Что такое станки с ЧПУ?

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это высококлассное оборудование с впечатляющим функционалом. Они востребованы во многих сферах, т.к. выполняют операции разной сложности с минимальным участием оператора. По эффективности 1 ЧПУ-станок соответствует 5–6 аналогам с ручным управлением. Компьютеризированная система задает условия нормальной работы всех компонентов оборудования (стола, суппорта, шпинделя и т.д.) во время технологического процесса. Контроль обеспечивают своевременно подаваемые команды – специальные коды G и M-типа.

Оператор просто включает необходимую схему, настраивает ее и следит за выполнением работ. Он может производить сложные изделия, обеспечивать высокую точность обработки и четкую повторяемость основных параметров, не будучи при этом квалифицированным токарем или опытным фрезеровщиком. Все ответственные операции выполняет инструмент, а специализированный софт для создания 3D-моделей и их превращения в управляющие коды для станков позволяет запросто реализовать всевозможные идеи.

Использовать такие аппараты наиболее выгодно при изготовлении ответственных и сложных деталей с высоким классом точности, необходимости многооперационной обработки заготовок, серийном производстве. По ходу изготовления деталей можно вносить некоторые конструкционные изменения, корректируя программу с пульта оператора.

Особенности конструкции

Описывая, что такое ЧПУ-станок, стоит выделить характерные особенности таких установок. Несмотря на функциональные различия, практически всем моделям такой техники присущи:

• типичные функциональные узлы – шкаф с операторским пультом, дисплей для вывода результатов, постоянная и оперативная память, контроллер для обработки вводимых данных и отслеживания работы приводов;
• мощный привод;
• независимая установка и настройка каждой координаты – чтобы рабочие органы могли двигаться по всевозможным траекториям;
• высокая точность обработки, надежность и производительность;
• скорость установочных перемещений суппорта 4,8–10 об/мин – чтобы свести к минимуму время холостого хода;
• широкие возможности регулировки в плане подачи привода – чтобы настраивать подходящий режим выпуска;
• совершенные инструментальные системы, содержащие от 12 органов;
• простое управление;
• комфорт эксплуатации.

Команды могут вводиться вручную (сложно и долго), с пульта оперативной системы (можно протестировать и откорректировать команды) или с применением систем автоматизированного моделирования и проектирования. При использовании систем САМ и САПР вначале создают электронный чертеж изделия или заготовки в профильном графическом редакторе. Затем его преобразуют в нужный формат и загружают в САМ (например, CorelDraw или SheetCam). После этого задают траектории перемещения инструментов, выбирают способы обработки, проверяют корректность визуализации. После загрузки промежуточного Cl-файла в постпроцессор получается управляющая программа с G- и М- кодами.

Что можно сделать на ЧПУ-станке

Такое оборудование используют для обработки металла, дерева, пластмасс, картона и других материалов. С его помощью выполняют раскрой и резку материалов, гравировку плоских и рельефных изображений, зачистку и шлифовку поверхностей, нарезку резьбы, сверление, фрезерование и другие операции. Функционал инструмента зависит от назначения. Например, для шлифовки и полировки используют ленточно-шлифовальные станки или гриндеры.

Разные виды станков с ЧПУ востребованы в мебельном производстве, рекламной индустрии, архитектуре, строительстве, дизайне интерьеров, машиностроении и других отраслях. В частности, с их помощью производятся:

• вывески, обложки, световые коробы, рекламные конструкции из акрила, МДФ плит, пластика;
• упаковка из картона, пенопласта, дерева и т.д.;
• мебель и фурнитура;
• игрушки, сувениры, конструкторы, пазлы;
• декоративные панели, объемные картины, панно, колонны, подиумы, витражи и другие элементы интерьера;
• архитектурные макеты;
• наличники, двери;
• малых архитектурные формы;
• печатные платы – создавать токопроводящие дорожки на ЧПУ-станках выгоднее, чем заниматься травлением печатных плат;
• корпусы для различных устройств;
• пресс-формы для литья под давлением;
• детали машин и механизмов.

Краткая классификация

Агрегаты с программным управлением классифицируют по назначению, степени автоматизации и классу точности. В зависимости от того, что производит ЧПУ-станок, какие операции он способен выполнять, он относится к определенной технологической группе. Например, к группе фрезерных и сверлильно-расточных моделей, токарных, зубообрабатывающих, шлифовальных или многоцелевых аппаратов. Основные характеристики сверлильно-расточных аппаратов – допустимые диаметры сверла и шпинделя. У фрезерных моделей ключевую роль играет ширина поверхности рабочего стола, а у токарных – предельное сечение отверстия.

Важными характеристиками управляющей системы выступают:

• способ контроля – он бывает непрерывным, позиционным, прямоугольным, смешанным (комбинированным);
• тип привода – может быть с регулируемым, шаговым или ступенчатым двигателем;
• принцип загрузки ПО – с помощью диска, flash-носителя, перфорированной или магнитной ленты;
• число координат с одновременным управлением и допуски при их введении;
• степень автоматизации – в маркировке указывается цифрой от 1 до 4 после буквы Ф (1 – цифровая индикация и набор данных на клавиатуре, 2 – позиционный или прямоугольный способ контроля, 3 – непрерывный или контурный метод контроля, позволяющий обрабатывать сложные детали, 4- многооперационное управление, включающее все перечисленные возможности).

Буква Ц в маркировке означает циклический метод контроля – простой алгоритм, который отлично подходит для серийного изготовления однотипных деталей.

Что делают фрезерные станки с ЧПУ

Такие аппараты подходят для плоской и пространственной резки, раскройки металлических листов, загибки углов, выборки пазов. В магазине фрезерного станка бывает до 300 инструментов под любые задачи. Такие установки имеют мощный корпус и станину с ребрами жесткости, прочный шпиндель, точные винты и рельсы для быстрого движения инструментов. Функционал конкретной модели зависит от ее параметров.

В продаже встречаются и габаритные фрезерные ЧПУ-станки с длиной рабочего стола более 10 м, и компактные модели, ориентированные на частные мастерские, малый бизнес и мелкосерийное производство. Они отлично подходят для изготовления типовых заготовок из различных материалов, имеют сервопривод, регулируются по высоте и позволяют загрузить ПО с подключенного к аппарату компьютера.

По расположению шпинделя фрезерные станки бывают вертикальными (для обработки заготовки с одной стороны) и горизонтальными (с возможностью многосторонней обработки). Модели с позиционным управлением предназначены для сверления, с контурным способом – для работы со сложными криволинейными поверхностями, с комбинированным управлением – для решения комплексных задач.

Особенности токарных ЧПУ-станков

Такие аппараты относительно компактны, имеют жесткие несущие конструкции и позволяют подключить произвольное автозагрузочное устройство. Вертикальная или наклонная конфигурация упрощает удаление стружки из рабочей зоны. В держателе фиксируется резец со сменными пластинами или револьверными головками. Наряду с поворотной плитой и салазками держатель образует функциональную часть суппорт-узла. Он крепится в патроне, расположенном на вращающемся валу, и механизмы привода обеспечивают одновременное перемещение до 12 инструментов.

По типу выполняемых задач токарные ЧПУ-станки бывают:

• центровые – с их помощью точат фасонные поверхности, заготовки в форме цилиндра или конуса;
• патронные – позволяют делать зенкеровку, нарезать резьбу, выполнять обточку под фланцы, шестерни, диски и втулки;
• универсальные – сочетают возможности аппаратов предыдущих групп;
• карусельные – позволяют обрабатывать заготовки неправильной формы и крупных размеров, бывают 1-стоечными (для работы с диаметрами до 2 метров) и 2-стоечными (для сечений до 15 м).

Выводы

Современные многокоординатные станки с ЧПУ гарантируют безупречное соответствие размеров и стабильность параметров обрабатываемых деталей. Кроме того, они способны обрабатывать поверхности согласно заданным значениям шероховатости, нарезать резьбу, наносить хон и выполнять многие другие операции. Это многогранное оборудование, позволяющее реализовать массу идей – от производства декора и игрушек до изготовления двигателей или других сложных механизмов.

В интернет-магазине Shura-Master.ru можно купить технологическое оборудование для разных задач по отличным ценам, с доставкой по Москве и всей стране.

В предыдущей статье нашего блога рассказывается о выборе бетономешалки на прицепе.