Как работает станок чпу по металлу

Обновлено: 09.05.2024

Фрезерные станки с ЧПУ получили широкое распространение и на крупных промышленных предприятиях, и в небольших компаниях. Вне зависимости от сложности и стоимости оборудования, общий принцип их действия одинаков — это механическая обработка детали автоматизированным электроинструментом, управляемым программой.

Узнайте из нашей статьи об особенностях конструкций ЧПУ-станков и порядке работы с ними.

Содержание

Особенности устройства и конструкции фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ — это устройства для изготовления различных деталей из твердых материалов (пластик, дерево, металл). Главная особенность таких аппаратов — числовое программное управление (отсюда аббревиатура «ЧПУ»), которое обеспечивает автоматическую обработку любой сложности. Фрезерные станки с ЧПУ дороже устройств, работу на которых фрезеровщик выполняет вручную. Однако преимуществом ЧПУ-станков является высокая точность и скорость работы, а также минимальный уровень ошибок. Инвестиции в ЧПУ-станки быстро окупаются, благодаря высокому качеству получаемых с их помощью изделий.

Устройство фрезерного станка с ЧПУ в значительной степени похоже на механический аналог. Все узлы и механизмы крепятся на станине (1), обрабатываемая деталь фиксируется на рабочем столе (2). В зависимости от особенности конструкции, рабочий стол перемещается по направляющим (3) в продольном и/или поперечном направлении.

Для обработки заготовки используется фреза или другой режущий инструмент, который фиксируется в шпинделе (4). Для перемещения шпинделя в вертикальной плоскости используется колонна (5).

Цена станка с ЧПУ в значительной степени зависит от того, как реализован механизм перемещения шпинделя. Этот узел должен обладать точностью и плавностью хода в условиях длительной эксплуатации. Конструкция в дорогих аппаратах обладает повышенной виброустойчивостью.

Для удобной и безопасной эксплуатации фрезерного станка с ЧПУ в конструкции предусмотрены такие элементы:

дверца (6) — обеспечивает доступ оператора к рабочему столу;
магазин инструментов (8) — опциональный элемент для автоматической смены фрезы в станке;
защитные кожухи (7) — ограждают рабочую зону станка, тем самым препятствуя попаданию на рабочий стол посторонних предметов и предотвращая разбрасывание стружки вокруг станка.

У большинства станков есть пульт управления (9). Обычно он расположен на фронтальной части корпуса. Реализация пульта управления напрямую зависит от стоимости станка и сложности задач, для которых он предназначен. В общем случае, пульт состоит из дисплея (сенсорного или обычного) и кнопочного блока.

Фрезерный станок с ЧПУ может оснащаться различными механизмами, системами вентиляции (для отвода дыма из рабочей камеры), воздушного или водяного охлаждения режущего инструмента и т.д.

Устройства для ввода данных

Станки с ЧПУ отличаются по конструктивным особенностям и, соответственно, цене. Самым очевидным различием является тип устройства ввода данных. В станках используются такие технологии:

Персональный компьютер или сеть предприятия;
Считыватель магнитных лент;
Считыватель перфолент.

Второй и третий тип чаще встречаются на устаревших промышленных станках и постепенно выходят из употребления, особенно третий. Для связи устройства для ввода данных с блоком управления используется порт формата RS-232-C.

Блок управления станком

Блок управления станком — ключевой элемент в конструкции станка с ЧПУ, он отдаёт команду узлам и анализирует результат работы, выполняя такие функции:

Обработка данных, полученных с устройства для ввода;
Формирование кодов для управления узлами станка;
Обработка сигналов обратной связи;
Выполнение дополнительных действий (смена режущего инструмента и т.д.).

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм в станке с ЧПУ — это узлы, которые обеспечивают обработку детали. Рабочий стол отвечает за перемещение детали в горизонтальной плоскости, а шпиндель — за перемещение инструмента в вертикальной. Для обеспечения работы механизма необходимы двигатели и ходовые винты.

Система привода

В конструкции станка с ЧПУ система привода получает команды от управляющего блока, после чего настраивает скорость и траекторию движения элементов исполнительного механизма. Система привода состоит из таких компонентов:

Схема усилителя;
Приводные двигатели;
Шарико-винтовой подшипник.

Система обратной связи

Система обратной связи станка анализирует в режиме реального времени точность перемещения режущего инструмента относительно обрабатываемой детали. Используя данные высокоточных датчиков, станок с ЧПУ может автоматически вносить коррективы в траекторию и скорость перемещения фрезы.

Пульт управления

Пульт управления используется и для ввода задачи, и для наблюдения за выполнением этой задачи. Оператор может через пульт управления оперативно вносить коррективы или остановить процесс при необходимости.

Схема устройства фрезерного станка с ЧПУ

Вышеперечисленные элементы конструкции обеспечивают эффективное взаимодействие оператора и техники. Причем вмешательство оператора в рабочий процесс минимизировано. На приведенной схеме оператор имеет доступ только к устройству ввода данных и к пульту управления. Все остальные процессы техника выполняет автономно.

Как работает ЧПУ-станок?

Работа на станке с ЧПУ состоит из нескольких этапов, в т.ч. обширного подготовительного. Чтобы загрузить проект на станок, необходимо сперва создать на компьютере модель детали в CAD-программе. Таким образом, этапы работы на станке с ЧПУ следующие:

Проектирование трехмерной детали на компьютере;
Использование программного обеспечения для трансформации трехмерной модели в список понятных ЧПУ-станку G-кодов;
Настройка станка:
Проверка правильности настройки оборудования и наличия лишних объектов в рабочей зоне оборудования;
Подключение при необходимости дополнительных устройств;
Проверочное включение на холостом ходу;
Установка необходимых инструментов;
Установка детали;
Загрузка проекта на станок.
Тестовая проверка работы станка с перемещением фрезы на высоте 5 см над поверхностью детали;
Изготовление детали.

Хоть устройство фрезерного станка с ЧПУ в механической части и напоминает старые аппараты, которые управляются вручную, для автоматической работы в их конструкцию добавлен компьютер, датчики и двигатели, что позволяет сделать изготовление деталей более быстрым, качественным — добиться высокой точности и повторяемости. Фрезерный и фрезерно-токарный станок с ЧПУ в современной промышленности — инструмент незаменимый.

Купите фрезерный станок с ЧПУ в Top 3D Shop — получите официальную гарантию и профессиональный сервис.

Устройство и принцип работы станков с ЧПУ, основы

Увеличение объемов производства требует автоматизации процессов, ведь с помощью этого экономится немало времени и ресурсов. Сегодня подробно разберем устройство и принцип работы станков с ЧПУ — одной из главных составляющих автоматизированного производства. О станках с ЧПУ и их работе читайте в этой статье.

Что такое станок с ЧПУ

Станки с ЧПУ — это станки с компьютерным управлением. До ЧПУ станки управлялись вручную механиками. С помощью ЧПУ компьютер управляет сервоприводами, которые приводят машину в действие.Таким образом, постоянного человеческого внимания не требуется, хотя для запуска станков все же необходимы операторы.

ЧПУ — это аббревиатура для термина “числовое программное управление”. В основе этого понятия — управление станком с помощью компьютера. Такие устройства являются своего рода роботами.

ЧПУ обработка — это производственный процесс, в котором изготовление деталей происходит под управлением компьютерных программ. Ранее станки работали на основе гидравлической системы, которая обеспечивала производство одинаковых деталей по шаблону. Сейчас же программы могут контролировать все, от движений обрабатывающего центра до скорости шпинделя, включения/выключения охладителя и прочих функций. Применение в станках ЧПУ значительно облегчает задачу массового производства деталей.

Существуют различные виды устройств с ЧПУ, включая 3D-принтеры, фрезерные и лазерные станки, машины для водоструйной и электроэрозионной обработки, электронные разрядные станки, маршрутизаторы с ЧПУ и т. д. Далее мы детально разберем, как работают станки с ЧПУ.

Программисты ЧПУ пишут программы обработки деталей, используя специальный язык программирования G-Code. Программа обработки детали создается либо посредством написания кода с нуля, либо с помощью специального ПО — CAM, которое преобразовывает чертеж детали, созданный в программах CAD, в G-код.

В течение длительного времени станки с ЧПУ использовались только в промышленности, из-за их высокой стоимости. Сегодня же на рынке представлено множество станков в доступном ценовом диапазоне, что позволяет как профессионалам, так и любителям обзавестись станком с ЧПУ для личных целей.

Основные составляющие станка ЧПУ

Устройства ввода данных: используются для ввода программы обработки детали на станке. Существует три самых часто используемых вида устройств ввода: считыватель перфоленты, считыватель магнитных лент и компьютер, работающих через порт RS-232-C.

Блок управления станком (БУС) — это сердце станка с ЧПУ. Он выполняет все управление станка. Среди функций БУСа следующие:

Чтение кодовых инструкций, вводимых в БУС;
Расшифровка кодовых инструкций;
Интерполяция (линейная, круговая и спиральная) для генерации команд движения оси;
Передача команд движения оси в схемы усилителя, для управления механизмами оси;
Получение сигналов обратной связи о положении и скорости каждой оси привода;
Вспомогательные функции управления, такие как включение / выключение охладителя или шпинделя и смена инструмента.

Исполнительный механизм: станок с ЧПУ зачастую имеет подвижный стол и шпиндель, для контроля положения и скорости. Стол станка управляется в направлении осей X и Y, а шпиндель — в направлении оси Z.

Система привода: состоит из схем усилителя, приводных двигателей и ШВП (шарико-винтового подшипника). Блок управления станком подает сигналы схемам усилителя о положении и скорости движения каждой оси. Затем сигналы управления усиливаются, чтобы привести в действие двигатели привода, которые вращают ШВП, чтобы настроить нужное расположение рабочего стола.

Система обратной связи: состоит из преобразователей, или датчиков. Ее также называют измерительной системой. Датчики непрерывно контролируют положение и скорость режущего инструмента. БУС принимает сигналы от этих преобразователей и использует разницу между исходными сигналами и сигналами обратной связи для генерации новых сигналов, с целью коррекции положения и скорости.

Пульт управления: на дисплее отображаются программы, команды и другие необходимые данные станка с ЧПУ. Может быть перемещен в удобное для оператора положение.

На фото ниже — структурная схема станка:

Как работает ЧПУ станок

Сначала программа обработки детали вводится в блок управления станка;
В БУС происходит весь процесс обработки данных, он подготавливает все команды движения и отправляет их в систему привода;
Привод контролирует движение и скорость блоков станка;
Система обратной связи фиксирует данные о положении и скорости движения осей и отправляет сигнал в БУС;
В блоке управления сигналы обратной связи сравниваются с исходными, если есть ошибки — он исправляет их и отправляет в исполнительный механизм новые сигналы для корректировки процесса;
Пульт управления с дисплеем используется для просмотра оператором команд, программ и других важных данных.

Основы работы на станках с ЧПУ

Процесс создания детали достаточно прост и состоит из следующих этапов:

Дизайн детали

С помощью программного обеспечения CAD создается 2D или 3D модель детали, которую вы хотите сделать. CAD — система автоматизированного проектирования, в которой можно указывать точные размеры детали.

Программирование для ЧПУ

С помощью программного обеспечения CAM модель детали преобразовывается в g-код.

Настройка станка

Этот этап предусматривает несколько шагов:

Предстартовый. Перед запуском станка убедитесь, что масло и охлаждающая жидкость заполнены по максимуму. Обратитесь к инструкции, если вы не знаете, как это сделать.
Убедитесь, что в рабочей зоне нет посторонних предметов.
Если станку требуется подача воздуха, убедитесь, что компрессор включен и давление соответствует требованиям, указанным в инструкции.
Пуск / Домой. Подключите станок к питанию и запустите. Главный выключатель обычно расположен в задней части устройства, кнопка питания — в левом верхнем углу на панели управления.
Загрузите все инструменты в карусель в том порядке, который указан в списке программы ЧПУ. Для станков с одним инструментом — установите в шпиндель фрезу.
Установите деталь в тиски или закрепите на столе, зафиксируйте.
Установите показатель коррекции на длину инструмента. Переместите инструменты к верхней части детали в порядке, указанном в программе ЧПУ, и затем установите показатели коррекции.
Установите коррекцию осей X и Y. После того, как тиски или другие детали будут правильно установлены, настройте коррекцию на установку заготовки (нулевой позиции), чтобы найти начальную точку X и Y детали.
Загрузите программу ЧПУ в систему управления станком с помощью USB-накопителя.

Изготовление детали

После того, как станок настроен, можно начинать процесс производства. Здесь также предусмотрены несколько шагов:

Заключение

Мы рассмотрели принципы работы станков с ЧПУ, основы работы с ЧПУ, какие бывают станки и для каких целей.

Чтобы приобрести станок с ЧПУ — обращайтесь в Top 3D Shop. Наши специалисты помогут вам выбрать необходимое оборудование, максимально подходящее для выполнения ваших задач и соответствующее всем заданным параметрам.

Как пользоваться фрезерным станком по металлу и дереву

Работа на ЧПУ-станке требует несколько иных знаний и умений, чем обращение с традиционным агрегатом без программного управления. Оператору приходится концентрироваться не на контроле непосредственно процесса обработки, а на подготовке программы для станка и модели детали в компьютере. В этой статье будут рассмотрены нюансы работы с ЧПУ-станками для создания металлических и деревянных изделий.

ЧПУ-станок состоит из следующих ключевых компонентов:

устройства ввода данных;
БУС (блока управления станком);
исполнительного механизма;
системы привода;
системы обратной связи;
пульта управления.

Через устройство ввода данных в станок загружают программу обработки объекта.

Устройствами ввода обычно становятся считыватели магнитных лент, считыватели перфолент и компьютеры, функционирующие через порт RS-232-C.

БУС управляет агрегатом, осуществляя следующие операции:

читает и расшифровывает вводимые в него кодовые инструкции;
выполняет круговую, линейную и спиральную интерполяцию, чтобы генерировать команды движения оси;
передает команды движения оси в схемы усилителя, чтобы управлять механизмами оси;
получает обратную связь касательно положений и скоростей всех осей привода;
включает и выключает охладители или шпиндели, меняет инструмент, выполняет прочие вспомогательные функции.

ЧПУ-станки обычно оснащены подвижными столами и шпинделями, контролирующими скорости и положения. Исполнительные механизмы управляют шпинделями в направлении оси Z и столами — в направлении осей X и Y.

В системы приводов входят схемы усилителей, приводных двигателей и шарико-винтовых подшипников (ШВП). БУС подает сигналы о скорости движения и положении каждой оси на схемы усилителя. Потом эти сигналы усиливаются для приведения в действие двигателей привода. Эти двигатели вращают ШВП для настройки необходимого положения рабочего стола.

В систему обратной связи (также известную как измерительную) встроены датчики, они же преобразователи. Они постоянно контролируют скорость и положение режущих инструментов. Сигналы от датчиков поступают на БУС, где разница между исходными сигналами и сигналами обратной связи используется для генерирования очередной серии сигналов.

Пульт управления оператор может переместить в удобное для себя положение. Дисплей будет отображать команды, программы и прочие необходимые сведения.

Какими знаниями нужно владеть для работы со станком ЧПУ?

Для успешной работы на ЧПУ-станке надо уметь выполнять следующие операции:

создавать модели деталей в графических редакторах;
устанавливать программы в ОЗУ агрегата;
задавать оптимальные режимы и параметры управления микрошаговыми двигателями.

По ходу работы надо будет визуально контролировать все технологические операции через панель, в реальном времени отображающую всю текущую информацию.

Наиболее распространенными системами программного управления сегодня являются Linux CNC, USB CNC, Mach3, OSAI, Fanuc, Rich Auto, OSP, Sinumerik, Heidenhain. Все они более-менее однотипны, и только Heidenhain заметно отличается от остальных по своему управлению.

Основы работы на станках с ЧПУ (какими умениями надо обладать)

От оператора ЧПУ-агрегата требуется меньше умений и опыта, чем от оператора аналогичного устройства традиционного типа. Программируемое оборудование успешно справляется со следующими задачами:

повышает производительность рабочего процесса;
гарантирует максимально точную и качественную обработку;
обеспечивает безопасность человеческого труда и решает многочисленные проблемы культуры производства.

По сути, оператор должен просто контролировать выполнение тех процессов, что были заложены в агрегат на стадии программирования.

Как научиться работать на фрезерном и токарном станке с ЧПУ по дереву и металлу?

Обращению с токарными и фрезерными ЧПУ-станками учат в колледжах. Там уделяют достаточно много внимания и теории, и практике. Однако практика, пройденная к колледже, может не соответствовать тем требованиям, которые конкретный работодатель будет предъявлять на рабочем месте. Поэтому у многих работодателей есть вакансии с обучением на месте, где от соискателей требуется в первую очередь знание теории.

Теорию можно пройти в интернете. Минимальная продолжительность курса по Skype составляет две недели. За три дня, вопреки рекламным обещаниям, ничему научиться нельзя.

Дистанционные курсы хороши тем, что ученикам дается много заданий на написание управляющих программ для станков и создание векторных изображений.

Как работать на станке с ЧПУ?

Работа на ЧПУ-станке осуществляется в такой последовательности:

В блок управления вводят программу обработки детали.
Данные обрабатываются в БУС. Там подготавливаются команды движения, которые направляются системе привода.
Скорость и движение блоков агрегата контролируются приводом.
Информация о скорости движения и положении осей фиксируется системой обратной связи, подающей сигналы в БУС.
БУС сравнивает каждый поступающий сигнал с исходным. При наличии ошибок производится их исправление.

Оператор все это время контролирует процесс через пульт управления с дисплеем.

После нажатия на кнопку включения у агрегата запустится инициализация. Этим термином обозначают определение исходных координат положения шпинделя. У любых моделей ЧПУ-станков присутствует неизменная нулевая точка, так называемый машинный ноль. Чтобы выполнить инициализацию в ручном режиме, нужно нажать на кнопку «Домой», но намного удобнее осуществлять это действие в автоматическом режиме. Рабочие органы агрегата поочередно переместятся по каждой оси до концевого выключателя, при этом начнется передвижение с оси Z. Как только шпиндель доберется по одной из осей до крайнего положения, концевой датчик сработает, и будет выполнена инициализация машинного нуля. Неизменяемый машинный ноль нужен для того, чтобы оператор мог задать не одну, а много нулевых точек для обработки заготовки, и эти точки были бы расположены в любом нужном месте рабочего стола.

У моделей с четырьмя или тремя осями машинные нули располагаются в углах столов. Именно относительно этих точек выполняется настройка всех прочих базовых положений устройства.

По металлу

Все ЧПУ-станки по металлу функционируют по аналогичному принципу. Разобравшись с одним устройством, вы сможете благополучно работать с любыми новыми моделями. В дополнение к инструкции от производителя имеет смысл поискать в интернете материалы о работе с g-кодами и m-кодами.

Дизайн детали

Дизайн детали выполняется в формате 2D или 3D в CAD-программе. На русском аббревиатура CAD расшифровывается как «система автоматизированного проектирования».

Программирование для ЧПУ

Деталь, созданную в CAD-программе, надо преобразовать в g-код, понятный станку. Это происходит в CAM-программе. На русском аббревиатура CAM расшифровывается как «система автоматизированного производства».

Настройка станка

Для настройки станка необходимо совершить следующие действия:

Убедиться, что вы по максимуму и в точном соответствии с инструкцией залили охлаждающую жидкость и масло.
Удостовериться, что посторонние объекты не попадают в рабочую зону.
Включить компрессор и проконтролировать, чтобы давление в нем было именно таким, как указано в инструкции.
Подключить устройство к электропитанию и запустить. Как правило, кнопку питания размещают на панели управления в верхнем левом углу, а главный выключатель — в задней части агрегата.
Загрузить инструменты в карусель в последовательности, указанной в списке ЧПУ-программы. Если у агрегата предусмотрен только один инструмент, фрезу нужно установить в шпиндель.
Прочно закрепить деталь на столе либо в тисках.
Выставить показатель коррекции на длину инструмента. Инструменты нужно переместить к верхней части детали в последовательности, указанной в ЧПУ-программе, а потом выставить показатели коррекции.
Выставить коррекцию осей X и Y. После установки тисков или иных деталей настроить коррекцию на установку заготовки с целью нахождения начальных точек X и Y.

После этого остается загрузить в систему управления агрегата ЧПУ-программу через USB-накопитель.

Управление и изготовление детали

После настройки станка производственный процесс осуществляется в такой последовательности:

По завершении работы нужно вынуть заготовку из тисков, снять инструменты со шпинделя, очистить рабочую зону и выключить агрегат.

По дереву

ЧПУ-станок, предназначенный для работы с металлом, благополучно справится и с деревом тоже. А вот агрегат, изначально ориентированный на работу с деревом, не сможет качественно разрезать металл — он выполнит только неглубокую обработку металлической поверхности.

Выполнение в CAD-программе дизайна заготовки из дерева практически не отличается от подготовки модели объекта из металла. Однако новичкам рекомендуется начинать именно с дерева: в процессе обучения неизбежны ошибки, а дерево стоит дешевле, чем металл, поэтому испортить заготовку будет не так страшно.

Станки для работы с металлом обычно содержат больше электрических компонентов, чем аналоги для работы с деревом. Операторам с небольшим опытом удобнее сначала освоить программирование для обработки дерева.

Настройка предусматривает применение одного из трех режимов: ручное управление, ручной ввод данных или автоматическое управление. Ключевой фазой настройки является корректная установка нулевых точек в соответствии с инструкцией станка.

Управлять станком для работы по дереву чуть легче, чем устройством для обработки металла. Однако многие новички забывают надеть защитные очки или полагают, что они не нужны. Это ошибка: деревянные щепки способны так же серьезно травмировать глаза, как и частицы металла, поэтому важно соблюдать меры безопасности.

10 вещей, которые пригодятся новичкам в работе с ЧПУ

Новичкам пригодятся следующие советы:

Приобретите качественные фрезы от надежных производителей. В идеале пусть это будет твердосплав. Но при ограниченном бюджете можно сначала обойтись быстрорежущей сталью. Для новичков оптимальные размеры фрез таковы: 4 мм, 6 мм, 13 мм. Для стали подойдут 4-заходные фрезы, для алюминия — 3- или 2-заходные. Обязательно защищайте глаза во время работы очками. Пока вы будете набираться опыта, фрезы у вас будут часто выходить из строя, но это нормально. Также приобретите набор спиральных сверл.
Купите комплект параллелек, набор прихватов и тиски. Тиски рассчитаны на эксплуатацию в течение долгих лет. Если вы ради экономии купите дешевые китайские тиски или не будете закреплять заготовку должным образом, вся работа пойдет насмарку. Официальное название «параллелек» — параллельные подкладки.
Пользуйтесь туманом или СОЖем. Если СОЖ или генератор тумана не предусмотрены в конструкции станка, докупите их отдельно. Скорее всего, сначала придется потратить много времени на настройку СОЖ. Но если полениться это сделать, перенарезка стружки может привести к поломке фрезы.
Научитесь обращаться с ЧПУ-контроллером. Сначала нужно тренироваться на осях X и Y, не затрагивая Z. При этом нельзя применять G00, иначе агрегат будет двигаться на максимальной скорости и пределе своих возможностей. Оптимально выставить G01 F20, при этом показатель «20» будет соответствовать той величине, которую вы сами выставите (например, дюймам или сантиметрам).
Возьмите за правило пользоваться измерительным прибором для длины фрезы. Чтобы базировать шпиндель относительно заготовки, задействуйте кромкоискатель. Если агрегат не будет понимать, где находится кончик фрезы, создастся риск поломки оборудования. Как только заготовка будет установлена в тиски, а фреза в шпиндель, надо выставить нули.
Регулируйте станок и тиски, пользуясь часовым индикатором. Проверяйте положение тисков каждый раз перед началом работы.
Если вы новичок, не пытайтесь обработать сразу нержавеющую сталь. Сначала потренируйтесь на мягкой стали, латуни или алюминии. Если вы сразу приступите к обработке сложных материалов, фрезы будут изнашиваться и ломаться слишком часто.
Обзаведитесь несколькими наборами ступенчатых губок из алюминия. Нарежьте пилой куски материала так, чтобы их габариты были немного больше, чем щеки тисков. Потом выполняйте проходы концевой фрезой до тех пор, пока не получится прямоугольный параллелепипед. Потом подгоните эту фигуру под нужные вам размеры, просверлите и прозенкуйте в ней монтажные отверстия.
Освойте CAD и CAM-программы, в которых будете писать g-коды. У многих программ есть вполне доходчивые русифицированные мануалы, а также активные сообщества пользователей в интернете, всегда готовые помочь новичкам.
Заранее научитесь выполнять аварийную остановку станка и его перезапуск после незапланированного завершения работы.

Чтобы проверить, насколько вы готовы к работе, попробуйте выполнить на станке куб Тернера (он также известен как мета-куб). Эта фигура состоит из нескольких вложенных друг в друга кубов с отверстиями, при этом все внутренние кубы касаются внешнего только своими вершинами. До оснащения производств ЧПУ-станками именно такую фигуру предлагали выполнить токарям и фрезеровщикам в процессе приема на работу, чтобы оценить уровень их мастерства.

Итак, теперь у вас есть общее представление о том, как функционируют ЧПУ-станки. В интернете можно найти много обучающих видео, посвященных разным стадиям настройки агрегата и обработки заготовок. Если у вас пока мало опыта, начинайте с обработки дерева — это проще, чем создание металлических изделий, и сам материал стоит дешевле.

Металлообработка на станках с ЧПУ: конструкция и принцип работы

Главные требования, которые предъявляются к современному металлорежущему оборудованию, — скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрое переключение на выпуск других видов изделий. Этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ.

Области использования станков с ЧПУ

Современные станки с ЧПУ — отдельный вид промышленного оборудования. Области их использования в производстве постоянно расширяются. Так, станки используют:

в металлообрабатывающей промышленности для фрезерной обработки и фрезеровки деталей;
в области электроники для производства корпусов и лицевых панелей приборов;
в модельном производстве для изготовления литьевых моделей и прототипов изделий;
в мебельном производстве при изготовлении простых и сложных фасадов;
в области рекламы для раскройки листовых пластиков, композитов и других материалов.

Устройство станков с ЧПУ: основные узлы и механизмы

Станки с ЧПУ включают в себя узлы, в задачу которых входит выполнение возложенных на них определенных функций.

Среди главных узлов металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ выделяют:

Основание. Представляет собой прямоугольник, который вместе со станиной обеспечивает устойчивость изделия.
Станина. Главная деталь устройства. Она соединяет между собой все узлы и механизмы.
Бабка шпиндельная. В ней расположен шпиндельный подшипниковый узел, закрепляющий и вращающий поставленную заготовку.
Головка автомат. С ее помощью можно установить режущие элементы в рабочее положение.
Приводы подач. Превращают движения ротора в линейное положение узлов при помощи шарико-винтовых пар.
Датчик нарезания металла. Он устанавливается на шпиндельной бабке.
Система управления. В станок встроено несколько панелей для контроля работы и контроля процесса производства деталей.

Справка. Если знать всю конструкцию устройства с ЧПУ и его узлов, то можно быстро включиться в работу, а в случае чего устранить неполадки или объяснить мастеру проблему.

Узлы токарного станка с ЧПУ

Устройства с ЧПУ бывают:

токарными;
фрезерными;
шлифовальными;
электроэрозионными;
многоцелевыми.

Устройства для первых трех видов работ — усовершенствованные модели. Первые обрабатывают изделия в телах вращений, вторые сверлят канавки и сквозные отверстия в изделиях, третьи обрабатывают поверхность изделий, делая их гладкими.

Справка. ЧПУ делает работу станков быстрой и точной. Оно позволяет быстро обработать сложные детали, почти не оставляя возможностей для брака.

Многоцелевое оборудование совмещает в себе шлифовальные, токарные и фрезерные составляющие. Станки способны осуществить все виды резания и обтачивания изделий.

Электроэрозионные устройства отличаются сложной конструкцией. На них осуществляется обработка изделий при помощи электроэрозии благодаря перемещению электрода в жидкой среде. Оборудование применяется в том случае, если невозможно достичь желаемого эффекта с помощью токарной или фрезерной обработки.

Как работает станок с ЧПУ: алгоритм и описание

Управление устройством с ЧПУ осуществляется оператором, который на панели управления задает алгоритм работы, который в свою очередь реализует заданные действия для обработки изделий.

За счет программного управления происходит полная автоматизация процесса производства. Достаточно задать необходимую программу обработки, поставить заготовку и включить программу, чтобы в результате получить партию одинаковых по размеру и качеству изделий. Контроллеры программы могут решать поставленные логические задачи и осуществлять вычисления на встроенном экране или с помощью визуального сигнала.

Чтобы предотвратить повреждения главных узлов станков, в них предусмотрена система защиты, оповещающая о неполадках и не допускающая запуска неверных режимов обработки деталей.

Принцип работы станка ЧПУ по металлу

Справка. Оборудование с ЧПУ способно разрезать металл, толщина которого не превышает двух сантиметров.

Работа таких станков основана на действии электрической дуги, формирующейся между соплом устройства и электродом. Постоянная дуга образуется при помощи быстрой подачи раскаленного металла, который расплавляет металл по определенной траектории. Максимальная температура плавления равна +30 000 градусов.

Для формирования плазмы применяются активные газы. При этом для обработки материалов используют кислород, а цветные металлы нарезают азотом, аргоном или водородом. Кислород, используемый для разрезания стали и мягких металлов, минимизирует расход материала и в итоге получается ровная кромка.

Принцип работы наладчика и оператора

Чтобы станок с ЧПУ работал правильно, его обслуживают опытные специалисты. Работу станка контролируют наладчик и оператор.

подбирает режущий инструмент и проверяет его целостность;
подбирает заданные параметры;
устанавливает режущий инструмент и проверяет прочность его закрепления;
устанавливает переключатель в режим «От станка»;
проверяет работу оборудования на холостом ходу;
проверяет грамотность заданной программы для пульта и станка с ЧПУ;
крепит заготовки в патрон и устанавливает переключатель в режим «По программе»;
обрабатывает заготовки;
замеряет готовые изделия и вносит поправки;
обрабатывает изделия в режиме «По программе» еще один раз;
замеряет;
переводит переключатель в режим «Автомат».

По завершении процесса наладки к работе приступает оператор, который осуществляет следующее:

меняет масло;
очищает рабочую зону;
смазывает патроны;
проверяет станок на гидравлику и пневматику;
проверяет заданные параметры.

Оборудование ЧПУ изменило внешний вид производственного цеха. Оно управляет разными видами станков, которые ускоряют работу человека. Почти каждая организация, занимающаяся механической обработкой деталей, обладает компьютеризированной системой, но ЧПУ полностью не способно заменить шлифовку и литье — эти способы дополняют друг друга, что дает производствам новые возможности для повышения качества изделий.

Читайте также:

Как работает станок чпу по металлу

Содержание

Особенности устройства и конструкции фрезерного станка с ЧПУ

Устройства для ввода данных

Блок управления станком

Исполнительный механизм

Система привода

Система обратной связи

Пульт управления

Схема устройства фрезерного станка с ЧПУ

Как работает ЧПУ-станок?

Устройство и принцип работы станков с ЧПУ, основы

Что такое станок с ЧПУ

Основные составляющие станка ЧПУ

Как работает ЧПУ станок

Основы работы на станках с ЧПУ

Настройка станка

Рекомендуемое оборудование

Фрезерные обрабатывающие центры

Фрезерные и лазерные станки с ЧПУ для бизнеса

Лазерные станки с ЧПУ

Сопутствующее оборудование

Российский производитель специальных решений на основе лазерной техники

Российские производители фрезерной техники

Заключение

Как пользоваться фрезерным станком по металлу и дереву

Какими знаниями нужно владеть для работы со станком ЧПУ?

Основы работы на станках с ЧПУ (какими умениями надо обладать)

Как научиться работать на фрезерном и токарном станке с ЧПУ по дереву и металлу?

Как работать на станке с ЧПУ?

По металлу

Дизайн детали

Программирование для ЧПУ

Настройка станка

Управление и изготовление детали

По дереву

10 вещей, которые пригодятся новичкам в работе с ЧПУ

Металлообработка на станках с ЧПУ: конструкция и принцип работы

Области использования станков с ЧПУ

Устройство станков с ЧПУ: основные узлы и механизмы

Узлы токарного станка с ЧПУ

Как работает станок с ЧПУ: алгоритм и описание

Принцип работы станка ЧПУ по металлу

Принцип работы наладчика и оператора