Введение
CNC-обработка широко используется в производственном секторе, даже в процессах, которые раньше требовали от инженеров управления фрезерными, формовочными станками, вертикальными фрезерными и центральными токарными станками. Многие преимущества станков с ЧПУ привели к полной замене некоторого оборудования, необходимого оператору. Производители всех мастей и в широком спектре секторов выбирают преимущества обработки с ЧПУ для изготовления и производства. Он обладает эффективной, быстрой и точной производительностью, что делает его идеальным для производства огромного количества объектов, которые обычно изготавливаются с помощью фрезерного, шлифовального, токарно-центрального станка, вертикально-фрезерного или формовочного станка.
По сравнению с традиционным способом компьютерное числовое управление имеет несколько других финансовых и производственных преимуществ. При ручной токарной обработке на каждом станке требуется один квалифицированный специалист, однако при обработке на станках с ЧПУ один квалифицированный специалист может обслуживать несколько станков. Широкий спектр металлических и пластиковых компонентов создается с помощью обработки на станках с ЧПУ и используется на предприятиях и в более широкой среде. Многие предприятия требуют точной, надежной и сложной резки.
Механики ВВС США создали первые станки с ЧПУ в 1940-х годах. Технология перфорированной бумаги, которая использовалась в первых машинах, дала начало цифровому программному обеспечению, которое мы используем сегодня. Благодаря своей способности обеспечивать невероятно точную продукцию в огромных количествах для различных применений, обработка с ЧПУ быстро завоевала популярность. Компонент компьютеризации обработки с ЧПУ обеспечивает точные и надежные результаты.
Что такое ЧПУ обработка?
Производители обычно используют обработку с числовым программным управлением для создания обработанных деталей, товаров и вещей. Эти процессы выполняются станками с ЧПУ. Станок с ЧПУ — это станок, который управляет станками, такими как токарные станки, фрезерные станки, шлифовальные или фрезерные станки, с помощью числового программного управления. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) управляются специальным программным обеспечением, адаптированным к их потребностям и запрограммированным с помощью G-Code, особого машинного языка ЧПУ, который обеспечивает точный контроль таких атрибутов, как скорость подачи, положение и скорость. Это программное обеспечение отличает станки с ЧПУ от стандартных ПК.
Автоматизированная обработка управляется специализированным программным обеспечением. Язык G-кода, который, среди прочего, позволяет точно контролировать координацию, скорость подачи, местоположение и скорость, был настроен программой. Машина, на которой установлено программное обеспечение с G-кодом, имеет изысканный внешний вид рабочего стола. С компьютерной консоли один программист может управлять машинными операциями, для которых потребовалось бы множество операторов на токарных, шлифовальных, фрезерных, фрезерных и формовочных станках. Компьютеризированная, автоматизированная технология обработки может эффективно выполнять операции захвата, захвата и другие задачи, с которыми обычно сталкиваются обычные машины и люди-операторы.
Что такое традиционная механическая обработка?
Процедура удаления металла – механическая обработка. Это субтрактивный процесс, поскольку он исключает материал и уменьшает его объем. Другое название классического метода обработки – традиционная механическая обработка. Это фундаментальный метод, используемый в процессе удаления металла, который уменьшает объем металла и удаляет вещества. Известно, что традиционные методы механической обработки приводят к получению изделий низкого качества из-за абразивного армирования и неоднородной структуры. Таким образом, по сравнению с традиционными методами обработки лазерная обработка имеет некоторые преимущества.
Традиционный процесс обработки подразумевает выполнение обработки по старинке, то есть без помощи каких-либо передовых технологий. Таким образом, этот метод обработки иногда называют классической обработкой. При этом методе обработки используются острые режущие инструменты, такие как конический инструмент в токарном станке для сужения. Износ инструмента усиливается, поскольку материал режущего инструмента более долговечен, чем обрабатываемые детали, и поскольку он вступает в прямой контакт с обрабатываемой деталью. Режущий инструмент используется против вращающейся или неподвижной обрабатываемой детали для удаления материала.
Преимущества CNC-обработка
Неудивительно, что многие производственные предприятия в последнее время перешли с традиционной обработки на обработку с ЧПУ. Их допуски должны быть строгими до +/-.0005, поскольку многие отрасли, такие как автомобильная разведка, медицинская помощь, военная и аэрокосмическая промышленность, требуют прецизионных деталей, что сложно сделать с помощью традиционной обработки. Далее давайте рассмотрим преимущества обработки с ЧПУ по сравнению с обычной обработкой.
· Снижение затрат на рабочую силу — использование одного квалифицированного оператора для нескольких станков
Для традиционной обработки на каждом станке требуется преданный своему делу технический специалист, обладающий квалификацией, опытом и хорошо разбирающийся в имеющемся станке. Напротив, помимо первоначальной настройки и подачи данных, обработка с ЧПУ в значительной степени контролируется программным обеспечением и требует очень незначительного участия человека. Кроме того, обработка на станках с ЧПУ требует менее специализированного обучения, что еще больше снижает затраты на рабочую силу. Вероятность человеческой ошибки и угрозы безопасности труда значительно снижается, когда компьютеры играют значительную роль.
· Высшее качество; большое количество
Обычная механическая обработка обычно используется для небольших объемов и небольших партий, поскольку она предполагает ручной труд. Однако независимо от того, требуется ли им создать несколько десятков металлических деталей или тысячи, станки с ЧПУ спроектированы так, чтобы гарантировать оптимальную точность.
Кроме того, при обработке с ЧПУ используется сложное программное обеспечение, которое можно часто обновлять в соответствии со стандартами, что позволяет с легкостью производить чрезвычайно сложные компоненты.
· Mв любое время лучше воспроизводит детали, чем традиционная механическая обработка.
Станки с ЧПУ, предназначенные для точного регулирования скорости и размещения, могут производить тысячи точно идентичных компонентов за короткий промежуток времени, что недостижимо при ручной или традиционной обработке. Не жертвуя качеством обрабатываемой детали, станки можно запрограммировать на повторение одной и той же резки или отделки. Напротив, традиционная обработка требует, чтобы компетентный оператор вручную позиционировал инструмент на каждом этапе процесса обработки, что, несомненно, потребует много времени и терпения. Вариаций следует ожидать даже при такой преданности делу.
· Нет необходимости в прототипах
Чтобы определить жизнеспособность проектов и смоделировать их, необходимы прототипы. Раньше каждая фабрика создавала эскизы пригодных к использованию прототипов, тестировала их, а затем работала над процедурой обработки перед ЧПУ. Весь этот процесс обычно занимал несколько дней, а может быть, даже месяцев, если выполнять его вручную. С появлением станков с ЧПУ стало возможным программирование программного обеспечения, которое позволяет вам вводить свой проект и визуально оценивать, сможете ли вы использовать его в практических ситуациях. Это приводит к сокращению сроков изготовления, отсутствию дополнительных затрат на разработку прототипа и минимально возможным трудозатратам.
· Более высокое качество и точность отделки
Тип используемого контроллера влияет на точность систем ЧПУ. Лучшей точности можно достичь, если использовать контроллер с более точной системой позиционирования. Уровень точности при традиционной обработке зависит от того, насколько хорошо оператор может управлять станком.
Чтобы добиться гладкой поверхности, после завершения механической обработки деталь должна пройти такие процедуры отделки, как шлифовка и полировка. Традиционная механическая обработка точна настолько, насколько точны люди, контролирующие движения рук.
Поскольку в системах ЧПУ не требуется ручной ввод данных со стороны оператора, конечный продукт всегда будет более точным. Когда для контроллера используется более точная система позиционирования, можно достичь большей точности, что является одним из факторов, влияющих на точность обработки с ЧПУ.
· Безопаснее для работника
За защитной конструкцией оператор станка с ЧПУ защищен от любых острых компонентов. Через стекло оператор может наблюдать за тем, что происходит в станке. Оператору не обязательно подходить близко к шпинделю или фрезе. Пользователю не требуется приближаться к охлаждающей жидкости. В зависимости от вещества некоторые жидкости могут быть вредны для кожи человека.
· Экономия затрат на рабочую силу
Традиционные станки требовали от пользователя перемещения каждого компонента с большой осторожностью. Таким образом, каждый сотрудник был ограничен использованием одного станка. Это было изменено ЧПУ, и теперь для обработки большинства изделий требуется всего лишь одна настройка примерно за 30 минут. Оператору не нужно ничего делать, чтобы станок с ЧПУ начал резать. Оператору нужно только искать проблемы с настройкой или кодированием, пока инструмент перемещается автоматически. В результате у оператора появляется свободное время между задачами, которое он может использовать для работы с дополнительными инструментами. Вы можете сэкономить затраты, связанные с наймом дополнительных рабочих для эксплуатации машин, используя одного оператора и множество станков.
· Более качественная отделка достигается за счет использования охлаждающих жидкостей на водной или масляной основе.
Из-за вибраций, возникающих во время резки, использование методов обработки, не основанных на станках с ЧПУ, может привести к снижению уровня точности. Из-за этой вибрации обычная резка не может достичь того же уровня точности, что и обработка на станках с ЧПУ.
Обычная резка может привести к тому, что качество поверхности детали будет далеким от идеального, но использование обработки на станке с ЧПУ, которая не вызывает вибраций и обеспечивает более высокое качество поверхности, решает эту проблему.
Кроме того, использование технологии ЧПУ снижает необходимость во вспомогательных процедурах, таких как полировка, которые могут быть дорогостоящими и трудоемкими.
· Меньшая стоимость обслуживания
За исключением регулярной замены режущих инструментов и выполнения легкой очистки, станки с ЧПУ обычно не требуют особого обслуживания. Программное обеспечение на основе G-кода автоматически обновляется по мере необходимости. Экономия средств достигается за счет того, что ни одно из плановых работ по техническому обслуживанию не требует помощи специалистов.
· разносторонний
На станках с ЧПУ можно изготовить практически любую деталь, о которой только можно подумать. Некоторые модели оснащены дополнительными функциями и надстройками, которые ускоряют и упрощают производственный процесс, например сенсорные экраны и автоматическая смена инструмента.
Ассоциация деревообработчиков опросила своих участников, среди которых были производители архитектурной древесины и краснодеревщики. Большинство из них согласились с тем, что ЧПУ имеет преимущества и выгоды для их отрасли.
· Меньше ошибок при настройке
Традиционные станки полагаются на мастерство оператора в работе с измерительными приборами. Есть несколько избранных квалифицированных техников, которые могут точно позиционировать детали, но их мало и они редки. По этой причине системы ЧПУ используют уникальный датчик измерения координат, который устанавливается внутри шпинделя. Для позиционирования датчик контактирует с неподвижным компонентом. Чтобы минимизировать ошибки настройки, нулевые точки системы координат сертифицированы.
· Менее напряженный
Ручная обработка имеет много полезных эффектов, но она всегда будет подвержена человеческим ошибкам. Когда бывают моменты, когда у вас не хватает персонала, персонал болеет или находится в отпуске, а операторы не выполняют своих ожиданий, это может привести к финансовым и культурным трудностям. Эти проблемные вопросы практически устранены при обработке с ЧПУ.
· Широкий выбор материалов на выбор
Это может быть преимуществом обработки с ЧПУ по сравнению с традиционной обработкой, которая выделяется больше всего. На станках с ЧПУ можно использовать практически любой материал, включая металл, сталь, дерево, пенопласт или деликатный пластик.
· Умение создавать сложные детали.
Станки с ЧПУ могут легко и свободно создавать 3D, 4D и даже 5D-элементы, поскольку их можно модернизировать и перепрограммировать в любое время. При необходимости это может способствовать более плавному переходу от производства простых деталей, обработанных на станках с ЧПУ, к производству сложных деталей. Программное обеспечение также может сохранять проекты, чтобы вы могли быстро вернуться к любым предпочтительным формам или другим идеям.
· Используя сложную геометрию, детали с ЧПУ можно сделать легче и прочнее.
Благодаря тому, что обработка на станках с ЧПУ позволяет производить детали гораздо меньшего размера, чем это было бы возможно на традиционном станке, можно производить более легкие и более эффективные детали.
· Увеличенные параметры резки
Закрытая зона резки теперь позволяет выполнять высокоскоростную токарную обработку с ЧПУ. Во время обработки стружка летит с высокой скоростью, а затем распыляет охлаждающую жидкость под высоким давлением. Ручное управление невозможно при скорости 10,000 XNUMX об/мин и выше. Из-за высокой скорости резания невозможно вручную поддерживать постоянную ширину стружки и скорость подачи для предотвращения вибрации.
Благодаря своей точности и множеству других преимуществ обработка с ЧПУ произвела полную революцию в ряде отраслей промышленности, в том числе в автомобильной, аэрокосмической, оборонной и электронной. Однако, как и все остальное, станки с ЧПУ также имеют некоторые недостатки, поэтому теперь мы обсудим некоторые недостатки, связанные с методами обработки с ЧПУ.
Недостатки обработки на станке с ЧПУ
Тот факт, что обработка на станках с ЧПУ не будет самым доступным выбором, может поначалу показаться недостатком. Но эти расходы — это финансовые инвестиции в будущую экономию, производительность, удержание клиентов и репутацию превосходного качества и надежности.
Первоначальная стоимость найма услуг ЧПУ выше. Он успешно работает для многих фирм во многих отраслях, когда они полагаются на надежного поставщика для выполнения своих услуг по обработке с ЧПУ. Стоимость первоначального производственного цикла будет выше, чем стоимость последующих.
Еще один недостаток подхода с ЧПУ, который видят некоторые станочники, заключается в том, что он делает традиционные ручные навыки устаревшими. Они берут с собой математические и научные способности, приобретенные за годы обучения работе с дрелями, фрезами, токарными станками и т. д. вручную.
Хотя обработка с ЧПУ значительно расширила возможности бизнеса по всем направлениям, она также привела к менее традиционному производству и некоторой потере рабочих мест. Тем не менее большинство экспертов не согласны с тем, что ручной труд выйдет из моды. Фактически, некоторые полагают, что небольшие и специализированные проекты помогут процветанию традиционной обработки.
Есть ли CNC-обработка подходит тебе?
Одним из двух широко используемых методов создания прототипа из цифрового файла является обработка на станке с ЧПУ, которая часто используется в производстве, а также в других отраслях. Альтернативным методом создания прототипов является создание детали или продукта с использованием технологии 3D-печати, в которой используется моделирование наплавлением (FDM). Наряду с FDM, другими методами 3D-печати, которые можно использовать, являются стереолитография (SLA), селективное лазерное спекание (SLS) и селективное лазерное плавление (SLM).
Возможно, вам будет интересно узнать о технологии 3D-печати и узнать, превосходит ли она обработку на станке с ЧПУ. Ответ основан на ряде переменных и вызывает следующие вопросы:
- Какой продукт вы производите?
- Насколько сложен предмет, который вам нужно создать?
- Какие материалы используются для создания изделия?
- Какой объём предполагается?
- Какой график вы составляете?
Как правило, 3D-печать используется для создания прототипов и имеет более медленную скорость, чем фрезерование с ЧПУ. В результате это неэффективно для создания больших сумм.
Технология FDM строится с нуля, тогда как механическая обработка с ЧПУ формирует блок материала путем резки и сверления из него долот.
У FDM нет ограничений по углу оси, но у ЧПУ нет ограничений на типы материалов, с которыми он может работать. Возможности 3D-печати ограничены материалами, которые были преобразованы в работоспособные нити, тогда как обработка на станках с ЧПУ позволяет создать практически любую форму.
Даже компании, занимающиеся 3D-печатью, согласны с тем, что эти две технологии будут сосуществовать и дополнять друг друга в рамках производственного процесса, хотя обе технологии будут продолжать развиваться и продвигаться.
В большинстве случаев обработка с ЧПУ является лучшим вариантом, поскольку она обеспечивает превосходную точность, точность и скорость для больших объемов продукции.
Обработка на станках с ЧПУ автоматизирует производственные операции, поэтому вам не придется беспокоиться о халатности рабочих, перерывах в работе или неисправностях, замедляющих вашу работу. Сложные, многомерные металлические и пластиковые детали различных размеров и форм могут производиться непрерывно.
Заключение
Обработка с ЧПУ имеет ряд преимуществ по сравнению с обычной обработкой. Большая творческая свобода, более тонкие характеристики и большая точность — вот некоторые из этих преимуществ. Понятно, почему все больше производителей ежедневно внедряют эту технологию, учитывая ее многочисленные преимущества. Однако ряд переменных, включая масштаб проекта и его стоимость, не всегда могут благоприятствовать обработке с ЧПУ по сравнению с обычной обработкой.
