Станок с ЧПУ что это такое

Последние версии станков немыслимы без систем ЧПУ. Что это такое? В аббревиатуре заключено несколько смыслов: Ч — числовое, П — программное, У — управление. Из расшифровки видно, что считывание состояния отдельных узлов станка происходит в кодовом виде. Единички и нолики неустанно обрабатываются центральным процессором.

Используется два вида контроллера в основе ЧПУ. Что это такое? Все работает аналогично настольному компьютеру. Только один контроллер используется для отслеживания положения осей станка. Второй же считывает состояние периферийных устройств, датчиков, систем безопасности.

Современные станки с ЧПУ оснащаются дополнительным компьютером. Он требуется для реализации сложных задач одним нажатием, а также осуществляет визуализацию текущего процесса. На жёстком диске хранятся все данные, которые не потеряются при внезапном отключении электроэнергии.

Самое распространенное оборудование с ЧПУ

Несмотря на то, что все современные станки управляются с компьютера (ноутбука, стойки с экраном и кнопками), они радикально отличаются между собой по назначению, инструменту, типу сырья для работы и еще некоторым факторам.

Наиболее часто используется пять разновидностей станочного оборудования, и, если распределить их по степени популярности, список будет выглядеть следующим образом:

Фрезерные станки

Многочисленная группа оборудования, предназначенная для выполнения различных операций с большим ассортиментом материалов. Это могут быть металлы, дерево, пластики, воск, пенопласт, гипс, кожа, камень, стекло и т. д. Рабочий инструмент (фреза) выполнен из металла и оснащен остро заточенными гранями, кромками или зубцами.

На фрезере можно сверлить, фрезеровать, гравировать, зенкеровать, пазовать, торцевать, шлифовать поверхности, растачивать отверстия, нарезать зубцы и выполнять еще множество операций инструментами, подходящими для этих целей.

Станки такого плана широко используют в металлообработке, работе с камнем, ювелирном деле, рекламном бизнесе, но особенно популярны они во всех сферах, связанных с обработкой древесины. Мебельное производство, изготовление лестниц, беседок, входных и межкомнатных дверей, выпуск изделий бытового и декоративно-прикладного характера, создание интерьерных украшений (большие и малые статуи, настенные панно с 3D-барельефами и тому подобное), производство подарков, сувениров и прочих изделий.

Лазерно-гравировальное оборудование

Лазерные аппараты являются главными конкурентами фрезерных станков и активно борются с ними за первое место в списке лидеров. Небольшое отставание объясняется лишь ощутимой пока еще разницей в стоимости между двумя типами устройств.

Достоинств у станков лазерной группы намного больше, чем у фрезеров. Сюда входит более высокая скорость, прецизионная, то есть, абсолютная точность обработки, единый режущий инструмент для всех типов операций, бесшумность и безотходность, отсутствие физического контакта с поверхностью, более широкий спектр материалов.

Главным и единственным инструментом лазерных станков выступает поток частиц высокой температуры. Линза, помещенная в инструментальную головку над рабочей поверхность, фокусирует поток в тончайший лазерный луч с малым диаметром и очень большой концентрацией мощности в зоне обработки. На поверхности материала лазер выглядит как крохотная точка, однако малые габариты совсем не мешают лучу мгновенно прожигать насквозь древесину, металлы и стекло. Помимо этих поверхностей лазерные станки подходят для обработки бумаги, картона, тканей и нетканых материалов, меха, пленки, пластмасс, ферронита и паронита, резины и т. д. Луч может не только резать, но и сверлить, гравировать, маркировать материалы, а, если говорить об оптоволоконных устройствах, то даже сваривать металлические поверхности.

Сфера применения лазерного оборудования с ЧПУ не менее широка, чем у фрезерных аппаратов и включает в себя те же самые области, дополненные легкой промышленностью, упаковочным и сувенирным производством, изготовлением печатей, уплотнительных прокладок, электронных плат, виниловых наклеек и т. д.

Режущие плоттеры с ЧПУ

Станки-плоттеры с компьютерным управлением стали настоящим спасением для типографских мастерских, швейных ателье и прочих предприятий, работа которых связана с раскроем тонких и деликатных материалов. Это могут быть виниловые пленки, кожа, бумага, картон, ткани и прочие им подобные поверхности.

Особенностью плоттеров, которые называют также каттерами, является режущий инструмент, который и дал оборудованию второе название. Он представляет собой острейший нож, закрепленный над рабочей зоной, который, в зависимости от типа, может перемещаться только в горизонтальной плоскости, совершать возвратно-поступательные движения или вращаться во всех направлениях.

Плоттерное оборудование предназначено для работы с листовыми и рулонными материалами и используется для обычного и сложноконтурного раскроя, вырезания аппликаций, узоров, надписей и виниловых наклеек.

Представляем профессиональный фрезерный станок для обработки камня 1325 Stone. Запуск станка, процесс работы и пример готового изделия на видео.

В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

Сходство и различие станков, оснащенных средствами автоматизации, и универсальных с механическим ручным управлением

По конструкции и внешнему виду автоматизированное и управляемое механическим способом оборудование мало отличаются. Это многофункциональные машины, способные выполнять обширный спектр задач. Новые универсальные агрегаты для улучшения точностных характеристик могут комплектоваться системами цифровой индикации с монитором, которые позволяют обеспечить наглядность и исключить операции разметки. Однако в случае необходимости обеспечения максимальной точности и повторяемости деталей, уменьшения величины припуска автоматический режим работы машин с ЧПУ делает их использование более приоритетным.

Среди преимуществ ЧПУ устройств следует отметить:

  • уменьшение влияния оператора на технологический процесс;
  • автоматическая регулировка направления, пути движения и скорости;
  • отсутствие необходимости в разметочных операциях;
  • простоту обработки и перенастройки на другой тип деталей;
  • быстродействие;
  • высокое качество изделий и стабильность их размеров;
  • эффективность использования для выполнения множества разноплановых операций;
  • возможность планирования производства благодаря регламентированности времени одной операции и прогнозированности сроков выполнения всей работы.

Несмотря на все плюсы программно управляемых аппаратов, умалять достоинства универсальных станков не стоит. Их широкие технологичные возможности находят свое применение при массовом производстве однотипных изделий, если требования к припуску и времени обработки не критичны. Универсальные машины легко справляются с основными видами материалов. Ими часто оснащаются небольшие цеха и частные мастерские, специализирующиеся на ремонтно-механических работах.

Краткая история ЧПУ станков

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

Клише — это инструмент, который применяется для изготовления визиток, открыток, обложек ежедневников и другой пост-печатной полиграфической продукции, выпускаемой типографиями. Так же клише используют в тюнинге салонов автомобилей для тиснения на коже сидений и приборных панелях.

Читайте также  Терморегуляторы для котлов

Клише изготовлено на станке cnc-2535al, материал клише — магний

Полупрофессиональные станки и станки с чпу хобби класса позволяют обрабатывать большое количество разнообразных материалов. Смотри статью Обработка материалов на фрезерном станке с чпу.

С помощью таких станков можно осуществлять обработку по контуру, гравировать, 3d фрезеровать.

Обработка по контуру . Пользователь Алексей М. (г. Улан — Удэ) Станок Моделист4060

Гравировка . Пользователь Сергей К. (г. Гагарин) Станок Моделист4060

3d резка на ЧПУ . Пользователь Анатолий (г. Пятигорск). Станок cnc-3040al

Возможности чпу станков хобби класса могут быть значительно расширены.

Принцип конструктора, используемый во многих станках, позволяет превращать фрезерный станок в 3d принтер за счет крепления экструдера (печатающей головки)

Ниже представлена фотография печати крепления для лазерной головки фрезерным чпу станком Моделист3040

Еще больше работ на станках с чпу серии Моделист в статье Обработка материалов на фрезерном станке с чпу

Преимущества станков с ЧПУ

Применение на производстве станков и обрабатывающих центров на основе ЧПУ позволяет вовремя выполнить такие работы, которые бы без их использования были неосуществимыми. Например, при производстве таким способом мебельных фасадов из МДФ, можно выполнить сложные рельефные декоры, которые вручную сделать просто невозможно. Так, благодаря специальным графическим программам для проектирования можно воплотить самые смелые дизайнерские решения.

Кроме того, массовое производство фасадов МДФ с помощью широкоформатных станков с ЧПУ возможно без необходимости предварительно раскраивать плиты и позволяет делать полный цикл их обработки, это значительно экономит время и рабочую силу.

Цена оборудования на основе ЧПУ такова, что нужно перед его покупкой хорошо подумать, будет ли это экономически выгодно конкретно для ваших производственных мощностей. Если у вас есть стабильный поток клиентов, и они готовы платить за оригинальные дизайнерские решения, то можете смело вкладывать средства в такое оборудование.

Особенность станков на основе ЧПУ – это их надежность и возможность бесперебойной работы в течение многих лет. Но при работе с ними нужно соблюдать все правила безопасности, а также подбирать только квалифицированных операторов и наладчиков. Некачественная работа персонала может вывести прибор из строя раньше положенного срока.

Основные виды фрезерных станков

Различные виды оборудования для фрезеровки характеризуются следующими особенностями конструкции:

Горизонтально-фрезерные

Оснащены горизонтальным шпинделем и рабочим столом в виде консоли. Стол совершает продольные, поперечные и вертикальные перемещения относительно шпиндельного вала и обрабатывающего инструмента (фрезы), закрепленного в нем.

Вертикально-фрезерные (консольные)

Принципиально отличаются от горизонтальных положением оси инструмента: здесь она расположена вертикально. Наличие в конструкции агрегата рабочей консоли ограничивает возможность применения горизонтально-фрезерного и вертикально-фрезерного оборудования: их назначение — изготовление деталей небольшого веса, размер заготовки также сравнительно невелик.

Универсальные и широкоуниверсальные станки

Снабжены: в первом случае поворотным столом, во втором — поворотной шпиндельной головкой. Такой тип оборудования значительно расширяет перечень проводимых фрезерных операций.

Бесконсольные фрезерные

Имеют шпиндель, совершающий вертикальные перемещения, а передвижения фрезерного стола напоминают крест (перемещаются продольно-поперечно). Такая траектория движения рабочего стола определила второе основное название оборудования этого типа — фрезерные станки с крестовым столом. Особенность таких агрегатов — это не консольное, а жесткое основание для установки заготовки; распространенное назначение — фрезерование крупногабаритных деталей значительной массы.

Продольно-фрезерные

Снабжены столом, совершающим продольные перемещения относительно оси станка. Шпиндельная бабка, в свою очередь, двигается в поперечном и вертикальном направлении, поворачивается на заданный угол (опция). Для обработки крупногабаритных заготовок из металла используют продольно-фрезерные станки портального типа с установленной на две опоры траверсой, вдоль которой перемещается шпиндельная головка. Для станков с меньшими габаритами характерно консольное устройство шпиндельной бабки.

Копировально-фрезерные (объемно-фрезерные)

Производят фрезеровку заготовки, считывая заданную конфигурацию с образца с помощью специального копировального инструмента.

Шпоночные фрезерные

Характеризуются планетарным движением шпинделя, стол агрегата совершает возвратно-поступательные перемещения.

Карусельные фрезерные (непрерывного действия)

Имеют один или несколько вертикальных шпинделей, последовательно обрабатывающих подающиеся к ним заготовки. В конструкции применен принцип многопозиционной обработки.

Особую нишу в промышленном производстве занимают фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ

При выборе и покупке фрезерного станка с ЧПУ необходимо знать определяющие технические параметры оборудования. Агрегаты, оснащенные системой числового программного управления, имеют следующие особенности компоновки:

  • Положение шпинделя. Вращение многолезвийного обрабатывающего инструмента (фрезы) производится при горизонтальном или вертикальном положении оси, либо шпиндель поворачивается и устанавливается наклонно под заданным углом к заготовке.
  • Количество шпиндельных головок. Конструктивно фрезерное оборудование может включать один, два и более шпиндельных валов, расположенных в различных плоскостях. Нередко станки с ЧПУ (например, продольно-фрезерные, универсальные или горизонтально-фрезерные) и обрабатывающие центры оснащаются дополнительной съемной шпиндельной головкой, расширяющей диапазон производимых работ и повышающих сложность получаемых поверхностей изделий из металла и других материалов.
  • Конструкция рабочего стола. В зависимости от компоновки, стол перемещается в продольном (продольно-фрезерные), продольно-поперечном (горизонтально-фрезерные и вертикальные фрезерные агрегаты), поднимается или опускается (консольные фрезерные), поворачивается вокруг своей оси (карусельные, барабанного типа). Опционно устройством для поворота заготовки могут оснащаться агрегаты со столом, совершающим продольно-поперечные перемещения (например, горизонтально-фрезерные, в том числе консольные, или универсальные). При этом поворотное устройство монтируется на рабочий стол станка или встраивается в его плоскость, позволяя обрабатывать как поверхности вращения, так и длинномерные заготовки без дополнительных затрат времени на установку/снятие оснастки.
  • Количество осей или степеней свободы. Варьируется от 2-х до 5-и. Такая особенность практически всех видов фрезерных станков по металлу определяет сложность конфигурации обрабатываемой поверхности, количество переустановок детали при проведении полного цикла фрезерных работ.
  • Точность обработки характеризуется не только жесткостью узлов агрегата и конструкции в целом, но и возможностью точного позиционирования детали, применением различных измерительных приборов для контроля конфигурации режущих кромок, перемещения инструмента, а также определения положения и размеров детали.
  • Наличие магазина инструмента и количество возможных позиций в нем. Число устанавливаемых и используемых при обработке резанием фрез доходит до нескольких десятков. Вариативность производимых операций повышает применение в конструкции таких видов фрезерных станков приводных державок для инструмента.
  • Мощность оборудования определяет тип обрабатываемого материала, его прочностные характеристики. На мощных агрегатах всех основных типов фрезерных станков при использовании твердосплавного режущего инструмента возможна обработка резанием закаленных металлов (до HRC 60…75), высокопрочных и жаропрочных сталей, титановых сплавов, твердых композитных материалов, а также применение форсированных режимов — высокой скорости резания при значительной глубине обработки.
  • Частота вращения шпинделя. Определяет диапазон материалов, поддающихся обработке, а также качество (чистоту) получаемой поверхности. Выбор станка для фрезерования зависит от того, какой материал планируется на нем обрабатывать. Например, универсальные станки с высокоскоростными режимами резания реализуют точную обработку вязких материалов, например, дюралюминия, латуни, цинкосодержащих сплавов и т.д.
  • Размеры необходимой рабочей зоны основных типов фрезерных станков определяют габариты обрабатываемых заготовок.

Если перед вашим промышленным предприятием встал вопрос, какие типы фрезерных станков приобрести для производства той или иной продукции, свяжитесь с инженерно-техническими специалистами компании «СМК» по телефонам 8 (4822) 620-620

Читайте также  Трубы для полива

Система CNC или числовое программное управление

По сравнению с обычным числовым управлением CNC (Computerized Numerical Control или ЧПУ являются гораздо более гибким устройством и поддерживают внесение изменений в программу.

Здесь не нужно создавать громоздкие проволочные связи, достаточно лишь изменить данные в накопителе, а это значит, что программирование связей заменяется на программное обеспечение. Благодаря интеграции микрокомпьютера перепрограммируемого управления выполнение всех функций NC обеспечивается микропроцессорами.

Описание NC — функций — это пользовательские программы, которые заложены в жестком диске. Чем больше функций должен выполнять станок, тем больший объем памяти жесткого диска необходим для его работы. Из-за высокого производственного объема современные ЧПУ системы оснащаются многоядерными процессорами.

Благодаря программно-технической реализации функций чу сокращается число потенциально подверженных повреждениям элементов в блоке управления. Дефицит тестирования и оптимизации числового программного обеспечения, которое в среднем изменяется 3-4 раза, благодаря CNC-системам становится не таким критичным, как раньше. Для предприятий без организации обработки данных во время подготовительных работ станки ЧПУ позволяют наладить экономичное автоматизированное производство.

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.