Станки с ЧПУ — виды, преимущества, сферы применения

Автоматизация производства - это осознанная необходимость для современных предприятий. Она приводит к увеличению темпов, наращиванию мощности, повышению точности работ. Модернизация предприятия повышает качество продукции, снижает риск ошибок.

Станки с ЧПУ по скорости работы и производительности выигрывают у человека. Даже, несмотря на доступность человеческого труда. Они активно внедряются в различных отраслях промышленности.

Производством станков с Computer Numerical Control занимаются ведущие иностранные и российские бренды. Чтобы правильно выбрать прибор изучите технологию, виды, принципы программирования.

Основные характеристики станков с ЧПУ

Каждому типу станка с ЧПУ свойственны специфические параметры. Поэтому стоит детально рассмотреть общие для всех видов автоматизированных установок критерии:

• Точность. Характеристика, определяющая положение и автоматизм движений инструментов.
• Размеры рабочего стола. Допустимые габариты заготовок.
• Тип управления. Программное или аппаратное числовое.
• Производительность. Число деталей, созданных за определенный период.
• Мощность шпинделя или лазера. Отражает скорость, с которой прибор делает обработку деталей.
• Вид привода. Пневматический, гидравлический или электрический.
• Количество управляемых координат. Положение обрабатываемой заготовки.
• Масса агрегата. Влияет на сложность транспортировки, стабильность прибора.

Технические параметры станка с ЧПУ обусловлены назначением, функционалом. После их изучения вы сможете разобраться в предложениях заводов-производителей.

Виды оборудования с числовым программным управлением

Приборы с программным управлением универсальны. Они способны обрабатывать заготовки практически из любого сырья.

Все виды станков с ЧПУ объединены в технологические категории:

• токарные (№1);
• расточные, сверлильные (№2);
• фрезерные (№6);
• многоцелевые (№9).

Обозначение группы идет в начале маркировки автоматизированного устройства. Категория присваивается с учетом способности станка с ЧПУ выполнять базовые операции.

Степень автоматизации ЧПУ станков

Методы, формы и ступень автоматизации (самоуправления) зависят от универсальности приборов с числовым программным управлением. Самоуправление бывает частичным и полным. Комплексная автоматизация предполагает полную обработку изделия: от заготовки до готовой продукции. Она проводится на одном автомате или на автоматических линиях.

Уровень самоуправления обозначается символом «Ф», который расположен в конце маркировки. Расшифровка буквенных обозначений:

• «Ф1» - Наличие устройств цифровой индикации с ЖК дисплеем. Координаты заполняются однократно на кадр.
• «Ф2» - Оборудование с прямоугольной и позиционной программой.
• «Ф3» - Приборы для обрабатывания сложных конструкций. Контурное или непрерывное управление.
• «Ф4» - Приборы с комбинированным способом управления.
• «Ц» - Агрегаты для выпуска однотипных изделий. Циклический процесс работы для приборов с 2-3 координатами.

В маркировку станков ЧПУ входит индекс АСИ. Этот термин означает автоматическую замену рабочего приспособления. Обозначается символами:

• «Р» - замена рабочих инструментов путем поворота револьверной головки.
• «М» - при помощи барабана.

Буквенное обозначение индекса расположено перед типом схемы программного управления.

Сфера применения ЧПУ станков

Приборы активно внедряются в отраслях промышленности, в которых требуется точность, надежность. Наибольшее распространение, автоматизированное оборудование получило в сферах:

• Обработка металлических конструкций. CNC используются при производстве технологически сложных изделий из металла. Комплектующие зубчатых передач, насосов, шлицевых валов, других машинных механизмов не способны выполнять функции без применения высокоточных программ.
• Аэрокосмическая промышленность. Надежность и качество - основные характеристики авиатехники. Производство элементов шасси, силовых агрегатов самолетов, изделий сложных форм упрощается благодаря внедрению автоматики.
• Электросвязь. Конструкции для сборки и установки: серверных стоек, электрических шкафов, комплектующих печатных плат.
• Медицина. Прецизионную обработку проходят инструменты для хирургической и стоматологической практики. Станки ЧПУ без усилий обрабатывают титан, керамику, другие материалы.
• Машиностроение. Автоматизированной обработке подвергаются коробки передач, части панели управления, поршни двигателей.
• Деревообработка. Оборудование CNC позволяет делать на поверхности изделий из дерева узоры различной сложности, вырезать фигуры.
• Реклама. Станки ЧПУ используются при изготовлении рекламных стендов, выставочных конструкций.

Автоматизированное оборудование позволяет проводить высокоточную обработку изделий разного размера.

Преимущества оборудования с ЧПУ

Повышение спроса на промышленные установки с ЧПУ объясняется рядом факторов:

• Автоматизация деятельности производственных предприятий. Для управления оборудованием требуется только оператор. Исчезает необходимость содержания дополнительного персонала для выпуска продукции. Снижаются затраты на фонд заработной платы.
• Уменьшение вероятности травматизации сотрудников. Повышается безопасность труда. Операторам не надо находиться рядом с рабочей зоной.
• Точность деталей, многократное воспроизведение результата технологического процесса. Упрощает массовый выпуск продукции.
• Скорость изменения профиля приборов для производства разных деталей. Проводится смена программного софта, установленного в агрегат.
• Выпуск сложных, объемных деталей.
• Бесперебойная, надежная работа.

Основные элементы станков с ЧПУ

Станки ЧПУ - это технологически и конструктивно сложное оборудование. Они ускоряют и упрощают процессы выпуска продукции, повышают точность обработки.

Бесперебойная работа оборудования обеспечивается основными узлами:

• Пульт оператора. Через центральную панель управления задаются параметры работы агрегата.
• Дисплей. Позволяет визуально отслеживать процесс, корректировать программу.
• Контроллер. Отслеживает положение резца через датчики.
• ПЗУ. Память для длительного хранения программы.
• ОЗУ. Оперативная память для кратковременного хранения информации.

В виде исполнительных механизмов применяются сервоприводы, шаговые двигатели. Роль контроллеров выполняют встраиваемые устройства на базе микропроцессоров, промышленные компьютеры, готовые модели.

Виды станков с ЧПУ

Оборудование с числовым программным обеспечением столь сложно систематизировать по одному параметру. Поэтому используется классификация по нескольким признакам:

• Назначению, доступным рабочим операциям.
• Числу осей координат: двух-, трех-, четырех-, пятиосевые.
• Метод обработки: механический, лазером, гидроабразивный, плазмой.
• Аппаратное или числовое программное управление.
• Тип привода: гидравлика, электрика, пневматика.
• По рабочим инструментам: сверла, шлифовальные круги, фрезы, резцы.
• Материал: универсальные, по дереву, по пластмассе, для металла.
• По габаритам заготовок: большие, средние, маленькие.
• По уровню самоуправления: механические, автоматизированные, полуавтомат.
• По методу подачи рабочего приспособления: вертикальные, горизонтальные, универсальные.

В некоторых моделях предусмотрены сменные рабочие головки. Расширяется сфера применения оборудования.

Стоит подробнее рассмотреть, какие бывают приборы с числовым программным управлением.

Станки по виду работы инструмента обработки

Систематизация станков с ЧПУ по способу управления рабочими приспособлениями:

• Точечный или позиционный. Движение рабочего инструмента происходит по заданной траектории. Он перемещается из одной координаты, в которой выполняется установленная операция, к точке, где происходит новый этап обработки. Во время движения приспособления по заданной траектории другие операции не выполняются.
• Контурный. Обработка заготовки осуществляется по всей траектории движения инструмента.
• Универсальные. Используются два способа.

Система управления

Разомкнутая - запрограммированные функции направляются в блок управления при помощи пульта. Центральный блок преобразует программу в электрические сигналы и передает задачи в сервоусилитель. Происходит активация сервоприводов. Отсутствует ответная реакция.

Замкнутая - приборы с опцией обратной связи. Оператор может контролировать производительность. Доступна корректировка разногласий с инструкцией.

Лазерные станки

Приборы используются для нанесения гравировки, раскроя, сварки, выполнения маркировки, очистки заготовок. Характеризуются экономичным потреблением расходных материалов, энергетической эффективностью.

Виды лазерных станков с ЧПУ:

• с волоконным иттербиевым излучателем;
• с CO2 излучателем.

Лазерные установки позволяют работать с заготовками из меди, латуни, легированной стали, сплавов, фанеры, неметаллов. Подходят для резки меха, керамики, ПВХ, бумаги, паронита, картона.

Сверлильные устройства

Функционируют путем вращения и перемещения сверла вокруг и во взаимодействии с заготовкой. Оборудование для массового выпуска продукции. Большинство моделей обладают способностью выполнять различные операции: развертывание, нарезку внутренней резьбы, зенкерование. Предусмотрена возможность 5-осевой обработки.

Конструкция агрегатов состоит из шпинделей в цилиндре и сверл различного размера.

Токарные станки

Агрегаты для серийного производства. Отличаются повышенной производительностью, уменьшенным числом осей. Характеристики:

• устойчивость к высоким нагрузкам;
• точность позиционирования;
• упрощенная кинематика;
• обработка материала несколькими инструментами.

Конструкцией предусмотрен специализированный резец, фиксирующийся в держателе. В набор входит кассетный держатель, способный вместить до дюжины рабочих узлов.

Существует несколько типов станков:

• Центровые. Используются для обработки образцов в форме конуса, цилиндра.
• Патронные. Обрабатывают механизмы методом сверления, затачивания, резьбы или зенкерования.
• Карусельные. Обрабатывают детали крупных габаритов или сложных нестандартных форм. Бывают одностоечными, двухстоечными.
• Комбинированные. Опции центрового и патронного типа.

Конструктивные особенности этого типа станков: высокая жесткость компонентов, наклонная или вертикальная компоновка, система АСИ.

Фрезерные станки

Модель, оснащенная встроенными режущими рабочими инструментами. Деталь размещается внутри прибора. Программный софт приводит в действие резаки и сверла. Станки подходят для раскроя листовых материалов, выбирания пазов из заготовок. Обрабатывают детали разной формы. Эффективна для фрезеровки древесины, металла и пластика.

Плазменные станки

Агрегаты для раскройки и резки металлических листов, формовки деталей. Ионизированный газ, формирующийся в пучок плазмы, выделяет энергию, направленную на обработку образца.

Газ подключается к электроду. Проходя сквозь электрическую дугу, он превращается в поток плазмы. Ионизированный луч сужается до заданной толщины реза и подается на образец. Происходит точечная выплавка и удаление материала в указанных координатах.

Станки с ЧПУ для дома

Многие производственные предприятия со станочными парками, развились из домашних мастерских. Пользователи покупали настольные станки с ЧПУ для дома. Изготавливали мелкие предметы из древесины или металлических сплавов. А через несколько лет открывали токарное производство или фирму по изготовлению мебели.

Преимущества домашнего станка ЧПУ перед производственной моделью:

• простота эксплуатации;
• низкая себестоимость.

Сборка мини фрезерно-гравировального станка выполняется пользователем.

Бытовые модели - это универсальные модульные конструкции. Вы выбираете комплектацию, заказывая необходимые рабочие блоки и модули.

Настольные фрезерно-гравировальные приборы с числовым программным управлением разработаны для работы с композитными заготовками, металлическими сплавами, ПВХ. Рекомендуемое применение - выпуск мелких серий сувенирной продукции.

Многоцелевые обрабатывающие центры с ЧПУ

Автоматизированные центры, способные обрабатывать образцы со всех сторон. Не нуждаются в перемещении заготовки. Управление программами осуществляется при помощи комбинированной системы. Доступный перечень функций: резка, сверление, фрезеровка, резьба, растачивание, зенкерование.

По расположению бывает два типа станков с ЧПУ:

• Горизонтальные. Проводят одностороннюю обработку больших заготовок. При применении поворотных механизмов деталь обрабатывается с разных сторон.
• Вертикальные. Обрабатывают заготовки с нескольких сторон. Шпиндельная головка при помощи поворотных механизмов вращается по горизонтали и вертикали.

Конструкцией аппарата с computer numerical control предусмотрены инструментальные барабаны для АСИ, устройства для смены заготовок, поворотные столы.

Принцип программирования

Существует несколько способов программирования управления:

• Написание комбинации чисел для координат движений рабочего инструмента вручную или в текстовом редакторе. Выполняется технологом оборудования. Неотъемлемый этап подготовки операторов для работы на автоматизированном станке. Применяется в качестве основного метода программирования на предприятиях, выпускающих простые изделия.
• Пультовое. Технолог создает и вводит программу на стойке ЧПУ. Пульты оснащены цифровыми мониторами и клавиатурой. Специалист задает программу и изучает цифровую модель процесса обработки детали на рабочем месте. В большинстве систем предусмотрена возможность программирования в режиме «фона», когда оборудование проводит обработку.
• Применение опций CAD и CAM. Используется для разработки программ по производству сложных изделий. Софт позволяет создавать 3D модели детали, проводить расчеты и заниматься подготовкой программы для их изготовления. Технолог может провести виртуальный тест-драйв, исключающий ошибки программирования и потенциальные риски порчи материала.

Оператор ЧПУ

Мастер CNC - незаменимая должность в любой отрасли промышленности. Он выполняет:

• Запуск и контроль программ, подбор рабочих инструментов.
• Контроль габаритов выпускаемых деталей.
• Корректировку управляющих программ в процессе работы.

Оператор действует на основании должностной инструкции, утвержденной предприятием. Специалист способен обслуживать одновременно несколько аппаратов.

Заключение

Станки с ЧПУ незаменимы в производстве. Без них человечество утратит возможность создавать многие вещи. Оборудование обрабатывает детали точно, оперативно и качественно. А при массовом выпуске продукции - с низкой себестоимостью.

При выборе станка с ЧПУ надо учитывать требования производства, форму и размеры профиля, материал, доступный бюджет. «Youmet» предлагает заказать приборы с computer numerical для выполнения работ любой сложности. Это официальный дилер брендов Nexus, Bertech, Grost и т. д.

Сертифицированное оборудование обеспечивает высокую точность геометрии и размеров деталей. На товары распространяется официальная гарантия производителя. Возможна доставка в любые города РФ.