолжает свое развитие, а внимание разработчиков направлено на создание высокоскоростных устройств с 5 осями. Детали, созданные на таких станках, отличаются высокой точностью и крайне востребованы в высокотехнологичных отраслях – космической, машиностроительной и т. д.

3D фрезер AMAN AM30 Jewel

  • Размеры, мм 290 x 270 x 280 мм
  • Программное обеспечение ArtCut Engrave (совместим почти с любой CAM-системой)
  • Вес, кг 20
  • Двигатели привода Шаговые двигатели
  • Код управления G-code
  • Микроконтроллер USBCNC
  • Мощность шпинделя 200 Вт, 8000 об/мин
  • Обработка колец 10-40 мм (внеш/внутр. диаметр), ширина обработки – 1-20 мм
  • Осей 3
  • Рабочее поле 80 x 80 x 70 мм
  • Разрешение, мм 0.00125
  • Требуемая операционная система Window 2000/XP/7

Перейти к товару

Требования к системам управления

Качество обработки изделий на металлообрабатывающих станках с ЧПУ напрямую зависит от особенностей и нюансов управляющих систем устройства.

Для того чтобы обеспечить высокую скорость перемещения элементов, конструкция должна быть оснащена контроллерами цифрового типа. К тому же, если станок оборудован пультом ПЭВМ, им можно управлять удаленно, что позволяет исключить вмешательство оператора в производственные процессы.

Устройства с ЧПУ используют в работе операционную систему Windows NT. Ее возможности позволяют осуществлять контроль над работой оборудования в режиме реального времени через сеть Интернет. Наличие ступенчатых микропроцессоров позволяет эффективно управлять инструментальной системой. Они способны автоматически передавать в управляющий блок информацию о состоянии оснастки и автоматически заменять рабочий инструмент.

Как выбрать?

Для того чтобы грамотно подобрать станок для обработки металлов, необходимо тщательно изучить конструктивные особенности доступных моделей и изучить их характеристики.

В первую очередь обратить внимание следует на следующие параметры:

  • конфигурацию деталей;
  • точность и качество обработки поверхностей;
  • габариты станка;
  • предельную массу заготовок;
  • доступные режимы обработки;
  • мощность устройства;
  • планируемый объем производства;
  • производительность станка.

Преимущества использования

Основными достоинствами металлообрабатывающих станков с ЧПУ являются:

  • точность обработки деталей;
  • снижение вероятности возникновения брака;
  • высокая производительность;
  • автоматизация процесса;
  • скорость замены инструмента во время обработки детали;
  • автоматизация смены расходных материалов и подачи материала.

Проблемы с оборудованием

Причин, которые могут вызвать проблемы с оборудованием, бывает множество, но все они могут быть классифицированы следующим образом:

  • ошибки в работе программного обеспечения;
  • неправильное использование оборудования;
  • нарушение технологического процесса;
  • слишком сильный износ деталей станка;
  • некачественно проведенный ремонт устройства.

Чаще всего пользователи отмечают сбои в работе электроники станка с ЧПУ, которые приводят к ошибкам во время работы по осям устройства. Также нередки случаи поломки инвертора и обрывы проводов.

Станки для обработки металлов с числовым программным управлением практически вытеснили модели устройств с ручным управлением. Это обусловлено тем, что автоматизация процесса значительно увеличивает производительность устройства, позволяет повысить точность обработки и качество изделий, а также скорость проведения работ. Роль оператора теперь сводится к контролю над работой станка и внесению корректировок в технологический процесс, если это необходимо.

  • 29 ноября 2020
  • 4870

Получите консультацию специалиста

Металлообработка с ЧПУ | Laguna Tools

Металлообработка с ЧПУ | Лагуна Инструменты перейти к содержанию
  • Продажа станков с ЧПУ : [email protected]