Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Основы числового программного управления

Рассмотрим классификацию с тремя подсистемами:

• Контроль – это центр, именно отсюда отдаются команды, реализуется расшифровка языка программирования, здесь происходит контакт оператора и установки. Процессор находится внутри стойки, а снаружи – экран и кнопки. С помощью пользовательского интерфейса возможна наладка. Есть закрытые системы и открытые, первые имеют узкий набор функций, в них нельзя внести коррективы, зачастую только специальные программы могут обеспечить новый тип работы. Вторые легче управляются, тестируются на совместимость с командами и компьютерным программным обеспечением.
• Приводы – здесь сосредоточена механика и электроника, которая приводит в действие все остальные детали. Двигатель дает энергию ходовым винтам, которые запускают процессы вращения заготовки, движение резцов и пр. Если быть точными, то в приборе присутствует сразу несколько электродвигателей, каждый из готовых отвечает за один узел.
• Обратная связь. Это ряд датчиков, которые собирают информацию о положении, скорости движения составляющих частей и передают эти сведения в виде математических формул в управляющий блок для обработки целостного цикла, корректировок.

Принцип работы и краткое описание системы

Это линейная последовательность, которая состоит из следующих промежуточных действий:

• человек задает основные параметры, проектирует изготавливаемую модель в графическом редакторе, отвечает за правильность чертежа и характеристик изделия;
• компьютерная программа обрабатывает графику и текстовые данные, расчеты, систематизирует их, переводит в читаемый станками формат;
• система управления сохраняет математические формулы и числовые значения, вырабатывает последовательность действий и подает команды всем элементам оборудования;
• рабочие инструменты производят механические колебания по заданному алгоритму, гарантируя точность и скорость движений.

В результате получается выполненная цель, над достижением которой работал искусственный разум вместе с человеком. За аппаратурой постоянно смотрит операционист, он может внести коррективы в деятельность машины, приостановить ее, увидеть и исправить неполадки, а также переоснастить ее под новые задачи. В основном программой задаются следующие параметры:

• мощность двигателя;
• скорость произведения функции;
• моменты ускорения и замедления для получения нужных качеств заготовки (очень характерно для манипуляций с металлом);
• вращение цилиндрических и круглых элементов;
• направление движения, особенно важно в случаях художественной резки – каждый изгиб определяется точной математической формулой.

Основные типы станков с чпу

Станки с ЧПУ обычно подразделяются по способам обработки материала.

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

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

Что включает понятие?

Расшифровка ЧПУ вам теперь известна. Это оборудование включает в себя несколько частей:

Числовое программное управление постепенно вытесняет ручные способы.

Еще остались предприятия в стране, где расшифровка ЧПУ требуется каждому работнику. Однако прогресс движется и в глубинку. Станки с программным управлением внедряются на производства даже для выполнения простейших операций.

https://www.youtube.com/watch?v=ZHMnBZ_Ds5M

Станки с ЧПУ рентабельны на тех производствах, где происходит массовый выпуск однотипной продукции. Эти системы выбирают заказчики для выполнения высокоточных манипуляций, с которыми человек может справиться с большим трудом.

Введение

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

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

Общепринятые термины, используемые при описании устройств

В станкооборудовании есть слова, обозначающие узкие понятия. Разберемся с ними:

• двухосевой проект – движение может происходить только в двух плоскостях, не затрагивая вертикаль;
• 2,5-осевой – ось Z (вверх – вниз) присутствует, перемещение по ней возможно, но не одновременно с двумя другими;
• 3-осевой – все измерения в одно время;
• 4-осевой – к вышеперечисленным прибавляется возможность поворота.

В статье мы рассказали, что такое станки с ЧПУ, как расшифровывается аббревиатура. Будьте аккуратны при работе с этой техникой. Предлагаем ознакомиться с нашим ассортиментом ленточнопильных изделий. Компания «Рокта» уже 15 лет на российском рынке. За это время мы охватили практически все города страны.

Архитектура чпу

Все системы ЧПУ имеют схожую архитектуру и состоят из нескольких составных частей. В наиболее надежных станках они реализованы в виде отдельных модулей, каждый из которых снабжен собственным процессором. Недорогие системы собраны на базе одного компьютера, и его составные элементы существуют только виртуально.

Для описания основных компонентов ЧПУ использованы термины из технической документации ЧПУ Sinumerik (Siemens).

• NCU
  . Это центральная часть системы, в задачи которой входят расчет траекторий перемещения инструмента и подача управляющих сигналов на приводы в соответствии с командами УП.
• PLC
  . Этот программируемый логический контроллер не принимает прямого участия в управлении приводами, но принимает и анализирует сигналы от них. В задачи модуля входит управление сигнальными устройствами, к нему подключаются внешние и внутренние датчики, концевые выключатели, реле, контакторы.
• PCU

  . Это пульт оператора с сигнальными устройствами, монитором, клавиатурой, интерфейсами передачи и хранения цифровых данных. Главная задача модуля — обеспечить связь оператора или наладчика со станком.

Где применяются такие системы

Станки с числовым ПУ могут применяться в разных сферах промышленности. Они повышают производительность предприятия, благоприятно влияют на качество выпускаемой продукции.

Сегодня такие устройства используются на предприятиях, занимающихся обработкой:

• древесины/древесных плит;
• пластика;
• камней;
• ювелирных изделий и другой сложной металлической продукции.

С помощью таких станков можно сверлить, распиливать и гравировать заготовку. Кроме того, они позволяют проводить фрезерование и лазерную резку. Некоторые агрегаты способны совмещать разные типы обработки заготовок. Такие устройства называются обрабатывающими центрами, в основе которых лежит ЧПУ.

Закрытые

Системы закрытого типа обычно уже имеют ряд написанных программ. Эти программы иногда бывают заданы аппаратно, и для перепрошивки такого агрегата понадобится полностью разбирать корпус, и заменять детали. Программирование системы ЧПУ замкнутого типа ограничивается комбинированием команд на встроенном языке в человеко-машинном интерфейсе.

Некоторые закрытые системы имеют встроенные на аппаратном уровне управляющие воздействия. Такие системы специально разработана для создания одного или нескольких типов деталей. Реже в комплекте к машине поставляется программа для ПК, позволяющая писать управляющий код на встроенном языке для компьютера.

Производители оборудования почти никогда не раскрывают архитектуру закрытых систем. При выходе из строя управляющего механизма придется обращаться в компанию-производитель. Определить поломку можно по характерным признакам. Однако благодаря тому, что все части замкнутой ЧПУ проходят множественные проверки на совместимость агрегатов, описанное оборудование отличается высокой степенью надежности и редко выходит из строя. Неоспоримым преимуществом данного типа управления является высокая надежность.

Недостатками до недавнего времени были некая ограниченность и неудобство управления. Особенностью современных систем замкнутого типа выступает обладание встроенным числовым программным обеспечением и удобным человеко-машинным интерфейсом. Они позволяют непосредственно на станке осуществить разработку программы, а также провести 3D моделирование всего процесса, чтобы исключить ошибки.

Существенными недостатками были и остаются высокая цена приобретения и обслуживания, а также сложность обслуживания в связи с тем, что управляющая часть и структура засекречены.

Классификация станков с чпу по типу привода

Основная функция станка с ЧПУ состоит в том, чтобы обеспечить автоматическое и точное управление движений его элементов, таких как платформа, шпиндель и т. д. Приводы используются для обеспечения управляемого движения компонентов станка с ЧПУ.

Приводная система состоит из приводных двигателей и шарико-винтовых передач. Блок управления посылает интенсивные управляющие сигналы для активации приводных двигателей, которые, в свою очередь, вращают шарико-винтовые передачи, чтобы установить платформу станка в требуемое положение или вызвать вращение шпинделя.

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

электрические, гидравлические и пневматические.

Лучшие компактные станки с чпу

Оптимальные станки для небольшой мастерской и общего знакомства с технологией.

Характеристики:

Миниатюрный станок для работ по дереву, пластику, полимерным и композитным материалам. Легко поместится на верстак в любой мастерской. Идеален для создания сувениров, небольших декоративных и рекламных изделий.

Пример изделия, произведенного на станке SolidCraft:

Также выпускается в модификации 6090, с увеличенной до 60 на 90 см площадью обработки. Фрезера с ЧПУ с такой площадью хватит на более внушительные изделия. 

Характеристики:

• Размер рабочего поля: 300 x 500 мм
• Мощность лазера: 50 Вт
• Скорость гравировки: 800 мм/с
• Скорость резки: 300 мм/с
• Скорость перемещения луча: 800 мм/с
• Тип лазерного излучения: СО2
• Точность гравировки: 0,05
• Тип охлаждения: водяной
• Поддерживаемые материалы: картон, бумага, дерево, фанера, МДФ и ДСП, паронит, резина, акрил и оргстекло, ПЭТ, полистирол, двухслойные пластики, Rowmark, монолитный поликарбонат, мех, ткани, кожа, кожзам
• Специализация: резка, гравировка
• Цена: 226 637 рублей

Лазерный гравер-резак для работы с листовым материалом незаменим, когда требуется с высокой точностью вырезать множество мелких деталей, что может быть применено где угодно — в рекламном производстве, в искусстве, в производстве сувениров и игрушек, создании предметов быта — украшений интерьера, деталей осветительных приборов.

Образец изделий, изготовленных на ЧПУ-станке LaserSolid:

Фрезер Roland SRM-20

Характеристики:

Закрытый настольный станок, обеспечивающий защиту пользователя от шума и опилок, используется как правило ювелирами.

Образец изделия, изготовленного на ЧПУ-станке Roland SRM-20:

Мебельное производство

Где идет речь о производстве деревянных изделий из плит МДФ, подойдет станок с ЧПУ фрезерный. Для потребителя стало важно качество изделия, что можно достичь только при помощи машинной обработки при высоком количестве выпускаемой продукции. Плавность и точность получаемых рисунков поражают, а машинная обработка в то же время делает мебель доступнее.

Простейшие операции ранее создавались посредством релейной логики. Но объемные изображения доступны только владельцам ЧПУ-систем. Скорость обработки может быть выше вдвое благодаря использованию двустороннего точения, когда одновременно выполняется несколько технологических операций. Лидерами в производстве контроллеров, способных справиться с такими задачами, являются производители электроники:

• «Фанук»;
• «Сименс»;
• «Хайнденхайн»:
• «Овен».

Реализовать простейший станок получается на базе обычного настольного компьютера. Но для движения осей все же потребуется управляющая плата. Стоимость таких решений невысока в сравнении с прибылью, приносимой за счет автоматизации производства.

Обязанности наладчика и оператора

Как уже было сказано ранее, наладчик выполняет большее количество функций. В его прямые обязанности входит:

• подбор инструмента и его проверка;
• подбор наладки;
• установка инструмента и патрона;
• переключение переключателя в режим «От станка»;
• проверка системы (сначала на холостом ходу);
• введение программоносителя;
• проверка данных на нем;
• крепление заготовки, перевод станка в состояние «По программе»;
• обработка заготовки (только первой);
• сравнение полученного результата с конечной целью, при необходимости – внесение корректировок;
• повторная обработка детали в том же режиме.

Если при повторной обработке нарушений не обнаружено, наладчик переводит станок в режим «Автомат». Это все обязанности наладчика. Далее со станком взаимодействует оператор. В его непосредственные обязанности входит:

• замена масел;
• чистка рабочей зоны;
• смазывание патронов;
• проверка станка;
• проверка точности параметров оборудования.

Включать станок можно только после полной проверки всех его систем. Особое внимание необходимо уделять надежности крепления приборов/инструмента. Важно также определить, подходит ли заготовка техпроцессу агрегата.

Определение термина и классификация

Сокращение ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление, то есть автоматическое.При его использовании вся последовательность действий станка задается командами, записанными на программном носителе.

По этим командам автоматические, полуавтоматические и копировальные станки выполняют свои прямые функции.Под системой ЧПУ подразумевают совокупность специальных средств, методов и устройств, которые необходимы для реализации числового программного управления.

УЧПУ (то есть, устройство ЧПУ) является частью этой системы. Его предназначение – выдача управляющего воздействия в соответствии с параметрами, занесенными в управляющую программу.

В качестве носителя управляющей программы могут выступать разные материалы. К примеру, им может быть:

• перфокарта;
• перфолента;
• магнитная лента и другие носители, содержащие определенную информацию.

Выделяют два вида информации, которая может быть записана на подобном носителе:

• технологическая. Отвечает за последовательность использования разных элементов конструкции станка, изменение режима резки, изменения, касающиеся вращения шпинделя;
• геометрическая. Отвечает за форму изделия и его размеры, а также за взаимное расположение в пространстве инструмента и соответствующего изделия.

В случае со станками с ЧПУ-ем, в программоноситель заносятся оба вида информации. Это отличает их от устройств с ЦПУ (расшифровка – цикловое программное управление), при которых в программоноситель может заноситься только технологическая информация.

Подобное обстоятельство позволяет высвободить большое количество инструментов, а также положительно сказывается на производительности станка.

Еще одна классификация разделяет станки с ЧПУ на четыре группы:

• позиционные. Задаются только конечные точки, в которых располагаются исполнительные органы;
• контурные. Управляют движениями исполнительных органов по заданной траектории (криволинейной);
• универсальные. Объединяют свойства двух предыдущих видов;
• многоконтурные. Управляют одновременно несколькими узлами станка. В некоторых случаях возможно последовательное управление.

Информация в программоноситель записывается в виде математических формул, цифр. Устройство выполняет работу в соответствии с созданными данными. При помощи программ можно задавать вращение, мощность, ускорение, скорость работы и другие параметры.

Особенности конструкции

Поскольку операции на станках с ЧПУ проводятся без участия рабочего, к их конструкции предъявляются повышенные требования. Так, для повышения жесткости станин, стоек, столов станков, при их изготовлении используются дополнительные ребра жесткости. Для приводов движения/подач используются кинематические цепи минимальной длины.

Широко используются электромагнитные муфты. С их помощью можно производить переключение скоростей в автоматическом режиме. Шпиндельные механизмы должны быть более жесткими. Они усложняются дополнительными конструкциями (с их помощью осуществляет зажим/отжим инструментов).

В таких станках используются электродвигатели в комплексе с гидроусилителями моментов. Передачи беззазорные. Существует несколько типов танкеток. Они различны по размерам.

Роликовые опоры набиваются специальной смазкой и монтируются на платформах. Суппорт и каретка не отличаются от аналогов, применяющихся в стандартных станках.

Современные станки, оснащенные числовым программным управлением, представляют собой сложные электромеханические приборы.

Их обслуживанием должны заниматься квалифицированные специалисты. В большинстве случаев в процессе настройки и управления ЧПУ станка участвуют два человека:

Более сложную работу выполняет наладчик. В его обязанности входит настройка и перенастройка прибора. Оператор следит за производственным процессом непосредственно во время работы агрегата.

Особенности станков с числовым программным управлением

Первая уникальная характеристика – это большое значение компьютерного проектирование. На этом уровне реализуется основная деятельность инженера, затем он может только проверять правильность выполнения команд и передать всю последующую работу наладчикам и операционистам. Оцифровка графической модели в язык программирования, поддерживаемый системой ЧПУ, происходит автоматически. Два основных действия специалистов – это наладка (переналадка) оснащения и присмотр за деятельностью станка.

Открытые

При управлении открытых программных средств используется более интерактивный человеко-машинный интерфейс. Программирование таких систем можно осуществлять непосредственно через компьютер. В них же применяется 3D моделирование. Довольно часто программирование алгоритмов управления стойками можно производить при помощи языков высокоуровневого прикладного программирования, после чего переформатировать код в автоматическом режиме на язык, являющийся понятным контроллеру.

Но такая универсальность бывает чревата плохой совместимостью деталей между собой, или программного кода с операционной системой.

https://www.youtube.com/watch?v=BthNojrlDfY

Поэтому иногда станки с открытым интерфейсом дают сбои или плохо приспособлены для длительной работы высокой сложности. Когда программируется контурное или другое устройство ЧПУ, важную роль играет именно человеческий фактор.

Подсистема управления

Мозгом станков с ЧПУ является микроконтроллер. Этот вид оборудования выступает основой системы контроля. Основные органы управления получают данные благодаря управляющей программе, после чего передает команды на исполнительные механизмы.

Кроме микроконтроллера или процессора в операционную систему управления входят передаточные устройства и человеко-машинный интерфейс. На схемах эти подсистемы представляются в виде стоек числового управления, иногда они объединяются в группу.

Подсистемы управления делятся на две категории:

• первый вид – открытые;
• второй вид – закрытые.

Последовательность работы оборудования

Общий принцип работы станков с числовым программным управлением одинаков. Запомнить все шаги несложно, и научившись лишь раз запуску автоматического цикла, можно с легкостью управиться с остальными машинами. Для понимания команд человека машина должна считать битовые данные. Для перевода в понятный контроллеру вид используются стандартные приложения для станков.

Готовая модель, созданная по определенным правилам, загружается в ПК и переводится в нолики и единички. Далее полученные команды тестируются на станке без движения осей. Если все проходит удачно, начинается отладка с деталью. Корректируемые данные зависят от типа обрабатываемого материала, сложности выполняемых контуров, состояния инструмента.

Преимущества

Достоинств множество, среди них:

• высокая скорость;
• повышенная производительность;
• длительный износ деталей;
• отсутствие риска воздействия человеческого фактора;
• уменьшенные вибрации и шум при производстве;
• возможность выпилки изделий нелинейной конфигурации;
• способность переоснастки и деятельности с различными материалами;
• упрощенная задача сотрудников.

При большом количестве заказов, потребности в постоянной, многочасовой работе оборудования, а также при внедрении дизайнерских решений покупка станка с ЧПУ – экономически выгодна. Но для мелкосерийного производства часто затраты превышают прибыль.

Принцип работы оборудования с программным управлением

Расшифровка ЧПУ включает две части:

• Числовое управление. Все операции основаны на подсчете машинных кодов. Осуществляется слежение за состоянием осей посредством снятия кодовых импульсов.
• Программное управление включает преобразование заданных команд в понятный машине код через приложения. Человеко-машинный интерфейс представлен в наглядной форме.

Для одного типа деталей программа составляется только раз и хранится на внешнем носителе либо во встроенном хранилище, если позволяет память. При возникновении необходимости машинный код переносится в оперативную память, и автоматический цикл запускается вновь. ЧПУ-системы хороши на любом оборудовании с несколькими координатными осями.

Под каждое производство в продаже имеется идеальное решение. Важно учесть все основные требования к оборудованию. Перечислим лишь некоторые из них: нагрузка на инструмент, интенсивность и скорость обработки, количество осей и возможность модернизации станка в будущем.

Принцип работы с многоосевыми системами

Фрезерный станок с ЧПУ должен получить определенную команду для выполнения любого действия. Большинство управляющих программ пишется на так называемых G-кодах. Это стандартные простейшие перемещения, зашитые в память контроллера.

Простым языком, для управления машиной оператор выбирает направление, конечный путь, скорость движения инструмента, а также обороты шпиндельного узла. Для производства большинства деталей этого достаточно. Но кроме команд, требуется вносить параметры износа инструмента, смещение начальной точки обработки, тип резца, погрешности хода винтовой пары.

Последовательность действий управления строго регламентирована производителями станков. Каждый изготовитель закладывает свои особенности в работу машины, с которыми придется ознакомиться перед выполнением даже простейшего реза.

Программа для управления чпу

Самая распространенная для ЧПУ программа — это MACH3. Это ПО для управления станками можно назвать народным. Внешне программа выглядит сложно, подходит она для управления фрезерными станками.

Для управления ЧПУ Пиропринтер мы сами разрабатывали программу, поэтому она не имеет лишних не нужных для выжигания настроек, дабы не пугать пользователя станком.

Вернуться обратно на страницу с описание станка ->

Реальное применение станков с чпу

ЧПУ-станки могут быть полезны любому предприятию, которое производит или нуждается в высокоточно обработанных деталях и компонентах. Сокращение времени разработки, улучшенное управление запасами товаров и более высокое качество выпускаемой продукции, оптимизация операционных расходов, повышение производительности и, как следствие, увеличение прибыли — гарантированные преимущества использования машин с ЧПУ в бизнесе.

Станки с компьютерным числовым программным управлением производят сложные детали для любого применения, быстро и с очень высоким уровнем точности.

Процессы компьютерного проектирования легко преобразуются в физические товарные продукты, что экономит время и деньги в процессе разработки.

На смену традиционным 3-осевым машинами с ЧПУ, которые предназначаются для работы в трехмерном пространстве плоскостей x, y и z, пришли 4 и 5-осные станки. Добавление поворотного движения к двум основным осям позволяет создавать более сложные компоненты с невероятной точностью и достоверностью, наряду с дополнительными преимуществами, заключающимися в сокращении времени наладки станка, повышении эффективности процесса и улучшении конечной обработки поверхности готового изделия.

Внедрение механической обработки с ЧПУ способно улучшить каждый аспект производственного процесса; однако, есть отрасли промышленности, где использование ЧПУ-станков является наиболее целесообразным и выгодным.

Руководство по выбору чпу-станка

Если вы только открываете бизнес и не имеете опыта в этой области, выбор фрезерного станка ЧПУ может поставить вас в тупик — так велико разнообразие на рынке промышленного инструмента.

Только многолетний опыт и специфические знания позволяют специалистам осуществить выбор станков ЧПУ в соответствии с требованиями предъявляемыми к оборудованию. Многие просто теряются в этом обилии, и это неудивительно — выбрать лучший ЧПУ-станок бывает сложно даже профессионалам, если они не следят за новинками рынка инструментов, ассортимент которого постоянно расширяется и усовершенствуется.

По каким же критериям лучше выбрать ЧПУ станок?

Это зависит от того, для чего он будет использоваться. От материалов, профиля работ, необходимой скорости и точности, от требуемого ресурса. Многие значимые характеристики таких станков напрямую зависят от их оснащения — от свойств их комплектующих и расходников, от конструктивных особенностей. Рассмотрим самые основные.

Шпиндель

Шпиндель — одна из главных частей фрезерного станка. Именно от шпинделя зависит то, какие фрезы смогут применяться именно с этим станком, под какими углами их можно будет закрепить и как именно применять. Привод шпинделя обычно вмонтирован — то есть, шпиндель представляет собой мощный компактный электродвигатель с цангой для зажима фрезы.

Многое прямо зависит и от качества шпинделя — хороший шпиндель прослужит долго, постоянно радуя вас качеством работы, плохой же может загубить не только изделие, но и повредить сам станок в случае аварии, а то и травмировать персонал. К выбору шпинделя следует подходить ответственно, всегда чутко прислушиваясь к рекомендациям производителя станка и обращая внимание в первую очередь на продукцию известных и зарекомендовавших себя производителей комплектующих.

Область фрезеровки

Это одна их важнейших характеристик станка ЧПУ — размер области фрезеровки определяет то, какого размера изделия сможет обрабатывать станок. Для каждой узкой области применения существуют свои требования по размерам, более универсальные станки имеют регулируемую область фрезеровки, либо заведомо превышающую требования по большинству часто встречающихся кейсов применения.

Имеет значение и устройство площадки — не должно вызывать затруднений закрепление и чёткое позиционирование детали заготовки, в противном случае возможен серьёзный брак. Осуществляя выбор фрезерного станка ЧПУ для работы надо заранее определиться с размерами обрабатываемых деталей, чтоб не попасть впросак.

Предназначение станка

ЧПУ станки разделяются в первую очередь по материалу, который призваны обрабатывать, а так же по области применения.

Металлообрабатывающее оборудование

Металлообрабатывающие ЧПУ станки отличаются от прочих прежде всего прочностью и мощностью конструкции, которые позволяют им работать как с металлом, так и с большинством других материалов.

Для уменьшения износа и избегания заклинивания фрезы они часто оснащены подачей охлаждающей жидкости на фрезу, обычно — воды или масла, прямо в область рабочего контакта, а многие из них оборудованы мощным отсосом воздуха — конструктивно предусмотренным креплением раструба промышленного пылесоса, для автоматического устранения стружки с обрабатываемой поверхности.

Деревообрабатывающее оборудование

ЧПУ станки для работы с деревом, а также композитами и пластиком, конструктивно мало отличается от станков для работы по металлу, но имеет чуть более простую конструкцию и меньшие требования по мощности и прочностным характеристикам, что естественным образом обусловлено спецификой материала.

Охлаждение фрезы в них встречается воздушное, а чаще и вовсе отсутствует, так как его наличие не критично. Устранение стружки тоже обычно не предусмотрено и осуществляется оператором вручную. Соответственно, и стоимость таких станков обычно несколько ниже, и обслуживание их проще и дешевле, а распространённость — больше.

Оборудование для изготовления корпусной мебели

Станки ЧПУ предназначенные для производства корпусной мебели имеют свои особенности — в частности, размеры области фрезеровки в них превышают таковые у других ЧПУ фрезерных станков, так как детали для обработки могут отличаться большей площадью, по сравнению с другими областями применения ЧПУ.

Соответственно, мебельный ЧПУ станок будет иметь большие размеры по всем измерениям, а также большую сложность и стоимость рамы и направляющих, чем аналогичный станок для работы с менее крупными объектами. В остальном они мало отличаются от станков для обработки дерева, пластика и композитных материалов.

Стеклообрабатывающие станки

Стеклообрабатывающие фрезерные ЧПУ станки станки отличаются от станков для обработки металла в основном тем, что фрезы в них применяются специальные, с твердосплавными, алмазными и корундовыми рабочими поверхностями.

Фрезы бывают как со специальным покрытием, так и цельноспечённые — такие комплектующие создаются путём запекания алмазной крошки при высоких температурах и большом давлении, что даёт необычайно прочный и долговечный инструмент.

Также, в станках обрабатывающих стекло, подача рабочей жидкости в область контакта фрезы с материалом обязательна — это обусловлено не только необходимостью охлаждения фрезы при работе с таким твёрдым материалом как стекло, но и обязательностью немедленного устранения отработанных фрагментов материала — чтобы они не мешали дальнейшей работе и не портили деталь попадая снова в место контакта фрезы с заготовкой, с одной стороны, и чтобы они не попали в воздух, которым дышит оператор станка.

Выбрать станок ЧПУ для работы по стеклу можно исходя из его соответствия этим обязательным критериям.

Камнеобрабатывающее оборудование

Фрезерные ЧПУ станки для работы по камню предназначены для гравировки и выполнения сложных объёмных барельефов на таких твёрдых материалах, как природный камень различной породы — гранит, мрамор, песчаник, а также на искусственных каменных плитах из гранитной крошки с полимером.

Специфика работы по камню предполагает одновременно и большие площади обработки, и высокую твёрдость материала, и повышенный вес заготовок. Также, камень характерен тем, что, при работе с ним существует необходимость одновременно и в постоянной циркуляции воды в рабочей зоне, и в устранении крошки и пыли пылесосом — сама по себе вода не спасает от пыли крупной фракции, характерной для минеральных материалов.

Такие станки могут с лёгкостью справляться и с другими материалами — от дерева и ПВХ, до, зачастую, даже стекла и металла, а потому пригодятся не только изготовителям изделий из камня, но и тем, чьи профессиональные интересы значительно шире.

Это самое совершенное, пожалуй, оборудование для фрезеровки с программным управлением, которое может в этой области производства почти всё, однако — излишне мощное, громоздкое и дорогое для большинства работ не связанных прямо с его предназначением.

Как бы ни был велик соблазн получить поистине универсальный фрезерный ЧПУ станок, если среди ваших задач нет обработки камня — подумайте над приобретением чего-то более специализированного, из перечисленного выше.

Это, пожалуй, самые основные моменты, о которых надо быть в курсе при выборе фрезерного ЧПУ станка. И пусть сначала кажется, что при необходимости купить фрезерный ЧПУ выбор непрост, всё не так страшно. Теперь мы остановимся на особенностях фрезерных станков с ЧПУ.

Виды кинематических моделей станка

При подготовке к работе на фрезерном ЧПУ-станке используются кинематические модели станка, которые представляют из себя программную имитацию данного оборудования и необходимы для корректной подготовки и прогнозируемости действий станка при исполнении программы.

Кинематическая модель станка в обязательном порядке несёт в себе информацию о рабочей области, её размерах и расположении относительно неподвижного основания станка, о расположении и возможных траекториях рабочей головки — держателя фрезы, о других физических параметрах оборудования — расстояния, размеры, — всех, которые имеют непосредственное отношение к производимым станком работам.

Примеры станков и их моделей:

Подготовка управляющей программы

Для работы на фрезерных станках ЧПУ используются CAD/CAM-системы — программные пакеты, предназначенные для перевода данных из чертежей и моделей в понятную станку форму команд.

Это программные продукты DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM‎ и Mach3.

Внесённые данные о размерах и форме детали становятся в них управляющими траекториями, которые, в свою очередь, превращаются в управляющие программы в процессе постпроцессирования.

Постпроцессор

Постпроцессор — специальный программный продукт, который превращает данные о параметрах детали в индивидуальную программу, управляющую движениями инструмента и/или заготовки, для каждого конкретного станка.

Здесь можно подробнее прочитать о разработке кинематических моделей, на примере промышленных систем фирмы Siemens.

Также полезную информацию можно найти в библиотеке технической литературы.

Детальную информацию по работе с каждым конкретным станком можно получить на официальном сайте его производителя. Это наиболее надёжный вариант, который убережёт от многих ошибок.

Управление

В отдельных случаях, когда предстоит работа на серьёзном промышленном станке, задать программу по обработке какой-то более или менее простой детали можно вручную, через пульт управления станком. В таком случае следует строго соблюдать инструкции производителя и последовательно выполнить все необходимые шаги.

Пульт управления одним из фрезерных ЧПУ-станков:

При создании элементов более сложной формы без применения компьютера обойтись нельзя, а многие компактные станки и вовсе управляются только через подключенный ПК.

Многоосевая обработка

Фрезерные ЧПУ делятся на вертикальные и горизонтальные — по расположению рабочей головки, соответственно — верхнему или боковому, а так же подразделяются по количеству осей обработки — на трёхкоординатные, четырёх и пятикоординатные.

Соответственно, чем больше осей координат движения инструмента, тем более эффективно и с большей сложностью может производиться обработка детали.

Используемые фрезы

В зависимости от специфики работы — от материала, необходимых форм обработки и других факторов, в фрезерных ЧПУ- станках используется большое количество всевозможных фрез. Фрезы бывают однозаходные, двухзаходные, сферические, v-образные, конусные сферические, пирамидальные радиусные с одной или двумя режущими гранями, гравировальные, отрезные и т.д.

Сферические и пирамидальные фрезы применяются для глубокого выбирания материала из детали, обработки углов, создания углублений соответствующей формы. Отрезные и гравировальные фрезы разной формы применяются для гравировки, разрезки детали, обработки краёв изделия, и для придания формы — создания барельефного изображения.

Примеры используемых фрез:

Разнообразие фрез варьируется от простейших, похожих на обыкновенное сверло или бур, и до очень сложных, из разных материалов и всевозможной формы, с различным количеством режущих граней. Это обеспечивает широкий диапазон решаемых ими задач.

Для каждого материала и вида работ необходим индивидуальный подбор фрез, которые вам поможет подобрать наш специалист.

Фрезерные станки с программным управлением — прекрасный инструмент, при грамотном использовании способный создавать очень широкий ассортимент изделий, от рекламных конструкций до частей других станков, от кухонных разделочных досок до деталей реактивных авиадвигателей. Область их применения почти безгранична, а ассортимент и степень доступности увеличиваются с каждым днём.

Сейчас уже не только машиностроительный завод может позволить себе подобное оборудование, но и относительно небольшая мастерская, что не может не радовать.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Система чпу multicut

Компания MULTICUT — один из ведущих российских производителей станков и координатных обрабатывающих центров с ЧПУ. В 2021 году мы начали серийное производство оборудования с ЧПУ собственной разработки. Управляющая система MULTICUT прошла многоэтапное тестирование у нас и опробована специалистами сторонних компаний. В настоящее время она успешно эксплуатируется на действующих производствах.

В перечень ее базовых возможностей входят:

• управление пятью координатными осями;
• оптическое определение меток на заготовке для точной контурной обрезки;
• поддержка работы двух- и трехшпиндельных станков с последовательной обработкой различными фрезами или работающих в режиме копира;
• управление осью вращения инструмента при одновременной обработке по X, Y и Z;
• работа на станках с автоматической сменой режущего инструмента.

Система способна управлять периферийным оборудованием и дополнительными функциями станка, такими как:

• освещение рабочей зоны;
• насос вакуумного стола;
• аспирация и переключение воздушных каналов при смене рабочего шпинделя;
• упоры позиционирования заготовки;
• подача СОЖ;
• прочие настраиваемые функции согласно конфигурации оборудования.

По отзывам пользователей, MULTICUT является одной из лучших систем ЧПУ в России и достойно конкурирует с зарубежными аналогами.

Сферы применения

Фактически можно сделать большинство операций, которые подвластны классическим агрегатам с ручным управлением. Можно производить обработку:

• дерева, деревянного массива или брусков, фанеры, ДСП и прочих разновидностей спрессованных стружек;
• металлических конструкций – от мельчайших подшипников до крупногабаритных листов и массивных автомобильных запчастей;
• камней (гранит, мрамор) и других пород, образованных естественным путем;
• пластмасса и прочих синтетических материалов различной жесткости.

Для каждого представленного типа изделий необходимо производить переоснастку. Основные отличия – то, как будет закрепляться заготовка, и то, какими резцами и инструментами будет оснащен механизм. Программа дает множество команд, в числе которых:

• резка, распиловка, срезание верхнего слоя или торцевой стороны;
• фрезерование (вращающийся элемент цилиндрической формы подвергается полностью симметричной обработке);
• изготовление отверстий и полостей;
• гравировка;
• резьба и многое другое.

Так как станок с ЧПУ работает по различным материалам, то и применяют его в разных промышленных зонах – от лесопилки до ювелирного дела и машиностроения.

Характеристика

Особенность работы на таком оборудовании состоит в том, что все действия производятся с точностью и минимальным влиянием человека. Это обусловлено факторами:

• В основном ЧПУ располагают вертикально, потому что так оно занимает меньше места, стружка (металлическая, деревянная, пластмассовая) легче удаляется с рабочей поверхности, меньше риск засорения, а также проще под углом проводить манипуляции над габаритными изделиями, которые сложно погружать на горизонтальную столешницу.
• Несущие конструктивные части создаются из очень крепких веществ, металлических сплавов, которые дополнительно укрепляются ребрами жесткости. Такая необходимость выходит из-за возможности длительной непрерывной эксплуатации с тяжеловесными заготовками.
• Токарный вид станка с ЧПУ обычно оснащается автоматическим сменным магазином с резцами и наконечниками, которые меняются сами по ходу износа или в момент смены нужного инструмента.

Числовое программное управление – о чем речь

В условиях высокой конкуренции производители обязаны поставлять на рынок высококачественные изделия большими объемами. Сделать их вручную, когда человеческий фактор влияет на скорость и производительность труда, на возможность ошибки и неровностей, а в ряде случаев не позволяет осуществить задуманное, сложно.

Классическое оборудование в цехах управляется человеком. Он отвечает за направление движений основных частей машины. Но станки с ЧПУ оснащены компьютеризированной системой, которая сама регулирует все передвижения, а также позволяет производить мельчайшие корректировки.

Один язык программирования обеспечивает точную передачу требований. Так как задача остается в памяти системы, то можно в любой момент выбирать один из командных наборов, чтобы переходить с производства одной детали на другую.

Дадим расшифровку термина: станки с ЧПУ – это «умное» заводское оборудование с числовым программным управлением. Они постепенно вытесняют классические агрегаты на больших производственных цехах, но из-за своей дороговизны и трудностей в обращении (необходимы знания и основы программирования, проектирования в софте типа «Автокад») они не распространены в частном использовании.

Выводы

Станки с ЧПУ быстро окупаются, сокращая операционные расходы и уменьшая влияние на производство человеческого фактора. Они не требуют постоянного присутствия оператора, что позволяет одному сотруднику обслуживать десятки станков, уменьшая количество необходимого персонала и расходы на оплату труда.

Уменьшение доли ручного труда также повышает безопасность производства, снижая вероятность травмирования человека до мизерных величин.

Главные преимущества станков с ЧПУ — скорость и точность работы, непрерывный режим 24/7, стабильность качества результата, недоступная человеку.

Наконец, ЧПУ-станки предлагают поразительную эксплуатационную гибкость. Машина с ЧПУ может выполнять разные программы для производства значительно отличающихся друг от друга продуктов, не требуя при этом значительной переоснастки. Это дает станкам с ЧПУ большое преимущество перед другими методами производства, так как позволяет изменять роль станка на линии за несколько минут.