ЧПУ (Компьютерное числовое управление) станки широко используются в металлообрабатывающей промышленности для резки, придания формы и формирования различных металлических компонентов с высокой точностью и эффективностью. Когда дело доходит до резки металла на станках с ЧПУ, можно использовать несколько процессов, включая фрезерование, точение, сверление и нарезание резьбы. В этой статье рассматриваются сложные детали того, как станки с ЧПУ режут металл, раскрывая технологию, лежащую в основе этого важного аспекта современной обработки.
История развития станков с ЧПУ
В условиях непрерывного прогресса общественного производства, науки и техники одна за другой появляются различные новые промышленные продукты. Являясь основой национальной промышленности, механическая производство продукция отрасли становится все более точной и сложной, особенно в области аэрокосмической, навигационной, военной и других механических деталей, которые требуют более высокой точности, более сложных форм и часто меньших партий. Переработка таких продуктов требует частой модификации или настройки оборудования,
Обычные станки или узкоспециализированные автоматизированные станки явно не могут удовлетворить этим требованиям. Между тем, в условиях усиления рыночной конкуренции предприятиям срочно необходимо дальнейшее повышение эффективности производства, улучшение качества продукции и снижение производственных затрат.
Появился новый вид производственного оборудования – станки с ЧПУ.
Корпорация Parsons официально приняла заказ и в сотрудничестве с Лабораторией сервомеханизмов Массачусетского технологического института в 1952 году успешно создала первый в мире экспериментальный прототип станка с ЧПУ. В 1959 году компания Keaney&Trecker впервые в мире успешно разработала обрабатывающий центр. Соединенные Штаты.
Принцип работы станка с ЧПУ
Станки с ЧПУ — это механическое оборудование, которое выполняет операции обработки посредством компьютерного управления, и их принципы работы охватывают множество ключевых аспектов. Ниже приводится обзор основных принципов работы станков с ЧПУ:
1. Проектирование CAD/CAM и создание программ.
Процесс резки металла начинается с автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM). В среде САПР инженеры проектируют трехмерную модель нужной детали. Программное обеспечение CAM отвечает за преобразование проекта в понятную для станка траекторию резки. Сгенерированная программа включает важную информацию, такую как траектории движения инструмента, скорости резания, скорости подачи и многое другое.
2. Система управления ЧПУ
Сгенерированная CAM-программа передается в систему управления станка с ЧПУ. Система управления ЧПУ служит мозгом станка с ЧПУ, интерпретируя инструкции программы и преобразуя их в реальные движения. Эта система обычно состоит из контроллера, сервосистемы и устройств ввода. Контроллер интерпретирует программу CAM и преобразует ее в сигналы управления для движения оси.
В программу ЧПУ в качестве справки можно включить таблицу размеров резьбы. Эта диаграмма содержит информацию о стандартных размеры резьбы, шаг и другие соответствующие размеры. Интегрировав эту таблицу в программу, станок с ЧПУ может автоматически выбирать подходящий режущий инструмент и параметры обработки в зависимости от желаемого размера резьбы.
3. Рабочая система координат
Для точного позиционирования режущего инструмента и заготовки станки с ЧПУ используют рабочую систему координат. Эта система устанавливает трехмерную систему координат, обеспечивая точное позиционирование инструмента по осям X, Y и Z. Система управления ЧПУ использует эту информацию для обеспечения точной резки.
4. Управление движением
Одним из ключевых компонентов станков с ЧПУ является управление движением. С помощью сервосистемы станки с ЧПУ могут точно управлять движением инструмента по осям X, Y и Z. Сюда входит линейная интерполяция и круговая интерполяция, гарантирующая, что инструмент точно следует заданному пути.
5. Процесс резки
Со всем набором попеременное фрезерование, станок с ЧПУ начинает процесс резки. Режущий инструмент входит в зацепление с металлической заготовкой, с точностью следуя заданной траектории. Система управления ЧПУ контролирует скорость резания, скорость подачи и глубину для достижения желаемых результатов.
6. Мониторинг и обратная связь в реальном времени
Усовершенствованные станки с ЧПУ оснащены системами мониторинга в режиме реального времени, которые отслеживают ключевые параметры в процессе резки. Датчики и механизмы обратной связи обеспечивают качество резки и при необходимости вносят коррективы. Эта обратная связь в режиме реального времени помогает повысить эффективность производства и качество деталей.
8. Постобработка и отделка
После завершения процесса резки этапы постобработки могут включать в себя удаление заусенцев, чистка или дополнительная механическая обработка для доводки. Станки с ЧПУ можно запрограммировать на выполнение этих этапов постобработки, обеспечивая комплексный и усовершенствованный конечный продукт.
Преимущества станков с ЧПУ для обработки металлов
Широкое применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ) в обработке металлов дает множество преимуществ: от повышения точности до повышения эффективности производства. Вот некоторые заметные преимущества станков с ЧПУ при обработке металлов:
1. Высокая точность
Станки с ЧПУ управляют движением инструмента с помощью компьютерных программ, обеспечивая высокоточную обработку. Это обеспечивает точность и однородность металлических деталей, превосходя уровни точности, достижимые при ручных операциях.
2. Комплексная обработка деталей
Станки с ЧПУ позволяют легко обрабатывать детали сложной формы. Программные конструкции позволяют точно контролировать движение инструмента в различных направлениях, что позволяет выполнять очень сложные операции резания.
3. Автоматизированное производство
Станок с ЧПУ инструменты реализуют высокий уровень автоматизации производственного процесса. После написания соответствующей программы машина может работать непрерывно, что снижает потребность в ручных операциях и повышает эффективность производства.
4. Гибкость производства
Гибкость станков с ЧПУ позволяет им адаптироваться к производству деталей различной формы и характеристик. Просто изменив программу, можно быстро переключаться на режимы производства различных деталей, сокращая время переналадки и производственные затраты.
5. Воспроизводимость и последовательность
Поскольку операции контролируются компьютерными программами, станки с ЧПУ поддерживают постоянный уровень качества в массовом производстве. Параметры резки каждой детали могут быть точно воспроизведены, что обеспечивает единообразие продукта.
6. Сокращение циклов обработки
Станки с ЧПУ обычно работают на более высоких скоростях, что сокращает циклы обработки. Это имеет решающее значение для выполнения срочных заказов или повышения общей эффективности производства.
7. Сокращение человеческих ошибок
Поскольку станки с ЧПУ в основном полагаются на заранее запрограммированные инструкции, вероятность человеческих ошибок сведена к минимуму. Это повышает надежность и стабильность производственного процесса.
Области применения:
Помимо художественного процесса резки металла, станки с ЧПУ находят применение в различных отраслях промышленности. От аэрокосмической и автомобильной промышленности до производства медицинского оборудования — их адаптируемость поражает. Преимущества Обработка с ЧПУ, в том числе высокая точность, автоматизация, гибкость производства и снижение количества человеческих ошибок, вывели эти инструменты на передний план современного производства, где эффективность и качество занимают центральное место.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
FAQ
Как правило, станки с ЧПУ способны резать материалы от тонких листов (толщиной до долей миллиметра) до толстых блоков или пластин толщиной в несколько дюймов. Мощные станки с ЧПУ и специализированными режущими инструментами могут обрабатывать более толстые материалы, тогда как другие могут ограничиваться более тонкими материалами.
Процесс обработки металлов с ЧПУ, сокращенно от «Численное компьютерное управление», предполагает использование компьютеризированных систем для управления обрабатывающими инструментами и оборудованием для формирования и резки металлических компонентов с точностью и аккуратностью. Этот процесс обычно начинается с создания цифрового проекта или модели с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Затем проект переводится в инструкции или G-коды, которые подаются на станок с ЧПУ. Станок с ЧПУ интерпретирует эти инструкции для точного управления движением и работой режущих инструментов, таких как сверла, фрезы или токарные станки, для придания металлической заготовки формы в соответствии с желаемыми спецификациями.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
