Что такое ЧПУ?
Обработка на станке с ЧПУ — это тип субтрактивного производства, что означает, что на протяжении всего производственного процесса материал удаляется, а не добавляется. Это указывает на то, что обработка на станке с ЧПУ начинается с блока материала (называемого заготовкой) и использует быстро движущиеся фрезы для быстрого удаления материала и изготовления готового изделия. Это фактически делает его обратным аддитивному производству, такому как 3D-печать, при котором трехмерные объекты создаются слой за слоем, используя материалы, помещенные в 3D-принтеры.
При обработке с ЧПУ промышленное оборудование и инструменты перемещаются в соответствии с заранее запрограммированным компьютерным программным обеспечением. Этот метод можно использовать для работы на различном сложном оборудовании, включая фрезерные станки, фрезерные станки с ЧПУ, токарные и шлифовальные станки. Работы по трехмерной резке можно выполнить с помощью станков с ЧПУ с помощью всего одного набора инструкций.
Метод ручного управления имеет свои ограничения, которые преодолевает процесс с ЧПУ. При ручном управлении операторы должны инициировать и направлять команды фрезерному оборудованию с помощью рычагов, кнопок и колес. Система ЧПУ может показаться кому-то, кто смотрит, типичным набором компьютерных деталей, но программное обеспечение и консоли, используемые при обработке с ЧПУ, отличают ее от всех других типов вычислений.
Детали системы обработки с ЧПУ
Система ЧПУ по своей сути состоит из шести функционально интегрированных частей, которые работают синхронно. Основными компонентами системы ЧПУ являются следующие:
- гаджеты ввода
- Блок управления машиной (MCU)
- Станок.
- Приводной механизм
- механизм обратной связи
- Дисплей.
Гаджеты ввода
Поскольку система ЧПУ управляется и контролируется специализированной системой, необходим надежный метод координации предварительно запрограммированных данных с указанной системой. Обычно используются три устройства ввода: считыватель перфоленты, считыватель магнитной ленты и компьютер через соединение RS-232-C.
Блок управления машиной (MCU)
Ядро станка с ЧПУ называется блоком управления станком. Помимо выполнения всех операций управления станком с ЧПУ, микроконтроллер также выполняет ряд других задач, включая:
- Он декодирует закодированные инструкции и читает их.
- Закодированная инструкция декодируется блоком управления станком.
- Для создания команд движения эта ось использует интерполяцию (линейную, круговую и спиральную).
- Схема усилителя получает команду движения оси от блока управления станком и приводит в действие механизм оси.
- Он включает в себя вспомогательные функции управления, такие как переключение инструмента и включение/выключение подачи СОЖ или шпинделя.
Станок
Для управления положением и скоростью станок с ЧПУ всегда оснащается подвижным столом. Шпиндель и стол станка управляются осью Z, а оси X и Y перемещают стол.
Приводной механизм
Схема усилителя, приводные двигатели и шариковые ходовые винты являются частями системы привода станка с ЧПУ. Схемы усилителя питаются от микроконтроллера сигналами для местоположения и скорости каждой оси. Для активации приводных двигателей сигналы управления усиливаются (увеличиваются). Для позиционирования стола станка шариковый ходовой винт вращается приводимыми в действие приводными двигателями.
Механизм обратной связи
Сенсорные преобразователи являются частью системы обратной связи. Альтернативно, это известно как система измерения. Он состоит из датчиков положения и скорости, которые постоянно отслеживают местонахождение и скорость режущего инструмента, используемого в любой момент времени.
Чтобы создать управляющие сигналы, исправляющие ошибки положения и скорости, MCU получает сигналы от датчиков и сравнивает их с опорными сигналами и сигналами обратной связи.
Экран
Программирование, инструкции и другие важные данные станка с ЧПУ отображаются на мониторе.
Принцип работы ЧПУ.
Он имеет два отдельных контроллера, в том числе контроллер ЧПУ, который выполняет такие функции, как декодирование программы, интерполяция, активация диагностического станка и т. д. Другой — программируемый логический контроллер (ПЛК), который управляет такими функциями, как функционирование револьверных головок, шпинделей и охлаждающих жидкостей.
Ползуны перемещаются с помощью серводвигателей с собственными приводами подачи (переменного или постоянного тока), шариковыми винтами или гаечными приводами. Двигатели привода подачи управляются контроллером. Либо на столе, либо на двигателе, измеряющем положение скольжения, установлены соответствующие датчики.
Для обеспечения точного размещения местоположение также отслеживается и проверяется с помощью датчиков обратной связи. Для шпинделя предусмотрены шаговые двигатели переменного или постоянного тока. Скорость двигателя шпинделя может быть изменена с помощью надлежащего управления. Вал прикреплен к соответствующему механизму обратной связи, который следит за скоростью. Станок с ЧПУ работает таким образом.
Как работают станки с ЧПУ
Следующие шаги составляют фундаментальный процесс обработки на станке с ЧПУ:
- создание CAD-модели.
- Создание программы ЧПУ из файла САПР.
- настройка станка с ЧПУ
- завершение процесса механической обработки.
Создание CAD-модели
2D-векторный или 3D-проект САПР твердотельных компонентов создается либо внутри компании, либо через фирму, предоставляющую услуги по проектированию CAD/CAM, в качестве первого шага в производственном процессе с ЧПУ. Проектировщики и компании, занимающиеся механической обработкой с ЧПУ, могут создавать модели или изображения своих деталей и изделий с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР) вместе с техническими требованиями для изготовления детали или изделия, такими как размеры и геометрия.
Возможности (или ограничения) станка и оснастки с ЧПУ ограничивают конструкции, которые можно использовать для производства заданного набора деталей. Например, поскольку изогнутые угловые секции изготавливаются с помощью инструментов, используемых в большинстве станков с ЧПУ, геометрия компонентов, которые могут быть изготовлены с помощью этого метода, ограничена.
Ограничения возможностей проектирования еще больше увеличиваются за счет характеристик обрабатываемого материала, конструкции инструментов и возможностей станка по удержанию рабочей силы, таких как минимальные и максимальные размеры деталей, а также наличие и сложность внутренних полостей и функции.
Формат файла, совместимый с ЧПУ, например STEP или IGES, экспортируется проектировщиком после завершения проектирования САПР.
Создание файла САПР
Создание программы ЧПУ из файла САПР
Программа, часто программное обеспечение автоматизированного производства (CAM), обрабатывает структурированный файл проекта САПР для извлечения геометрии компонента и вывода цифрового программного кода, который будет управлять станком с ЧПУ и манипулировать инструментами для изготовления детали, спроектированной по индивидуальному заказу.
G-код и M-код были двумя языками программирования, используемыми станками с ЧПУ. Самый известный язык программирования ЧПУ, общий или геометрический код (также известный как G-код), определяет, как станки перемещаются по заготовке, в том числе, когда включать или выключать, как быстро туда добраться и по каким путям двигаться. брать.
M-код или другой функциональный код управляет вспомогательными операциями машины, такими как автоматизация снятия и замены крышки машины в начале и в конце производства соответственно. Оператор станка с ЧПУ загружает полученную программу ЧПУ после ее создания.
Настройка машины
Оператор должен настроить станок с ЧПУ для работы перед запуском программного обеспечения ЧПУ. Для выполнения этих приготовлений заготовку необходимо закрепить в станке, на его шпинделях, в машинных тисках или в аналогичном приспособлении для крепления заготовки. Кроме того, необходимые инструменты, такие как сверла и концевые фрезы, должны быть прикреплены к соответствующим частям машины. Оператор может запустить программу ЧПУ после правильной настройки станка.
Завершение процесса обработки
Программа ЧПУ служит в качестве инструкций для станка с ЧПУ; она отправляет команды станка, определяющие действия и движения инструмента, на встроенный компьютер станка, который управляет и манипулирует инструментом. При запуске программы станок с ЧПУ получает запрос на запуск процесса обработки с ЧПУ. Затем программа направляет станок, выполняя требуемые операции станка для создания компонента или продукта, который специально разработан.
Если производитель деталей, обработанных с ЧПУ, инвестирует в приобретение и обслуживание собственного оборудования с ЧПУ, операции по обработке с ЧПУ могут выполняться собственными силами или могут быть переданы по контракту специализированным поставщикам услуг фрезерования с ЧПУ.
G-код против M-кода
Распространенное заблуждение, что все операции по обработке требуют G-кода. Однако это неверно, поскольку код можно разделить на два кода.
Язык, используемый для инструктирования машины о том, как двигаться, называется G-кодом. По сути, это геометрический код. Движение и скорость режущей головки контролируются с помощью G-кода.
Инструкции предоставляются промышленному компьютеру, известному как контроллер машины. Это определяет, как должны работать двигатели. Путь, который будет выбран, конечно же, определяется двигателями.
С другой стороны, М-код предоставляет всю информацию, которую опускает G-код. По этой причине его называют машинным кодом или смешанным кодом. По этой причине его называют машинным кодом или смешанным кодом.
Инструкции в M-коде включают такие темы, как смена инструментов, использование СОЖ, остановка программ и многое другое. Таким образом, хотя они и не идентичны, оба одинаково важны.
Типы станков с ЧПУ
В системах ЧПУ наиболее часто используются следующие станки:
Фрезерные станки с ЧПУ
Одной из самых популярных форм обработки с ЧПУ, известной своей высокой точностью и допусками, является фрезерование с ЧПУ. После того, как материалы загружены в станки с ЧПУ, компьютер будет управлять сверлильными и режущими инструментами, пока они творят чудеса. Станки с ЧПУ оснащены встроенными инструментами для сверления и резки. 5-осевое фрезерование с ЧПУ часто используется для обработки более сложной геометрии и выполняется за одну операцию, тогда как 3-осевое фрезерование с ЧПУ часто является лучшим выбором для изготовления более простых деталей.
5-осевой фрезерный станок с ЧПУ
токарные станки с ЧПУ
При использовании токарного станка для резки деталей круговыми движениями используются сменные инструменты. Резы, выполняемые на токарных станках с использованием технологии ЧПУ, точны и быстры. В отличие от версий оборудования с ручным управлением, токарные станки с ЧПУ позволяют создавать сложные конструкции. Фрезерные и токарные станки с ЧПУ имеют многие из одинаковых функций управления. Тот же G-код или собственный код, который используется для управления фрезерными станками с ЧПУ, также может использоваться для управления токарных станков. Большинство токарных станков с ЧПУ имеют две оси, а именно оси X и Z.
Токарный станок с ЧПУ
Станки плазменной резки с ЧПУ
Станки плазменной резки с ЧПУ используются для резки материалов и в этом отношении сравнимы с фрезерными станками с ЧПУ. Однако они отличаются от своих фрезерных аналогов тем, что для выполнения этого действия используют плазменную горелку.
Станки лазерной резки с ЧПУ
Целью станков с ЧПУ для лазерной резки является использование лазера, а не плазменной горелки для резки устойчивых материалов. Однако они не такие мощные, как плазменные горелки, но имеют более высокий уровень точности резки.
Электроэрозионный ЧПУ
Это особый вид станка с ЧПУ, который разрезает материалы на необходимую форму с помощью электрических искр. Материалы помещаются между верхней и нижней частью электрода, а затем компьютер определяет, какой электрический разряд создают электроды.
Проволока EDM
Водоструйные резаки
Водоструйные аппараты — это инструменты, используемые при обработке на станках с ЧПУ для резки твердых материалов, таких как металл и гранит, с использованием воды под высоким давлением. Иногда в воду можно добавлять песок или другой сильнодействующий абразивный материал. Эта процедура часто используется предприятиями для формирования компонентов промышленных машин.
Если материал не выдерживает интенсивной обработки на других станках с ЧПУ, в качестве альтернативного способа охлаждения используются струи воды.
Преимущества обработки на станках с ЧПУ
По сравнению с традиционной обработкой метод ЧПУ обеспечивает следующие преимущества:
- Повышенная точность обработки.
- Консистенция изготавливаемых деталей.
- Возможно изготовление изделий сложной геометрии.
- Высокая производительность, поскольку время наладки и переналадки сокращается.
- Производство по разумным ценам для больших объемов.
- Меньшие затраты на рабочую силу.
- Автоматизация производства возможна.
Свяжитесь с CNC MILLING CHINA, если вы хотите получить лучшее в производстве с ЧПУ. Как компания, мы стремимся предоставлять каждому клиенту, с которым работаем, исключительную ценность. Благодаря нашей преданности делу мы можем создавать детали и компоненты, которые изготавливаются на заказ и создаются в соответствии с требованиями вашего бизнеса. Посмотрите, что мы можем сделать для вас, просмотрев наши услуги по прецизионному станку с ЧПУ прямо сейчас. Пожалуйста, свяжитесь с Kunshan Baichuan, если у вас есть какие-либо вопросы.
