Как выбрать токарный станок с чпу по металлу

Обновлено: 05.07.2024

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 выбрать станок с ЧПУ, характеристики и назначение

С появлением станков с ЧПУ (числовым программным управлением) кардинально изменился подход к обработке материалов. На это есть несколько причин.

Во-первых, новый тип управления навсегда исключил ошибки, совершаемые в силу человеческого фактора при работе с ручными аналогами. Во-вторых, значительно увеличилась скорость производства. Еще одна причина это высокая точность обработки изделий. Такой станок является обязательным атрибутом на любом предприятии, которое занимается обработкой дерева, металла или других металлов. Учитывая немалую стоимость станка с ЧПУ, важно разобраться, какой чпу станок выбрать, чтобы правильно вложить средства и получить ожидаемые результаты.

Здесь нужно учесть много факторов. Это и ваши потребности, и ваши возможности, правильное сочетание которых приводит к принятию верного решения. Как выбрать чпу станок, учитывая все особенности данной техники, читайте далее в статье.

Содержание

Основные критерии выбора станка

При выборе чпу станка мы предлагаем опираться на следующие критерии: назначение, технология обработки, технические характеристики, экономические факторы. Для начала разберем первую категорию.

Выбор по назначению

Это зависит от материала, с которым вы собираетесь работать. Исходя из этого станки бывают многоцелевые и специализированные.

Специализированные

Станки по металлу (если вам нужен токарный станок с чпу по металлу, характеристики конкретной модели являются определяющим фактором, поскольку вам может подойти как фрезерный, токарный, так и лазерный станок с чпу. В дальнейшем, выбирая токарный станок с чпу, технические характеристики - это основное, от чего нужно отталкиваться).
Станки по дереву (если вы задаетесь вопросом, какой чпу по дереву выбрать, то стоит рассмотреть фрезерные станки).
Станки по пластику (если вам нужно обработать детали из пластика, стоит также рассмотреть фрезерный станок).

Многоцелевые

Это станки, используемые для комплексной обработки изделий из разных материалов (металл, дерево, пластик, ПВХ).

Выбор по технологии

Станки также классифицируются по технологии обработки материала, или характеру выполняемых работ. Следовательно, делятся на следующие виды:

Фрезерные

Их используют для обработки корпусных деталей. С помощью фрезерного станка чпу можно выполнить развертывание; нарезать, сверлить и растачивать резьбу; выполнять различные виды фрезерования (контурное, плоское, ступенчатое). Далее мы рассмотрим как выбрать фрезерный станок с чпу, учитывая их технические характеристики.

Лазерные

Станки для лазерной резки имеют огромное количество преимуществ по сравнению с механическим способом обработки материалов. Прежде всего, речь идет о точности контура: лазерный луч имеет очень высокую концентрацию мощности по площади (до 10 000 000 Вт/см2, при толщине зоны воздействия в 0,1 мм), благодаря чему имеем максимально точный контур резки или гравировки. Еще одно несомненное преимущество лазерных станков это минимальная потеря материала. Например, во время резки оргстекла стружка или пыль полностью отсутствует. Скорость также имеет значение, особенно для больших производств. Таким образом, покупка лазерного станка окупается за счет высокой скорости обработки деталей.

Многофункциональные

Эти установки позволяют проводить несколько видов работ: фрезерные, токарные, расточные, сверление, нарезка резьбы. Основное преимущество многоцелевых станков состоит в том, что для разных видов обработки одной и той же детали не требуется ее переустановка на другой станок, соответственно, гарантируется максимальная точность обработки, заявленная производителем.

По этой же причине значительно сокращается время, затраченное на изготовление детали, поскольку не требуется передача изделия от одного станка к другому. Если деталь обрабатывается на разных станках, например на токарном и фрезерном, может понадобится изготовление приспособлений для ее закрепления, что является достаточно время- и ресурсозатратно. В случае с многоцелевыми станками чпу эта проблема решена по умолчанию.

Как пример смотрите станок 3D МФУ Snapmaker ниже, в разделе Применение.

Токарные

Такие станки используются для механической обработки деталей из разных материалов в процессе вращения. С помощью такого оборудования можно создать заготовки конической, цилиндрической или сферической формы. Существует несколько видов токарных станков в зависимости от вида обработки деталей. Карусельные токарные станки используются для растачивания и точения невысоких деталей большого диаметра конической и цилиндрической формы. С помощью карусельных станков можно также подрезать торцы и проделывать канавки. Самый распространенный вид - токарно-винторезные станки - предназначены для мелко- и среднесерийного производства, а также для мастерских. Они используются для выполнения различных токарных работ, среди которых точение конусов и нарезание разных видов резьб (метрических, модульных, дюймовых, питчевых). Выбирая токарный станок с чпу, характеристики - это основной критерий, на который стоит обращать внимание.

Выбор по техническим характеристикам

После того, как мы определились с назначением и технологией, самое время сфокусироваться на таком критерии, как технические характеристики станков чпу. Для того, чтобы выбрать самый лучший чпу станок, необходимо обратить внимание на несколько факторов.

Скорость работы и двигатель

В настоящее время скорость шпинделя обычного обрабатывающего центра составляет 4000 ~ 8000 об / мин, вертикальный высокоскоростной станок может достигать 20000 ~ 70000 об / мин, горизонтальный станок - 10000 ~ 20000 об / мин, при этом мощность двигатель шпинделя - в два раза больше. В зависимости от того, для каких целей будет использоваться станок, можно выбрать оборудование с разной скоростью обработки деталей. Например, для лазерной резки на промышленных предприятиях понадобится высокая скорость. При выборе чпу характеристики скорости - один из первых критериев, на который стоит обратить внимание.

Критерий скорости напрямую зависит от типа привода. Шаговые двигатели, установленные в бюджетных станках, с ростом скорости могут пропускать шаг и понижать точность, а серводвигатели отличаются отсутствием погрешности и высокой динамикой работы.

Параметры рабочей поверхности

Три основных линейных координатных (X, Y, Z) хода станка отражают пространство обработки, разрешенное станком. Две координаты X и Z в токарном станке отражают размер допустимого ротора.

Как правило, размер контура обрабатываемой детали должен находиться в пределах пространства обработки станка.

Например, если типичная заготовка представляет собой короб 450 мм × 450 мм × 450 мм, тогда следует выбрать станок с размером рабочей поверхности 500 мм × 500 мм.

При выборе рабочей поверхности, которая по габаритам немного больше, чем обрабатываемая заготовка, учитывается пространство, необходимое для установки зажима.

Размер стола станка и три линейных координатных хода имеют определенную пропорциональную зависимость. Например, у вышеуказанного станка с размером стола 500 мм × 500 мм ход оси X обычно составляет 700 ~ 800 мм, ось Y составляет 500 ~ 700 мм, а ось Z составляет 500 ~ 600 мм.

Следовательно, размер рабочей поверхности в основном определяет размер пространства обработки.

Вместе с этим, область обработки детали должна находиться в пределах диапазона хода. Следует также учитывать ряд возможных проблем, таких как допустимая несущая способность стола станка, мешает ли заготовка смене инструмента и создает ли помехи для других частей, таких как защитный корпус машины.

Мощность

Мощность шпинделя или лазера станка с ЧПУ, (или скорость печати, если речь об аддитивном оборудовании) также является важным критерием при выборе. Если шпиндель слаб, при резке прочных материалов скорость и производительность значительно падает, а также сам станок может деформироваться.

Мощность двигателя шпинделя отражает эффективность и жесткость резки станка.
В современных малых и средних станках с ЧПУ механическое переключение коробки шпинделя используется реже, гораздо чаще используется двигатель с регулируемой скоростью постоянного или переменного тока с большой мощностью для непосредственного соединения шпинделя или даже электрическая шпиндельная конструкция.

Такая конструкция ограничена по крутящему моменту во время низкоскоростной резки, то есть выходная мощность двигателя, регулирующего скорость, понижается на низкой скорости. Чтобы обеспечить низкоскоростной выходной крутящий момент, необходимо использовать двигатель большой мощности.

Точность

Как правило, для станков с ЧПУ имеется от 20 до 30 контрольных критериев точности, но наиболее характерными являются следующие: точность позиционирования по одной оси, точность повторного позиционирования по одной оси и округлость пробного образца, полученного одновременной обработкой более двух осей.

Тип управления

Сегодня существует два типа управления фрезерных станков с чпу: с помощью компьютера с установленным специальным ПО или специализированной автономной стойки. Преимущества использования компьютера заключаются в том, что у оператора есть возможность использовать программу для моделирования и проведения работ, а также выводить графическое отображение процесса работы на экран. Второй тип управления характерен для большинства профессиональных станков, поскольку он обеспечивает лучшую интеграцию и стабильность работы, так как подсоединен непосредственно к управляющей плате станка.

Другие критерии

Выбирая станки с чпу технические характеристики не единственный критерий, которому нужно уделять внимание. Стоит учитывать и другие немаловажные факторы, такие как:

Сложность производимой детали

Расчет стоимости производимой детали

Перед тем, как выбрать чпу фрезер, например, необходимо просчитать финансовую сторону вопроса: выгодно ли вам вообще покупать станок. Расчет стоимости производимой детали осуществляется по двум основным критериям: фиксированные и возможные (вариативные) затраты. Фиксированные: начальные капитальные вложения, амортизация машины, проценты по кредиту (если есть). Вариативные: затраты на материалы, на рабочую силу, на инструменты, на техническое обслуживание и ремонт, на запасные части, в случае, если потребуется замена.

Размер рабочего пространства

При выборе станка также стоит учитывать размер рабочего пространства - позволит ли он наладить производство. Организация рабочего пространства включает в себя следующие факторы:

максимальное использование всей доступной площади
минимизация движения рабочих от станка к станку
пространство для перемещения материалов
питание станков

Уровень обслуживания оборудования

Одним из немаловажных факторов также является уровень обслуживания оборудования – опыт и мастерство операторов станка позволит повысить продуктивность работы.

Стоит учитывать, имеются ли у рабочего персонала навыки, необходимые для работы с некоторыми моделями станков, и обучить операторов в случае необходимости.

Применение

Если вы интересуетесь, какой чпу фрезер выбрать, то рекомендуем вам обратить внимание на фрезерные станки Optimum, которые отличаются своей надежностью и точностью – незаменимыми характеристиками при массовом производстве. Именно благодаря своей эффективности они стали основным инструментом в металлургической промышленности Германии.

Фрезерные станки Optimum активно используются для производства высокотехнологичной продукции, в частности автомобильных шин (завод Мишлен в Хальштадте).

Лазерные станки LaserSolid - универсальные устройства для профессиональной обработки различных материалов, от дерева и пластика до кожи и керамики. Широко используются для изготовления рекламных изделий, различных сувениров, и элементов декора. Также станки LaserSolid активно используются для производства мебели. Поэтому если вы рассматриваете для приобретения чпу станок по дереву и думаете какую фирму выбрать, советуем обратить ваше внимание именно на этого производителя.

Функционал станков с чпу не ограничивается только твердыми материалами, лазерные станки также позволяют работать с тканями, выполнять гравировку, изготавливать различные детали высокой сложности.

Это – полноценный станок с чпу, отличительной чертой которого является универсальность, ведь он подходит как для простой работы, так и для профессиональной гравировки. Для использования лазера в качестве фрезера для обработки мягких материалов достаточно приобрести дополнительный шпиндель с зажимным патроном.

Токарные станки SteepLine используются для изготовления сложных деталей из дерева в промышленных масштабах производства: мебели, архитектурных изделий, предметов декора и мелких составных частей.

Лучший чпу станок - это тот, который подходит именно вашему производству.

SolidCraft CNC 3040

Для производства 2D и 3D-изделий из дерева, композитных материалов, пластика и цветных металлов используется настольный гравировально-фрезерный станок с числовым программным обеспечением CNC-3040. Он показал наилучшие результаты при изготовлении небольших заготовок и элементов декора, а также в процессе художественной 3D-резьбы, при вырезании клише, пресс-форм, топперов, фоторамок, слов и букв.

Характеризуется устройство компактными размерами, мощным высокоточным двигателем, простотой в установке и эксплуатации и имеет возможность управления через персональный компьютер посредством LPT-интерфейса. Он успешно справляется с такими задачами как фрезеровка, гравировка, шлифовка и резка различных материалов. CNC-3040 нашел свое применение и в сфере экспериментальных разработок и моделирования, в учебном процессе и при подготовке к защите научных работ, а также для изготовления декоративных изделий, таких как это панно например.

Если вы выбираете токарный станок с чпу по металлу, характеристики - это первое на что нужно обратить внимание. Чем больше производительность и точность вам нужна, тем мощнее должен быть приобретенный вами станок. Большой популярностью пользуются станки производства Optimum. Вы можете найти модели как для домашнего, так и для промышленного использования.

Больше о станке можно узнать здесь.

Wanhao Duplicator i3 v2.1

3D-принтер — частный случай станка с ЧПУ, у которого вместо режущего инструмента, наоборот, инструмент добавляющий — в данном случае это экструдер с расплавленным пластиком.

Wanhao Duplicator i3 v2.1 – современное устройство для качественной печати. Представляет одну из моделей популярного устройства для печати в формате 3D. Занимает лидирующую позицию среди печатных устройств этой индустрии. Для удобства перевозки аппарат представлен в уже собранном виде. Для того чтобы снизить уровень вибрации в период работы устройства, используются металлические шасси. Благодаря этому результат получается точный и качественный.

Узнайте больше о 3D-принтере, перейдя по ссылке: Wanhao Duplicator i3 v2.1

Сегодня станки с числовым программным управлением используют не только на больших предприятиях, но и для домашних целей. Способов применения, как и разновидностей станков, существует огромное количество, и разобраться во всем по одной статье будет сложно.

Если вы думаете над тем, какой фрезерный станок с чпу выбрать, обращайтесь за консультацией к нашим специалистам. Они расскажут вам не только о том, как выбрать станок чпу по дереву, металлу, оргстеклу , пластику и другим материалам, но и предложат наиболее оптимальные варианты с учетом всех ваших пожеланий.

Конструкция и принцип работы токарных станков по металлу с ЧПУ: технические характеристики

Токарные станки с ЧПУ – это хорошо зарекомендовавшее себя оборудование, предназначенное для серийного производства. Благодаря ему появляется возможность делать детали с высокой точностью, что немаловажно для токарных станков.

ЧПУ позволяет ему улучшить работу без вмешательства человека, делая его практически идеальным для токарных работ и давая ему автономность.

Предназначение устройства ЧПУ

Числовое программное управление (ЧПУ) предназначено для нарезки резьбы на заготовках, выточке деталей из них и тому подобное без вмешательства человеческого фактора для избежание брака на производстве.

Если разделять станки с ЧПУ на виды, то нужно брать во внимание назначение и выполняемые им работы. В таком случае их можно разделить на пять видов:

вертикально и горизонтально-фрезерные;
консольные;
продольные;
широкоуниверсальные;
инструментальные.

Основные преимущества

Если сравнивать с ручными станками, те, что оснащены ЧПУ, производительнее в четыре. Хотя диапазон производительности колеблется от заданных настроек и может составлять от полтора до пяти раз.

Благодаря тому, что в станке с ЧПУ совмещается гибкость универсального оборудования и высокая производительность автоматического станка решается проблема использования такой технологии как в серийном, так и единичном производстве.

Благодаря новейшей электронике и лучшей вычислительной техники машиностроение, а именно изготовление деталей для автомобилей, выходит на преимущественно новый уровень.

Из-за того, что процесс становится практически полностью автоматизирован, потребность в квалифицированных работников, которые будут работать на станках, падает. Однако, к безработице это привести не сможет, так как теперь требуются мастера, которые будут следить за исправностью станка с ЧПУ. Благодаря этому без последствий поднимается качество работы.

Время, которое необходимо на пригоночные работы, значительно сохраняется из-за того, что детали делаются, можно сказать, по одному шаблону, поэтому они взаимозаменяемые.

Благодаря тому, что все программы по изготовлению новых изделий записаны в компьютер, пропала надобность переобучать персонал перед переходом на работу с новыми изделиями. Достаточно просто включить нужную программу.

Детали, которые делаются на станке с ЧПУ, изготавливаются намного быстрее. Кроме того, из-за отсутствия человека уровень брака и незавершённой работы значительно сокращаются.

Какие операции по металлу можно выполнять

Благодаря тому, что человеческий фактор был сведён к минимуму, операции по металлу стали значительно легче и приносят меньше брака. Получается так из-за программы, которая заложена в компьютер.

Она является таким своеобразным шаблоном, по которому компьютер понимает — готова деталь или нет. В этом разделе будет рассказано об операциях, которые может выполнять по металлу станок с ЧПУ.

Внешнее и внутреннее вытачивание деталей

Здесь всё просто, по крайней мере, для машины. Установленная заготовка, которая в будущем станет деталью, закрепляется на станке. Она может быть закреплена вручную или, если установлено соответствующее оборудование автоматически (чаще всего применяют именно автоматический вариант).

После начинается внешнее обтачивание детали при помощи либо лазера, либо лезвия, которое установлено на станок. Постепенно срезая лишнее, заготовка приобретает форму нужной детали. Так делается внешнее обтачивание деталей на станке с ЧПУ.

С внутренним всё примерно также, только с изменениями. После установки заготовки станок начинает сверлить, или как это называют по-другому, рассверливать отверстие у основания заготовки.

Продольная обработка заготовки

Продольная обработка — это метод, который применяют для изготовления полос, штрипсе, лент. В зависимости от программы, которая установлена в компьютер.

Такие работы на станке с ЧПУ выполняются преимущественно при помощи лазера, так как это позволяет избавиться от брака и ускоряет процесс работы. После установки заготовки, числовое программное управление на станке будет его обрабатывать в соответствии с заданным алгоритмом действий. Лазерный портал приводится в действие шаговыми двигателями, на котором он закреплён.

Черновая и чистовая обработка

Для начала что это вообще, такое. Черновая обработка металла состоит из подгона детали под нужный размер при помощи снятия слоёв металла.

Обычно в станке с ЧПУ эту роль выполняет компьютер после того, как деталь уже вырезана. Чистовая обработка идёт потом и представляет собой полировку поверхности изделия. Всё это станок выполняет по заданным алгоритмам.

Регулировка длины деталей

В программе, которую дают компьютеру, чётко прописаны размеры детали. Заготовки также дают подходящего размера. Перед тем, как вставить деталь, станок регулирует и настраивает сам себя для изготовления.

После этого он начинает выполнять работу, после чего сравнивает размер с теми, что были даны человеком. Если отклонений нет — деталь готова. Если есть — станок с ЧПУ начинает обтачивать деталь, снимая слои металла и регулируя длину.

Вытачивание пазов, выемок и отверстий

Пазы и выемки — это отверстия, которые делают на детали. Такие отверстия могут служить либо для того, чтобы в них могла войти другая деталь, либо для установки к какому-либо устройству. Станок с ЧПУ вытачивает такие отверстия при помощи лазера, делая при этом высокоточные разрезы.

Они могут быть прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и другими. То, какой формы будет отверстие, зависит от детали и программы, которую человек установил в числовое программное управление.

Нарезание резьбы дюймового и метрического типа

Этот тип резьбы видели практически все. Она используется в основном для того, чтобы одна деталь могла прикручиваться к другой. Главными параметрами при изготовлении такой резьбы являются шаг и величина. Под шагом в данном случае имеется в виду:

наружный диаметр, измеряемый между верхними точками резьбовых гребней, находящихся на противоположных сторонах трубы;
внутренний диаметр как величину, характеризующую расстояние от одной самой нижней точки впадины между резьбовыми гребнями до другой, также находящихся на противоположных сторонах трубы.

Все параметры нужно вбить в компьютер станка, после чего он сам вырежет отличную и ровную резьбу при помощи лазера.

Справка! В любом случае параметры для изготовления резьбы на изделии вносятся человеком в компьютер станка, а тот, действуя согласно алгоритму, при помощи лазера делает превосходную резьбу.

Устройство и принцип работы

Токарные станки, оснащённые ЦПУ, бывают трёх типов — контурного, позиционного и адаптивного. Каждый из них обладает своими преимуществами и может подходить для разных типов работ.

Первый тип станка нельзя назвать максимально самостоятельным, так как вмешательство со стороны человека необходимо для его работы. Работает он только по заданной оператором траектории.

Второй тип станков может выполнять работу с деталью точечным образом.

Третий тип — универсальный. Он может выполнять работу обоих станков, при этом обладая тем же функционалом, поэтому этот тип самый дорогой и самый полезный при производстве разных деталей.

Если сравнивать с более старыми аналогами, которые уже устарели, новейшие станки с установленной системой числового программного управления имеют повышенную жёсткость, что позволяет сократить время изготовления даже при довольно сложных типах работ.
Такой уровень обеспечен особенностями устройства станков.

Токарный станок с ЧПУ состоит из:

станины;
шпиндельной или передней бабки;
суппорта;
коробки подач;
электрической части;
револьверных головок.

Станина является одной из главных частей любого станка, так как на именно на ней располагаются все остальные части станка. Шпиндельная (или передняя бабка) имеет две части станка: собственно, шпиндель и коробки для переключения скоростей на станке.

Ещё одна важная часть — это суппорт. Именно он регулирует скорость вращения заготовки, которая закрепляется в нижней и верхней каретках. Управляется суппорт с помощью одной из частей шпиндельной, а именно: коробки передач.

Револьверные головки тоже очень важны для работы станка, так как они производят автоматическую замену изношенного оборудования.
Заготовка устанавливается в станок, а после он сам делает работу, используя заранее написанную оператором программу.

Как написать управляющую программу

Программы для работы станков с ЧПУ делаются в три шага, на каждом из которых определяется — как будет выглядеть новая деталь:

Создание трёхмерной модели. Этот этап — создание модели заготовки, с которой будет осуществляться работа. Этим, в основном, занимаются не операторы, а дизайнеры, так как не все так хорошо понимают, как сделать хорошую трёхмерную модель.
Инструкция. Имея трёхмерную модель, оператор задаёт параметры, которые станок должен будет выполнить при работе с заготовкой чтобы получилась деталь.
Тестовый запуск. Он необходим чтобы проверить — правильно ли была написана программа для работы. Ведь если плохую программу сразу, без теста, запустить на станке — он испортит все заготовки. Поэтому оператор смотрит — правильно ли станок выполняет работу с заданной программой, а после смотрит на результат и решает — требуется доработка или нет. Чаще всего она, конечно, требуется, но никаких критических ошибок она вывести не может.

После того как программа была установлена — станок готов к работе.
Для написания таких программ существует пять специальных приложений:

AutoCAD.
T-FlexCAD.
NanoCAD.
ArtCam.
SolidWorks.

Сейчас о каждой будет рассказано по отдельности

AutoCAD

Эта программа была разработана компанией Autodesk специально для автоматического проектирования токарных работ. В AutoCAD есть функции трёхмерного моделирования, а также возможность работы с трёхмерными данными сканирования, что позволяет не тратиться на дизайнеров. Но, из-за отсутствия трёхмерной параметризации эта программа не является лучшим выбором.

T-FlexCAD

Эта программа была разработана компанией «Топ Системы» для разработки разного вида работ с токарными станками.
Имеет все нужные для этого функции, но лучшим выбором не является и популярностью не пользуется.

NanoCAD

Эта программа может работать как с трёхмерными, так и с двухмерными моделями. С её помощью могут проводиться расчёты работ, готовятся 3D и 2D модели, разнообразные чертежи и ещё много чего. Благодаря этой программе значительно облегчается работа операторов.

ArtCam

Эта программа нужна исключительно для создания трёхмерной модели. Расчёты работ или что-то подобное на ней производиться не может, зато модели получаются очень качественные.

SolidWorks

Это уже непросто программа, а целый программный комплекс. Выпущен он был ещё в 1995 году, но до сих пор считается одним из лучших среди разработки программ для токарных станков системой ЧПУ. Правда, стоит этот программный комплекс прилично, зато принцип «цена равна качеству» он прекрасно показывает.

Разновидности

Разновидностей токарных станков хватает для выполнения самых разнообразных работ. Всего их бывает пять штук:

горизонтально токарно-револьверные;
токорно-лобовые; ;
многошпиндельные;
токарно-фрезерные.

Сейчас будет рассказано о всех по отдельности.

Горизонтально токарно-револьверные

Предназначены в основном для серийного производства деталей. При помощи патрона устанавливаются детали, которые и будут обрабатывать заготовку до того, как она станет деталью.

Токорно-лобовые

Этот станок используется для обработки деталей, диаметр которых превышает размер заготовки. В основном это железнодорожные колёса, маховики и прочие. Также он может удалять торцы, делать детали цилиндрической формы, протачивать канавки и так далее.

Токарно-карусельные

Такие станки предназначены для заготовок, которые весят по несколько тонн. Также заготовки для такого станка имеют диаметр больше их высоты. Благодаря патрону и установленным на него режущим частям есть возможность нанести резьбу на заготовку или сверлить отверстия.

Многошпиндельные

Как ясно из названия — в конструкции этого станка находятся несколько шпинделей, которые обеспечивают обработку заготовки до состояния детали в нескольких местах либо одновременно, либо посменно через каждый определённый промежуток времени.

Токарно-фрезерные

Токарно-фрезерные станки с установленным ЧПУ — универсальны. Они могут выполнять самые разнообразные работы с изделиями. Всё будет зависеть от того, какая программа была установлена в компьютер числового программного управления и от того, какие инструменты были установлены на патроны.

Данный станок может выполнять любые функции узконаправленной аппаратуры, будь то токарное, сверлильное, фрезерное. Он справится с любым типом работ.

Обзор современных моделей станков токарной группы с ЧПУ

По сравнению с более старыми моделями современные токарные станки стали более простыми в использовании, стали выполнять гораздо больше функций. Работа таких станков стала быстрее и лучше, предоставляя лучшее качество и меньшее количество бракованных изделий.

Таким образом, можно сказать, что за токарными станками с числовым программным управлением будущее. Благодаря ему количество брака вследствие недоработок человека стал практически нулевым, притом, что рабочие места никто не потерял — просто теперь специалисты, которые раньше работали на станках, теперь за работой этих станков следят, исправляя поломки и давая им новые программы.

На какие критерии нужно обращать внимание, чтобы выбрать качественный токарный станок по металлу?

Выбирая токарный станок, нужно опираться на многие критерии, в том числе на назначение в производстве. Размеры и вес прибора зависят от того, сколько на нём будет произведено операций, размера заготовок в диаметре и длине.

В любом случае токарный станок – невероятно выгодный прибор, который может быть полезен практически каждому, кто мечтает открыть собственное дело, связанное с обработкой металлических деталей. Могут возникнуть вопросы по поводу выбора станка и его характеристик.

Для чего нужен домашний токарный станок по металлу

Токарный станок по металлу для дома не обладает всеми критериями и размерами тех, что используются на производствах, но на нём можно выполнять полный комплекс работ по обработке внутренних и внешних поверхностей, нарезке резьбы.

Также на данном устройстве можно сверлить и проводить фрезерные операции, при условии, что он будет оснащён дополнительными рабочими узлами. Маленький токарный станок менее мощный, у него меньше опций, но детали будут получаться такими же качественными, как и на более габаритных станках.

Станки для домашнего использования считаются уменьшенными копиями профессиональных, что способствует ускоренному обучению металлообработке. Основными преимуществами домашнего токарного станка являются:

Приемлемая стоимость. Благодаря низкой цене позволить себе купить станок могут многие.
Уровень вибрации – низкий.
Высокая жёсткость конструкции.
Процесс использования не вызовет трудностей. Ухаживать за техникой просто.
Отшлифованные направляющие станины, которые закреплены специальным образом.
Имеются прецизионные роликовые подшипники. Это помогает делать обработку с самой наивысшей точностью.

После покупки устройства, владельцу будет не нужно тратить время на поиски необходимых инструментов для того, чтобы изготовить конкретную деталь. Он будет освобождён от необходимости постоянного обращаться в сервисные центры и платить за чужую работу. Купив токарный станок, можно навсегда забыть о таких проблемах как:

Трудности в процессе создания внешней или внутренней резьбы с различным шагом.
Сложности с выточкой изделий с практически любыми размерами.
Производство конусовидных или цилиндрических объектов.
Расточка болванок.
Проблемы с отделкой боковых граней.
Высверливание разъёмов.
Обрезка железных элементов и тому подобное.

На домашнем токарном станке изделия можно делать такими же качественными.

Вот еще интересная статья на тему: как выбрать токарный станок по металлу для гаража

Основные критерии выбора для дома и мастерской

Качественный токарный станок небольших размеров способен помочь в экономии средств при эксплуатации автомобиля, он упрощает задачу с уходом за приусадебным хозяйством, поможет сэкономить время. Чтобы найти нужную деталь, необходимо затратить несколько часов, а иногда и ехать в магазин. При наличии оборудования не нужно беспокоиться по этому поводу, так как все детали можно изготовить самим.

Бюджет

Наиболее часто приобретается базовая комплектация, а дополнительный функционал закупается при необходимости. Если средства позволяют, то лучше останавливать свой выбор на многофункциональном (универсальном) станке.

Габариты

Габариты в основном не отличатся вне зависимости от производителя

Качество исполнения

Готовая продукция отличается высоким качеством. Перед покупкой станка нужно обязательно его проверить, просмотреть на наличие поломок. Не рекомендуется совершать покупку подобного оборудования под заказ, так как в таком случае не будет возможность увидеть товар «вживую».

Выбор оборудования основывается на его предназначении и цели, для которой оно приобретается. Перед совершением покупки необходимо точно определиться, для каких целей оно будет использоваться. По назначению все токарные агрегаты делятся на три главных, основных разновидности:

Настольные

Настольные устройства, которые используются в домашних условиях, имеют основное отличие по размеру, а значит и массе. Их самый маленький вес равняется 13 килограммам, а максимальный не должен быть выше 100 килограммов. Данный вид станков применяется для того, чтобы обрабатывать металлические детали небольших размеров.

Используя этот аппарат, можно совершить такие операции:

Обточить детали в форме цилиндра или конуса.
Подрезать торцы деталей.
Отшлифовать готовое изделие.
Сделать отверстие в детали путём сверления.
Расширить отверстие.
Нанести резьбу и наружную, и внутреннюю.

На домашнем токарном станке обрабатывать детали с той же скоростью, что и на профессиональном оборудовании, не получится. Но готовое изделие получится таким же качественным. Особенно это будет заметно, если работа агрегата регулируется при помощи системы числового программного управления.

Подобные токарные станки по металлу имеют множество областей, где их применяют. В частности, их используют в маленьких цехах, а не только в домашних условиях. Также в мастерских по ремонту автомобилей.

Универсальные

Во второй половине 20-го века технологии позволили отказаться от узкопрофильных специальных станков и перейти к использованию аппарата, обладающего способностью справляться со многими задачами одновременно. Универсальные станки способны выполнять больше, чем одну операцию одновременно.

Двумя главными параметрами являются наибольший диаметр детали, которая поддаётся обработке, над станиной и также у них наибольшее расстояние между вращающимися центрами. Эти два основных параметра, которые устанавливают максимальные габариты деталей. Универсальные станки отличаются простотой в использовании и неприхотливостью в уходе.

Школьные

Токарный станок данного вида является для многих настоящей находкой, так как использовать это оборудование легко и научиться работать на нём может практически каждый. Используя его, можно легко обработать элементы любой формы, включая коническую и цилиндрическую, без проблем можно нарезать резьбу и даже, если понадобится, сделать закатку, шлифовку и затачивание инструментов.

При этом можно обрабатывать не только металл, но и пластик, и дерево. Купив дополнительные устройства, можно расширить возможности аппарата. Например, нарезать зубья, сделать фрезерование. На этом станке можно выполнить обработку колёсных пар, муфт и других сложных элементов.

Тем не менее, возможности учебного станка имеют ограничения, но это никак не влияет на его спрос. С его помощью можно сделать набор стандартных операций. Учебный станок компактный и негабаритный, поэтому для его размещения не нужно большое помещение, будет достаточно гаража или небольшого школьного класса.

Токарно-винторезные

Самым популярным по спросу является токарно-винторезный станок. Станки такого вида применяются для проведения точения и многих других операций. На таком станке можно обрабатывать изделия массой до 10 тонн, а расстояние между центрами может варьироваться в пределах 8 метров.

Выбор двигателя

При приобретении готового станка необходимо уделять особое внимание двигателю. Наличный двигатель вполне соответствует описанию в инструкции, в которой прописаны допустимые нагрузки. Для начала нужно определиться с потребностями и областью, в которой будет использован станок.

Асинхронные

Асинхронный двигатель предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую энергию. В название этого двигателя вложено его назначение, «асинхронный» означает «неодновременный».

Указывается на то, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда превышает частоту вращения ротора. Работа асинхронного двигателя происходит от сети переменного тока. Асинхронный двигатель имеет либо алюминиевую, либо литую чугунную станину. Обмотка статора находится в пазах сердечника статора.

Концы фаз обмотки через отверстие в станине выведены в коробке, которая состоит из корпуса, переходного патрубка и крышки. Этот класс двигателей имеет широкий диапазон мощности. Их выбирают в основном потому, что у них большая мощность при относительно небольших размерах, скорость вращения – осень высокая, асинхронные двигатели надёжные.

Коллекторный

Коллекторный двигатель предполагает в своём устройстве заложенный датчик положения ротора и переключатель тока в обмотках, которым является одно и то же устройство – щеточно-коллекторный узел.

ъЭлектрический ток, попадая на обмотки якоря, провоцирует возникновение электрического поля, которое, с одной стороны, имеет южный полюс, а с другой стороны – северный. Ток через обмотки постепенно переходит от одной обмотки к другой, вал электродвигателя совместно с якорем вращается, но только до тех пор, пока к нему поступает напряжение.

Обзор производителей

Станки разных производителей различаются не только по цене, но и по техническим характеристикам. На рынке представлен товар как Российского производства, так и зарубежного.

Отечественный

Основной плюс отечественных станков — их доступность. Кроме того, многолетний опыт работы некоторых компаний, позволяет предоставлять на рынке качественный товар, ничем не хуже того, что производят в Германии и Японии.

Домашний мастер

Станки этого производителя качественные и продаются на рынке достаточно давно. Оборудование этой марки часто используют в школьных классах и в небольших мастерских. Такое оборудование способно полностью заменить несколько узконаправленных агрегатов, тем самым происходит экономия средств и сохраняется свободное пространство внутри мастерской.

Умелец

На данном токарном станке можно делать разные виды обработки изделий, выполненных как из металла, так и из пластика или дерева. Аппарат есть в двух вариантах:

С приводом подач, фрезеровочным устройством и с узлом для обработки дерева.
С ручной продольной отдачей суппорта.

Первый вариант делает возможным выполнение точения и сверления, а второй – точение, фрезеровку, фугование, распилочные и сверлильные работы. Улучшить и расширить функциональность машины можно при помощи дополнительных элементов.

Калибр

Эта компании занимается продажей инструментов с 2001 года. Широкий модельный ряд позволяет выбрать ту модель, в которой есть необходимость. При поломке специалисты компании произведут оперативно диагностику и выявят неисправности, а впоследствии их исправят. Станки представляются по демократичной цене и на многие товары даётся гарантия.

Китай и другие страны

Плохая известность Китая, как производителя некачественных товаров и плагиатов, давно прошла. Теперь он является поставщиком и производителем лучших по характеристикам и качеству товаров в мире.

Optimum

Станки этой марки выпускаются в Германии. Под этой торговой маркой выпускаются не только габаритные токарные станки, но в том числе и миниатюрные, которые известны и высоко ценятся многими специалистами по всей Европе. Самыми известными моделями являются D140x250, D210x400, D250x550. На них установлена система ЧПУ.

Корвет

Эта компания предоставляет товар по низким ценам. Многие клиенты отмечают хорошее качество предоставляемого товара. С 2009 года ведется продажа станков. Станки имеются, как крупногабаритные, так и малогабаритные. При оптовой продаже для предприятия, делается большая скидка.

Настольные токарные станки этой торговой марки продаются на рынке уже более 50 лет. Их производит швейцарская компания JET, которая стала очень популярна среди домашних мастеров и умельцев. Несмотря на то, что в данный момент часть узлов изготавливается на базе Китая, их качество не ухудшается.

Эти агрегаты взывают доверия уже у нескольких поколений пользователей благодаря высокому качеству, точности и эффективности обработки. С ними не возникает проблем при работе, их обслуживание простое. Самыми популярными и покупаемыми считаются модели: BD-3, BD-7, BD-8A.

Proma

На рынке компания уже 20 лет. Продаются все виды станков, в том числе и на заказ. Продукция компании постоянно совершенствуется и модернизируется, учитывая потребности и запросы потребителей.

Настольный агрегат этой компании представляет собой компактное токарное устройство, которое производится по единой технической документации несколькими китайскими производителями.

Stalex

Компания ориентируется на продаже и сервисном обслуживании металлообрабатывающего оборудования. Весь товар всегда есть в наличии, что отмечают многочисленные покупатели.

Zenitech

Компания занимается продажей в основном крупногабаритных станков, но есть и несколько моделей станков небольших размеров. Всегда работает горячая линия, позвонив по которой можно задать интересующие вопросы и уточнить все нюансы.

FDB MASCHINEN TURNER

Многих покупателей отпугивает несколько завышенная цена на товар, представленный этой компанией. Но все токарные станки высокого качества и с гарантией. Несколько раз в год проводится акция, где скидка может составлять 30,40 и даже 50 процентов.

METALMASTER

Оборудование METALMASTER разрабатывается и постоянно улучшается в сотрудничестве с немецкими техниками-инженерами. Производство станков осуществляется на всемирно известных заводах.

Дополнительные советы и рекомендации по выбору

Важно выбирать товар по характеристикам, но не менее важно обращать внимание на «скрывающиеся» детали, которые заметны не сразу. Они могут показаться незначительными, но их соблюдение поможет найти на рынке лучший из представленных товар.

Производитель

Лучше останавливать свой выбор на известных производителях с большим стажем работы. Такие компании обычно предоставляют гарантии и техническое обслуживание при поломке.

Тип передачи

Косозубые передачи считаются лучшими, так как у них плавных ход, а уровень шума более низкий. При зацеплении рейки с шестерней площадь сопряжения у косозубых передач гораздо больше, чем у прямозубых.

Материал шестерней

Выбор материала зависит от назначения передачи. Лучше выбирать твердые поверхности зубьев.

Наличие роликовых подшипников на шпинделе

Роликовые подшипники должны стоять в одну пару спереди или сзади – не имеет значение. Главное, чтобы они минимизировали последствия расширения.

Тип направляющих

В металлорежущих станках применяются направляющие скольжения, качения. В станке используется направляющие первые и второго типа.

Обороты

Желательно, чтобы значения варьировались от 33,5 до 3000 оборотов.

Количество скоростей

В продаже имеются станки с ограниченным количеством скоростей вращения шпинделя. Обычно 12 неизменяемых позиций.

Передняя бабка

Передняя бабка выглядит, как чугунный корпус, который закреплён на левой стороне. Бабка осуществляет плавное движение станка. В универсальном станке бабка помогает осуществлять привод подачи суппорта с режущим инструментом.

Защитные механизмы и устройства

Обязательно должны быть рабочими защитные механизмы, которые защитят от травм.

Отзывы

Пользуюсь токарным станком уже пять лет. Раньше постоянно приходилось ездить в мастерскую. Перед покупкой были сомнения: смогу ли я работать на станке, будет ли мне сложно. Признаюсь, сперва меня пугали габариты, но потом я нашёл маленький станок, который легко поместился у меня в гараже.

Теперь собственная мастерская у меня дома, открытая для меня в любой момент! Мне все очень нравится. Главный фактор, который я учитывал при выборе – небольшой размер станка. Надеюсь, станок прослужит ещё очень долго.

Читайте также: