Обработка с ЧПУ — это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение диктует движение заводских инструментов и оборудования.Этот процесс можно использовать для управления целым рядом сложных механизмов, от шлифовальных и токарных станков до мельниц и фрезерных станков.При обработке на станках с ЧПУ задачи трехмерной резки могут выполняться за один набор подсказок.
Сокращенно от «компьютерного числового управления», процесс ЧПУ работает в отличие от ограничений ручного управления и, таким образом, заменяет их, когда необходимы живые операторы, чтобы подсказывать и направлять команды обрабатывающих инструментов с помощью рычагов, кнопок и колес.Для стороннего наблюдателя система ЧПУ может напоминать обычный набор компьютерных компонентов, но программы и консоли, используемые в ЧПУ-обработке, отличают ее от всех других форм вычислений.
Как работает обработка с ЧПУ?
Когда система ЧПУ активирована, желаемые разрезы программируются в программном обеспечении и диктуются соответствующим инструментам и машинам, которые выполняют заданные размерные задачи, как робот.
В программировании ЧПУ генератор кода в числовой системе часто предполагает, что механизмы безупречны, несмотря на возможность ошибок, которая возрастает, когда станок с ЧПУ направлен на резку более чем в одном направлении одновременно.Размещение инструмента в системе числового программного управления определяется серией входных данных, известных как программа обработки детали.
В машине с числовым программным управлением программы вводятся с помощью перфокарт.Напротив, программы для станков с ЧПУ передаются на компьютеры через маленькие клавиатуры.Программирование ЧПУ сохраняется в памяти компьютера.Сам код пишется и редактируется программистами.Таким образом, системы ЧПУ предлагают гораздо более широкие вычислительные возможности.Лучше всего то, что системы ЧПУ ни в коем случае не являются статичными, поскольку новые подсказки могут быть добавлены к уже существующим программам с помощью измененного кода.
ПРОГРАММИРОВАНИЕ СТАНКА С ЧПУ
В ЧПУ станки управляются с помощью числового программного управления, при этом программа предназначена для управления объектом.Язык обработки с ЧПУ также называют G-кодом, и он написан для управления различными режимами соответствующего станка, такими как скорость, скорость подачи и координация.
По сути, обработка с ЧПУ позволяет предварительно запрограммировать скорость и положение функций станка и запускать их с помощью программного обеспечения в повторяющихся предсказуемых циклах с минимальным участием оператора.Благодаря этим возможностям этот процесс был принят во всех уголках производственного сектора и особенно важен в областях производства металлов и пластмасс.
Для начала создается 2D- или 3D-чертеж CAD, который затем преобразуется в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ.После того, как программа введена, оператор дает ей пробный запуск, чтобы убедиться в отсутствии ошибок в кодировании.
Системы обработки с открытым/замкнутым контуром
Позиционное управление определяется через разомкнутую или замкнутую систему.В первом случае сигнализация проходит в одном направлении между контроллером и двигателем.В системе с обратной связью контроллер может получать обратную связь, что делает возможным исправление ошибок.Таким образом, замкнутая система может скорректировать неравномерность скорости и положения.
При обработке с ЧПУ движение обычно направлено по осям X и Y.Инструмент, в свою очередь, позиционируется и направляется с помощью шаговых двигателей или серводвигателей, которые точно воспроизводят движения, определенные G-кодом.Если сила и скорость минимальны, процесс можно запустить с помощью управления без обратной связи.Для всего остального необходимо регулирование с обратной связью, чтобы обеспечить скорость, согласованность и точность, необходимые для промышленных применений, таких как металлообработка.
Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована
В современных протоколах ЧПУ производство деталей с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения в основном автоматизировано.Размеры для данной детали устанавливаются с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (САПР), а затем преобразуются в фактический готовый продукт с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM).
Для любой обрабатываемой детали могут потребоваться различные станки, такие как сверла и фрезы.Чтобы удовлетворить эти потребности, многие из современных машин объединяют несколько различных функций в одну ячейку.С другой стороны, установка может состоять из нескольких машин и набора роботизированных рук, которые переносят детали из одного приложения в другое, но при этом всем управляет одна и та же программа.Независимо от настройки, процесс ЧПУ обеспечивает постоянство в производстве деталей, которое было бы трудно, если вообще возможно, воспроизвести вручную.
РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СТАНКОВ С ЧПУ
Самые ранние машины с числовым программным управлением относятся к 1940-м годам, когда двигатели были впервые использованы для управления движением ранее существовавших инструментов.По мере развития технологий механизмы были усовершенствованы с помощью аналоговых компьютеров и, в конечном итоге, цифровых компьютеров, что привело к развитию обработки с ЧПУ.
Подавляющее большинство сегодняшних арсеналов ЧПУ полностью электронные.Некоторые из наиболее распространенных процессов с ЧПУ включают ультразвуковую сварку, пробивку отверстий и лазерную резку.Наиболее часто используемые станки в системах ЧПУ включают следующее:
Фрезерные станки с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ могут работать по программам, состоящим из числовых и буквенных подсказок, которые направляют детали на различные расстояния.Программирование, используемое для мельничного станка, может быть основано либо на G-коде, либо на каком-то уникальном языке, разработанном производственной командой.Базовые мельницы состоят из трехосевой системы (X, Y и Z), хотя большинство новых мельниц могут иметь три дополнительные оси.
Токарные станки
На токарных станках детали обрезаются по кругу с помощью сменных инструментов.Благодаря технологии ЧПУ резы, используемые на токарных станках, выполняются с точностью и высокой скоростью.Токарные станки с ЧПУ используются для производства сложных конструкций, которые были бы невозможны на версиях станков с ручным управлением.В целом функции управления фрезерных и токарных станков с ЧПУ аналогичны.Как и в первом случае, токарными станками можно управлять с помощью G-кода или уникального проприетарного кода.Однако большинство токарных станков с ЧПУ состоят из двух осей — X и Z.
Плазменные резаки
В плазменном резаке материал режется плазменной горелкой.Этот процесс в первую очередь применяется к металлическим материалам, но также может применяться и к другим поверхностям.Для получения скорости и тепла, необходимых для резки металла, плазма генерируется за счет комбинации сжатого воздуха и электрической дуги.
Электроэрозионные машины
Электроэрозионная обработка (EDM), которую попеременно называют пробивкой штампа и электроискровой обработкой, представляет собой процесс, при котором заготовкам придают определенную форму с помощью электрических искр.При электроэрозионной обработке разряды тока происходят между двумя электродами, и при этом удаляются участки заданной заготовки.
Когда расстояние между электродами становится меньше, электрическое поле становится более интенсивным и, следовательно, более сильным, чем диэлектрическое.Это позволяет току проходить между двумя электродами.Следовательно, части заготовки удаляются каждым электродом.Подтипы EDM включают:
● Проволочная электроэрозионная обработка, при которой используется искровая эрозия для удаления частей материала с электронной проводимостью.
● Sinker EDM, при котором электрод и заготовка пропитываются диэлектрической жидкостью с целью формирования заготовки.
В процессе, известном как промывка, мусор с каждой готовой детали уносится жидким диэлектриком, который появляется после прекращения тока между двумя электродами и предназначен для устранения любых дальнейших электрических зарядов.
Водоструйные резаки
При обработке на станках с ЧПУ водяные струи — это инструменты, которые режут твердые материалы, такие как гранит и металл, с применением воды под высоким давлением.В некоторых случаях вода смешивается с песком или другим сильным абразивным веществом.Детали заводских машин часто формируются с помощью этого процесса.
Струи воды используются как более холодная альтернатива материалам, которые не могут выдерживать теплоемкие процессы других станков с ЧПУ.Таким образом, струи воды используются в ряде секторов, таких как аэрокосмическая и горнодобывающая промышленность, где этот процесс является мощным для резьбы и резки, помимо других функций.Водоструйные резаки также используются для приложений, требующих очень сложных разрезов материала, поскольку отсутствие тепла предотвращает любое изменение внутренних свойств материалов, которое может произойти в результате резки металла по металлу.
РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СТАНКОВ С ЧПУ
Как показали многочисленные видеодемонстрации станков с ЧПУ, система используется для высокодетализированных вырезов из металлических деталей для промышленных изделий.Помимо вышеупомянутых станков, в системах ЧПУ используются дополнительные инструменты и компоненты:
● Вышивальные машины
● Фрезы по дереву
● Револьверные перфораторы
● Станки для гибки проволоки
● Резаки для пены
● Лазерные резаки
● Круглошлифовальные станки
● 3D-принтеры
● Стеклорезы
Когда на заготовке необходимо выполнить сложные разрезы на разных уровнях и под разными углами, все это можно выполнить за считанные минуты на станке с ЧПУ.Пока машина запрограммирована с правильным кодом, функции машины будут выполнять шаги, продиктованные программным обеспечением.При условии, что все закодировано в соответствии с дизайном, после завершения процесса должен появиться продукт с высокой степенью детализации и технологической ценностью.
Время публикации: 01 января 2022 г.
