Станки с числовым программным обеспечением по праву считаются одним из важнейших изобретений последних лет в производственной сфере. Благодаря их появлению мощности предприятий возросли весьма значительно, возросло качество изделий, в то время как их себестоимость снизилось. Как следствие, прибыль производителей, обладателей станков ЧПУ (или станков CNC - Computer Numerical Control (англ.)) ощутимо возросла.

Человеческий фактор сведен к минимуму

В настоящее время необходимость вмешательства оператора станка минимальна. Станки ЧПУ работают на автономной основе. Функции оператора в основном связаны с подготовительными и финальными мероприятиями. Речь идет установке детали, ее снятии и т. п. В нынешних реалиях одному работнику по силам управлять несколькими станками одновременно.

Кроме того, повысились функциональные возможности станков. Для обработки различных деталей нужно просто подобрать соответствующую программу.

На принципиально иной уровень вышла и точность обработки элементов. Теперь можно выпускать сотни и тысячи одинаковых деталей. К тому же, обработке подлежат и такие детали, которые обычным станкам были не по зубам.

Производственный фонд предприятий нуждается в модернизации и обновлении. Желательная периодичность (в том числе

Основными показателями эффективности современного промышленного предприятия являются его конкурентоспособность и рентабельность. Промышленное предприятие должно выпускать качественную продукцию, чтобы успешно существовать на рынке. Качество продукцию, в свою очередь, будет зависеть от того, насколько хорошее оборудование используется во время производства. В рамках современной масштабной промышленности уже редко используются узкоспециализированные станки. Предпочтение отдается аппаратам, которые вмещают в себя функции нескольких узкоспециализированных станков, имеют большую производительность и рентабельность. Современные токарные станки по металлу с ЧПУ относятся к этой категории, благодаря чему нашли широкое применение в металлургической и строительной промышленностях.

Специфика токарно-фрезерных станков по металлу с ЧПУ

Токарно-фрезерные станки с применением ЧПУ заменили собой несколько станков, среди которых токарные и фрезерные. Аппараты позволяют выполнять большой спектр работ на одном рабочем месте без необходимости перемещения заготовки между станками. Современные токарно-фрезерные станки заменили устаревшее оборудование, которое имело малую эффективность и низкие показатели эргономики. Оборудование этого класса выделяют промышленного и кустарного (бытового) масштаба. Для промышленных целей создаются станки, которые имеют высокую мощность и производительность. Их отличает качественность и скорость проведения работ. Бытовые модели имеют компактные размеры, меньшую производительность и мощность.

Преимущества токарно-фрезерного оборудования с ЧПУ

Универсальное токарно-фрезерное оборудование с ЧПУ обладает множеством положительных сторон, среди которых следует выделить следующие:

1. Высокая производительность.
2. Высокая точность обработки и формирования заготовки. Числовое программное обеспечение формирует точную 3D-модель, по которой выполняются все работы. Погрешность в работе отсутствует.
3. Возможность создания базы шаблонов обработки деталей, а также использование информационных технологий с целью расширения спектра проводимых токарно-фрезерных работ.
4. Высокие показатели эргономики. Человеку с такими станками стало намного сподручнее работать: отпала необходимость бегать между различными станками и носиться с заготовкой. Это снижало продуктивность рабочего дня в целом. К тому же, благодаря ЧПУ был исключен человеческий фактор, который способствовал образованию бракованных деталей.
5. Долговечность и надежность.
6. Простота в эксплуатации и нетребовательностью в обслуживании.

Сегодня начинаем публиковать главы из учебника Ловыгина А.А., Васильева А.В. и Кривцова С.Ю. «Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM система». Надеемся, данная информация о фрезерном оборудовании и технологии обработки на нем будет полезна начинающим операторам и наладчикам ЧПУ.

Сперва разберемся с преимуществами, которые имеет оборудование с числовым программным управлением над обычными станками.

На сегодняшний день практически каждое предприятие, занимающееся механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако перемещения исполнительных органов этих станков управляются электроникой. В чем же основное преимущество станков с ЧПУ и почему все большее число заводов предпочитает вкладывать деньги именно в современное оборудование с автоматическим управлением, а не покупать относительно дешевые универсальные станки?

Автоматизация производства

Первым очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства . Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом главной заботой станочника-оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т.д. В результате один работник может обслуживать сразу несколько станков.

Производственная гибкость

Вторым преимуществом является производственная гибкость . Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Высокая точность и повторяемость обработки

Третьим плюсом является высокая точность и повторяемость обработки . По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей. Ну и наконец, числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании . Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы.

Стоит отметить, что сама методика работы по программе позволяет более точно предсказывать время обработки некоторой партии деталей и соответственно более полно загружать оборудование .

Станки с ЧПУ стоят достаточно дорого и требуют больших затрат на установку и обслуживание, чем обычные станки. Тем не менее, их высокая производительность легко может перекрыть все затраты при грамотном использовании и соответствующих объемах производства.

Что такое ЧПУ

Давайте разберемся, что такое ЧПУ. Числовое программное управление - это автоматическое управление станком при помощи компьютера (который находится внутри станка) и программы обработки (управляющей программы) . До изобретения ЧПУ управление станком осуществлялось вручную или механически.

Осевыми перемещениями станка с ЧПУ руководит компьютер, который читает управляющую программу (УП) и выдает команды соответствующим двигателям. Двигатели заставляют перемещаться исполнительные органы станка - рабочий стол или колонну со шпинделем. В результате производится механическая обработка детали. Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической позиции исполнительного органа обратно в компьютер. Это называется обратной связью. Как только компьютер узнает о том, что исполнительный орган станка находится в требуемой позиции, он выполняет следующее перемещение. Такой процесс продолжается пока чтение управляющей программы не подойдет к концу.

По своей конструкции и внешнему виду станки с ЧПУ похожи на обычные универсальные станки. Единственное внешнее отличие этих двух типов станков заключается в наличие у станка с ЧПУ устройства числового программного управления (УЧПУ), которое часто называют стойкой ЧПУ .

Стойка ЧПУ Heidenhain TNC 430.

2013/09/11

Токарно-фрезерные станки подходят для изготовления деталей для машиностроительной и приборостроительной областей, а также для обработки деревянных изделий для производств по выпуску мебели. Их используют всюду, где нужно обработать метал, камень или дерево.

Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ – это автоматизированное, высокотехнологическое оборудование, с помощью которого осуществляется нарезка на деталях внешней и внутренней резьбы, раскройка материала, обработка профилей.Он подходит для любого предприятия, где требуется обработка и придание нужной формы деталям.

Конструкция почти не отличается от таких же станков без данной системы. Но они имеют горизонтальное и вертикальное положение шпинделяи отличаются количеством координатных перемещений фрезерного стола, которое зависит отмощности оборудования. Также они могут быть одно-и много инструментными.Инструменты в шпиндель могут крепиться как автоматически, так и вручную. Процесс управления осуществляется в двухмерном или трехмерном пространствах. Последние,обычно используется в самолето- и вертолетостроении, то есть там, где требуется высокая точность деталей. В станках данного вида используют двигатели разной мощности. Их мощность зависит от требований заказчика, с помощью которых достигается оптимальное соотношениекачества деталей и количества затраченной электроэнергии.

В зависимости от компоновки токарно-фрезерные станки с ЧПУ подразделяют на группы:

1. Вертикально-фрезерные;
2. Продольно-фрезерные;
3. Консольно-фрезерные;
4. Инструментальные широкоуниверсальные.

Преимущества фрезерных станков:

• Удобное управление процессом
• Высокая производительность
• Не обязательное привлечение оператора
• На одном станке можно обрабатывать разные материалы
• Мульти функциональность.

Токарные станки с ЧПУ

Токарные станки используют для сверления, растачивания, точения, торцевания, отрезания, а также гравирования, фрезерования и маркировки (на токарно-фрезерных станках с ЧПУ), то есть там, где нужна обработка внешних и внутренних заготовок и деталей.

Главным отличием токарных станков с ЧПУ от управляемых вручную является то, что основные их части двигаются с помощью электроники, которая состоит из системы приводов, двигателей и программного управления. Они оснащены револьверными головками с функцией замены инструментов. Головки, в свою очередь, снабжаются осью С и механизмом приводов инструмента, что превращает их в обрабатывающие центры с ЧПУ, с помощью которых осуществляется фрезеровка, гравировка и т.д.

Отличительные свойства токарно-винторезного станка с ЧПУ:

• Гибкость при изготовлении (смена программы при работе с другим материалом, при этом уже проверенную программу можно использовать в любое время)
• Больший период наработки на отказ. Достигается за счет наличия шарико-винтовых передач и системы смазки направляющих.
• Высокая частота ЧПУ обработки и точность исполнения (с помощью одной программы можно выпустить несколько тысяч изделий необходимого качества и формы)
• Высокая автоматизация производства. Станки работают почти автономно, при этом качество остается неизменным. Оператору нужно только снимать/устанавливать детали, менять инструмент и т.п.Хватит одного человека, чтобы контролировать ряд станков с ЧПУ.

Стоит отметить, что благодаря автоматизации процесса работы на токарных станках с ЧПУ можно точнее определить время, необходимое на обработку нужной партии заготовок, а значит максимально эффективно использовать токарное оборудование. Также при обдуманной эксплуатации и небольших объемах производства,

Автоматизация проникла во все отрасли современного производства. Не стало исключением и машиностроение, где широко применяются фрезерные станки с ЧПУ - числовым программным управлением. Управление таким станком осуществляется компьютером с заложенной в него программой. Отрасли, в которых сегодня наиболее часто применяются станки с ЧПУ, которые можно купить , - приборостроение, автомобилестроение, энергетика и, естественно, машиностроительная промышленность.

Внедрение числового программного управления существенно сократило время выполнения фрезерных операций по сравнению с ручным режимом. Изменив точность выполнения операций, применение ЧПУ не затронуло базовые возможности и особенности фрезерного станка. Рассмотрим основные преимущества от внедрения станков с ЧПУ.

Первое

Сведение до минимума влияния человеческого фактора. Качество получаемого изделия зависит от характеристик оборудования и точности математической модели изделия, которая использовалась при создании программы для ЧПУ. Зависимость от работника, обслуживающего станок, сведена к минимуму. По сути, его роль принести заготовку, загрузить в станок, вынуть готовое изделие и транспортировать его на склад.

Но не следует недооценивать роль человека в процессе. От его квалификации зависит правильное функционирование оборудования, особенно если он занимается обслуживанием станка, а тем более его наладкой. Ведь при правильной эксплуатации одно из главных свойств станка с ЧПУ - стабильность качества выпускаемых изделий.

Второе

Универсальность - вот что получает производство, внедряя станки с ЧПУ. Чтобы перейти на новую модель изделия нужно только загрузить в станок другую программу. Аналогичная ситуация со сменой операций - ввод другой программы обеспечивает новый этап обработки изделия. Качественное программное обеспечение - залог абсолютно идентичных результатов фрезеровки. В дальнейшем при необходимости программа может быть скорректирована.

Третье

Совокупность высокой точности и абсолютной идентичности результатов по обработке изделий - еще одно положительное качество станков с ЧПУ. Используя одну и ту же настройку фрезерного станка с числовым программным управлением можно выпускать большое количество изделий. При этом они практически абсолютно идентичны как по геометрическим параметрам, так и по высокому уровню качества изготовления.

Таким образом, данный вид промышленного оборудования обладает свойством многократно выпускать сложные изделия без ухудшения их качественных характеристик. Поэтому он применяется для изготовления уникальных пресс-форм, штампов и тому подобной оснастки, где нужна прецизионная точность и высокая повторяемость результатов.