Современные станки с чпу: Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности

Содержание

Семь преимуществ станков с ЧПУ и одна причина выбрать станок с ручным управлением на машиностроительное предприятие.

  • Преимущества металлообрабатывающих станков с ЧПУ по сравнению с универсальными.
  • 1. Высокая точность. 
  • 2. Экономичность.
  • 3. Производственная гибкость.
  • 4. Повышение производительности. 
  • 5. Уменьшение затрат на режущий инструмент.
  • 6. Менее жесткие требования к квалификации персонала. 
  • 7. Безопасность труда
  • Подведем итоги
  • Преимущество от «Инкор» — короткие сроки поставки.


Авторы: Главный технолог ООО “Инкор” Ванюков Андрей Сергеевич, 


инженер технолог ООО “Инкор” Смирнов Дмитрий Сергеевич


 


Современные тенденции металлообработки диктуют необходимость эксплуатации станков с числовым программным управлением на более высоких скоростях резания и подачи. Это крайне важно для сохранения конкурентоспособности на мировом рынке. Кроме того, сегодня широко используются трудные для обработки материалы, а значит критически важно внедрение современных технологии резания, в частности, режущего инструмента с большой линейкой, а также соответствующих методов программирования.


Металлообрабатывающие станки с ЧПУ применяют для множества технологических операций: фрезерования, точения и т.д. Такие станки применяются в автомобильной, нефтегазовой, даже в космической промышленности и на более скромном уровне, например, в частных мастерских.


Несмотря на очевидные достоинства станков с ЧПУ многие токари, фрезеровщики, технологи и прочие мастера со стажем до сих пор побаиваются такого вида оборудования. Некоторые считают, что затраты на эти станки выше, а значит и окупаться будут очень долго. Однако ситуация почти полностью противоположна таким представлениям. Станки с ЧПУ более выгодны, так как позволяют ускорить обработку деталей, автоматизировать производство, повысить точность обработки, брать более сложные заказы в работу и т.д. Рассмотрим преимущества металлообрабатывающих станков с ЧПУ по сравнению с универсальным подробнее.

Преимущества металлообрабатывающих станков с ЧПУ по сравнению с универсальными.

1. Высокая точность. 


Устройства с ЧПУ с идеальной точностью обрабатывают самые мелкие детали первичных заготовок. Именно благодаря компьютерному программному обеспечению (ПО) подобные машины способны осуществлять резку, формировку и обработку исходного материала с такой высочайшей скоростью и точностью, которой никак не достигнуть традиционным способом обработки. В отличие от ручных ЧПУ-устройства изготавливают детали любой сложности и геометрии. Например, на рис. 1,2,3 показаны детали сложной геометрии, которые проблематично изготовить на универсальном оборудовании. Точность сохраняется при многократном запуске, что позволяет значительно сократить количество сырьевых отходов. (см. рис. 4,5)



Рисунки 1, 2, 3


 


 


Рис. 4                                                                      Рис. 5

2. Экономичность.


Работа металлообрабатывающих станков с ЧПУ осуществляется с применением разнообразного программного обеспечения, совместимого с различными операционными системами (ОС). При этом от сотрудника не требуется обязательного нахождения рядом со станком, оператор может управлять оборудованием удалённо, что ускоряет процесс. Один оператор может одновременно обслуживать до 4 станков, а при применении робота (в условиях высокой серийности) затраты на ФОТ уходят практически в ноль.


Немаловажный аспект состоит в значительной оптимизации затрат на режущий инструмент. При работе на обычном фрезерном станке оператору необходимо время от времени увеличивать скорость подачи. Нередко случается, что сотрудник в силу усталости или недостатка профессионализма непреднамеренно увеличивает эту скорость. Следствием этого является износ режущей кромки, отлетание пластинки, врезание фрезы в стол либо в саму заготовку. На ЧПУ-оборудовании такая ситуация полностью исключена, так как скорость резания заранее задаётся программно, и не может быть изменена в процессе работы, а все возможные перемещения инструмента установлены ещё на стадии первичного программирования. Следовательно, нежелательное врезание фрезы исключено. См. рис. 6,7.


 


Рис 6. послойное фрезерование                          Рис 7. чистовая обработка

3. Производственная гибкость.


Применяя на производстве станки с ЧПУ, Вы обеспечите наиболее простой переход от изготовления одной детали к созданию принципиально другой. Этот переход осуществляется путём выбора соответствующей программы из списка, хранящегося в памяти ЧПУ. Операция замены может быть осуществлена неограниченное количество раз. В универсальных станках скорости перемещения по разным осям и их соотношение регулируются механическими передачами, используется единый привод. Из этого следует, что если токарный станок изначально ориентирован на функционирование в метрической системе, то обработка по дюймовым размерам на нём не представляется возможной. В конструкции современных станков с ЧПУ для каждого ходового винта предусмотрен свой привод с шаговым либо с частотно регулируемым двигателем. Это позволяет нарезать нестандартные виды резьбы или создавать детали со сложными криволинейными поверхностями. (См. рис. 8)



Рис 8. Пример детали, обрабатываемой на станке с ЧПУ

4. Повышение производительности. 


Важнейшим плюсом является способность ЧПУ-машин работать в режиме 24/7 без остановки. Беспрецедентно высокий уровень производительности металлообрабатывающих станков с программным управлением обуславливается не только уменьшением числа простоев, но и возможностью точного расчёта периода обработки и увеличения загрузки оборудования. Параметры заготовки и инструмента, сообщенные управляющей программе, позволяют исключить этап разметки из цикла. Все операции на ЧПУ станках могут выполняться с одной базы, появляется возможность отказаться от переустановки заготовки в процессе. Это положительно влияет и на производительность, и на точность обработки. На ручном оборудовании отсутствует возможность повторяемости подобной операции или совмещения токарной и фрезерной операции. Кроме того, использование станков с ЧПУ позволяет уменьшить загрузку рабочего персонала. Всего один человек сможет обслуживать 2 и более станков с ЧПУ в зависимости от загрузки. Также один станок с ЧПУ заменяет 2 и более универсальных станков, что позволяет сократить штат рабочих мест, занимаемую площадь производства, потребление электроэнергии и уменьшить расходы другими способами. (См рис. 9)



Рис. 9 Обработка детали с одной базы

5. Уменьшение затрат на режущий инструмент.


При использовании универсального оборудования порой приходится прибегать к применению фасонного инструмента при выполнении сложной геометрии деталей, а на станках ЧПУ достаточно всего одного инструмента (резца либо фрезы). Это гораздо эффективнее, производительнее и дешевле.


Для станков на ручном управлении в зависимости от целей производства часто становится необходимым приобретение дополнительной оснастки такой, как копировальное устройство, конусные линейки и т. д., а на станках с ЧПУ все уже встроено и дополнительная оснастка не нужна. (См рис. 10)



Рис. 10

6. Менее жесткие требования к квалификации персонала. 


Для обработки сложных деталей на универсальном станке требуются квалифицированные рабочие: токарь или фрезеровщик высокого разряда (4-6). Немаловажно найти сотрудника не только с внушительным опытом работы, но и с удовлетворительными личностными качествами. А как Вы понимаете, очень сложно найти достаточное количество таких специалистов в наше время. Для станка с ЧПУ достаточно одного оператора и наладчика. Высокая квалификация не обязательна, любой сотрудник сможет быстро ознакомиться с программой. Оператору станков с программным управлением не нужно обтачивать детали вручную. Вся работа здесь сводится всего к нескольким действиям, а именно:


  • следить за работой станка;


  • вводить соответствующие управляющие команды;


  • следить за состоянием режущего инструмента;


  • подавать заготовку и извлекать готовую деталь.


То есть задача будет состоять только в том, чтобы контролировать процесс и своевременно помещать деталь в камеру, да и то не всегда. Оператор станков с ЧПУ без труда может следить за несколькими станками одновременно, а токарь или фрезеровщик, какова бы ни была его квалификация, сможет обслуживать лишь один универсальный станок. 

7. Безопасность труда


На станках с ЧПУ в большинстве случаев работа осуществляется в полностью закрытой зоне с дополнительными датчиками на дверях. Это исключает возможность нахождения сотрудника в зоне обработки, поэтому риск травмирования персонала сводится к минимуму. 


На рис. 11 и 12 показаны станки с ЧПУ с закрытой зоной обработки



Рис. 11


Токарный обрабатывающий центр FOCUS CNC FBL-250Y


Рис. 12


Фрезерный обрабатывающий центр EXTRON SU-85A

Подведем итоги




Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод: станки с ЧПУ в долгосрочной перспективе более выгодны в финансовом смысле, так как позволяют:


  • обрабатывать любые, даже самые мелкие детали заготовок, с беспрецедентно высокой точностью;


  • оптимизировать затраты на режущий инструмент и ускорить процесс производства; 


  • увеличить экономичность: сократить штат рабочих мест, занимаемую площадь производства, расход электроэнергии и т. д.



    Рис. 13 Обрабатывающий центр CNC-Takang


    Однако при определенных особенностях производства целесообразность приобретения станков с ЧПУ не так очевидна. Например, в случае мелкосерийного, штучного производства и особенно в ремонтных цехах, где основной задачей является ремонт деталей, а не серийный выпуск. Если приходится изготавливать большое количество разнообразных деталей или ремонтировать и восстанавливать разнообразные узлы, то нецелесообразно под каждую деталь разрабатывать программу для станка ЧПУ, в таких случаях лучше отдавать предпочтение станкам с ручным управлением. 

    Преимущество от «Инкор» — короткие сроки поставки.


    ООО “Инкор” специализируется на обрабатывающих центрах с ЧПУ, но именно для таких нестандартных проектов в ассортименте компании присутствует оборудование с ручным управлением. Естественно, все оборудование точечного, нестандартного спроса поставляется под заказ. И тут мы вправе обозначить еще одно преимущество станков с ЧПУ: самые востребованные модели известных производителей Focus CNC, EXTRON, HONOR SEIKI, FEMCO, SINO, CNC TAKANG  и другие азиатские и европейские бренды можно в короткие сроки приобрести со склада “ИНКОР”, что позволит оперативно, без длительных простоев, оборудовать производство. 


    По вопросам поставок связывайтесь любым удобным способом с отделом оборудования ООО “Инкор” или заполните форму ниже.

    особенности и разновидности :: ТОЧМЕХ

    Основные сведения о станках и числовом программном управлении

    Использование металлообрабатывающих станков, оборудованных современными системами числового программного управления, занимает в производственных процессах особое привилегированное положение. Это связано с тем, что оно позволяет выпускать детали, к которым выдвигаются строгие требования точности размеров и допусков.

    Работа на таком оборудовании требует от оператора не только богатого практического опыта работы на станке, но и умения составлять для него программы, в соответствии с которыми будут выполняться операции обработки.

    Числовое программное обеспечение нашло применение в управлении системами и конструктивными особенностями самых разных станков, выполняющих фрезерную, токарную, сверлильную, шлифовальную и другие операции обработки.

    В последние годы стали популярны станки с универсальными возможностями и конструкцией, которые сочетают в себе возможность выполнения нескольких видов обработки с использованием автоматизированных систем дополнительных элементов.

    С использованием числового программного управления обеспечивается точность и слаженность работы целых производственных автоматизированных линий, на которых производится выпуск самых разных деталей для отраслей промышленности.

    Особенно эффективно проявляет себя автоматизация обрабатывающего процесса при использовании возможностей электронно-вычислительных систем.

    Применение числового программного обеспечения обеспечивает обработку в режиме автоматического и полуавтоматического производственного цикла. Соответственно это удешевляет себестоимость продукции. От оператора требуется только следить за работой оборудования, а в случае необходимости проводить наладку (переналадку) его систем и программ.

    Развитие науки и техники создаёт условия для оптимизации производства, уменьшения себестоимости продукции, создания новых условий для повышения качества обработки. С течением времени числовое программное обеспечение становится всё более совершенным. Соответственно повышаются и требования к операторам станков.

    Основные требования к операторам станков с ЧПУ

    К работе на станках, оборудованных числовым программным обеспечением, допускаются только опытные работники, которые имеют багаж практических навыков выполнения обработки на обычных станках.

    Невозможно написать и следить за работой программы, если у оператора отсутствует понимание самого процесса выполнения станком той или иной операции, позволяющей выполнить требуемую обработку заготовки (детали).

    Первоочерёдным, что должен понимать и уметь выполнять оператор, выступают операции по черновому и чистовому точению, сверлению, нарезанию резьб, а также использованию других способов механической обработки.

    Чтобы оператор, использующий станок с числовым программным управлением эффективно выполнял свои функции, его профессиональное обучение начинают с изучения:

    • основных компонентов и знания устройства станка;
    • вспомогательных систем и механизмов, улучшающих условия обработки;
    • понимания особенностей применяемых для обработки инструментов и рабочего стола, допустимых направлений (осей) их ориентации и взаимного соотношения при движении;
    • определения функций станка и особенностей его программирования.

    Чем выше уровень подготовки и квалификации оператора, тем лучше будет организовано выполнение станком своих функций, а также более качественно проведена операция по обработке заготовки (детали).

    Ценность знания основных и дополнительных (вспомогательных) компонентов станков с ЧПУ

    Знание и понимание конструктивных особенностей обрабатывающего станка, а также его возможностей по выполнению конкретного вида операций, обеспечивает чёткое осознание оператором пределов и возможностей оборудования.

    Для каждого станка существует техническая документация, поясняющая его конструктивные особенности и направленность выполняемых обрабатывающих операций. В ней также содержится основная информация о технических характеристиках, к которым относятся:

    • сведения о максимальных оборотах узлов и частей;
    • скоростные диапазоны;
    • сведения о мощности двигателей, используемых для осей станка;
    • максимально допустимые значения перемещения движущихся элементов рабочего стола и инструмента, их осевые направления;
    • информация о возможности крепления нескольких инструментов, а также их автоматической смене;
    • сведения о максимальной скорости резания или иной обработки.

    Чем лучше оператор станка владеет этой информацией, тем правильней он сможет разработать программу для выполнения обработки. В этом случае управление станком становиться более понятным, а достижение поставленных перед оператором задач по обработке детали (заготовки) кратчайшим по времени.

    Дополнительные, или вспомогательные, компоненты станка — это различные измерительные приборы и устройства, механизмы и системы замены паллет, а также заменяемые узлы станка, которые служат для повышения его производительности.

    Знание возможностей дополнительных элементов позволяет правильно настроить числовое программное управление с учётом не только основных, но и дополнительных производственных характеристик.

    Особенности программирования, применяемые в станках с ЧПУ

    Программирование осуществляется с использованием определённых, понятных цифровой обрабатывающей системе, алгоритмов и наборов функций, выполняемых обрабатывающим станком.

    Особенности программирования зависят не только от качества команд, которые подаются оператором, но и от возможностей каждого конкретного станка (производственной линии).

    Например, многие фрезерные станки позволяют обеспечить программируемое движение только инструмента, в этом случае оператору бессмысленно будет вводить команды для движения рабочего стола: станок не сможет их выполнить.

    В то же время существуют станки, которые позволяют выполнять значительно большее количество функций и операций по обработке. В этом случае и набор подаваемых оператором команд должен быть значительно богаче.

    Многие современные станки позволяют обрабатывать такое количество команд, что от оператора требуется только менять заготовки (детали) и следить за качеством используемого инструмента.

    11 Современных мифов о ЧПУ станках

    Обработка на станке с ЧПУ является самым перспективным и быстро развивающимся направлением в современном мире, и уже обрастает многими мифами, которые мы сегодня постараемся развеять. Производство и переход на новое оборудование само по себе может казаться пугающим для непосвященных. С появлением на рынке новых процессов обработки легко потеряться в огромном объеме доступной информации.
     Многие считают, что ЧПУ — это просто, и без надлежащих исследований и обучения они быстро, и легко окунутся в неизведанный мир автоматических машин. Другие будут полностью избегать обработки на ЧПУ, опасаясь, что это слишком серьёзное и дорогостоящее начинание. На самом деле,№ обработка с ЧПУ может быть чрезвычайно доступной, но перед началом работы полезно понять, что же это за зверь такой ЧПУ станок. Ниже мы постараемся разобрать некоторые распространенные мифы.

    Производители и продавцы станков во всей отрасли будут заявлять о том, насколько удобны их ЧПУ, и как быстро вы сможете на них зарабатывать. Новейшие обрабатывающие центры оснащены системами визуального программирования, автоматическими устройствами предварительной настройки инструмента, высокотехнологичными рабочими датчиками, а также широким спектром инструментов и надстроек для упрощения процесса обработки. Но в конце концов, станок настолько хорош, насколько хорош его оператор, и требуется время, чтобы познакомиться с процессом ЧПУ, а также инструментами и процедурами, необходимыми для эффективного производства качественных деталей на постоянной основе. На нашем сайте собрана большая WIKI база статей, которая постарается дать ответ на все основные вопросы. К тому же, есть интернет-форумы — отличный ресурс для публикации проблем и поиска решений, с которыми вы можете столкнуться. (прим.CNC-Club)

    Существует распространенное заблуждение, что после того, как вы запустите деталь на ЧПУ, она продолжит без проблем выпускать высококачественные компоненты. Это правда, что в автоматизации машин произошли значительные успехи: современные технологии (устройства подачи прутков, загрузчики деталей, системы поддонов и др.) сделали полностью автоматизированное производство более доступным. Тем не менее всегда будут возникать проблемы. Инструменты ломаются, вкладыши изнашиваются. Рано или поздно операторы должны вмешаться, чтобы поддерживать качество деталей и исправлять или предотвращать проблемы на станке.

    С появлением современных систем CAD / CAM стало все проще рассчитывать время производства определенного компонента. Вы можете отслеживать время цикла для любого количества деталей, и вы даже можете определить время работы для конкретных операций с инструментами. Вся эта информация отлично подходит для оценки того, сколько машинного времени будет затрачено на конкретный порядок совершаемых действий. Тем не менее, обработка с ЧПУ никогда не бывает идеальной. Трудно спрогнозировать, когда какой-либо инструмент или когда часть оборудования выйдет из строя и потребуется обслуживание. Существует множество способов вызвать задержки в производстве, поэтому всегда лучше с осторожностью относиться к идее и попыткам спрогнозировать время производства на вашем ЧПУ.

    Чтобы обработать заготовку, ЧПУ необходимо четко знать, КАКИЕ операции выполнять и КАК их выполнять. Для этого операторы вводили длинную серию цифр и букв (известных в отрасли как G-код или M-код), которые использовались для связи с машиной и заставляли ее выполнять свои функции. Сегодня подавляющее большинство магазинов полагаются на 3D CAM системы (автоматизированное производство) для определения своих инструментов, заготовок, траекторий резания, циклов сверления и многого другого. Точно так же многие станки полагаются на системы визуального программирования, которые позволяют операторам программировать детали, просто добавляя несколько измерений в библиотеку операций обработки заготовок.
      Учитывая эти передовые инструменты программирования, код G / M должен быть уже устаревшим, верно? НЕТ. Будь то визуальная система на машине или новейшее программное обеспечение CAM, все они выводят код. Тот же G и M код , который операторы использовали на протяжении десятилетий, просто без головной боли, вызванной его вводом вручную. Этот код все еще может редактироваться и настраиваться операторами для повышения эффективности резки, регулировки смещений, изменения траектории инструмента и прочих опций. Даже опытный программист CAM выиграет от базового понимания необработанного кода, поскольку это может быть важно при устранении ошибок и выявлении проблемных областей во время обработки

    Мы стали свидетелями невероятных достижений в области автоматизации машин. Многие из этих технологий были приняты крупными производственными предприятиями для увеличения мощности и ускорения производства. При этом даже самая надежная система автоматизации не могла бы работать без опытных операторов и программистов.
     Машины выходят из строя, и требуется человек, чтобы вернуть систему в рабочее состояние. Было бы неразумно вкладывать много времени и денег в новейшие и лучшие технологии без команды опытных профессионалов в области ЧПУ, контролирующих работу. Хотя доступное сегодня оборудование для автоматизации и впечатляет, но большинство цехов далеки от полной автоматизации, поскольку они вынуждены полагаться на талантливых инженеров, операторов и программистов в разработке и производстве своих деталей.

    Обработка на ЧПУ становится все более доступной. Комбинация программного обеспечения CAD / CAM и современных обрабатывающих центров упростила как никогда возможность принять участие в самых разнообразных процессах: от концепции до производства. Встроенные функции ЧПУ позволяют операторам настраивать детали быстрее, чем когда-либо, а современные режущие инструменты и высокоскоростные операции обработки значительно сокращают время цикла. Запуск деталей в небольших количествах по-прежнему может быть довольно дорогостоящим из-за минимумов цехов и времени оператора / программиста, затрачиваемого на выполнение каждого задания с ЧПУ, но по мере увеличения количества производимых деталей цены на детали могут падать в геометрической прогрессии.

    Это не совсем так. Поскольку все больше и больше производителей станков конкурируют в этой области, из-за этого оборудование с ЧПУ становится все более доступным. Обрабатывающие центры бывают разных форм и размеров, поэтому небольшие цеха не ограничены площадью. Большинство поставщиков оборудования предлагают машины различных моделей с широким спектром дополнительных функций, что означает, что клиенты могут заказать ЧПУ в соответствии с их бюджетом и спецификациями. Хотя все еще находится в зачаточном состоянии, мы также наблюдаем рост рынка настольных станков с ЧПУ. Вы можете буквально запустить водоструйный станок или фрезер с ЧПУ в небольшом офисе или классе.

    Лучшие программисты тесно сотрудничают с операторами, чтобы понять все тонкости процесса обработки. Многие программисты начинают сами машинистами. Информация, полученная на станке, оказывается бесценной, когда вы садитесь работать в среде CAM. При создании программы необходимо учитывать ряд факторов, включая удержание заготовки, длину инструмента, типы резцов, скорости / подачи, траектории обработки и многое другое. Новички в программировании нередко создают программу, которая прекрасно работает в их программном обеспечении CAM, только чтобы увидеть, как она терпит неудачу, когда загружается в станок. Несомненно, вы можете научиться успешно программировать, не имея опыта в механической обработке, но учитывайте, что это будет доооолгий и слоооожный путь.

    В Интернете полно потрясающих видеороликов, в которых освещаются новейшие особенности современных обрабатывающих центров. Многоосевые фрезы и токарные станки с приводным инструментом будут производить одни из самых красивых и сложных деталей, которые вы когда-либо видели. Тем не менее, даже самое современное оборудование с ЧПУ имеет свои ограничения. Понимание возможностей ЧПУ имеет решающее значение при проектировании и производстве деталей. Некоторые элементы просто невозможно обработать. Это может быть связано с определенными ограничениями станка, такими как диапазон движения или диапазон резки. Это также может зависеть от факторов, которые выходят за рамки самого ЧПУ, таких как инструменты, тип материала, геометрия детали и многое другое. Современные обрабатывающие центры с ЧПУ могут творить удивительные вещи, но всегда может наступить момент, когда их пределы будут достигнуты.

    Нравится вам это или нет, но станки с ЧПУ ломаются. Они работают в условиях сильного стресса и подвержены невероятному износу. Выполнение сложных операций механической обработки на высоких скоростях в конечном итоге возьмет свое, и рано или поздно обслуживание станка станет необходимостью. Опытный оператор не только сможет запустить машину, но и отремонтировать ее в случае неизбежного выхода из строя. Настоятельно рекомендуется составить график профилактического обслуживания, чтобы ограничить время простоя машины и избежать ненужных остановок.

    Обрабатывающая промышленность постоянно растет и развивается. Достижения в области обработки с ЧПУ сделали технологию, которая когда-то казалась далеким будущим, легко доступной для небольших магазинов, любителей и преподавателей. Технология послойной печати набирает обороты, и мы только начали извлекать выгоду из всего, что может предложить 3D-печать. Еще никогда не было лучшего времени, чтобы приобщиться к миру обработки с ЧПУ, и будет интересно увидеть, какие новые продукты и оборудование станут доступны в ближайшие годы.

    Что такое станок с ЧПУ?

    История станков с ЧПУ

    Джон Т. Парсонс (1913–2007) из корпорации Parsons в Траверс-Сити, штат Мичиган, считается пионером в области числового программного управления, предшественником современного станка с ЧПУ. За свою работу Джона Парсонса называют отцом 2-й промышленной революции. Ему нужно было производить сложные лопасти для вертолетов, и он быстро понял, что будущее производства за подключением машин к компьютерам. Сегодня детали, изготовленные на станках с ЧПУ, можно найти практически в каждой отрасли. Благодаря станкам с ЧПУ у нас есть менее дорогие товары, более сильная национальная оборона и более высокий уровень жизни, чем это возможно в неиндустриальном мире. В этой статье мы рассмотрим происхождение станков с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ, программы для станков с ЧПУ и общие методы работы мастерских с ЧПУ.

    Машины встречают компьютер

    В 1946 году слово «компьютер» означало вычислительную машину с перфокартой. Несмотря на то, что корпорация Parsons раньше производила только один воздушный винт, Джон Парсонс убедил Sikorsky Helicopter в том, что они могут производить чрезвычайно точные шаблоны для сборки и изготовления винтов. В конце концов он изобрел компьютерный метод с перфокартами для вычисления точек на лопасти несущего винта вертолета. Затем он попросил операторов повернуть колеса в этих точках на фрезерном станке в Цинциннати. Он провел конкурс на название этого нового процесса и дал 50 долларов тому, кто придумал «Числовое управление» или NC.

    В 1958 году он подал заявку на патент на подключение компьютера к машине. Его патентная заявка поступила на три месяца раньше, чем в Массачусетском технологическом институте, который работал над начатой ​​им концепцией. Массачусетский технологический институт использовал его концепции для создания оригинального оборудования, а лицензиат г-на Парсонса (Bendix) передал сублицензию IBM, Fujitusu и GE, среди прочих. Концепция NC медленно приживалась. По словам г-на Парсонса, люди, продающие эту идею, были компьютерщиками, а не производителями. Однако к началу 1970-х армия США сама популяризировала использование компьютеров с ЧПУ, производя их и сдавая в аренду многочисленным производителям. Контроллер ЧПУ развивался параллельно с компьютером, обеспечивая все большую производительность и автоматизацию производственных процессов, особенно механической обработки.

    Что такое обработка с ЧПУ?

    Станки с ЧПУ производят детали по всему миру практически для всех отраслей промышленности. Они создают вещи из пластика, металлов, алюминия, дерева и многих других твердых материалов. Слово «ЧПУ» означает числовое программное управление, но сегодня все называют его ЧПУ. Итак, как вы определяете станок с ЧПУ? Все автоматизированные машины управления движением имеют три основных компонента: функцию управления, систему привода/движения и систему обратной связи. Обработка с ЧПУ — это процесс использования станка с компьютерным управлением для изготовления детали из твердого материала различной формы

    ЧПУ зависит от цифровых инструкций, обычно создаваемых в программах автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), таких как SolidWorks или MasterCAM. Программное обеспечение записывает G-код, который может прочитать контроллер станка с ЧПУ. Компьютерная программа на контроллере интерпретирует конструкцию и перемещает режущие инструменты и/или заготовку по нескольким осям, чтобы вырезать из заготовки желаемую форму. Автоматизированный процесс резки намного быстрее и точнее, чем ручное перемещение инструментов и заготовок, которое осуществляется с помощью рычагов и шестерен на старом оборудовании. Современные станки с ЧПУ содержат несколько инструментов и выполняют множество типов разрезов. Количество плоскостей движения (осей), а также количество и типы инструментов, к которым станок может обращаться автоматически в процессе обработки, определяют, насколько сложной заготовкой может обработать ЧПУ.

    Как использовать станок с ЧПУ

    Операторы станков с ЧПУ должны получить навыки как в программировании, так и в металлообработке, чтобы в полной мере использовать возможности станка с ЧПУ. Профессионально-технические училища и программы ученичества часто запускают студентов на ручных токарных станках, чтобы они почувствовали, как резать металл. Машинист должен уметь представлять все три измерения. Сегодня программное обеспечение делает сложные детали проще, чем когда-либо, потому что форма детали может быть нарисована виртуально, а затем программа может предложить траектории движения инструмента для изготовления этих деталей.

    Тип программного обеспечения, обычно используемого в процессе обработки с ЧПУ

    Компьютерное черчение (САПР)

    Программное обеспечение САПР является отправной точкой для большинства проектов с ЧПУ. Существует множество различных программных пакетов САПР, но все они используются для создания проектов. Популярные программы САПР включают AutoCAD, SolidWorks и Rhino3D. Существуют также облачные CAD-решения, и некоторые из них предлагают возможности CAM или интегрируются с программным обеспечением CAM лучше, чем другие.

    Автоматизированное производство (CAM)

    Станки с ЧПУ часто используют программы, созданные программным обеспечением CAM. CAM позволяет пользователям настроить «дерево заданий» для организации рабочего процесса, установки траекторий движения инструментов и запуска моделирования резки до того, как станок начнет настоящую резку. Часто программы CAM работают как надстройки к программному обеспечению CAD и генерируют G-код, который сообщает инструментам ЧПУ и движущимся частям заготовки, куда двигаться. Мастера в программном обеспечении CAM упрощают программирование станков с ЧПУ. Популярное программное обеспечение CAM включает Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam. Согласно отчету за 2015 год, на Mastercam и Edgecam приходится почти 50% доли рынка CAM-систем высокого класса.

    Что такое распределенное числовое управление?

    Прямое числовое управление, которое стало распределенным числовым управлением (DNC)

    Прямое числовое управление использовалось для управления программами ЧПУ и параметрами станка. Это позволяло программам перемещаться по сети с центрального компьютера на бортовые компьютеры, известные как блоки управления машинами (MCU). Первоначально называвшийся «Direct Numeric Control», он обходился без бумажной ленты, но когда компьютер вышел из строя, все его машины вышли из строя.

    Распределенное числовое управление использует сеть компьютеров для координации работы нескольких станков путем передачи программы на ЧПУ. В памяти ЧПУ хранится программа, и оператор может собирать, редактировать и возвращать программу.

    Современные программы ЧПУ могут выполнять следующие действия:

    • Редактирование — можно запускать одну программу ЧПУ, пока редактируются другие
    • Сравнивать — сравнивать исходные и отредактированные программы ЧПУ рядом друг с другом и просматривать изменения инструмент ломает программу можно остановить и перезапустить с того места где она остановилась
    • Отслеживание заданий — операторы могут синхронизировать задания и отслеживать настройку и время выполнения, например,
    • Отображение чертежей — показ фотографий, чертежей САПР инструментов, приспособлений и отделочных деталей
    • Расширенные экранные интерфейсы — обработка одним касанием
    • Расширенное управление базой данных — Организует и хранит данные там, где их можно легко получить

    Сбор производственных данных (MDC)

    Программное обеспечение MDC может включать в себя все функции программного обеспечения DNC, а также собирать дополнительные данные и анализировать их на предмет общей эффективности оборудования (OEE). Общая эффективность оборудования зависит от следующего: Качество – количество продуктов, соответствующих стандартам качества, из всех произведенных продуктов Доступность – процент запланированного времени, в течение которого указанное оборудование работает или производит детали Производительность – фактическая скорость работы по сравнению с запланированной или идеальной работой скорость оборудования.

    OEE = Качество x Доступность x Производительность

    OEE — ключевой показатель производительности (KPI) для многих механических мастерских.

    Решения для мониторинга машин

    Программное обеспечение для мониторинга машин может быть встроено в программное обеспечение DNC или MDC или приобретаться отдельно. С помощью решений для мониторинга машин машинные данные, такие как настройка, время выполнения и время простоя, автоматически собираются и объединяются с человеческими данными, такими как коды причин, чтобы обеспечить как историческое, так и реальное понимание того, как выполняются задания. Современные станки с ЧПУ собирают до 200 типов данных, а программное обеспечение для мониторинга станков может сделать эти данные полезными для всех, от цеха до верхнего этажа. Такие компании, как Memex, предлагают программное обеспечение (Tempus), которое берет данные с любого типа станков с ЧПУ и вводит в стандартизированный формат базы данных, который можно отображать в виде понятных диаграмм и графиков. Стандарт данных, используемый большинством решений для мониторинга машин, получивших распространение в США, называется MTConnect. Сегодня многие новые станки с ЧПУ оснащены средствами для предоставления данных в этом формате. Старые машины по-прежнему могут предоставлять ценную информацию с помощью адаптеров. Мониторинг станков для станков с ЧПУ стал популярным всего за последние несколько лет, и постоянно разрабатываются новые программные решения.

    Какие существуют типы станков с ЧПУ?

    Сегодня существует бесчисленное множество различных типов станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ — это станки, которые режут или перемещают материал, как запрограммировано на контроллере, как описано выше. Тип резки может варьироваться от плазменной резки до лазерной резки, фрезерования, фрезерования и токарной обработки. Станки с ЧПУ могут даже поднимать и перемещать детали на сборочной линии.

    Ниже приведены основные типы станков с ЧПУ:

    Токарные станки: Этот тип ЧПУ поворачивает заготовку и перемещает режущий инструмент к заготовке. Базовый токарный станок является 2-осевым, но можно добавить гораздо больше осей, чтобы увеличить сложность резки. Материал вращается на шпинделе и прижимается к шлифовальному или резьбовому инструменту, который придает желаемую форму. Токарные станки используются для изготовления симметричных объектов, таких как сферы, конусы или цилиндры. Многие станки с ЧПУ многофункциональны и сочетают в себе все виды резки.

    Фрезерные станки: Фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для резки больших размеров дерева, металла, листов и пластика. Стандартные фрезерные станки работают с 3-осевыми координатами, поэтому они могут резать в трех измерениях. Однако вы также можете купить 4,5 и 6-осевые станки для прототипов моделей и сложных форм.

    Фрезерование: Ручные фрезерные станки используют маховики и ходовые винты для соединения режущего инструмента с заготовкой. Вместо этого на фрезерном станке с ЧПУ ЧПУ перемещает высокоточные шарико-винтовые пары в точные запрограммированные координаты. Фрезерные станки с ЧПУ бывают самых разных размеров и типов и могут работать на нескольких осях.

    Плазменные резаки : Плазменный резак с ЧПУ использует для резки мощный лазер. Большинство плазменных резаков вырезают запрограммированные формы из листа или пластины.

    3D-принтер: 3D-принтер использует программу, чтобы сообщить ему, куда положить небольшие кусочки материала для создания желаемой формы. 3D-детали строятся слой за слоем с помощью лазера для затвердевания жидкости или питания по мере роста слоев.

    Станок для захвата и размещения: Станок с ЧПУ для захвата и размещения работает аналогично фрезерному станку с ЧПУ, но вместо резки материала машина имеет множество небольших сопел, которые захватывают компоненты с помощью вакуума, перемещают их в нужное место и укладывают. их вниз. Они используются для изготовления столов, компьютерных материнских плат и других электрических сборок (среди прочего).

    Станки с ЧПУ могут многое. Сегодня компьютерные технологии можно поставить на почти вообразимую машину. ЧПУ заменяет человеческий интерфейс, необходимый для перемещения деталей машины для получения желаемого результата. Сегодняшние ЧПУ способны начать с исходного материала, такого как блок стали, и изготовить очень сложную деталь с точными допусками и удивительной повторяемостью.

    Собираем все воедино: как станки с ЧПУ изготавливают детали

    Работа с ЧПУ включает в себя как компьютер (контроллер), так и физическую настройку. Типичный процесс механического цеха выглядит следующим образом:

    Инженер-конструктор создает проект в программе САПР и отправляет его программисту ЧПУ. Программист открывает файл в программе CAM, чтобы выбрать необходимые инструменты и создать программу ЧПУ для ЧПУ. Он или она отправляет программу ЧПУ на станок с ЧПУ и предоставляет оператору список правильной настройки инструмента. Оператор установки загружает инструменты в соответствии с указаниями и загружает сырье (или заготовку). Затем он или она запускает образцы деталей и измеряет их с помощью инструментов контроля качества, чтобы убедиться, что станок с ЧПУ изготавливает детали в соответствии со спецификацией. Как правило, оператор наладки предоставляет первую часть изделия в отдел качества, который проверяет все размеры и подписывает установку. Станок с ЧПУ или связанные с ним станки загружены достаточным количеством сырья для изготовления желаемого количества деталей, а оператор станка следит за тем, чтобы станок продолжал работать, изготавливая детали в соответствии со спецификацией. и имеет сырье. В зависимости от задания часто можно запускать станки с ЧПУ «отбоя» без присутствия оператора. Готовые детали автоматически перемещаются в указанную зону.

    Современные производители могут автоматизировать почти любой процесс при наличии достаточного времени, ресурсов и воображения. Сырье может быть отправлено в машину, а готовые детали могут быть упакованы и готовы к работе. Производители полагаются на широкий спектр станков с ЧПУ, чтобы делать вещи быстро, точно и экономично.

    Ведущий информационный ресурс металлообработки | Современный механический цех

    Аэрокосмическая отрасль

    | 14 МИНУТ ПРОЧТЕНИЯ

    Этот цех работает над созданием полноценного многозадачного станка с осью B. Между тем токарные центры с осью Y и приводным инструментом работают нормально.

    Марк Альберт

    Почетный редактор, Modern Machine Shop

    ПОСЛЕДНЯЯ СТАТЬЯ

    Уникальный аддитивно-субтрактивный процесс для компонентов пресс-формы для литья под давлением

    Майк Линч

    Основатель и президент CNC Concepts Inc.

    Этот гибридный подход к обработке использует преимущества 3D-печати с напылением и использует обработку с ЧПУ для преодоления ее ограничений.

    #cnctechtalk

    Последний выпуск
    |
    Архив

    Автоматика

    Мониторинг коботов для оборудования Universal Robots

    Производители прецизионных устройств теперь могут отслеживать коллаборативных роботов от Universal Robots в режиме реального времени, чтобы автоматизировать работу, повышающую производительность и надежность.

    СПОНСОР

    Построение 5-осевой ячейки

    5-осевая обработка захватила металлообрабатывающую промышленность, но что входит в высокофункциональную 5-осевую обрабатывающую ячейку?

    НОВОСТИ

    Высокоскоростные видеоролики анализируют процессы обработки в мельчайших деталях

    Blaser Swisslube фиксирует процесс обработки, образование стружки и поведение своей жидкости для металлообработки Synergy 735 с помощью высокоскоростных макрофотографий и видео.

    #жидкости для металлообработки

    НОВОСТИ

    Formnext Chicago привлекает лучших экспонентов

    Весной 2025 года в McCormick Place пройдет недавно анонсированная выставка аддитивного производства Formnext Chicago.

    Hypertherm обновляет промышленные резаки

    Резаки SmartSync от Hypertherm используются для резки купонов на сталелитейных заводах, стояков и желобов на литейных заводах, металлолома для переработки и удаления каркасов со столов для резки.

    НОВОСТИ

    Paperless Parts расширяет сотрудничество с ECI Software Solutions

    Интеграция между решениями ECI для управления бизнесом и платформой котировок Paperless Parts поможет магазинам оптимизировать операции, сократить количество ручного ввода данных в несколько систем и быстро и эффективно предоставлять точные котировки.

    НОВОСТИ

    ANCA объявляет SJ Tools победителем в номинации «Инструмент года»

    Компания SJ Tools, первый в Мексике победитель конкурса ANCA «Инструмент года», продемонстрировала инструмент с наконечником для черновой обработки чуть ниже точки сверления для высокоскоростного сверления и удаления стружки.

    Гибкая система обучения, имитирующая реалистичные операции с ЧПУ

    HxGN Machine Trainer — это безопасный инструмент для изучения и проверки новых и существующих процедур производства и контроля.

    Токарно-фрезерный станок

    | 11 МИНУТ ПРОЧТЕНИЯ

    Автоматизация сложных деталей для полной автоматизации в выходные дни требует существенной доработки процесса, которая может значительно повысить производительность.

    Эван Доран

    Ассоциированный редактор

    Фрезы

    Walter расширяет линейку твердосплавных фрез и сверл

    Цельные твердосплавные фрезы Walter MD173 и MD177 Supreme имеют семь режущих кромок. Кроме того, компания представляет цельное твердосплавное сверло DC165 Advance для обработки цветных металлов и чугуна.

    Автоматика

    ANCA запускает автоматические системы лазерной маркировки

    RoboMate LaserEtch и AutoMarkX от ANCA расширяют линейку решений компании для лазерной маркировки.

    Как прозрачность может помочь механическим цехам стать более эффективными

    Вот три области, которые владелец механического цеха может использовать как для обмена информацией, так и для сбора новой информации, которая поможет им стать более эффективными и действенными.

    #viewfrommyshop

    НОВОСТИ

    Verisurf Software Inc. назначает нового директора по развитию бизнеса CMM

    Терри Уир имеет более чем 45-летний опыт работы с кроссплатформенными КИМ, метрологией и аэрокосмической промышленностью.

    НОВОСТИ

    Брайан Папке из Mazak получает медаль M. Eugene Merchant Manufacturing

    Престижная награда присуждается выдающимся личностям, которые оказали значительное влияние и несут ответственность за повышение производительности и эффективности производственных операций.

    Активность в металлообработке в сентябре снизилась

    Прошло почти два года с тех пор, как бизнес-индекс Gardner для металлообработки составил 50.

    #экономика

    Автоматика

    | 2 МИНУТЫ ЧТЕНИЯ

    Stecker Machine, производственный цех, специализирующийся на выпуске нескольких сотен деталей, нуждался в разработке высокоавтоматизированных ячеек для ежегодного производства десятков тысяч сложных деталей из отливок.

    Эли Пласкетт

    Заместитель главного редактора, Modern Machine Shop

    Модернизация процессов — это страшно, но необходимо

    При правильном выполнении модернизация процессов может помочь обеспечить будущее магазина в отрасли и открыть новые возможности.

    Токарно-фрезерный станок

    «Сумасшедшие» инструменты от «Микрон» расширяют возможности

    Несмотря на прошлые проблемы, связанные с пандемией, отдел исследований и разработок Mikron Tool работает на полную мощность, разрабатывая эффективную обработку сложных материалов в микронном диапазоне.

    #обработка титана

    НОВОСТИ

    Америка делает имена новым членам исполнительного комитета

    Комитет будет консультировать по вопросам, касающимся технического охвата, ценности членства, стратегии экосистемы и партнерства, образования и обучения.

    Производство, управляемое данными

    Цифровая система управления инструментом для небольших производителей

    Программное обеспечение TDM Systems Inc. позволяет использовать различные варианты связи с производственными машинами для реализации автоматической передачи данных инструмента непосредственно в систему управления машиной.

    Аддитивное производство

    Принимая блеск, а не цвет

    Новый спрей для сканирования временно матирует блестящие детали, не закрывая поверхность.

    Новейший продукт для защиты органов дыхания пополняет линейку

    Новая каска PAPR со шлемом T94iH-R предназначена для улучшения соответствия требованиям в самых сложных промышленных условиях.

    #развитие рабочей силы

    Последний выпуск | Современный механический цех

    ИСТОРИЯ

    Коллаборативные роботы помогают инспекции идти в ногу с механической обработкой в ​​индивидуальном цифровом рабочем процессе для сложных аэрокосмических и оборонных деталей.

    ХАРАКТЕРИСТИКИ

    Автоматизация

    Наращивание потенциала с помощью автоматизации

    Stecker Machine, производственный цех, специализирующийся на выпуске нескольких сотен деталей, нуждался в разработке высокоавтоматизированных ячеек для ежегодного производства десятков тысяч сложных деталей из отливок.

    Автоматизация

    Как автоматизация держит контроль качества под контролем

    Коллаборативные роботы помогают инспекции идти в ногу с механической обработкой в ​​индивидуальном цифровом рабочем процессе для сложных аэрокосмических и оборонных деталей.

    Машины

    OEM переходит от внедрения автоматизации к совершенствованию

    Автоматизация сложных деталей для полной автоматизации в выходные дни требует существенной доработки процесса, которая может значительно повысить производительность.

    Аэрокосмическая промышленность

    Когда токарный станок с приводным инструментом соперничает с многозадачным станком

    Этот цех работает над созданием полноценного многозадачного станка с осью B. Между тем токарные центры с осью Y и приводным инструментом работают нормально.

    • Комментарии

    сентябрь 2022 г.

    август 2022 г.

    июль 2022 г.

    июнь 2022 г.

    май 2022 г.

Published by admin