17 просмотров

Особенности станков с ЧПУ

• Общая информация
  

• Принципы работы станков ЧПУ
  

• Классификация
  

1. Фрезерные станки

2. Токарные станки

3. Лазерный станок

4. Плазменный станок
   

• Заключение

Общая информация

Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) представляет собой полностью роботизированную машину, способную самостоятельно выполнять разнообразные операции, включая обработку металла, дерева, пластика, стекловолокна, полипропилена и других материалов. Управление работой такого устройства осуществляется специальной компьютерной программой, что и объясняет его название.

Главным преимуществом станков с ЧПУ является возможность операторов максимально эффективно использовать сырье и материалы, при этом минимизируя отходы. Возможно, опытный инженер смог бы произвести аналогичные расчеты по аналогии, какие делает станок с ЧПУ, однако при тщательном анализе каждого расчета вероятнее всего окажется, что расчеты станка с ЧПУ будут более эффективными. Таким образом, использование станков с ЧПУ позволяет компаниям увеличить свою прибыль за счет оптимального использования сырьевых материалов, а также нарастить темпы своего производства.

Человеку, управляющему устройством, требуется лишь настроить и задать буквенно-числовой код, а затем можно наблюдать, как станок самостоятельно создает сложные детали.

Главными преимуществами станков ЧПУ являются:

1. Работают без перерывов круглосуточно. 

2. Обеспечение высокой скорости и точность обработки материала. 

3. Минимизируют участие человека в процессе производства. 

4. Отличаются высоким уровнем безопасности для человека. 

5. Позволяют создавать изделия с любой геометрией. 

6. Ускоряют сроки изготовления изделий в десятки раз

7. Могут точно воспроизводить элемент неограниченное количество раз. 

На сегодняшний день станки с ЧПУ применяются во многих сферах промышленного производства, включая аэрокосмическую отрасль, самолетостроение, электросвязь и телекоммуникации, производство медицинского оборудования и инструментов, автомобилестроение, деревообработку, металлургию, ювелирное дело и другие области.

Самыми популярными брендами в сфере производства станков являются такие гиганты, как: DMG Mori, Spinner, CHINA CNC, STAMA, MoriSeiki, Okuma, Shenyang Machine Tool Group Co., Yamazaki Mazak, Makino, Dalian Machine Tool Group Corporation, Suzhou Kingred Electrical and Mechanical Technology Co., Toyoda, MAG, Hardinge, FIDIA, Danobat, Haas.

Принципы работы станков ЧПУ

Принцип функционирования систем ЧПУ заключается в генерации микроконтроллером управляющих сигналов (электрических импульсов строго определенной длительности) для исполнительных механизмов станка, а также в контроле их перемещения (обратная связь) для осуществления движения режущего инструмента в соответствии с заданной программой обработки. Исполнительными механизмами фрезерных станков являются приводные электродвигатели инструментального портала, а также электромотор шпинделя и ряд дополнительных систем. При использовании шаговых двигателей обратная связь изначально встроена в их конструкцию - двигатель определенным образом "знает", на сколько шагов повернется ротор при определенной длине управляющего сигнала. Для более мощных станков применяются серводвигатели, перемещение которых контролируется специальными датчиками положения.

В упрощенной форме, для реализации принципа числового программного обеспечения система ЧПУ должна определить, куда переместить режущий инструмент, и отслеживать его положение в каждый момент времени. За первое отвечает программа обработки, а за второе - датчики положения инструмента.

Таким образом, электронная система ЧПУ должна включать следующие компоненты:

• микропроцессор, который преобразует программные коды в управляющие сигналы (а также контролирует все основные и промежуточные процессы станка);

• оперативную память, где хранится текущая информация в процессе обработки;

• постоянную память, где хранятся файлы управляющих программ, настройки оборудования и другая вспомогательная информация;

• устройство загрузки программы (например, через USB-интерфейс);

• устройство управления (собственное и/или внешнее - плата подключения к ПК).

Классификация

 Фрезерные станки

Используются для обработки металлических деталей из чёрных или цветных металлов, сплавов и стали, а также для создания 3D-моделей из пластика и дерева. Рабочий инструмент вращается, постепенно удаляя материал по контуру заготовки. Заготовка может оставаться неподвижной, при этом перемещается инструмент, либо она сама перемещается относительно инструмента.
На производствах представлены несколько разновидностей – вертикальные, горизонтальные, 3D, 4-ех и 5-осевые

Токарные станки

Представляют собой устройства, в которых заготовка вращается, в отличие от токарных станков, где вращается головка бура. Заготовка предварительно фиксируется в шпинделе. Режущий инструмент перемещается по двум координатам: параллельной и поперечной, что позволяет формировать заданные контуры путём снятия стружки с детали.

Лазерный станок

Лазерные станки используют рабочий инструмент в виде сфокусированного лазерного луча, который способен проникнуть в материал, вызывая его расплавление, испарение или возгорание. Это приводит к исчезновению части материала, формируя заданный рельеф. Процесс внешне напоминает механическое разрезание материала, но без образования стружки, поскольку отходы просто испаряются.

Глубина воздействия лазерного луча зависит от его мощности. Более мощные лучи способны создавать более глубокие разрезы. Благодаря этому, данная технология позволяет осуществлять как сквозные резы, так и небольшие углубления, формирующие конфигурацию детали или создающие гравировку на её поверхности.

Плазменный станок

Работают по технологии плазменной резки для обработки стали, чугуна и цветных металлов. Рабочим инструментом выступает струя плазмы, получаемая путем пропускания газа через электрическую дугу в плазмотроне. Температура такой струи составляет 5000-30000°C, а скорость - 500-1500 м/с, что позволяет прорезать материалы толщиной до 150 см.

Этот метод обеспечивает высокое качество реза и возможность раскроя листового металла по прямым и изогнутым линиям. Скорость резки может достигать 6 м/мин и зависит от толщины листа. Благодаря локальному термическому воздействию, возможно обрабатывать тонкий металл толщиной до 5 см.

Плазморез устанавливается в портальную систему, которая перемещается с помощью реечного привода. Обрабатываемая деталь крепится на координатном столе шириной от 1,5 до 8 метров.

Плазменные станки с ЧПУ представлены в двух основных вариантах: переносные и стационарные. Переносные модели обладают компактными размерами (ширина рабочей зоны - 1,5-3 м), что позволяет обрабатывать металлические листы ограниченных размеров. Они могут быть перемещены без необходимости демонтажа. Стационарные модели представляют собой крупные автоматизированные комплексы с шириной координатного стола до 8 метров. Их установка требует определенного места, и при необходимости перемещения станок необходимо демонтировать и использовать подъемные устройства.

Заключение

Получить расчет