Конструктивные особенности станков с ЧПУ для обработки металлов

Развитие технологий привело к тому, что ручной труд сменился машинным производством. Эта тенденция затронула и сферу металлообработки –  станки ЧПУ для обработки металло в также модернизировались, что со временем привело к созданию полностью автоматизированных систем, то есть станков с числовым программным управлением. Такие устройства позволили свести к минимуму участие оператора в процессе обработки деталей и существенно ускорить производственный процесс, сохраняя при этом высокое качество обработки материала.

• Станок ЧПУ по металлу: что это?
• Принцип работы
• Устройство станка ЧПУ по металлу
• Виды станков ЧПУ для металлообработки
• Возможности универсальных станков ЧПУ в обработке металла
• Тенденции в металлообработке и сферы применения
• Требования к системам управления
• Как выбрать?
• Преимущества использования
• Проблемы с оборудованием

Станок ЧПУ по металлу: что это?

Устройства с числовым программным управлением предназначены для обработки и резания металлов без вмешательства в технологический процесс оператора. Процесс полностью автоматизирован, что существенно снижает вероятность появления брака на производстве и сокращает временные затраты.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ незаменимы при массовом производстве, где крайне важно изготавливать большое количество одинаковых изделий без потери качества.

Металлообрабатывающие станки с ЧПУ делятся на несколько типов:

• вертикальные,
• горизонтальные,
• продольные,
• широкоуниверсальные,
• инструментальные.

Принцип работы

Принцип работы металлообрабатывающих станков с компьютерным управлением заключается в исполнении следующего алгоритма:

• Оператор разрабатывает программу, исходя из которой будет производиться обработка детали.
• Загружает ее в управляющий блок станка.
• В управляющем блоке производится обработка введенных данных. Контроллер подготавливает двигательные команды и направляет их в систему привода.
• Привод, в свою очередь, осуществляет контроль движения и скорости рабочих блоков станка.
• Система обратной связи фиксирует изменения и направляет соответствующие сигналы в блок управляющей системы.
• Полученные данные сравниваются с исходными характеристиками, и если обнаруживаются несовпадения – программа автоматически вносит корректировки в производственный процесс.
• Оператор во время работы станка через дисплей устройства осуществляет наблюдение за рабочим процессом и может вручную корректировать его через пульт управления в ручном режиме в случае необходимости.

Устройство станка ЧПУ по металлу

Станки с ЧПУ для обработки металлов состоят из нескольких ключевых элементов.

К ним относятся:

• Станина, которая служит основанием устройства. Изготавливается с помощью литья, что позволяет погасить вибрации, которые возникают в процессе работы. На станине устанавливаются все прочие узлы станка.
• Направляющие. Служат для перемещения рабочей головки станка относительно детали, закрепленной на столе.
• Система числового программного управления.
• Двигатели.
• Дисплей и управляющая панель.
• Электрический двигатель со шпинделем.

Фрезерно-гравировальный станок Advercut K6090T

• Электропитание AC220V/50-60Hz
• Размеры, мм 1400 x 1100 x 1200
• Программное обеспечение DSP A11 (Digital Signal Processor), Type3 Software/France (в комплекте), ArtCAM, PowerMILL, MasterCAM

• Вес, кг 200

• X-Z структура Немецкие ШВП, круглые прецизионные направляющие
• Y-структура Немецкие ШВП (шарико-винтовые пары), квадратные рельсовые направляющие
• Количество оборотов шпинделя 11000 об./мин
• Мощность шпинделя 2,2 кВт
• Осей 3
• Охлаждение шпинделя Водяное
• Рабочая скорость, мм/мин 6,000 мм/мин
• Рабочее поле 600 x 900 x 150 мм
• Разрешение/Точность 0.003125 мм /0.025 мм
• Формат файла G code
• Цанговый патрон ER20
• Максимальная скорость перемещения, мм/мин 10,000
• Интерфейсы USB 2.2

Перейти к товару

Виды станков ЧПУ для металлообработки

Станки с ЧПУ, предназначенные для обработки металлов, делятся на несколько типов в зависимости от способов подачи материала, расположения шпинделей и движения портала по направляющим.

Станки могут быть:

1. Токарными.
2.  Фрезерными .
3. Вертикальными.
4. Продольными.
5. Консольной конструкции.
6. Широкоуниверсальными, т. е. многопрофильными.

К отдельным видам также относятся станки отрезного типа, которые могут быть:

• газовыми,
• дуговыми,
• плазменными,
• лазерными,
• гидроабразивными.

В процессе работы на станках с компьютерным управлением все узлы станка работают в автоматическом режиме без непосредственного участия оператора. Все движения устройства контролируются датчиками, установленными внутри станины. В зависимости от принципа работы датчиков можно выделить два типа систем:

• Замкнутую. Контроль над рабочим процессом в ней осуществляется несколькими датчиками, а инструменты станка двигаются за счет специализированного привода.
• Разомкнутую. На станках устанавливаются двигатели шагового типа, которые могут с максимальной точностью управлять движениями ключевых конструктивных элементов.

Возможности универсальных станков ЧПУ в обработке металла

Чаще всего в металлообработке применяется фрезерный станок консольного типа. Шпиндель в таком устройстве практически не может перемещаться и, соответственно, совершает крайне мало движений. Движение обеспечивает рабочий стол с закрепленной на нем деталью.

Подавляющее число подобных станков универсальны. Они предназначены для фрезеровки заготовок из стали, чугуна и цветных металлов.

На фрезерном станке доступно выполнение следующих операций:

• фрезеровка поверхностей с любым наклоном;
• фрезеровка уступов, пазов и канавок;
• фрезерование поверхностей фасонного и комбинированного типа;
• резка материала;
• резьбофрезерные работы;
• сверление;
• расточка;
• нанесение резьбы;
• обработка поверхностей со сложным профилем.

На токарном станке могут быть выполнены следующие операции:

• торцевание и обточка материала;
• отрезка заготовок, создание внутренних, торцевых или наружных канавок;
• сверление;
• шлифовка;
• обработка металлов и сплавов.

Тенденции в металлообработке и сферы применения

На сегодняшний день отрасль продолжает свое развитие, а внимание разработчиков направлено на создание высокоскоростных устройств с 5 осями. Детали, созданные на таких станках, отличаются высокой точностью и крайне востребованы в высокотехнологичных отраслях – космической, машиностроительной и т. д.

AMAN AM30 Jewel

• Размеры, мм 290 x 270 x 280 мм
• Программное обеспечение ArtCut Engrave (совместим почти с любой CAM-системой)

• Вес, кг 20

• Двигатели привода Шаговые двигатели
• Код управления G-code
• Микроконтроллер USBCNC
• Мощность шпинделя 200 Вт, 8000 об/мин
• Обработка колец 10-40 мм (внеш/внутр. диаметр), ширина обработки - 1-20 мм
• Осей 3
• Рабочее поле 80 x 80 x 70 мм
• Разрешение, мм 0.00125
• Требуемая операционная система Window 2000/XP/7

Перейти к товару

Требования к системам управления

Качество обработки изделий на металлообрабатывающих станках с ЧПУ напрямую зависит от особенностей и нюансов управляющих систем устройства.

Для того чтобы обеспечить высокую скорость перемещения элементов, конструкция должна быть оснащена контроллерами цифрового типа. К тому же, если станок оборудован пультом ПЭВМ, им можно управлять удаленно, что позволяет исключить вмешательство оператора в производственные процессы.

Устройства с ЧПУ используют в работе операционную систему Windows NT. Ее возможности позволяют осуществлять контроль над работой оборудования в режиме реального времени через сеть Интернет. Наличие ступенчатых микропроцессоров позволяет эффективно управлять инструментальной системой. Они способны автоматически передавать в управляющий блок информацию о состоянии оснастки и автоматически заменять рабочий инструмент.

Как выбрать?

Для того чтобы грамотно подобрать станок для обработки металлов, необходимо тщательно изучить конструктивные особенности доступных моделей и изучить их характеристики.

В первую очередь обратить внимание следует на следующие параметры:

• конфигурацию деталей;
• точность и качество обработки поверхностей;
• габариты станка;
• предельную массу заготовок;
• доступные режимы обработки;
• мощность устройства;
• планируемый объем производства;
• производительность станка.

Преимущества использования

Основными достоинствами металлообрабатывающих станков с ЧПУ являются:

• точность обработки деталей;
• снижение вероятности возникновения брака;
• высокая производительность;
• автоматизация процесса;
• скорость замены инструмента во время обработки детали;
• автоматизация смены расходных материалов и подачи материала.

Проблемы с оборудованием

Причин, которые могут вызвать проблемы с оборудованием, бывает множество, но все они могут быть классифицированы следующим образом:

• ошибки в работе программного обеспечения;
• неправильное использование оборудования;
• нарушение технологического процесса;
• слишком сильный износ деталей станка;
• некачественно проведенный ремонт устройства.

Чаще всего пользователи отмечают сбои в работе электроники станка с ЧПУ, которые приводят к ошибкам во время работы по осям устройства. Также нередки случаи поломки инвертора и обрывы проводов.

Станки для обработки металлов с числовым программным управлением практически вытеснили модели устройств с ручным управлением. Это обусловлено тем, что автоматизация процесса значительно увеличивает производительность устройства, позволяет повысить точность обработки и качество изделий, а также скорость проведения работ. Роль оператора теперь сводится к контролю над работой станка и внесению корректировок в технологический процесс, если это необходимо.