Станок с чпу что это: Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Содержание

Что такое станок с ЧПУ

Современная история выдвинула новые требования для компаний, занимающихся производством. На данный момент трудно представить себе фабрику, стремящуюся увеличить объемы выпуска продукции, без автоматизации производства и внедрения новых технологий.

 

Одним из главных изобретений за последние годы стали станки с числовым программным управлением. С их появлением значительно возросли производственные мощности предприятий, увеличилось качество выпускаемой продукции, снизились себестоимости и возросли многократно прибыли.

 

 

Числовое Программное Управление или ЧПУ – компьютеризованная система управления, которая используя, команды, написанные на специализированном языке программирования, управляет механизмами станка.
Аббревиатура ЧПУ соответствует двум англоязычным — NC и CNC.
NC – Numerical Control. CNC – Computer Numerical Control.

 

 

Первым очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом главной заботой оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т.д. В результате один работник может обслуживать сразу несколько станков.

Вторым преимуществом является производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Третьим плюсом является высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей.

Ну и наконец, числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые не возможно изготовить на обычном оборудовании.

Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы.

 

 

Таким образом, ЧПУ станок позволяет быстро получить спроектированное на компьютере изделие, причем ЧПУ станок производит изделия гораздо быстрее и качественнее чем вручную. Точный и легко приспосабливаемый ЧПУ станок позволяет осуществить проекты, которые, используя ручные технологии, оказались бы невыполнимыми или невыгодными.

особенности и разновидности :: ТОЧМЕХ

Основные сведения о станках и числовом программном управлении

Использование металлообрабатывающих станков, оборудованных современными системами числового программного управления, занимает в производственных процессах особое привилегированное положение. Это связано с тем, что оно позволяет выпускать детали, к которым выдвигаются строгие требования точности размеров и допусков.

Работа на таком оборудовании требует от оператора не только богатого практического опыта работы на станке, но и умения составлять для него программы, в соответствии с которыми будут выполняться операции обработки.

Числовое программное обеспечение нашло применение в управлении системами и конструктивными особенностями самых разных станков, выполняющих фрезерную, токарную, сверлильную, шлифовальную и другие операции обработки.

В последние годы стали популярны станки с универсальными возможностями и конструкцией, которые сочетают в себе возможность выполнения нескольких видов обработки с использованием автоматизированных систем дополнительных элементов.

С использованием числового программного управления обеспечивается точность и слаженность работы целых производственных автоматизированных линий, на которых производится выпуск самых разных деталей для отраслей промышленности.

Особенно эффективно проявляет себя автоматизация обрабатывающего процесса при использовании возможностей электронно-вычислительных систем.

Применение числового программного обеспечения обеспечивает обработку в режиме автоматического и полуавтоматического производственного цикла. Соответственно это удешевляет себестоимость продукции. От оператора требуется только следить за работой оборудования, а в случае необходимости проводить наладку (переналадку) его систем и программ.

Развитие науки и техники создаёт условия для оптимизации производства, уменьшения себестоимости продукции, создания новых условий для повышения качества обработки. С течением времени числовое программное обеспечение становится всё более совершенным. Соответственно повышаются и требования к операторам станков.

Основные требования к операторам станков с ЧПУ

К работе на станках, оборудованных числовым программным обеспечением, допускаются только опытные работники, которые имеют багаж практических навыков выполнения обработки на обычных станках.

Невозможно написать и следить за работой программы, если у оператора отсутствует понимание самого процесса выполнения станком той или иной операции, позволяющей выполнить требуемую обработку заготовки (детали).

Первоочерёдным, что должен понимать и уметь выполнять оператор, выступают операции по черновому и чистовому точению, сверлению, нарезанию резьб, а также использованию других способов механической обработки.

Чтобы оператор, использующий станок с числовым программным управлением эффективно выполнял свои функции, его профессиональное обучение начинают с изучения:

  • основных компонентов и знания устройства станка;
  • вспомогательных систем и механизмов, улучшающих условия обработки;
  • понимания особенностей применяемых для обработки инструментов и рабочего стола, допустимых направлений (осей) их ориентации и взаимного соотношения при движении;
  • определения функций станка и особенностей его программирования.

Чем выше уровень подготовки и квалификации оператора, тем лучше будет организовано выполнение станком своих функций, а также более качественно проведена операция по обработке заготовки (детали).

Ценность знания основных и дополнительных (вспомогательных) компонентов станков с ЧПУ

Знание и понимание конструктивных особенностей обрабатывающего станка, а также его возможностей по выполнению конкретного вида операций, обеспечивает чёткое осознание оператором пределов и возможностей оборудования.

Для каждого станка существует техническая документация, поясняющая его конструктивные особенности и направленность выполняемых обрабатывающих операций. В ней также содержится основная информация о технических характеристиках, к которым относятся:

  • сведения о максимальных оборотах узлов и частей;
  • скоростные диапазоны;
  • сведения о мощности двигателей, используемых для осей станка;
  • максимально допустимые значения перемещения движущихся элементов рабочего стола и инструмента, их осевые направления;
  • информация о возможности крепления нескольких инструментов, а также их автоматической смене;
  • сведения о максимальной скорости резания или иной обработки.

Чем лучше оператор станка владеет этой информацией, тем правильней он сможет разработать программу для выполнения обработки. В этом случае управление станком становиться более понятным, а достижение поставленных перед оператором задач по обработке детали (заготовки) кратчайшим по времени.

Дополнительные, или вспомогательные, компоненты станка — это различные измерительные приборы и устройства, механизмы и системы замены паллет, а также заменяемые узлы станка, которые служат для повышения его производительности.

Знание возможностей дополнительных элементов позволяет правильно настроить числовое программное управление с учётом не только основных, но и дополнительных производственных характеристик.

Особенности программирования, применяемые в станках с ЧПУ

Программирование осуществляется с использованием определённых, понятных цифровой обрабатывающей системе, алгоритмов и наборов функций, выполняемых обрабатывающим станком.

Особенности программирования зависят не только от качества команд, которые подаются оператором, но и от возможностей каждого конкретного станка (производственной линии).

Например, многие фрезерные станки позволяют обеспечить программируемое движение только инструмента, в этом случае оператору бессмысленно будет вводить команды для движения рабочего стола: станок не сможет их выполнить.

В то же время существуют станки, которые позволяют выполнять значительно большее количество функций и операций по обработке. В этом случае и набор подаваемых оператором команд должен быть значительно богаче.

Многие современные станки позволяют обрабатывать такое количество команд, что от оператора требуется только менять заготовки (детали) и следить за качеством используемого инструмента.

Другие статьи по сходной тематике

Станки с ЧПУ


Одно из основных (на сегодняшний день) достижений эволюции систем управления промышленным оборудованием – это многофункциональные станки с ЧПУ. Всего за несколько лет новинка очень прочно обосновалась на современных производственных предприятиях. В чем же преимущества станков с ЧПУ, и какие перспективы открывает перед собой использование самого современного оборудования?

Станки с ЧПУ – это машины и аппараты, оснащенные компьютеризированной системой управления приводами технологического оборудования, а также элементами станочной оснастки.

Как показала практика, наиболее востребованы фрезерные, гравировально-фрезерные токарные и прессовальные станки с ЧПУ.
Управляющим элементом машины является программное обеспечение, которое разрабатывается специалистами при помощи языков программирования. Структуру станка ЧПУ составляет:
-пульт (консоль вывода/ввода), предоставляющий возможность выбирать режим
-дисплей (операторская панель) для визуального контроля
-контроллер, решающий задачи формирования траектории движения режущего инструмента
-ПЗУ для долговременного хранения системных программ
-ОЗУ для временного хранения управляющих программ.

Преимущества станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ способны выполнять самые различные операции технологического процесса. Вследствие того, что цикл работ автоматизирован, точность обработки детали или заготовки существенно увеличивается. Кроме того, станок с ЧПУ освобождает оператора от необходимости проведения необходимых расчетов – программа безошибочно функционирует в соответствии с подсчетами.
Станки с ЧПУ предоставляют возможность свести к минимуму роль оператора, а также меньше взаимодействовать с производственными аппаратами, вследствие чего повышается безопасность техпроцесса. Новейшие производственные линии способны функционировать даже в выходные дни. Управлять станком в этом случае допустимо посредством выделенной линии всемирной сети.

Новинка используется сырье в максимальной степени. Отходы и потери исходного материала при этом весьма незначительны. Современные технологии выгодны и ощутимым повышением производительности. Согласно последним подсчетам, высокая скорость и точность обработки деталей и заготовок предоставляет возможность увеличить эффективность производства в несколько раз.

Смотрите также:

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.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Технические возможности фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ — это автоматизированный многофункциональный комплекс для обработки заготовок и получения готовых изделий из дерева, металла, стекла, пластика, камня и пр. Режим работы фрезерного станка зависит от материала заготовки, типа операции (черновое, чистовое резание), используемого инструмента (типа фрезы), вида готового изделия (плоское, цилиндрическое, трёхмерное), а также конструкции самого станка, системы охлаждения, рабочих размеров и высоты портала и т.  д.

Параметры обработки

Фрезерование твёрдых материалов (таких как металл, текстолит) осуществляется на сравнительно высоких скоростях — порядка 20-24 тыс. об/мин. Обработка заготовок из дерева может осуществляться при 18 тыс. об/мин. Фрезерование мягких материалов (к примеру, пластика) чаще всего производится при 5-6 тыс. об/мин. Изменение скорости вращения шпинделя осуществляется с помощью инвертора под условия конкретного техпроцесса. Следует учитывать, что чрезмерное снижение частоты вращения крутящий момент на валу шпинделя падает. Компенсация этого (правда, лишь частичная) достигается поддержанием крутящего момента — специальной функцией инвертора.

Дополнительные опции

Современные станки с ЧПУ содержат всевозможные дополнительные устройства для облегчения работы и расширения технологических возможностей оборудования. Так при фрезеровании деревянных заготовок важнейшим моментом является исключение попадания мелкой пыли к ответственным узлам станка. Для обеспечения этого служит система очистки рабочей поверхности, путём всасывания и, таким образом, удаления стружки из зоны резания. Для изготовления сложных, фигурных изделий (например, балясин) фрезерный станок оснащается поворотным устройством, преобразующим координаты продольного перемещения заготовки в её поворот вокруг оси.

При чистовой обработке пластика для получения гладкой поверхности и зеркальных краёв среза фрезерование осуществляется однолезвийными спиральными фрезами с полированной канавкой.

При фрезеровании твёрдых материалов (сталей, камня) необходимо обеспечивать надёжное охлаждение фрезы. Для этого существуют различные системы, такие как охлаждение струёй жидкости под давлением (направленной на саму фрезу или омывающей область резания), или распылённым в виде мельчайших капель «масляным туманом». Ряд жидкостей также способствуют не только снижению температуры, но и уменьшению трения в паре «инструмент-заготовка». В этом случае жидкость носит аббревиатуру СОЖ (смазочно-охлаждающая).

Рабочая площадь и высота портала

выбираются исходя из габаритных размеров обрабатываемой заготовки. Естественно, рабочая площадь станка должна превышать размеры заготовки.

Высота портала (размеры оси Z) — это расстояние от верхней кромки рабочего стола до цанги фрезы на шпинделе. Высота выбирается исходя из максимальной толщины обрабатываемой заготовки. При выборе высоты также следует учесть запас на размер крепёжных механизмов (струбцин), но только если станок не оборудован вакуумным столом. При установке поворотного механизма (так называемой «четвёртой оси») для обработки тел вращения, высота портала должна быть не ниже 220 мм.

Жёсткость станка

Единая система, состоящая из станка, крепёжных элементов, фрезы и заготовки, испытывает деформацию от воздействия сил резания. Особенно опасны такие деформации, которые изменяют рабочий зазор между инструментом и поверхностью. Это снижает точность готовых изделий, а возникающие вибрации дополнительно ухудшают качество обрабатываемой поверхности, увеличивая её шероховатость.

Таким образом, жёсткостью системы станка называется её способность противодействовать деформации.

Необходимая жёсткость системы фрезерного станка является обязательным условием для применения высокоскоростных режимов, получения заданной точности и высокой производительности обработки.


Что такое обработка с ЧПУ

Обработка на станке с ЧПУ (Числовое программное управление) — это технология обработки резанием: изделия создаются путем удаления материала из так называемой заготовки с использованием различных режущих инструментов.

Обработка на станках с ЧПУ — это принципиально иной способ изготовления по сравнению с 3D-печатью или литьем. Принцип удаления материала, который лежит в основе, существенно влияет на конструктивные ограничения технологии.

Обработка на станках с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали из файла CAD с превосходными физико-механическими свойствами. Благодаря высокому уровню автоматизации, обработка на станках с ЧПУ является конкурентоспособной по цене как для штучных деталей, так и для небольших тиражей, для серийного и массового производства.

Номенклатура материалов, которые могут быть обработаны на станках с ЧПУ, очень широка. Наиболее распространенные включают металлы (алюминиевые и стальные сплавы, латунь и т. д.) и пластмассы (ABS, POM, PA и т. д.), а также могут быть обработаны композиты и дерево.

Процесс производства изделия на станке с ЧПУ можно разбить на четыре основных этапа:

1.    Инженер проектирует модель CAD.

2.    Технолог на базе CAD/CAM программного обеспечения подготавливает управляющую программу для станка с ЧПУ.

3.    Оператор устанавливает в станок с ЧПУ инструмент, заготовку и запускает управляющую программу.

4.    Станок с ЧПУ выполняет все операции обработки (удаления материал).

 

Краткая история обработки с ЧПУ

Самым ранним из когда-либо обнаруженных механически обработанных предметов была найденная в Италии чаша, изготовленная в 700 году до нашей эры. используя токарный станок

Попытки автоматизировать механическую обработку начались в 18 веке. Эти машины работали на пару.

Первая программируемая машина была разработана в конце 40-х годов в MIT. Он использовал перфокарты для кодирования каждого движения.

Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть использован в производственных условиях. Первое серийное устройство ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 году. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить 120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.

Распространение компьютеров в 50-х и 60-х годах добавило коренным образом изменило обрабатывающую промышленность и «компьютеризировала» станки с ЧПУ.

Первыми советскими станками с ЧПУ промышленного применения являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный 1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими. Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ советского/российского производства 2Р22 и «Электроника НЦ-31»

Сегодня станки с ЧПУ являются передовыми роботизированными системами с многоосевым и многоинструментальным оборудованием.

 

Типы станков с ЧПУ

Мы сосредоточимся на станках с ЧПУ, которые удаляют материал с помощью режущих инструментов. Они являются наиболее распространенными и имеют самый широкий спектр применения.

3-осевые станки с ЧПУ

Фрезерные и токарные станки с ЧПУ являются примерами 3-осевых систем. Эти «базовые» станки позволяют перемещать режущий инструмент по трем линейным осям относительно заготовки.

3-осевые фрезерные станки с ЧПУ очень распространены, так как они могут быть использованы для производства типичных геометрий\деталей. Они относительно просты в программировании и эксплуатации, поэтому затраты на пуско-наладочные работы незначительные.

Доступ инструмента к обрабатываемой поверхности накладывает ограничения на геометрию изделия при фрезеровке с ЧПУ. Поскольку есть только три оси для работы, некоторые области могут быть недоступны. Проблема решается переустановкой\вращением заготовки. Если за время производства изделия необходимо несколько раз переустановить заготовку, то затраты на пуско-наладочные работы будут расти и приведут к значительному увеличению стоимости изделия и сроку производства.

Плюсы:

Эффективное производство деталей с простой геометрией.

Высокая точность и жесткие допуски.

Минусы:

Ограничения по геометрии\ конструкции изделия.

Ручное перемещение заготовки может повлечь снижением точности.

 

Токарные станки с ЧПУ

Токарная обработка — это обработка резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработкуторцов, сверление, зенкерование <p>и развёртывание отверстий и т.д.

Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью, режущий инструмент перемещается по внешней или внутренней поверхности, образуя геометрию изделия.   

Основное ограничение использования токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем. Иногда детали проходят дополнительный этап фрезерной обработки.

Плюсы:

Самая низкая стоимость за деталь.

Очень высокие производственные возможности.

Минусы:

Производство деталей только с вращательной симметрией и простой геометрией.

  

5-осевая обработка с ЧПУ

Многоосевые обрабатывающие центры с ЧПУ бывают трех видов: 3+2 фрезерные станки с ЧПУ, 5-ти осевые фрезерные станки с ЧПУ и токарно-фрезерные центры с приводным инструментом. Эти системы по сути являются токарно-фрезерными станками дополнительными степенями свободы. 5-осевые фрезерные центры с ЧПУ дополнены вращением и наклоном стола станка или вращением стола и наклоном головы шпинделя в дополнение к трем линейным осям перемещения.

3 + 2 фрезерный станок с ЧПУ

Во время обработки режущий инструмент может двигаться только вдоль трех линейных осей.

Между операциями может происходить позиционирование по двум осям, наклон и поворот стола либо наклон головы шпинделя и поворот стола, что позволяет производить обработку под другим углом.

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.

Плюсы:

Устраняет необходимость ручного перемещения заготовки.

Производит детали с элементами, которые не совпадают ни с одной из основных осей с более высокой точностью.

Минусы:

Более высокая стоимость по сравнению с 3-осевой обработкой с ЧПУ.

 

5-осевой фрезерный станок с ЧПУ

Режущий инструмент может перемещаться по трем линейным и двум осям вращения относительно заготовки.

Все пять осей могут перемещаться одновременно во время всех операций обработки.

5-осевые фрезерные системы с ЧПУ имеют архитектуру, аналогичную 3+2-осевым фрезерным станкам с ЧПУ. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки. Таким образом, можно изготавливать детали со сложной, «органической» геометрией, которые невозможно изготовить с достигнутым уровнем точности с помощью любой другой технологии.

Плюсы:

производство сложных деталей с высокой точностью.

производство сложных деталей с высоким качеством поверхности с минимальными артефактами обработки.

Минусы:

самая высокая цена по сравнению с остальными технологиями фрезерной обработки с ЧПУ.

ограничения по геометрии производимых изделий, но ограничения меньшие, чем для 3-х осевых станков и станков 3+2.

 

5-осевой токарный станок с ЧПУ

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ — это, в основном, токарные станки с ЧПУ, оснащенные фрезерными инструментами.

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

Плюсы:

Самая низкая стоимость всех 5-осевых систем обработки с ЧПУ.

Высокие производственные возможности.

Минусы:

Ограничения по геометрии производимых изделий.

Вы можете ознакомиться с рекомендациями по проектированию деталей для обработки с ЧПУ.

Автоматическое управление

На сегодняшний день практически каждое предприятие, занимающееся механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако перемещения исполнительных органов этих станков управляются электроникой. В чем же основное преимущество станков с ЧПУ и почему все большее число заводов предпочитает вкладывать деньги именно в современное оборудование с автоматическим управлением, а не покупать относительно дешевые универсальные станки?


Рис. 1.1. Универсальный сверлильно-фрезерный станок

Первым, очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом главной заботой станочника-оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т. д. В результате один работник может обслуживать одновременно несколько станков.

Вторым преимуществом является производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Третьим плюсом являются высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей. Ну и, наконец, числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например штампы и пресс-формы.

Рис. 1.2. Фрезерный станок с ЧПУ фирмы Doosan

Стоит отметить, что сама методика работы по программе позволяет более точно предсказывать время обработки некоторой партии деталей и соответственно более полно загружать оборудование.

Станки с ЧПУ стоят достаточно дорого и требуют больших затрат на установку и обслуживание, чем обычные станки. Тем не менее их высокая производительность легко может перекрыть все затраты при грамотном использовании и соответствующих объемах производства.

Давайте разберемся, что же такое ЧПУ. Числовое программное управление – это автоматическое управление станком при помощи компьютера (который находится внутри станка) и программы обработки (управляющей программы). До изобретения ЧПУ управление станком осуществлялось вручную или механически.

Осевыми перемещениями станка с ЧПУ руководит компьютер, который читает управляющую программу (УП) и выдает команды соответствующим двигателям. Двигатели заставляют перемещаться исполнительные органы станка – рабочий стол или колонну со шпинделем. В результате производится механическая обработка детали. Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической позиции исполнительного органа обратно в компьютер. Это называется обратной связью. Как только компьютер узнает о том, что исполнительный орган станка находится в требуемой позиции, он выполняет следующее перемещение. Такой процесс продолжается, пока чтение управляющей программы не подойдет к концу.

По своей конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ похожи на обычные универсальные станки. Единственное внешнее отличие этих двух типов станков заключается в наличии у станка с ЧПУ устройства числового программного управления (УЧПУ), которое часто называют стойкой ЧПУ.

Рис. 1.3. Стойка ЧПУ Heidenhain TNC

Что такое станок с ЧПУ?

История станков с ЧПУ

Джон Т. Парсонс (1913-2007) из Parsons Corporation в Траверс-Сити, штат Мичиган, считается пионером числового управления, предшественника современных станков с ЧПУ. За свою работу Джона Парсонса называют отцом 2-й промышленной революции. Ему нужно было производить сложные лопасти вертолетов, и он быстро понял, что будущее производства связано с подключением машин к компьютерам. Сегодня детали, изготовленные с помощью ЧПУ, можно найти практически во всех отраслях промышленности.Благодаря станкам с ЧПУ у нас есть менее дорогие товары, более сильная национальная оборона и более высокий уровень жизни, чем это возможно в неиндустриальном мире. В этой статье мы рассмотрим происхождение станков с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ, программы станков с ЧПУ и распространенные практики в цехах станков с ЧПУ.

Машины встречаются с компьютером

В 1946 году слово «компьютер» означало вычислительную машину, управляемую перфокартой. Несмотря на то, что Parsons Corporation раньше производила только один гребной винт, Джон Парсонс убедил Sikorsky Helicopter в том, что они могут производить чрезвычайно точные шаблоны для сборки и производства гребных винтов.В конце концов он изобрел компьютерный метод перфокарты для вычисления точек на лопасти винта вертолета. Затем он попросил операторов повернуть колеса в эти точки на фрезерном станке в Цинциннати. Он провел конкурс на название этого нового процесса и дал 50 долларов тому, кто придумал «Числовое управление» или NC.

В 1958 году он подал патент на подключение компьютера к машине. Его заявка на патент поступила за три месяца до MIT, который работал над концепцией, которую он начал. Массачусетский технологический институт использовал его концепции для создания оригинального оборудования, а Mr.Лицензиат Парсонса (Bendix) передал сублицензию IBM, Fujitusu и GE, среди прочих. Концепция NC медленно приживалась. По словам г-на Парсонса, люди, продававшие эту идею, были компьютерщиками, а не производителями. К началу 1970-х, однако, сама армия США популяризировала использование компьютеров с ЧПУ, создавая и сдавая их в аренду многочисленным производителям. Контроллер ЧПУ развивался параллельно с компьютером, повышая производительность и автоматизируя производственные процессы, особенно обработку.

Что такое обработка с ЧПУ?

Станки с ЧПУ производят детали по всему миру почти для каждой отрасли. Они создают вещи из пластика, металлов, алюминия, дерева и многих других твердых материалов. Слово «ЧПУ» означает компьютерное числовое управление, но сегодня все называют его ЧПУ. Итак, как вы определяете станок с ЧПУ? Все автоматизированные машины управления движением состоят из трех основных компонентов — функции команд, системы привода / движения и системы обратной связи. Обработка с ЧПУ — это процесс использования станка с компьютерным управлением для изготовления детали из твердого материала различной формы

ЧПУ зависит от цифровых инструкций, обычно выполняемых с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD). как SolidWorks или MasterCAM.Программа записывает G-код, который может прочитать контроллер станка с ЧПУ. Компьютерная программа на контроллере интерпретирует конструкцию и перемещает режущие инструменты и / или заготовку по нескольким осям, чтобы вырезать нужную форму из заготовки. Автоматический процесс резки намного быстрее и точнее, чем ручное перемещение инструментов и деталей, которое осуществляется с помощью рычагов и шестерен на старом оборудовании. Современные станки с ЧПУ содержат несколько инструментов и выполняют множество типов разрезов. Количество плоскостей движения (осей), а также количество и типы инструментов, к которым станок может получить доступ автоматически в процессе обработки, определяют, насколько сложной может быть заготовка с ЧПУ.

Как использовать станок с ЧПУ

Станки с ЧПУ должны получить навыки программирования и обработки металла, чтобы в полной мере использовать возможности станка с ЧПУ. Профессионально-технические училища и программы ученичества часто знакомят студентов с ручными токарными станками, чтобы научиться резать металл. Машинист должен иметь возможность представить себе все три измерения. Сегодняшнее программное обеспечение упрощает создание сложных деталей, потому что форма детали может быть нарисована виртуально, а затем программы могут предлагать траектории инструмента для изготовления этих деталей.

Тип программного обеспечения, обычно используемого в процессе обработки с ЧПУ

Компьютерное рисование (CAD)

Программное обеспечение CAD является отправной точкой для большинства проектов с ЧПУ. Существует множество различных программных пакетов САПР, но все они используются для создания проектов. Популярные программы САПР включают AutoCAD, SolidWorks и Rhino3D. Существуют также облачные решения САПР, и некоторые из них предлагают возможности CAM или лучше интегрируются с программным обеспечением CAM, чем другие.

Компьютерное производство (CAM)

Станки с ЧПУ часто используют программы, созданные с помощью программного обеспечения CAM.CAM позволяет пользователям создавать «дерево заданий» для организации рабочего процесса, установки траекторий движения инструмента и запуска моделирования резки до того, как машина выполнит реальную резку. Часто программы CAM работают как надстройки к программному обеспечению САПР и генерируют g-код, который сообщает инструментам ЧПУ и движущимся частям детали, куда двигаться. Мастера в программном обеспечении CAM упрощают программирование станка с ЧПУ. Популярное программное обеспечение CAM включает Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam. Согласно отчету за 2015 год, Mastercam и Edgecam занимают почти 50% доли рынка высокопроизводительных систем CAM.

Что такое распределенный числовой контроль?

Прямое числовое управление, которое стало Распределенным числовым управлением (DNC)

Прямое числовое управление использовалось для управления программами ЧПУ и параметрами станка. Это позволяло программам перемещаться по сети с центрального компьютера на бортовые компьютеры, известные как блоки управления машиной (MCU). Первоначально он назывался «Прямое числовое управление», и в нем не требовалась бумажная лента, но когда компьютер вышел из строя, все его машины вышли из строя.

Распределенное числовое управление использует сеть компьютеров для координации работы нескольких станков путем подачи программы в ЧПУ. Память ЧПУ содержит программу, и оператор может собирать, редактировать и возвращать программу.

Современные программы ЧПУ могут выполнять следующее:

  • Редактирование — Может запускать одну программу ЧПУ, в то время как другие редактируются
  • Сравнить — сравнивать исходные и отредактированные программы ЧПУ бок о бок и видеть изменения
  • Перезапустить — Когда инструмент прерывает работу программы, ее можно остановить и перезапустить с того места, где она остановилась.
  • Отслеживание заданий — Операторы могут синхронизировать задания и отслеживать настройку и время выполнения, например
  • Отображение чертежей — Показывать фотографии, чертежи САПР инструментов, приспособлений и отделочных деталей
  • Усовершенствованные экранные интерфейсы — Обработка одним касанием
  • Расширенное управление базой данных — Организует и поддерживает данные, где их можно легко извлечь

Сбор производственных данных (MDC)

Программное обеспечение MDC может включать все функции программного обеспечения DNC, а также собирать дополнительные данные и анализ это для общей эффективности оборудования (OEE).Общая эффективность оборудования зависит от следующего: Качество — количество продуктов, которые соответствуют стандартам качества из всех произведенных продуктов Доступность — процент запланированного времени, в течение которого указанное оборудование работает или производит детали Производительность — фактическая скорость работы по сравнению с запланированной или идеальной работой скорость оборудования.

OEE = Качество x Доступность x Производительность

OEE — ключевой показатель производительности (KPI) для многих механических цехов.

Решения для мониторинга машин

Программное обеспечение для мониторинга машин может быть встроено в программное обеспечение DNC или MDC или приобретено отдельно.С помощью решений для мониторинга машин машинные данные, такие как настройки, время работы и время простоя, автоматически собираются и объединяются с человеческими данными, такими как коды причин, чтобы обеспечить как историческое, так и в реальном времени понимание того, как выполняются задания. Современные станки с ЧПУ собирают до 200 типов данных, а программное обеспечение для мониторинга станков может сделать эти данные полезными для всех, от цеха до верхнего этажа. Такие компании, как Memex, предлагают программное обеспечение (Tempus), которое принимает данные с любого типа станков с ЧПУ и помещает их в стандартизированный формат базы данных, который может отображаться в виде понятных диаграмм и графиков. Стандарт данных, используемый в большинстве решений для мониторинга машин, получивший распространение в США, называется MTConnect. Сегодня многие новые станки с ЧПУ оснащены оборудованием для предоставления данных в этом формате. Старые машины по-прежнему могут предоставлять ценную информацию с помощью адаптеров. Мониторинг станков с ЧПУ стал основным только в последние несколько лет, и постоянно разрабатываются новые программные решения.

Какие бывают типы станков с ЧПУ?

Сегодня существует бесчисленное множество различных типов станков с ЧПУ.Станки с ЧПУ — это станки, которые режут или перемещают материал в соответствии с программированием контроллера, как описано выше. Тип резки может варьироваться от плазменной резки до лазерной, фрезерной, фрезерной и токарной. Станки с ЧПУ могут даже собирать и перемещать предметы на сборочной линии.

Ниже приведены основные типы станков с ЧПУ:

Токарные станки: Этот тип ЧПУ поворачивает заготовку и перемещает режущий инструмент к заготовке. Базовый токарный станок имеет 2 оси, но можно добавить еще много осей, чтобы увеличить возможную сложность резки.Материал вращается на шпинделе и прижимается к шлифовальному или резьбовому инструменту, который принимает желаемую форму. Токарные станки используются для изготовления симметричных объектов, таких как сферы, конусы или цилиндры. Многие станки с ЧПУ многофункциональны и сочетают в себе все виды резки.

Фрезерные станки: Фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для резки больших размеров дерева, металла, листов и пластмасс. Стандартные маршрутизаторы работают с 3-осевой координатой, поэтому они могут резать в трех измерениях. Однако вы также можете купить 4,5- и 6-осевые станки для прототипов моделей и сложных форм.

Фрезерование: Ручные фрезерные станки используют маховики и ходовые винты для крепления режущего инструмента к заготовке. На фрезерном станке с ЧПУ ЧПУ перемещает шарико-винтовые пары высокой точности в точные запрограммированные координаты. Фрезерные станки с ЧПУ бывают самых разных размеров и типов и могут работать на нескольких осях.

Плазменные резаки : Плазменный резак с ЧПУ использует для резки мощный лазер. Большинство плазменных резаков вырезают запрограммированные формы из листа или пластины.

3D-принтер: 3D-принтер использует программу, чтобы сообщить ему, где положить небольшие кусочки материала для создания желаемой формы.Трехмерные детали строятся слой за слоем с помощью лазера для отверждения жидкости или энергии по мере роста слоев.

Станок для захвата и установки: станок с ЧПУ для захвата и размещения работает аналогично фрезерному станку с ЧПУ, но вместо резки материала у станка есть множество маленьких сопел, которые собирают компоненты с помощью вакуума, перемещают их в желаемое место и кладут их вниз. Они используются для изготовления столов, материнских плат компьютеров и других электрических узлов (среди прочего).

Станки с ЧПУ могут многое. Сегодня компьютерные технологии можно использовать практически на машинах. ЧПУ заменяет человеческий интерфейс, необходимый для перемещения деталей машины для получения желаемого результата. Сегодняшние ЧПУ способны начинать с сырья, такого как стальной блок, и изготавливать очень сложные детали с точными допусками и потрясающей повторяемостью.

Собираем все вместе: как мастерские станков с ЧПУ делают детали

Работа с ЧПУ включает в себя как компьютер (контроллер), так и физическую установку. Типичный процесс в механическом цехе выглядит так:

Инженер-конструктор создает проект в программе CAD и отправляет его программисту с ЧПУ.Программист открывает файл в программе CAM, чтобы выбрать необходимые инструменты и создать программу ЧПУ для ЧПУ. Он или она отправляет программу ЧПУ на станок с ЧПУ и предоставляет оператору список правильных настроек инструмента. Оператор наладки загружает инструменты в соответствии с указаниями и загружает сырье (или заготовку). Затем он или она отбирает образцы и измеряет их с помощью инструментов обеспечения качества, чтобы убедиться, что станок с ЧПУ производит детали в соответствии со спецификациями. Как правило, оператор наладки предоставляет первую деталь в отдел качества, который проверяет все размеры и подписывает настройку.Станок с ЧПУ или связанные с ним станки загружены достаточным количеством сырья, чтобы произвести желаемое количество деталей, и оператор станка следит за тем, чтобы станок продолжал работать, производя детали в соответствии со спецификациями. и имеет сырье. В зависимости от задания часто можно запустить станки с ЧПУ в режиме «выключения света» без присутствия оператора. Готовые детали автоматически перемещаются в обозначенную область.

Современные производители могут автоматизировать практически любой процесс, имея достаточно времени, ресурсов и воображения.Сырье может попасть в машину, а готовые детали могут быть доставлены в готовом виде. Производители полагаются на широкий спектр станков с ЧПУ, позволяющих изготавливать изделия быстро, точно и экономично.

Что такое обработка с ЧПУ? | Всеобъемлющее руководство

Обработка с 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 и фрезерных станков.При обработке с ЧПУ задачи трехмерной резки могут быть выполнены с помощью одного набора подсказок.

Сокращенно от «компьютерного числового управления», 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.

Как работает обработка с ЧПУ?

Когда система ЧПУ активирована, желаемые резы программируются в программном обеспечении и продиктованы соответствующими инструментами и оборудованием, которые выполняют заданные размеры, 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 ЧПУ 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. Следовательно, 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.

В 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.Благодаря этим возможностям процесс был принят во всех сферах производственного сектора и особенно важен в областях производства металла и пластика.

Для начала создается двухмерный или трехмерный чертеж САПР, который затем переводится в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ. После того, как программа введена, оператор выполняет ее пробный запуск, чтобы убедиться, что в коде нет ошибок.

Системы обработки с открытым / замкнутым циклом

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

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

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

В современных протоколах ЧПУ производство деталей с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения в основном автоматизировано. Размеры данной детали задаются 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 данной 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 позволяет обеспечить единообразие производства деталей, которое было бы сложно, если вообще возможно, воспроизвести вручную.

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 сегодняшних арсеналов ЧПУ полностью электронные. Некоторые из наиболее распространенных процессов под управлением ЧПУ включают ультразвуковую сварку, пробивку отверстий и лазерную резку. Наиболее часто используемые станки в системах ЧПУ включают следующие:

Фрезы с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ

могут работать по программам, состоящим из цифровых и буквенных подсказок, 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.

Токарные станки

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 с предыдущим, 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 разрезается плазменной горелкой. Этот процесс в первую очередь применяется к металлическим материалам, но может также применяться и на других поверхностях. Чтобы обеспечить скорость и высокую температуру, необходимые для резки металла, плазма создается за счет сочетания сжатого воздуха, газа и электрической дуги.

Электроэрозионные машины

Электроэрозионная обработка (EDM), которую также называют штамповкой и искровой обработкой, представляет собой процесс формования деталей определенной формы с помощью электрических искр. С помощью EDM между двумя электродами возникают токовые разряды, которые удаляют секции 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 , при котором искровая эрозия используется для удаления частей из электронопроводящего материала.
  • Sinker EDM, в котором электрод и деталь пропитываются диэлектрической жидкостью с целью формирования детали.

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.

Гидравлические 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. С помощью этого процесса часто формируются заводские детали машин.

Водоструйные форсунки используются в качестве альтернативы для охлаждения материалов, которые не могут выдерживать теплоемкие процессы других станков с ЧПУ. Таким образом, водоструйные форсунки используются в ряде секторов, таких как аэрокосмическая и горнодобывающая промышленность, где этот процесс является мощным для целей резьбы и резки, среди других функций.Водоструйные резаки также используются в тех случаях, когда требуется очень сложный разрез материала, так как отсутствие тепла предотвращает любые изменения внутренних свойств материалов, которые могут возникнуть в результате резки металла по металлу.

Как показали многочисленные видео-демонстрации станков с ЧПУ, система используется для выполнения высокодетальных вырезов металлических деталей для промышленного оборудования. В дополнение к вышеупомянутым станкам, в системах ЧПУ используются следующие инструменты и компоненты:

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

Когда на заготовке необходимо выполнить сложные разрезы на разных уровнях и под разными углами, все это можно выполнить за считанные минуты на станке с ЧПУ. Пока машина запрограммирована с помощью правильного кода, 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.

Определение, процессы, компоненты и оборудование обработки с ЧПУ

Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.

Кредит изображения: Дмитрий Калиновский, Shutterstock

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ — это термин, обычно используемый в производстве и промышленных приложениях, но что именно такое ЧПУ? А что такое станок с ЧПУ?

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 заготовка — 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 и обработка деталей аэрокосмической промышленности с ЧПУ. Обратите внимание, что есть 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 перемещают исходный материал в желаемую форму. Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и средних объемов производства. 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, описанию основ процесса, а также различным компонентам и инструментам 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:

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Являясь развитием 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, т. е.g., металл, пластик, дерево, пенопласт, композит и т. д. — на детали и конструкции на заказ. 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 3D-модели CAD твердотельной детали либо собственными силами, либо компанией, предоставляющей услуги проектирования CAD / CAM.Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализировать свои детали и продукты вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для производства детали или продукта.

Конструкции для деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструментов. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия детали, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструмент создает изогнутые угловые секции.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.

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 движутся станки — например, когда включать или выключать, как быстро перемещаться к конкретное место, путь 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 прикрепление заготовки непосредственно к станку, 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 машинные команды, определяющие действия и движения инструмента, на встроенный компьютер станка, который управляет и манипулирует станком. 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 способный производить ряд продуктов, таких как автомобильные рамы, хирургическое оборудование, авиационные двигатели, шестерни и Садовый инвентарь. Этот 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, при 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 зенкование, зенкование, развертывание 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. Функциональные возможности процесса фрезерования включают торцевое фрезерование — прорезание неглубоких плоских поверхностей и полостей с плоским дном в заготовке — и периферийное фрезерование — прорезание глубоких полостей, таких как пазы и резьбы, в заготовке.

Токарный станок с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ и многошпиндельная обработка

Изображение предоставлено: Buell Automatics

Токарная обработка — это процесс обработки, в котором используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. При токарной обработке с ЧПУ станок — обычно токарный станок с ЧПУ — подает режущий инструмент линейным движением вдоль поверхности вращающейся заготовки, удаляя материал по окружности до достижения желаемого диаметра, для производства цилиндрических деталей с внешними и внутренними характеристиками. , например прорези, конусы и резьбы.Рабочие возможности процесса токарной обработки включают растачивание, торцевание, нарезание канавок и нарезание резьбы.

Таблица 1 — Характеристики стандартных операций обработки с ЧПУ
Примечание. Некоторая информация об обработке с ЧПУ предоставлена ​​компанией Metal Craft.

Обработка

Характеристики

Бурение

  • Использует вращающиеся многонаправленные 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
  • Производит более широкий ассортимент профилей

Токарная

  • Использует одноточечный режущий инструмент
  • Вращает заготовку
  • Режущий инструмент подается по поверхности заготовки
  • Удаляет материал с заготовки
  • Производство круглых или цилиндрических деталей
Прядение металла с ЧПУ

Близкие родственники токарных станков, прядильные станки с ЧПУ включают токарный станок с заготовкой (металлический лист или трубу), которая вращается с высокой скоростью, в то время как металлический прядильный валок придает заготовке желаемую форму. В качестве «холодного» процесса прядение металла с ЧПУ формирует предварительно сформированный металл — трение токарного 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 при резании. 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. Вы можете узнать больше об этой теме в нашем руководстве о том, как работают швейцарские винтовые машины.

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

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

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

Обучение операторов токарных станков с ЧПУ

Чтобы работать на токарном станке с ЧПУ, машинист должен пройти определенный объем курсовой работы и получить соответствующий сертификат в 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 планирование ТО 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

Позднее 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 тип 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

Прочая обработка с ЧПУ

Прочие операции механической обработки с ЧПУ включают:

Обрабатывающее оборудование и компоненты с ЧПУ

Как указано выше, существует широкий спектр 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 используемые программы, извлекающие техническую информацию из модели CAD и генерирующие машинную программу, необходимую для запуска станка с ЧПУ и манипулирования инструментами для производства детали, разработанной по индивидуальному заказу. Программное обеспечение CAM позволяет станку с ЧПУ работать без помощи оператора и помогает автоматизировать оценку готовой продукции.

CAE : Программное обеспечение 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 методом конечных элементов (FEA), вычислительную гидродинамику (CFD) и программное обеспечение динамики многих тел (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, стекать с заготовки.Есть несколько типов сверл, каждое из которых используется для определенного применения. Доступные типы сверл включают в себя точечные сверла (для изготовления неглубоких или пилотных отверстий), перфорированные сверла (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 фрезами, которые могут быть горизонтально или вертикально ориентированы.Базовые фрезы могут перемещаться по трем осям, в более совершенных моделях предусмотрены дополнительные оси. Доступны следующие типы фрез: ручные, плоские, универсальные и универсальные фрезерные.

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 работают медленнее и менее точны, но 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 настольной серии, напоминают более крупные промышленные стандарты, но их размер и вес делают их более подходящими для небольших приложений. Например, настольный токарный станок с ЧПУ, который имеет две оси и может обрабатывать детали диаметром до шести дюймов, будет полезен для изготовления ювелирных изделий и форм. Другие распространенные настольные станки с ЧПУ включают лазерные резаки и фрезерные станки размером с плоттер.

В случае 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, прочностью на растяжение, прочностью на сдвиг, а также химической и температурной стойкостью.

Материал заготовки и его физические свойства используются для определения оптимальной скорости резания, скорости подачи резания и глубины резания.Скорость резания, измеряемая в футах поверхности в минуту, означает, насколько быстро станок врезается в заготовку или удаляет с нее материал. Скорость подачи, измеряемая в дюймах в минуту, является мерой того, насколько быстро заготовка подается к станку, а глубина резания — насколько глубоко режущий инструмент врезается в заготовку. Как правило, заготовка сначала проходит начальную фазу, на которой она грубо обрабатывается до приблизительной, специально разработанной формы и размеров, а затем выполняется фаза 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 по размеру детали
Примечание. Компания Technox Machine & Manufacturing Inc. предлагает некоторые задачи по обработке крупных деталей и тяжелых деталей.

Размер детали

Проблемы обработки

Большая деталь

  • Требуется специализированное оборудование для позиционирования и обработки
  • Требуется обучение операторов специализированного оборудования
  • Более сложная наладка оборудования
  • Может быть слишком большим для рабочей зоны
  • Усиление факторов, влияющих на точность
  • Большое количество тепла, выделяемого в процессе
  • Повышенная вероятность деформации, вызванной стрессом

Тяжелый компонент

  • Требуются специализированные инструменты и оборудование для перемещения 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 экономичными. Хотя в этой статье основное внимание уделяется процессам механической обработки с ЧПУ, в которых используются станки для производства деталей или изделий, разработанных 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 изготовления 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 пластика с ЧПУ
  3. Отрасли промышленности, использующие высокоточные станки с ЧПУ
  4. Токарно-фрезерные работы с ЧПУ
  5. Швейцарская токарная обработка винтов и традиционная обработка с ЧПУ
  6. 7 причин, почему обработка с ЧПУ превосходит традиционную обработку
  7. Как вращается мир (ЧПУ) — Эволюция токарной обработки с ЧПУ
  8. Типы и преимущества обработки с ЧПУ
  9. Создание прототипов с ЧПУ, как сейчас
  10. Преимущества контрактной обработки с ЧПУ
  11. Об услугах по производственной обработке с ЧПУ
  12. Все о станках с ЧПУ
  13. Обработанные детали из алюминия
  14. Обработка компонентов огнестрельного оружия
  15. Советы по созданию отличного дизайна прядения металла
  16. Важность деталей и компонентов трансмиссии для внедорожников
  17. Что такое швейцарская обработка с ЧПУ?
  18. Что нужно знать о швейцарской токарной обработке

Другие изделия ЧПУ

Больше от Custom Manufacturing & Изготовления

Каковы преимущества службы обработки с ЧПУ по сравнению сРучная обработка?

Home »Новости» В чем преимущества обработки с ЧПУ по сравнению с ручной обработкой?

Обработка с ЧПУ (ЧПУ) — это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет перемещение заводских инструментов и оборудования. Использование этого типа станка по сравнению с ручной обработкой может привести к повышению точности, увеличению скорости производства, повышению безопасности, повышению эффективности и, в первую очередь, к снижению затрат.

Каковы преимущества обработки с ЧПУ?

  • Точность станка с ЧПУ обеспечивает неизменно высокое качество продукции. Этот процесс более точен, чем ручная обработка, и может повторяться точно так же снова и снова.
  • Увеличение скорости производства и повышение эффективности. Компьютеры используются для управления станками, процесс автоматизирован, что увеличивает скорость и качество производства. Поскольку станки не устают и не нуждаются в перерывах, это делает его более эффективным, чем ручная обработка.
  • Одно из главных преимуществ для операторов станков с ЧПУ — безопасность. Использование станков с ЧПУ намного безопаснее, чем станков с ручным управлением, поскольку они работают за ограждением или даже за закрытой прозрачной защитной дверцей.
  • Обработка с ЧПУ более рентабельна. Традиционная обработка требует одного оператора на станок. Для обработки с ЧПУ требуется меньше операторов, поскольку один опытный оператор может одновременно управлять несколькими станками. Поскольку ЧПУ настолько точен, он уменьшает количество ошибок в производственном процессе и исключает ненужные отходы.

Услуги по обработке с ЧПУ для индивидуальных приложений

Eagle специализируется на швейцарской обработке с ЧПУ, поставляя одни из самых сложных деталей из нержавеющей стали, доступных в отрасли. Мы способны работать с диаметрами от 0,030 ″ до 2 ″, что позволяет нам соответствовать уникальным спецификациям даже самых требовательных приложений. Для получения дополнительной информации о наших швейцарских услугах и возможностях обработки с ЧПУ, просто свяжитесь с нами или запросите смету сегодня.

Станочный цех с ЧПУ: полное руководство

Что такое механический цех?

Механический цех — это место, где осуществляется субтрактивное производство. Это не «магазин», как магазин, а, скорее, помещение или здание с оборудованием, где механики и другой технический персонал делают вещи. Магазин может быть частью большого завода или помещением в помещении малого бизнеса.

Под «машинами» понимаются единицы оборудования с режущими инструментами.Эти машины могут использоваться для сверления, резки, формовки … всего, что связано с удалением материала из блока металла, пластика или другого сырья. В механических цехах также может быть другое оборудование, такое как 3D-принтеры, но субтрактивное производственное оборудование является основной проблемой.

Механические цеха могут управляться производителями продукции определенных торговых марок или сторонними производителями (например, 3ERP), которые предлагают индивидуальные онлайн-услуги по механической обработке ряду клиентов из различных отраслей.(Вы будете удивлены, сколько предприятий в тот или иной момент нуждаются в услугах механического цеха!)

Механические цеха существуют с 19 века. Однако сегодняшние механические цеха совсем другие. Чтобы узнать больше о возможностях обработки с ЧПУ 3ERP.

Вещи, которые вы найдете в механическом цехе

В механических цехах есть много единиц оборудования, хотя ассортимент и тип оборудования зависят от размера и назначения предприятия.

Магазины обычно содержат некоторые или все из следующих станков, в дополнение к другим:

  • Фрезерный станок . Фреза — это машина, которая использует роторные фрезы для удаления материала с заготовки. Существуют фрезы разных типов и размеров, позволяющие фрезерному станку выполнять различные виды резки, от нарезания резьбы до черновой обработки.
  • Обрабатывающий центр . Обрабатывающий центр — это еще один термин, используемый для описания фрезерного станка с ЧПУ, фрезерного станка, управляемого компьютерными командами.Обрабатывающие центры — это многофункциональное оборудование, способное выполнять сложные операции с высокой производительностью.
  • Токарный станок . Токарный станок — это своего рода станок, который вращает заготовку, когда она контактирует с режущим инструментом, что позволяет выполнять такие операции, как шлифование, накатка и торцевание. Токарный станок с ЧПУ, иногда называемый токарным центром с ЧПУ, управляется компьютерными инструкциями.
  • Станок шлифовальный . Шлифовальный станок — это разновидность электроинструмента, в котором для шлифования заготовки используется абразивный круг.Шлифование обычно используется как отделочный процесс, поскольку он обеспечивает высокое качество поверхности.
  • Пресс сверлильный . Сверлильный станок — это разновидность навесной дрели, движение которой контролируется рычагом. Сверлильные станки более мощные и стабильные, чем ручные дрели, и могут использоваться для различных производственных задач, помимо сверления отверстий.
  • Ленточнопильный станок . Ленточная пила — это универсальный отрезной станок, используемый для выполнения прямых пропилов. Он используется для грубого удаления участков материала перед дальнейшей резкой.
  • Электроэрозионное оборудование . Электроэрозионная обработка (EDM) — это процесс, при котором для проникновения в заготовку вместо физического режущего инструмента используются искры. В альтернативных вариантах технологии в качестве инструментального электрода используется проволока.
  • Инструменты для чистовой обработки . Для большинства деталей требуется какая-то обработка поверхности, и для их полировки, полировки, пескоструйной обработки и окраски используется различное оборудование.
  • Координатно-измерительная машина . Координатно-измерительная машина (КИМ) — это устройство, используемое для измерения геометрии деталей, гарантируя, что обработанная деталь соответствует исходным размерным характеристикам.КИМ помогает гарантировать точность и качество.

Станки выполняют различные производственные операции и могут быть как ручными (управляемыми машинистом), так и оснащенными технологией числового программного управления (ЧПУ).

Помимо машинного оборудования, механический цех может также содержать склады сырья, которое может быть подвергнуто механической обработке для изготовления деталей. Однако, в зависимости от масштаба производителя, материалы могут храниться в другом месте, например, на складе.

Машинисты также могут использовать свой механический цех для цифрового проектирования деталей, что означает, что в этой зоне могут находиться компьютеры, оснащенные программным обеспечением CAD.Компьютеры также могут использоваться для управления обрабатывающим оборудованием с ЧПУ.

Станочные цеха с ЧПУ: как цифровизация изменила механический цех

Компьютерное числовое управление стало обычным явлением во второй половине 20 века, навсегда изменив механические цеха.

До появления цеха станков с ЧПУ все обрабатывающее оборудование управлялось вручную или механически, а это означало, что точность обрабатываемых деталей во многом зависела от навыков оператора станка.

Станки с ЧПУ, с другой стороны, полностью управляют своими движениями компьютерными командами.

Цифровые 3D-проекты преобразуются в G-код, который сообщает станку с ЧПУ, что делать для создания 3D-формы. Каждое движение режущего инструмента контролируется программой с точностью до миллиметра, что позволяет машине без ошибок изготавливать точные копии деталей с точным допуском.

Станки с ЧПУ

также способны выполнять очень сложные операции резания за короткий промежуток времени.Некоторые станки, такие как 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ, имеют поворотные шпиндели или столы, что позволяет режущему инструменту резать блок материала под любым углом без прерывания.

Эти 5-осевые станки могут обрабатывать детали очень быстро, что полезно для механических цехов, производящих большое количество деталей для серьезных проектов.

Цех с ЧПУ способен на гораздо больше, чем старинный механический цех. Кроме того, машинисты, работающие в цехах станков с ЧПУ, обычно обладают навыками цифрового проектирования и, следовательно, способны создавать цифровые проекты для обработки с ЧПУ.

Почти все станки с ЧПУ имеют опыт ручной обработки, так как этот навык помогает им лучше понять процесс обработки с ЧПУ.

Кроме того, цех станков с ЧПУ обычно может работать с цифровыми файлами САПР, техническими чертежами или их комбинацией. (Во многих случаях технические чертежи необходимы для дальнейшего пояснения конструкции.)

Балансировка обработки с ЧПУ и ручной обработки

Интересно, что рост числа станков с ЧПУ не сделал ручную обработку ненужной.Отнюдь не.

Безусловно, станки с ЧПУ имеют очевидные преимущества перед станками с ручным управлением. Они настолько точны, насколько это возможно, они гарантируют повторяемость, а изготовление может происходить без надзора, что позволяет персоналу решать другие задачи.

В общем, вы не найдете серьезного механического цеха, который не использовал бы ЧПУ для большинства своих операций. Цеха с ЧПУ теперь заменяют традиционные цеха станков благодаря неоспоримым преимуществам новой технологии.

Но ручная обработка тоже имеет свои преимущества.

Во-первых, ручные станки намного дешевле станков с ЧПУ. Это означает, что механические мастерские могут инвестировать в несколько ручных станков и управлять ими, не нарушая при этом денег. Конечно, это может быть большим преимуществом для механического цеха, чем для клиента, но меньшие накладные расходы могут привести к снижению затрат и для клиента.

Что еще более важно, ручные машины могут работать без предварительного компьютерного программирования. Это означает, что машинисты могут приступить к работе над деталью в мгновение ока, что потенциально приведет к сокращению времени выполнения работ, чем это было бы возможно на станке с ЧПУ.

Для простых, разовых деталей и компонентов, которые необходимо быстро доставить, ручная обработка по-прежнему представляет собой ценную услугу и надежный вариант по сравнению с обработкой с ЧПУ.

Для механического цеха также удобно иметь ручные станки для более простых проектов, поскольку они могут поддерживать, пока многоосевые станки с ЧПУ заняты другими операциями.

Безопасность в механическом цехе

Работа в механическом цехе требует многолетнего опыта и ноу-хау, и для обеспечения безопасности механического цеха необходимо соблюдать несколько правил.

Правила техники безопасности в механическом цехе включают:

  • Носите соответствующую одежду . Свободная одежда, легковоспламеняющаяся одежда, украшения и обувь с открытым носком запрещены в механической мастерской. Защитная обувь предпочтительнее в любой производственной среде. Длинные волосы нужно собрать назад и заправить под рубашку или кепку.
  • Надеть защитные очки . При работе с любым видом оборудования необходимо надевать защитные очки или другие средства защиты глаз. Удаление стружки из заготовки может привести к серьезным травмам.
  • Будь здоров . Рабочие не могут работать с механизмами, если они больны, устали, пьяны или принимают лекарства, влияющие на производительность.
  • Знайте технику . Только квалифицированные машинисты должны использовать оборудование. Если машина новая или незнакомая, рабочие должны прочитать руководство оператора перед использованием. Очень важно определить расположение переключателя.
  • Содержать магазин в чистоте . Грязные полы могут поскользнуться, а скопление пыли и мусора может стать причиной пожара.Окружающая среда и оборудование должны быть сухими. Инструменты следует содержать в чистоте и регулярно проверять.
  • Ни на что не отвлекаюсь . Рабочие, работающие с механизмами, не должны носить наушники, пользоваться телефонами или заниматься какой-либо другой потенциально отвлекающей деятельностью.
  • Не оставлять машины без присмотра . За машинами следует следить во время их работы. Рабочие не должны выходить из цеха до полной остановки оборудования.
  • Соблюдайте осторожность при обращении с опасными материалами .Некоторые обрабатываемые материалы легко воспламеняются. С ними следует обращаться с особой осторожностью, чтобы предотвратить риск возгорания.
  • Надежно храните предметы . Материалы и инструменты следует хранить в чистом месте, где рабочие не могут упасть или о них споткнуться.
  • Четко обозначить выходы . Аварийные выходы должны быть четко обозначены на случай аварии или аварийной ситуации. Доступ к выходам должен быть всегда свободным.

Выбор подходящего механического цеха

Предприятиям и разработчикам продукции, которые ищут механический цех для производства, следует учитывать несколько моментов.

Некоторые механические цеха более надежны, чем другие, в то время как одни лучше подходят для определенных видов обработки, чем другие. Некоторые из них будут иметь опыт работы с клиентами в определенной отрасли, что может быть полезно для потенциальных новых клиентов в той же области. Спросите у сотрудников механического цеха об их возможностях и опыте.

Хорошая механическая мастерская должна предлагать все следующее:

1. Конкурентоспособные цены

Механические мастерские будут взимать разные ставки в зависимости от их размера, опыта и других факторов.Выбор подходящего механического цеха предполагает поиск производителя с хорошими ценами, но это никогда не должно происходить в ущерб качеству.

Хотя вам нужно быть смекалистым, никогда не следует выбирать механический цех только потому, что он предлагает самые низкие цены. Это часто может вызвать проблемы: если механический цех предлагает ставку, которая явно невыгодна для них, это означает, что они, вероятно, попытаются срезать углы, чтобы увеличить свою прибыль.

2. Конфиденциальность

Сторонние механические мастерские выполняют индивидуальную обработку с ЧПУ и другие производственные задачи для предприятий, и этим предприятиям нужна гарантия того, что их проекты останутся частными.

К счастью, существуют правовые инструменты для обеспечения конфиденциальности между механическим цехом и его покупателями. Требуйте, чтобы ваш механический цех подписал Соглашение о неразглашении (NDA) до начала производства. Это гарантирует, что ваши дизайны не будут переданы таинственным третьим лицам.

Отклонять любой механический цех, который отказывается подписать NDA.

3. Качество, надежность и честность

Механические цеха должны иметь опытных механиков и использовать современные станки с ЧПУ и измерительное оборудование.Если вы сомневаетесь, так ли это, позвоните в механический цех или лично посетите предприятие, прежде чем начинать рабочие отношения.

Магазины с различными производственными возможностями предпочтительнее, чем магазины с ограниченным предложением. Однако не все механические цеха будут честны в отношении своих ограничений: лучше найти цех, который заранее сообщит вам, чего он не может достичь, чем цех, который пытается (и терпит неудачу) выйти за рамки своих возможностей.

3ERP Мастерская с ЧПУ

Ищете уважаемый цех станков с ЧПУ со всем вышеперечисленным? Не ищите ничего, кроме 3ERP, глобального поставщика решений для производства и прототипирования, доступного и к вашим услугам.Мы отправим ваши прецизионные детали в любую точку мира в течение семи дней или меньше.

Что такое ЧПУ? (Справочник)

ЧПУ означает компьютерное числовое управление, тип технологии, позволяющей создавать продукты посредством субтрактивного производства. Проще говоря, ЧПУ — это большое и разнообразное семейство станков, которые в основном управляются компьютерной программой для выполнения задач, которые в противном случае выполнялись бы вручную. Другой общей чертой всех станков с ЧПУ является то, что они могут перемещать свои инструменты как минимум в двух разных направлениях.Направления называются осями, и чем их больше в машине, тем она сложнее. Возможны три линейные оси: X, Y и Z, и три дополнительных оси вращения: A, B и C.

Как работают станки с ЧПУ?

Все станки с ЧПУ выполняют задачи в соответствии с кодом. Этот код сообщает им, как перемещать, вращать и использовать различные инструменты. Код представляет собой пошаговую инструкцию с конкретными координатами и командами, которые станок с ЧПУ может прочитать и выполнить. Для простых операций коды могут быть написаны вручную программистом.Однако более сложные работы будут трудоемкими и отнимут много времени, поэтому, чтобы ускорить процесс и избежать ошибок, можно использовать систему автоматизированного производства (CAM). CAM — это компьютерное программное обеспечение, используемое для создания кодов для станков с ЧПУ. Обычно это программное обеспечение работает с автоматизированным проектированием (САПР) объекта, который необходимо произвести на станке с ЧПУ. Инженеру нужно только подробно описать операции и рабочие параметры. После того, как код готов, он отправляется на машину, чтобы начать процесс.

Услуги ЧПУ в США

Типы станков с ЧПУ

Сегодня существует множество станков с ЧПУ, от маленьких до огромных, со своими собственными специализированными сценариями использования. Некоторые из этих станков созданы только для одной или двух конкретных задач, в то время как другие (например, современные обрабатывающие системы и центры) могут выполнять различные операции, включая даже замену самих инструментов. Тем не менее, следует упомянуть несколько групп широко используемых станков с ЧПУ.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Важнейшая функция фрезерных станков с ЧПУ проста — удаление материала фрезой.Группа фрезерных станков с ЧПУ предназначена для фрезерования, сверления, нарезания резьбы, отделки и поворота объекта или блока материала. Он варьируется от простых настольных маршрутизаторов с ЧПУ и плоттеров, которые могут вырезать форму или просверливать отверстие в мягкой пене, до промышленных монстров, способных создавать почти искусственные объекты, применяя различные операции к объекту. Комбинация различных механических режущих инструментов и компьютерных команд позволяет создавать удивительные трехмерные объекты из дерева, металла, воска и многих других материалов. Сложные фрезерные центры с ЧПУ могут даже переключать фрезы для выполнения нескольких операций за один раз.Различные эффекты достигаются за счет использования подходящей формы, материала мельницы и функции машины.

Что такое токарный станок с ЧПУ или токарный станок?

Токарные станки похожи на фрезерные — они также предназначены для резки и удаления материала. Основное отличие состоит в том, что токарные станки вращают заготовки (обычно горизонтально) во время сверления или резки. Токарные станки с ЧПУ быстро режут объекты, и большинство старых моделей имеют только две оси — X и Z — которых достаточно для конкретных работ.Поскольку и заготовка, и фреза могут вращаться одновременно, режущий инструмент способен выполнять плавный радиально-симметричный разрез по всему цилиндру. 2-осевые токарные станки с ЧПУ широко используются для обработки цилиндрических деталей из материала, которые требуют симметричного рисунка или изгиба по радиусу. Современные токарные центры могут иметь больше осей или использовать рабочий инструмент для выполнения сложных работ, как показано на видео ниже.

Что такое лазерный резак?

Станки с ЧПУ для лазерной резки появились примерно в 1965 году и используются для резки, полировки, плавления и гравировки материалов.Их возможности очень похожи на фрезерные и токарные станки, но решающее отличие заключается в основном инструменте — вместо механических фрез используется лазер. Благодаря системе ЧПУ и оптике лазерный луч направляется через заготовку для выполнения необходимых процессов. Лазеры различаются по типам, мощности и поддержке потока газа. В зависимости от технических характеристик такие машины могут работать с бумагой, акрилом, стеклом, металлами и многим другим. По сравнению с механическими режущими инструментами, лазерные резаки с ЧПУ считаются более простыми в эксплуатации и вызывают меньшее загрязнение материала.Сильные лазеры также могут быть более точными, чем мельница, потому что последняя со временем повреждается или деформируется, тогда как лазеры более прочные и долговечные. При выполнении некоторых задач лазерные резаки также до 30 раз быстрее традиционных механических пил. Однако некоторым лазерным резакам требуется гораздо больше энергии для работы — это называется подводом тепла и зависит от типа работы, лазера, материала, толщины заготовки и т. Д.

Что такое плазменный резак?

Невооруженным глазом плазменные резаки с ЧПУ могут показаться очень похожими на станки лазерной резки — они также режут и плавят материалы, а их плазменный резак сбоку выглядит как лазерный луч.Однако метод плазменной резки был изобретен позже, и принцип его работы и характеристики немного отличаются. Процесс плазменной резки возможен с электропроводящими материалами, такими как сталь и некоторые другие металлы. Горячая плазма создается за счет образования электрической дуги в газе, выдуваемом из сопла с высокой скоростью. Станки для плазменной резки с ЧПУ потребляют больше энергии по сравнению с их аналогами для лазерной резки. Но в качестве преимущества плазма способна резать более толстые листы металла, в то время как промышленные лазеры, необходимые для той же работы, стоят намного дороже.Некоторые старые плазменные резаки не так точны, как лазеры, но есть более новые модели с улучшенными резаками, которые работают более точно.

Что такое кислородный резак?

Кислородно-топливные резаки с ЧПУ используют технологию, которая очень близка к методу плазменной резки — многие современные станки могут даже выполнять обе технологии. Рабочие инструменты в станках для газокислородной резки — топливо, газ и кислород. Для начала горелка нагревает металлический материал до температуры возгорания — самой низкой точки, при которой он может стать воспламеняющимся.В этом состоянии металл может реагировать с прямым потоком кислорода, превращаясь в оксид металла. По сути, кислородно-топливные резаки с ЧПУ продувают струю кислорода на нагретую заготовку для ее резки. Фрезы Oxyfuel могут оставлять неровные края от порезов, но они отлично подходят для работы с толстыми металлическими блоками — некоторые из них способны резать металл толщиной 40 дюймов (1000 мм).

Что такое электроэрозионная обработка (EDM)?

Электроэрозионная обработка — это когда основным инструментом станка с ЧПУ являются электрические разряды, которые вызывают появление большого количества искр, и некоторые люди предпочитают называть электроэрозионную электроэрозионную обработку.Электроэрозионные станки обычно имеют два электрода, которые генерируют между собой разряды — серией таких быстрых «искр» станок удаляет материал с заготовки. Один электрод расположен сверху и называется инструментом, второй электрод лежит под блоком материала и называется заготовкой. Эти две рабочие части разделены жидким диэлектриком. Станки такого типа называются электроэрозионными станками с глубоководом. Есть еще электроэрозионные станки — их инструмент представляет собой проволоку, соединенную с двумя электродами.Используя проволоку, станок с ЧПУ вырезает форму из заготовки в соответствии с загруженным кодом. Электроэрозионные станки с ЧПУ используются для создания прототипов и пресс-форм. Их большим преимуществом является чрезвычайная точность — разрезы могут быть тонкими и почти незаметными в цельном блоке материала. Электроды, используемые в качестве инструментов в электроэрозионных станках, могут различаться по форме и размеру, что позволяет просверливать отверстия, кривые и формы для различных применений. Процесс EDM может работать с различными проводящими (или непроводящими, если они специально настроены) материалами, включая твердые и мягкие, которые не могут быть обработаны с помощью других типов технологий ЧПУ.Этот метод также позволяет лучше выполнять мелкомасштабные работы, поскольку режущий инструмент не оказывает чрезмерного давления.

Напротив, электроэрозионная обработка считается довольно опасной из-за использования жидкостей на масляной основе, которые легко воспламеняются. Этот процесс довольно медленный и энергоемкий по сравнению с некоторыми другими методами. Инструменты в электроэрозионных станках изнашиваются во время работы, и создание новых электродов для конкретного станка может занять время и деньги.

Что такое станок для гидроабразивной резки?

Как следует из названия, в станках гидроабразивной резки вода используется для удаления материала с заготовки, а также для придания ей формы и резки другой формы.Вода (иногда смешанная с абразивным веществом) течет под высоким давлением и управляется числовым программным управлением. Этот метод можно использовать также для резки металлов и гранита — с добавлением абразивных материалов для более прочных материалов и чистой воды для резки более мягких структур, таких как дерево, резина и пена. Сложные агрегаты с несколькими осями могут разрезать заготовку во всех трех измерениях и создавать сложные конструкции. Станки с ЧПУ с водоструйной очисткой обычно не нуждаются в нагреве, в каком-либо материале или инструменте, что помогает избежать деформации или загрязнения материала и делает их предпочтительным методом при работе с бережными материалами.

Какие еще есть ЧПУ?

Поскольку числовое программное управление — это просто способ автоматизации различных инструментов для различных операций, в настоящее время на рынке доступен широкий спектр машин. Новые инструменты, материалы и методы выполнения определенных задач рождают новые станки с ЧПУ, такие как 3D-принтеры и другие. Производители станков также создают индивидуальные блоки и системы с ЧПУ для особых производственных нужд, чтобы автоматизировать почти каждый этап производства.В частности, есть швейные и вышивальные станки с ЧПУ, комплектующие и загрузочные, а также станки для огранки и полировки ювелирных изделий.

Услуги ЧПУ в США

Что такое обработка с ЧПУ? | Гудвин Колледж

Обработка с ЧПУ играет жизненно важную роль в развивающемся мире современного производства. Но что такое ЧПУ? Какую роль это играет в обрабатывающей промышленности и чем занимаются станки с ЧПУ? Более того, как начинающие машинисты с ЧПУ могут успешно подготовиться и получить работу в области обработки с ЧПУ сегодня? Как ведущая школа производства и обработки в Коннектикуте, Goodwin College разбивает все детали ниже, начиная с основ:

Что такое ЧПУ?

CNC расшифровывается как Computerized Numerical Control.Это компьютеризированный производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное программное обеспечение и код контролируют движение производственного оборудования. Обработка с ЧПУ управляет рядом сложного оборудования, такого как шлифовальные, токарные и токарные станки, все из которых используются для резки, формовки и создания различных деталей и прототипов. Ежедневно специалисты по ЧПУ объединяют элементы механического дизайна, технические чертежи, математику и навыки компьютерного программирования для производства различных металлических и пластиковых деталей. Операторы ЧПУ могут взять лист металла и превратить его в важную деталь самолета или автомобиля.

Что такое станок с ЧПУ?

Машины с числовым программным управлением — это автоматизированные машины, которые управляются компьютерами, выполняющими заранее запрограммированные последовательности управляемых команд. Станки с ЧПУ — это, по сути, противоположность устройствам «старой школы», которые управляются вручную с помощью маховиков или рычагов или механически автоматизированы только с помощью кулачков. Современные станки с ЧПУ понимают и работают с использованием языка обработки с ЧПУ, называемого G-кодом, который сообщает им точные измерения для производства, такие как скорость подачи, скорость, местоположение и координация.

Современные конструкторские и механические детали для систем ЧПУ в высокой степени автоматизированы — в отличие от старых, опасных заводских станков, о которых вы могли подумать раньше. Механические размеры деталей определяются с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD), а затем переводятся в производственные директивы с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM). Поэтому важно иметь в отрасли опытных станков с ЧПУ и программистов для работы с этим высокотехнологичным оборудованием.

Важность обработки с ЧПУ

Производители в Коннектикуте являются лидерами в производстве жизненно важной для отрасли продукции, такой как реактивные двигатели, вертолеты и подводные лодки.А благодаря последним достижениям в области технологий прошли времена суровой заводской жизни. Сегодня рабочие используют свои навыки обработки в чистой профессиональной обстановке с использованием передовых и передовых технологий.

Начало работы

Те, кто делает карьеру оператора ЧПУ, получают удовольствие от работы в постоянно развивающейся сфере, где никогда не бывает скучно.

При надлежащем обучении механической обработке с ЧПУ машинисты и операторы помогают создавать широкий спектр промышленных изделий, тем самым играя решающую роль в быстро развивающейся обрабатывающей промышленности Коннектикута и в экономике в целом.Квалифицированные станки с ЧПУ видят продукт на всех этапах его создания, от начала первоначальной концепции до проектирования, кода и затем до готового продукта. Таким образом, обработка с ЧПУ — это не , а типичное производственное задание; это практический, творческий и ценный карьерный путь для новаторов, которым нравится видеть жизненный цикл своей работы.

Каково быть машинистом с ЧПУ?

Типичные ежедневные обязанности операторов ЧПУ могут включать:

  • Чтение чертежей, эскизов или файлов автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM)
  • Наладка, эксплуатация и разборка ручных, автоматических станков и станков с числовым программным управлением (ЧПУ)
  • Центровка, фиксация и регулировка режущих инструментов и заготовок
  • Контроль подачи и скорости станков
  • Детали для токарных, фрезерных, сверлильных, формовочных и шлифовальных станков по ТУ
  • Измерение, проверка и тестирование готовой продукции на предмет дефектов
  • Разглаживание поверхностей деталей или изделий
  • Представляем готовые детали клиентам и при необходимости вносим изменения.

Для начинающих машинистов, желающих начать увлекательную карьеру в этой развивающейся области, получение степени младшего специалиста и / или сертификата в уважаемой производственной школе — отличное вложение в будущее! Для тех, кто хочет стать машинистом ЧПУ в Коннектикуте, Гудвин Колледж признан за наши различные программы ЧПУ.

Будь то сертификат или степень, наше обучение станкам с ЧПУ дает студентам глубокое понимание производственных процессов, материалов и производственной математики.Вы также получите знания о технических чертежах, спецификациях и компьютерной обработке. Возможно, самое главное, вы также приобретете практический опыт работы с современными технологиями ЧПУ.

Goodwin College сочетает в себе обучение в классе с практическим опытом и обучением. Студенты обучаются на наших новых 3-осевых фрезерных и токарных станках с ЧПУ, чтобы получить навыки, ноу-хау и опыт, необходимые для успеха в отрасли. Благодаря расширенному обучению операторов ЧПУ студенты также получают представление о продвинутых навыках Mastercam, необходимых для программирования местоположения инструмента, движения, а также подачи и скорости.

По завершении этих программ студенты готовы получить квалификацию Национального института навыков металлообработки (NIMS), чтобы стать операторами ЧПУ.

Конкурсная школа операторов ЧПУ

Goodwin College предназначена для того, чтобы студенты могли получить сертификаты и работать в этой области в короткие сроки и по гибкому графику. Независимо от ваших личных обязательств или текущей рабочей ситуации, у Goodwin есть производственная программа для вашего напряженного образа жизни. Вам не нужно откладывать свою жизнь на потом, чтобы осуществить свою мечту.

Хотите узнать больше о Карьера оператора ЧПУ или о программах Гудвин по обучению ЧПУ, ориентированным на карьеру? Позвоните в Goodwin College сегодня по телефону 1-800-889-3282, чтобы узнать больше.

Goodwin University — некоммерческое высшее учебное заведение, аккредитованное Комиссией высшего образования Новой Англии (NECHE), ранее известной как Ассоциация школ и колледжей Новой Англии (NEASC).

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *