В чем польза станков с чпу

Вопрос-Ответ

Цель данной статьи – рассмотреть и проанализировать основные преимущества станков с ЧПУ и указать на их недостатки, если таковые действительно имеются.

Реальная выгода от применения оборудования с программным управлением

Не все осознают основные преимущества станков с ЧПУ. Стремительное развитие технологий приводит к тому, что даже грамотные специалисты не всегда понимают, насколько сильно изменились методы современного производства. Ярким примером может служить эволюция станка с числовым программным управлением.

Первые экземпляры такого оборудования, на котором в качестве носителя информации использовались перфокарты, были не слишком удобны и вызывали откровенное недоверие. С появлением надежных магнитных и электронных носителей ситуация стала меняться к лучшему. Стало очевидным, что станки с числовым программным управлением обеспечивают высокую производительность в условиях массового производства.

Что принято считать достоинствами

Компьютеры быстро совершенствовались, а вместе с ними изменялись методы контроля над выпуском различной продукции. Основными преимуществами современного станка с ЧПУ считаются:

Рост производительности, связанный с увеличением машинного времени при производстве.
Сокращение числа задействованных на производстве людей.
Возможность создания универсальных станков, предназначенных для выполнения различных операций.
Повышение точности изготавливаемых деталей.
Снижение затрат на проектирование и изготовление технологической оснастки.

На самом деле, есть у станков с ЧПУ и преимущества, и некоторые недостатки, которые стоит обсудить подробнее.

небольшой станок чпу

Рост производительности

Станок с числовым программным управлением действительно дает увеличение производительности, но лишь в случаях, когда весь производственный цикл построен с учетом применения подобного оборудования. Использование одиночных устройств, при отсутствии системы автоматизации в целом, далеко не всегда бывает оправдано.

Если с одного поста обработки на другой изделия приходится перетаскивать и устанавливать вручную, а в технологической линейке вперемешку присутствуют обычные станки и устройства с ЧПУ, то достоинства, имеющиеся у последних, окажутся бесполезны.

Сокращение штата

Уменьшение числа людей, задействованных в процессе производства, действительно имеет место. Раньше оборудование, имеющее числовое программное управление, приходилось периодически налаживать и перенастраивать, и даже существовала специальная должность наладчика.

В современных станках применяются системы самодиагностики и автоматической настройки, делающие вмешательство человека необязательным. В любом случае автоматизированные системы производства повышают производительность и обеспечивают сокращение числа задействованного на производстве персонала лишь при правильном их использовании.

Универсальность

Основная выгода от использования постов, на которых выполняется сразу несколько этапов обработки, это отсутствие необходимости в перемещении деталей по цеху между станками. Времени и энергии расходуется меньше. Не требуется ни дополнительного пространства, ни механизмов, необходимых для транспортировки изделий и материалов.

Все это здорово, если бы не определенные недостатки. Из-за сложности конструкции точность такого оборудования и общий ресурс ниже, чем у узкоспециализированных устройств. В сочленениях головок для фиксации инструмента и устройствах для их перемещения присутствуют люфты, полностью исключить которые невозможно. Для изготовления деталей повышенной точности универсальный станок с ЧПУ подходит плохо.

Высокая точность

Не стоит заблуждаться и полагать, что любые станки с числовыми системами управления повышают точность изготовления деталей. Говорить об этом, как об обязательном преимуществе, не следует. Сама по себе автоматизация процесса изготовления деталей не гарантирует соблюдения допусков и посадок. Неслучайно существует разделение подобного оборудования на классы. В нашей стране точность маркируется следующим образом:

Н – нормальная.
П – повышенная.
В – высокая.
А – особо высокая.
С – станки особо точные.

чпу роутер

За рубежом станки нормальной точности не имеют дополнительной маркировки. На остальных в системе обозначения присутствуют дополнительные литеры:

H – высокоточные.
P – прецизионные.
SP – суперпрецизионные.
UP – ультрапрецизионные.

Требуемый уровень допусков и посадок вы обеспечите, пользуясь оснащением необходимого класса точности.

Низкие затраты

Снижение затрат на проектирование и изготовление оснастки напрямую зависит от технологического уровня оборудования и характера решаемых с его помощью задач. В продажу еще поступают модификации старого типа, требующие дополнительных настроек и смены носителей информации. Они являются устаревшими.

Вершиной развития современного станка с числовым программным управлением на сегодняшний день являются модели, имеющие интерфейс для непосредственного подключения не только к одиночным компьютерам, но даже к информационным сетям предприятий. Это, безусловно, преимущество. Именно такие станки входят в состав основного оборудования на производстве, использующем современные технологии.

С помощью устройств, адаптированных для работы с различными операционными системами и использующих разнообразное программное обеспечение, разработчик получает возможность переправлять информацию на пост обработки непосредственно со своего рабочего терминала. Это значительно ускоряет процессы проектирования и изготовления деталей. Станком, обладающим подобным достоинством, можно воспользоваться даже в условиях опытного производства.

Подводя итог

Существенный недостаток, ограничивающий широкое применение автоматизированного оборудования, это его высокая стоимость. Но, при правильном подходе, первоначальные затраты на приобретение быстро окупаются. Ведь у станков ЧПУ преимущества определенно есть. Главное знать, как правильно их использовать.

Источник

В современном мире практически любое предприятие, которое занимается обработкой механической деталей, имеет у себя станки с числовым программным управлением – ЧПУ. В станках с ЧПУ все действия управляются электроникой, в отличии от универсальных станков, где обработка ведется в ручную. Все современные предприятия предпочитают покупать, модернизировать, проще говоря вкладывать свои честно заработанные деньги именно в станки с ЧПУ, а не обычные, относительно дешевые, универсальные станки. В чем секрет?

Первым и, пожалуй, главным плюсом ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Процесс вмешательства человека в технологический процесс сведен к минимуму. Данные системы могут работать практически автономно, выпуская продукцию довольно высокого качества. При этом главной задачей обслуживающего персонала будет подготовительно-заключительные операции, такие как наладка и проверка инструментов, установка и снятие заготовок, что вполне может делать один человек, причем на нескольких станках сразу.

Станок с ЧПУ

Также большим плюсом будет его производственная гибкость – это значит, что для обработки другого типа детали необходимо всего-навсего просто сменить программу ЧПУ. При этом старая программа будет хранится на накопителе и может быть использована в любой момент при надобности.

Еще одним огромнейшим плюсом будет то, что такие станки имеют очень высокую точность и повторяемость обработки деталей. Это значит, что на качество деталей при ручной обработке может влиять усталость станочника, то ЧПУ лишены таких изъянов, они будут выполнять обработку деталей нужное количество времени и при этом качество обработки страдать не будет. И еще к одному плюсу можно отнести то, что станки с ЧПУ позволяют обрабатывать сложные детали, изготовление которых на обычном оборудовании невозможно. Пример таких деталей – это штампы и пресс формы.

Поскольку время обработки заготовки при использовании числового программного управления регламентировано, то это позволяет более точно определять время обработки партии деталей, что позволяет более точно спланировать производство.

Фрезерный станок с ЧПУ

Но помимо плюсов есть еще и минусы – это стоимость. Станок с ЧПУ не дешевое удовольствие. Помимо стоимости покупки и установки они еще довольно дороги в обслуживании, поэтому позволить их себе могут не все предприятия. Но эти недостатки легко перекрываются высокой производительностью и точностью обработки.

Итак, числовое программное управление – это автоматическое управление станком с помощью электронной вычислительной машины (промышленного компьютера, он находится внутри станка) и обрабатывающей программы (программа управления).

Всеми перемещениями в станке руководит компьютер, считывая данные с программы управления (УП) и соответственно выдает команды электроприводам устройства. Электропривода перемещают рабочие органы станка – шпиндели, рабочий стол или колонну. Благодаря этому производится обработка заготовки детали. Датчики обратной связи собирают данные о перемещениях и прочих действиях и передают их обратно в компьютер, который уже производит обработку этих сигналов и корректирует траекторию движения инструментов. Таким образом происходит обработка. Данные действия будут производится пока управляющая программа не подойдет к концу и мы не получим готовую деталь.

По конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ мало чем отличаются от обычных универсальных станков. Пожалуй, единственным существенным визуальным отличием будет наличие устройства числового программного управления (УЧПУ), которую еще называют стойкой ЧПУ.

Стойка ЧПУ

Источник

В чем польза станков с чпу

Обновлено: 06.09.2020

При открытии производства, связанного с механической обработкой, один из главных вопросов – это комплектация станочного парка. Особенно сложно дается выбор между станками с ручным и программным управлением. Существенная разница в цене часто порождает мысли типа: «Да я и на обычном станке сделаю ту же деталь, что и на ЧПУ, и не хуже!».

Однако опыт предприятий, которые полностью модернизировали свои механические участки, отказавшись от ручного управления в пользу программного, говорит о том, что использование станков с ЧПУ дает реальные преимущества.

В данной статье мы не будем приводить точных экономических расчетов, но приведем не менее весомые аргументы, почему вкладывать деньги в покупку современного высокопроизводительного оборудования — во всех отношениях правильный выбор.

Сложно дается выбор между станками с ручным и программным управлением

Автоматизация производства

Основное преимущество станков с ЧПУ заключается в существенном повышении уровня автоматизации основных рабочих процессов: участие оператора сводится к минимуму, оборудование работает практически автономно.

Алгоритм выполнения технологических операций прописан в управляющей программе — станок самостоятельно выполняет следующие действия:

перемещение рабочих органов;
выбор режущего инструмента (если есть револьверная головка);
изменение скорости и направления вращения шпинделя.

Обращаем ваше внимание, что масштабная автоматизация производства отнюдь не подразумевает снижения требований к квалификации оператора, который должен не только закреплять заготовки и снимать детали, но и периодически проверять их размеры, контролировать качество заточки и износ режущего инструмента.

Точность и повторяемость обработки

Числовое программное управление позволяет производить тысячи единиц идентичной продукции с соблюдением стопроцентной точности размеров. Чтобы попасть в поле допуска при чистовой обработке посадочного диаметра на токарном станке с ручным управлением, оператору нередко приходится несколько раз останавливать привод и делать промежуточные замеры. ЧПУ позволяет выполнять полный цикл при постоянном вращении шпинделя. Если оператор следит за качеством режущего инструмента, отклонение от заданных размеров или увеличение шероховатости поверхности исключены.

При смене режущего инструмента на «ручном» станке оператору приходится подводить его вручную к обрабатываемой поверхности. Это требует высокой концентрации внимания и хорошего зрения. В управляющей программе для каждого резца или фрезы задан так называемый «ноль инструмента». Станок сам позиционирует его относительно заготовки.

Производственная гибкость

Для перехода с производства одной детали на другую достаточно всего лишь заменить программу, которая может быть использована неограниченное количество раз.

В станках классической конструкции используется единый привод, а соотношение скоростей перемещения по разным осям регулируется механическими передачами. То есть, если токарно-винторезный станок рассчитан на работу в метрической системе, то работать с дюймовыми размерами на нем невозможно. В современных станках с ЧПУ у каждого ходового винта есть свой привод с частотно регулируемым или шаговым двигателем. Это дает неограниченные возможности в нарезании нестандартной резьбы или получении сложных криволинейных поверхностей.

Высокая производительность

Это преимущество станков с ЧПУ обусловлено не только снижением количества простоев в течение рабочего цикла, но и возможностью точно рассчитать время обработки, увеличить загрузку оборудования. Параметры заготовки и инструмента, известные управляющей программе, позволяют исключить разметку из цикла обработки. Эволюция самих станков дает возможность отказаться от переустановки заготовки в процессе, то есть выполнять все операции с одной базы. От этого повышается и производительность, и точность обработки.

Повышение ресурса режущего инструмента

Снижение влияния человеческого фактора обуславливает еще одно преимущество использования станков с ЧПУ – оптимизацию затрат на режущий инструмент.

Фрезерная обработка часто сопровождается намеренным или случайным увеличением скорости подачи. В результате крошится режущая кромка, отлетает напайка, а фреза «врезается» в заготовку или стол. В управляющей программе ЧПУ-станка задана оптимальная скорость резания, а перемещения инструмента проверены еще на этапе ее создания. Поэтому незапланированные встречи фрезы с деталью или станком исключены.

Незапланированные встречи фрезы с деталью исключены

Есть ли у ЧПУ недостатки?

Наряду с очевидными достоинствами у станков с ЧПУ есть и недостатки. Однако их можно легко компенсировать грамотной организацией производства. Потенциального заказчика современного станка чаще всего смущают такие обстоятельства, как:

Цена оборудования. Преимущества применения станков с ЧПУ становятся очевидны именно в массовом производстве. При наличии постоянных заказов капитальные затраты быстро компенсируются.
Необходимость оптимизации штата. Внедрение ЧПУ не означает сокращения рабочих мест. Наоборот, вы можете освободить самых опытных станочников от рутинной работы и задействовать в производстве штучных деталей.

Технологии ЧПУ постоянно совершенствуются. Их развитие — одно из главных направлений прогресса в сфере механической обработки.

Станки ЧПУ производства компании MULTICUT

Завод MULTICUT — один из ведущих разработчиков координатных установок с собственным производством в России (Новосибирская область). Основу ассортимента компании составляют фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ. Оборудование представлено в нескольких сериях:

500. Легкие настольные станки для малого производства с рабочим столом 600 × 900 мм из высокопрочного пластика, установленным на литую чугунную станину. Оборудование пользуется спросом у производителей рекламных конструкций, сувенирной продукции и мебели.
3000. Станки для серийного производства 3D-форм и раскроя листовых материалов. На сварную станину из толстостенного профиля производитель устанавливает рабочие столы размером до 2100 × 4050 мм и порталы с ходом каретки по оси Z до 250 мм.
5000. Одно из базовых преимуществ этой серии — система автоматической смены режущего инструмента. В одном цикле обработки может быть задействовано до 8 фрез разных конфигураций. Опционально станки комплектуются системами вращения заготовки для обработки цилиндрических деталей.

Ознакомиться с полным ассортиментом оборудования вы можете в электронном каталоге компании MULICUT.

Принцип работы

Современный станок с ЧПУ представляет собой сложное с конструктивной и инженерной точки зрения оборудование. Это аппаратно-программная система, которая предназначена для обработки исходного материала/заготовки в сложную по конфигурации деталь. Последняя используется для дальнейшей сборки более крупной машины или механизма.

Говоря простым языком, под числовым программным управлением понимается контроль производственного процесса компьютером. Он управляется как перемещением и режимом работы обрабатывающего инструмента станка в виде шпинделя, суппорта и поворотного стола, так и расположением заготовки.

В чем польза станков с чпу

Программное обеспечение оборудования делятся на две части. Первая – CAD – отвечает за автоматизированное проектирование, а вторая – CAM – за автоматизированное производство. Посредством CAD-программирования формируется 3D-модель конечного продукта, который требуется получить на выходе. CAM-программа представляет собой описание последовательного превращения исходной заготовки в готовую деталь.

Главными достоинствами качественного станка с ЧПУ выступают: точность воспроизведения запроектированной модели и высокая скорость обработки. Благодаря этому достигается как резкое увеличение производительности оборудования, так и повышение качества выпускаемой продукции.

В качестве бонуса внедрение станков с числовым программным управлением позволяет свести к минимуму или полностью ликвидировать влияние на производство человеческого фактора, что достигается полной автоматизацией технологического процесса.

Сфера применения

«Семейство» станков с числовым программным управлением весьма многочисленно. В него входят самые разнообразные модели обрабатывающего оборудования, включая фрезеры, токарные станки, лазерные резаки, плазмотроны, граверы, водорезы и большое количество других станков.

В чем польза станков с чпу

Благодаря настолько серьезному разнообразию, станки с ЧПУ широко применяются практически во всех отраслях промышленности. Но наибольшее распространение они получили в следующих областях хозяйственной деятельности:

металлообработка и все виды машиностроения. В сегодняшних условиях значительная часть деталей, особенно со сложной конфигурацией, выпускается на станках с ЧПУ;
производство электроники. Рассматриваемое оборудование применяется для изготовления печатных плат, выступающих основной для большей части бытовой и промышленной техники, а также для производства лицевых панелей и корпусов различных технических устройств;
изготовление мебели и дверей. С помощью станков с ЧПУ выпускаются мебельные фасады (простые и сложные), выполняется раскрой различных материалов (ДСП, МДФ, ДВП и т.д.), производится обработка древесины и металла в ходе изготовления дверных полотен и коробок;
выпуск рекламных конструкций и изделий. В данном случае речь идет не только о раскрое и изготовлении вывесок и табличек из акрила, ПВХ, металла и других материалов, но и гравировке на оргстекле и обычном стекле, производстве ценников, подставок, пластиковых лотков и аналогичных POS-изделий.

Приведенный перечень не является исчерпывающим. Он постоянно пополняется за счет новых отраслей и видов деятельности, что выступает следствием внушительного списка достоинств практического применения станков с ЧПУ.

Преимущества использования оборудования с ЧПУ

Все более частое применение станков с числовым программным управлением объясняется предельно просто. При грамотном использовании этого вида обрабатывающего оборудования удается добиться большого количества очевидных достоинств. Главными из них выступают такие:

высокая степень автоматизации. Сводит к минимуму влияние человеческого фактора и сокращает количество обслуживающего персонала;
точность изготовления детали и возможность многократного повторения конечного результата технологического процесса. Особенно важным это преимущество оказывается для массовых производств;
оперативность перепрофилирования оборудования для выпуска другой детали. Для этого достаточно поменять программное обеспечение, загруженное в станок. Количество возможных вариантов ограничивается только наличием тех или иных программ;
возможность изготовления сложных по конфигурации или крупных по размерам деталей. Некоторые из них попросту не могут быть выпущены на оборудовании с ручным управлением в принципе;
предсказуемость итогового результата технологического процесса. Это в равной степени касается как готовой детали, так и сроков ее получения, что крайне важно для оптимальной организации всего производства.

Настолько впечатляющий перечень достоинств наглядно объясняется причины популярности станков с ЧПУ. Несмотря на достаточно высокую стоимость приобретения подобного оборудования, а также серьезные расходы на его наладку и обслуживание, вложенные затраты быстро окупаются. Это тем более справедливо, если речь идет о крупном производстве, где использование станков с числовым программным обеспечением становится особенно выгодным.

Виды станков с ЧПУ

Для классификации станков с числовым программным управлением используется несколько признаков. К ним относятся:

тип движения обрабатывающего инструмента (точечный и контурный);
система управления (разомкнутая и замкнутая);
количество осей (две, три, четыре или пять);
тип привода (гидравлический, электрический, пневматический).

Но наиболее часто для деления на виды станков с ЧПУ используется такой простой и очевидный признак, как способ обработки. В соответствии с этим параметром различают фрезерное, токарное, лазерное и плазменное оборудование. В отдельную категорию выделены станки для домашнего использования. Каждая из перечисленных категорий заслуживает отдельного рассмотрения.

Фрезерные станки с ЧПУ

Название наглядно демонстрирует назначение оборудования, которое используется для фрезерования деталей, имеющих как простую плоскую форму, так и сложную пространственную конфигурацию. В качестве дополнительных опций выполняется раскрой листовых материалов, обработка исходной заготовки под разными углами, выбирание пазов. Нередко фрезерный станок с ЧПУ комплектуется устройством АСИ, под которыми понимается инструментальный магазин или револьверная шпиндельная головка, существенно расширяющие возможности оборудования.

В чем польза станков с чпу

По конструктивным особенностям различают два типа рассматриваемых станков – вертикально-фрезерный и горизонтально-фрезерный. В первом случае обрабатывающий инструмент (шпиндель) располагается перпендикулярно столу, что позволяет производить обработку одной стороны заготовки. Во втором шпиндель монтируется параллельно рабочей поверхности стола, что дает возможность многосторонней обработки заготовки без необходимости ее повторного закрепления.

Отличительными особенностями современных фрезерных станков с ЧПУ выступают:

мощный и массивный корпус, который дополнительно укрепляется ребрами жесткости;
высокие требования к прочности и надежности крепления шпинделя;
возможность качественной обработки поверхности, независимо от направления фрезерования – встречного или попутного;
удобные и прочные рельсовые направляющие, которые предназначены для перемещения обрабатывающего инструмента по горизонтали.

Примером качественного фрезерного станка с ЧПУ можно назвать две модели подобного оборудования от Wattsan: M4S 1325 и M9 1325. Они сочетают разумный уровень стоимости с отменными технико-эксплуатационными характеристиками. Не стоит забывать о таком важном преимуществе продукции этого производителя, как длительный срок службы.

Как выбрать фрезерный станок можно прочитать в этой статье.

Токарные

Токарный станок с ЧПУ предназначен для обработки заготовки специальным резцом, который закрепляется в держателе. Современное оборудование комплектуется кассетным резцедержателем, вместимость которого позволяет использовать до 12 различных рабочих инструментов.

В чем польза станков с чпу

Для закрепления заготовки используется токарный патрон, который фиксируется на вращающемся шпинделе. Для приведения рабочих органов станка в движения используется система приводных механизмов. Ее отличительной особенностью выступает превышение скорости вспомогательного хода над аналогичным показателем рабочего.

По виду производимых работ различают несколько разновидностей токарных станков с числовым программным управлением, включая:

центровые. Обрабатываются детали конической и цилиндрической формы. Технология обработки – точение;
патронные. Применяются для нарезания резьбы, сверления, обтачивания под фланцы, втулки, диски и шестерни, а также зенкеровки. Одинаково эффективны для обработки деталей как изнутри, так и снаружи;
комбинированные (патронно-центровые). Универсальное оборудование, конструкция которого позволяет совместить функции обоих перечисленных выше разновидностей станков;
карусельные. Предназначены для обработки заготовок неправильной формы или большого размера. Делятся на два вида: одностоечные (для обработки деталей диаметром до 2 метров) и двухстоечные (для работы с более крупными заготовками).

В числе характерных особенностей токарных станков с ЧПУ необходимо выделить следующие:

стандартная вертикальная компоновка оборудования (альтернативный вариант – круто наклоненная). Упрощает и облегчает удаление стружки из рабочей зоны;
выполнение несущих конструкций станка из толстого металла с обязательным дополнением в виде ребер жесткости. Объясняется повышенными требованиями к прочности и надежности изделия;
оснащение оборудования автоматическими револьверными головками или сменными магазинами, что расширяет сферу практического применения станков.

Многоцелевые обрабатывающие центры

Многоцелевые станки с ЧПУ представляют собой комплексную систему, позволяющую совмещать функции токарного и фрезерного оборудования. Использование комбинированного программного обеспечения в сочетании с универсальным сверлильно-расточным рабочим инструментом позволяет производить обширный перечень операций без перебазировки заготовки. В их числе:

фрезерование;
зенкеровка;
нарезка резьбы и фасок;
раскрой и т.д.

В чем польза станков с чпу

Среди конструктивных и функциональных особенностей многоцелевых обрабатывающих центров особое значение имеют такие:

комплектование сменными инструментальными магазинами;
оборудование специальными поворотными рабочими столами, позволяющими перемещать заготовку в нескольких плоскостях;
использование малоинерционных высокомоментных двигателей, которые отличаются высоким уровнем быстродействия и серьезными показателями крутящего момента даже на малых оборотах.

Различают два типа многоцелевых обрабатывающих центров – горизонтальный и вертикальный. Первый предназначен для обработки крупногабаритных деталей с одной из сторон. Второй предоставляет возможность одновременно обрабатывать деталь с двух-пяти сторон.

Лазерные станки с ЧПУ

Лазерные станки с ЧПУ бывают в основном двух видов: с CO2 излучателем и с оптоволоконным твердотельным иттербиевым излучателем. СО2 станки применяются для резки и гравировки НЕ металлов, в основном это фанера. Отличительной особенностью CO2 станков Wattsan является их рамная конструкция корпуса станка. Благод?