Обработка с ЧПУ - это производственный процесс, а станок с ЧПУ - механическое устройство, выполняющее этот процесс. Они сотрудничают и совместно способствуют развитию современного производства.
Вы наверняка увидите станки с ЧПУ, работающие на различных производственных предприятиях. Интеграция обрабатывающих станков с ЧПУ ускоряет производство и снижает общие затраты.
Компьютерные программы и программное обеспечение позволяют автоматизировать рабочие места от полу- до полного рабочего дня. Компьютерные программы ограничивают человеческий фактор, повышая производительность и эффективность. Это идеальное условие заставляет многие отрасли промышленности отказаться от ручного труда и перейти на обработку с ЧПУ.
Ниже мы расскажем о том, как работает станок с ЧПУ, что такое ЧПУ, а также о различных типах станков.
Что такое ЧПУ?
Компьютерное числовое управление, или ЧПУ, - это технология, связанная с компьютерными программами и программным обеспечением. ЧПУ является основой современной автоматизированной обработки с помощью запрограммированного компьютерного языка.
Встраивание этих программ в машины делает производство точным, высокоскоростным и эффективным. Они основаны на стандартизированных языках G-кодов и M-кодов. G-коды управляют движением, скоростью и направлением машины. М-коды автоматизируют различные задачи станка, такие как запуск и остановка определенных программ или действий.
В то время как современные ЧПУ кажутся совсем недавней технологией из-за сложного программирования, системы ЧПУ берут свое начало в 1940-х годах. Они развились из первых станков с числовым программным управлением 1949 года. Впервые оно было использовано в экспериментальном фрезерном станке, разработанном Джоном Т. Парсонсом, пионером вычислительной техники.
Парсон использовал вычислительный пуансон IBM 602A для решения координат воздушного потока при разработке лопастей вертолета. Последовательные инновации привели к тому, что сегодня мы знаем, что такое обработка с ЧПУ. Автоматизированный метод используется во всех областях и различных сферах. А возможности проектирования и производства кажутся безграничными.
Что такое обработка с ЧПУ?
Обработка с ЧПУ - это производство с компьютерным управлением. Это вершина технологического прогресса и поиска автоматизированного производства.
Благодаря интеграции команд ЧПУ или компьютера станок приобретает числовое управление. Программное обеспечение автоматизированного проектирования (CAD) создает 2D- и 3D-модели на компьютере. Программное обеспечение Computer-aided Manufacturing (CAM) управляет станком для изготовления этих моделей.
Обработка на станках с ЧПУ сочетает в себе элементы дизайна, математики, технического черчения и компьютерных программ. К распространенным станкам с ЧПУ относятся токарные, сверлильные, 3D-принтеры и фрезерные станки.
Вот что делает возможной обработку с ЧПУ:
- Программирование. G-коды и M-коды определяют инструкции и действия по обработке. Компьютерный язык настраивает все действия станка для точного проектирования и резки.
- Компьютер. Компьютерный блок становится мозгом машины. Он считывает и интерпретирует коды. Высокотехнологичные компьютеры позволяют полностью автоматизировать работу машины.
- Управление машиной. После интерпретации кодов встроенный компьютер посылает сигналы механическим компонентам. Двигателям и исполнительным механизмам даются команды на запуск и остановку.
- Точное движение. Скорость, темп и перемещение деталей точно контролируются. Станок с точностью автоматизирует, где и как резать, чтобы получить желаемую заготовку.
Различные типы станков с ЧПУ
Практичность и эффективность станков с ЧПУ также привели к разработке более специфических типов станков. Сегодня различные типы станков с ЧПУ отвечают различным отраслевым потребностям и сферам применения.
Теперь, когда вы знаете, что такое система ЧПУ, давайте рассмотрим различные типы станков с ЧПУ и их функции.
1. Маршрутизатор с ЧПУ
В функции фрезерного станка с ЧПУ входит сверление, фрезерование и резка. Они обычно используются для обработки более мягких материалов, таких как дерево, алюминий и композитные материалы. Хотя фрезерные станки с ЧПУ похожи на фрезерные, они производят менее точную отделку.
Эти станки идеально подходят для резьбы и гравировки на плоских заготовках. Их можно использовать при изготовлении вывесок, музыкальных инструментов и украшений. В качестве основного режущего инструмента в фрезерных станках используются различные фрезы. Шпиндель вращает эти резцы на высокой скорости, создавая определенные рисунки и вырезы.
Однако при их использовании вам придется столкнуться с некоторым уровнем шума. Тем не менее, они идеально подходят для обработки дерева и металла.
2. Токарный станок с ЧПУ
Это идеальный вариант для изготовления деталей, которым необходимы такие характеристики, как отверстия, резьба и сверление. Токарные станки оснащены вращающейся планкой и неподвижным режущим инструментом. Заготовка вращается с помощью шпинделя вдоль неподвижного резца, чтобы получить определенный срез.
На токарных станках часто изготавливают винты, болты и валы. Они используют различные режущие инструменты для нарезания резьбы, чистовой обработки и обработки канавок. Токарные станки с ЧПУ также отлично подходят для деревообработки.
3. Фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок похож на токарный. Но вместо вращающегося стержня и неподвижной фрезы у него есть неподвижный стержень и подвижные фрезы. А вместо одной фрезы - многоточечные фрезы.
Фрезерная обработка с ЧПУ лучше всего подходит для создания элементов на плоских и неровных материалах. Как и токарные станки, она также идеально подходит для нарезания резьбы, сверления и создания пазов и канавок. Но поскольку в станке много подвижных резцов, он также может превратить один блок материала в трехмерную форму.
4. Токарный станок с ЧПУ
Токарные центры с ЧПУ - это усовершенствованная версия традиционных токарных станков с ЧПУ. Поэтому они имеют схожие конструктивные и эксплуатационные особенности.
Но поскольку токарные центры - это модернизация, они обладают более широкими возможностями. К ним относятся автоматическая смена инструмента и более эффективное удаление стружки. В отличие от токарных станков с плоской станиной, токарные центры имеют наклонную станину для лучшего отвода стружки. Кроме того, они оснащены полным корпусом станка, обеспечивающим повышенную защиту.
Токарные станки с ЧПУ также могут похвастаться более высоким числом оборотов, наличием инструмента под напряжением и автоматической подачей материалов. По сравнению с токарными станками, они могут иметь от 3 до 5 осей для более быстрого резания. Все эти условия делают эти станки более совершенными, чем токарные станки с ЧПУ. Единственным недостатком является то, что они также стоят дороже.
5. Станки для лазерной резки с ЧПУ
Лазерные резаки с ЧПУ работают так же, как и плазменные резаки. Разница лишь в том, что в плазморезах используется высокоскоростной поток газа, а в лазерных резаках - интенсивные лучи света. Такой лазерный луч быстро плавит и испаряет части материала, который нужно разрезать.
Этот станок использует воздух или струи для затвердевания непосредственно на поверхности нагретого участка. Это позволяет охладить материал, чтобы избежать дальнейшего плавления и получить точные разрезы. Лазерные станки с ЧПУ являются отличным дополнением к станкам для обработки листового металла.
6. Листогибочный пресс с ЧПУ
Традиционные виды листогибочных прессов включают в себя гидравлические и ручные. Однако листогибочные станки с ЧПУ более эффективны благодаря интеграции компьютера. Эти машины предназначены для сгибания металлических листов в различные профили и формы.
Листогибочные прессы с ЧПУ - это основное листогибочное оборудование, использующее тоннаж для гибки металла. Они могут быть как нисходящей, так и восходящей формовки. Листогибочные прессы состоят из неподвижной станины и подвижной верхней балки для прессования. На эти две части устанавливаются сменные матрицы в зависимости от назначения. И наоборот, в станках с восходящей формовкой верхняя часть неподвижна, а нижняя - подвижна.
7. Ножницы с ЧПУ
Как и листогибочные прессы с ЧПУ, этот станок предназначен для обработки листовых металлов. Гильотинные ножницы также называют гильотиной, и их основное назначение - резка. Они состоят из держателя ножа и нижнего ножа, который режет листовые металлы.
Принцип работы похож на то, как режут ножницы. Сначала с помощью зажимов и магнитного присоса материалы загружаются на верстак. Держатель ножа и нижний нож сближаются, чтобы разрезать материалы. Благодаря интеграции ЧПУ станок режет с высокой точностью и эффективностью.
Обработка с ЧПУ в сравнении с традиционной обработкой
Обработка с ЧПУ стала новым трендом, но традиционное производство остается актуальным. Ниже мы сравним эти два вида обработки и посмотрим, насколько они подходят друг другу.
- Процесс. ЧПУ требует меньше контроля, так как компьютеризированный станок выполняет почти всю работу. Традиционное производство требует специальных знаний для управления станком и доработки конечного продукта. Процесс ЧПУ намного эффективнее традиционного.
- Универсальность. Станки с ЧПУ могут обрабатывать от простых до сложных профилей и конструкций. Традиционная обработка ограничивается опытом и мастерством оператора.
- Точность. Если некоторые кустарные станки могут быть точными, то станки с ЧПУ не имеют себе равных. Интеллектуальное компьютерное управление оставляет практически нулевую вероятность ошибок и дефектов.
- Стоимость. Первоначальная стоимость станков с ЧПУ выше, чем у традиционных станков. Но его эффективность и скорость обработки компенсируют более высокую стоимость покупки. Хотя традиционная обработка может иметь более низкую начальную стоимость, она все равно требует больших затрат на рабочую силу. Станки с ЧПУ остаются лучшим вложением средств при крупносерийном производстве.
- Пригодность. Станки с ЧПУ идеально подходят для крупносерийного производства, требующего точности и эффективности. Традиционная обработка лучше всего подходит для небольших партий и производства, требующего более ремесленного подхода.
Заключение
Появление ЧПУ охватывает практически все сферы деятельности. Это связано с тем, что обработка с ЧПУ предлагает более практичный подход к промышленному производству.
Станок с ЧПУ - это не просто описание машины, это революция в работе промышленности.
Но при переходе на обработку с ЧПУ вы должны понимать, что вам нужно. Взвесьте, какие типы станков вам нужны и для каких целей вы будете их использовать. Хотя станки с ЧПУ эффективны, они также должны соответствовать характеру и потребностям вашего производства.