Современные производственные процессы невозможно представить без высокоточного оборудования с ЧПУ. Числовое программное управление автоматизирует работу механизмов без непосредственного участия человека. Оператор на дисплее следит за процессом и меняет настройки на панели управления.
В статье расскажем, какие бывают виды оборудования и для чего предназначены, разберем основные технические характеристики.
Что вы узнаете:
Что такое ЧПУ в современных станках
Впервые станки ЧПУ (зарубежная аббревиатура CNC — Computer Numerical Control) появились в США. В качестве управляющей программы разработчики применили буквенно-цифровой программный код.
Расшифровка основных G и M кодов ЧПУ нами подробно разобрана в этой статье. Каждый символ отвечает за определенную функцию: управление рабочими органами оборудования, включение и отключение системы охлаждения, контроль исполнения задачи, перемещений рабочих органов.
ЧПУ станок — это автоматизированное устройство, в котором механизмы по заданной программе приводятся в движение и выполняют необходимые технологические действия. Смена команд происходит автоматически и сокращает количество производственных ошибок. В результате производительность повышается, а процент бракованных изделий становится меньше.
Станки ЧПУ могут выполнять работу любой степени сложности с минимальной затратой ресурсов. Оператор контролируют процесс на мониторе и с помощью панели управления подает команды. Гибкость настроек позволяет оперативно внести изменения и регулировать движение режущих (исполнительных) элементов.
Преимущества станков с ЧПУ:
- надежность и технологичность механизмов;
- снижение количества брака ввиду человеческого фактора;
- высокая точность, скорость и качество обработки;
- повышенная производительность;
- способность обрабатывать заготовки нестандартных размеров и форм;
- быстрая корректировка команд.
Виды станков с ЧПУ для металлообработки
Металлорежущие станки используют для механической обработки заготовок при помощи фрезы, сверл, резцов и других режущих инструментов. В зависимости от области применения они имеют обширную классификацию: по классу точности, степени универсальности, уровню автоматизации, массе и другим признакам.
Существуют механические, электрофизические, электрохимические, лазерные методы обработки материалов. Под каждый из них разработана отдельная серия станков, а с развитием технологий непрерывно растет и количество используемого оборудования.
Станки разделяют на 9 основных групп по виду обработки материала и применяемому режущему элементу. Каждую группу подразделяют на типы: по числу и расположению рабочих инструментов, степени автоматизации.
Классификация металлорежущих станков по технологическому признаку приведена в таблице.
Классификация металлорежущих станков по технологическому признаку
Наиболее востребованные устройства для металлообработки: фрезерные, токарные, лазерные, обрабатывающие центры, гибочные. Расскажем о каждом поподробнее.
Фрезерные станки и обрабатывающие центры с ЧПУ
Используют для обработки заготовок из металла и прочих материалов с помощью вращающегося режущего инструмента.
Фреза выполняет функцию лезвия, может быть различной формы и конструкции. С ее помощью нарезают резьбы, высверливают и растачивают отверстия, фрезеруют поверхности.
Шпиндель может быть установлен горизонтально и вертикально. Контроль проводится по двум или более координатам. Встроенное программное управление обеспечивает высокий уровень точности и качество обработки.
Позиционные фрезерные станки применяют для сверления, контурные используют для обработки поверхностей сложных форм, комбинированные — выполняют комплексные задачи.
Фрезерные обрабатывающие центры могут управлять несколькими инструментами, они многофункциональны и подходят для комплексной обработки заготовок.
Станки оснащены многоцелевыми программами управления: фрезеруют, растачивают, сверлят, нарезают резьбу. Способны быстро менять рабочий инструмент и перестраиваться на другие режимы работы.
Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ
Эта группа подразделяется на следующие:
- 5-осевые;
- вертикально- и горизонтально-фрезерные;
- портально-фрезерные.
Токарные станки с ЧПУ
Предназначены для обработки цилиндрических и конических заготовок с помощью резца. Режущий элемент закрепляют в держателе (револьверной голове), где он может передвигаться в продольном и поперечном направлении. На шпиндель устанавливают заготовку и с заданной скоростью приводят в движение.
Во время вращения происходит контакт резца с заготовкой, в результате чего она обтачивается по записанным параметрам.
Обработка цилиндрической заготовки с помощью резца
В зависимости от положения шпинделя оборудование бывает с вертикальной или горизонтальной компоновкой. Для работы с короткими заготовками подходит вертикальная компоновка, с длинными — горизонтальная. Устройства могут быть с наклонной станиной.
Токарный станок способен с высокой точностью обтачивать заготовки под втулки, обрабатывать внешние и внутренние поверхности цилиндров, создавать резьбу.
Разновидности и назначение:
- карусельные — для деталей крупного габарита, большой массы или нестандартной формы;
- лоботокарные — обработка заготовок малой длины и большого диаметра;
- винторезные — резьба, затачивание, обточка, сверление;
- револьверные — для нескольких технологических процессов со сменой режущего инструмента;
- автоматические и полуавтоматические — автономность обработки без участия токаря и при участии соответственно;
- универсальные — комплексная обработка;
- специализированные.
Станки лазерной резки с ЧПУ
В таком оборудовании в качестве рабочего элемента используют лазерный резак. Разные модели могут быть оснащены углекислотным или твердотельным оптоволоконным излучателем, способным разрезать почти любой материал. Это энергоэффективные современные устройства с высоким качеством обработки.
Оптоволоконный лазер для раскроя листа
Лазерные станки используют для резки металла, керамики, фанеры и других материалов. Они способны сверлить отверстия, вырезать контуры фигуры, маркировать изделия, наносить гравировку на различные поверхности. Подробнее о разновидности и применении этой группы станков читайте в статье.
Гибочные станки для листового металла
Используют для гибки металлических заготовок и придания им нужной формы. Устройство способно сгибать металлоконструкции под нужным углом и с заданной силой. Станки могут совмещать функции пресса и гибочной машины.
В управляющую программу вносят команды, чтобы механизм с определенным усилием сжал (спрессовал) заготовку или придал ей необходимую форму. Металлический лист помещают на рабочий верстак и прижимают с помощью пуансона и матрицы.
Гибочный станок используют для изготовления корпусов электроприборов и бытовой техники, металлических панелей, щитов, ограждений, для производства профнастила и кровельных материалов. Он может также обрабатывать заготовки из металлопластика.
Листогибочный пресс с ЧПУ
Классификация листогибов по типу привода:
- ручные;
- сегментные;
- электромеханические;
- гидравлические;
- электромагнитные.
Технические характеристики ЧПУ станков по металлу
У каждого устройства в зависимости от назначения есть свои базовые характеристики и ключевые параметры. Целесообразность покупки конкретной модели, как правило, оценивают по набору функций, которые будут использовать в работе.
Рекомендуем внимательно изучить техническую документацию и инструкцию к станку, чтобы выбрать наиболее подходящий. Общие критерии для большинства изделий: класс точности, тип устройства ЧПУ, количество координат управления. Остальные характеристики подбирайте под ваши цели и задачи.
Учтите вес, размеры заготовки, ее минимальный и максимальный диаметр, из какого она сделана материала и другие физические характеристики. Крупногабаритные детали достигают 1,5 метров в диаметре, от 1 до 10 метров по длине.
Эффективность работы механизмов напрямую связана с мощностью электродвигателя, которая может иметь значение 50 кВт и более. Для металлообработки применяют мощное оборудование с повышенным классом точности. В некоторых моделях применяют функцию удаления стружки.
Класс точности в станках ЧПУ в разы выше, чем у устройств с ручным управлением. Скорость обработки зависит от расположения шпинделя и скорости его вращения. Она может достигать 10 000, а в некоторых случаях доходить до 20 000 оборотов в минуту.
Приведем основные параметры и технические характеристики станков ЧПУ, на которые стоит обратить внимание.
Общие для большинства фрезерных и токарных:
- класс точности и скорость обработки;
- мощность главного двигателя;
- вес и габариты станка;
- скорость рабочих и холостых ходов исполнительных механизмов и узлов;
- выбор подходящей системы охлаждения;
- точность и повторяемость позиционирования рабочих узлов станка;
- количество инструментов, автоматическая смена;
- допустимые размеры обрабатываемой заготовки;
- способ управления, модель, производитель системы ЧПУ.
Токарные:
- диаметр отверстия шпинделя и скорость его вращения.
Фрезерные и токарные:
- тип привода и скорость вращения шпинделя.
Лазерные:
- вид и мощность источника излучения;
- форма режущей лазерной головки;
- комплектация станка, виды газов под конкретный тип металла и его толщину;
- автоматическая смена рабочих столов.
Листогибочные:
- регулировка хода пуансона и расположения заднего упора;
- коррекция угла гибки и контроль основных осей;
- подключение дополнительных управляемых осей;
- максимальное усилие пресса: толщина листа и длина реза;
- тип привода.
Станки с ЧПУ стали незаменимым элементом в медицине, строительстве, приборостроении, автомобильной и других отраслях промышленности. Современное оборудование повышает производительность и конкурентоспособность предприятий, позволяет минимизировать человеческий фактор и снизить затраты. Автоматизация процессов управления расширила возможности для эффективной обработки материалов и выполнения высокоточных технологических операций.
Теперь вы знаете, на какие ключевые параметры станков стоит обратить внимание. Если затрудняетесь с выбором нужных характеристик, обратитесь за помощью к специалистам компании Техно-СБ.
