Что такое обработка с ЧПУ?

Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) — это обрабатывающий инструмент, который придает заготовке желаемую форму, соответствующую производственным директивам и требованиям к компонентам. Станки с ЧПУ используют предварительно запрограммированное программное обеспечение для управления движениями сложного оборудования, включая шлифовальные, токарные, фрезерные и другие режущие инструменты, используемые для удаления материала.

Эти компьютеризированные производственные технологии позволяют выполнять широкий спектр сложных и точных задач обработки на станках с ЧПУ для создания промышленных изделий и специально разработанных деталей для автомобильной, оборонной и аэрокосмической промышленности.

Хотя 3D-печать и другие процессы аддитивного производства занимают центральное место в производстве компонентов 21-го века, изготовленных из мягких материалов, большинство повседневных предметов по-прежнему являются результатом высокоавтоматизированных методов субтрактивной обработки.

Пластиковые бутылки для воды изготавливаются из форм с использованием технологии штамповки с ЧПУ, а отдельные компоненты приводной системы любого автомобиля на дороге фрезеруются до точных размеров, что позволяет всем движущимся шестерням легко соединяться друг с другом для достижения оптимальных механических характеристик.

«Скорее всего, почти все, к чему вы прикасаетесь в повседневной жизни, в какой-то момент было обработано станком», — говорит профессор инженерного дела Университета Теннесси в Ноксвилле Тони Шмитц. «Если вы когда-либо путешествовали на самолете — например, на Боинге 747 — более миллиона отдельных компонентов были обработаны, а затем собраны, чтобы поднять этот самолет с земли».

Станки с ЧПУ столь же универсальны и динамичны, как и множество изделий, которые они создают. Однако большая часть станков с ЧПУ работает в двух рамках: система с разомкнутым или замкнутым контуром.

В системах ЧПУ с разомкнутым контуром оператор разрабатывает ЧПУ для поставленной задачи и генерирует G-код или рабочий файл с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Затем компьютер передает необходимые действия контроллеру и подключенным к нему серводвигателям.

Эти двигатели управляют режущими инструментами, такими как токарные или шлифовальные станки, как минимум по двум осям (X и Y), хотя современные станки с ЧПУ могут повысить универсальность и точность за счет перемещения фрезерных станков с ЧПУ и других принадлежностей вокруг нескольких дополнительных осей.

Системы ЧПУ с замкнутым контуром передают данные обратной связи на монитор для устранения несоответствий, пока станки с ЧПУ перемещаются по материалу. Эта связь между двигателем и монитором позволяет системам с замкнутым контуром изменять скорость, положение и скорость подачи токарных станков и других станков с ЧПУ в режиме реального времени.

Вот несколько наиболее распространенных промышленных применений станков с ЧПУ:

Станки с ЧПУ являются отличными инструментами для проектов, требующих точной и эффективной скорости резки, и они могут использовать два самых передовых метода резки: электроэрозионную обработку (электроэрозионную машину) и проволочную электроэрозионную обработку.

В электроэрозионном станке используется термическая эрозия в результате взаимодействия двух электродов, один из которых прикреплен к инструменту в виде меди или графита. Второй — диэлектрическая жидкость, в которой омывается материал. Удивительно, но инструмент и заготовка никогда не вступают в прямой контакт во время производства. Проволочная электроэрозионная обработка работает таким же образом, за исключением того, что в качестве точных режущих инструментов используются проволочные электроды.

В этом точном процессе пробивания отверстий используется вращающийся режущий инструмент, обычно сверла или высокоскоростные водяные струи, для создания круглых отверстий в неподвижной заготовке. В этих отверстиях часто размещаются монтажные винты и болты.

Станки с ЧПУ часто оснащены абразивными кругами, которые обеспечивают практически безупречную поверхность. Этот метод субтрактивного шлифования значительно превосходит по точности любой процесс аддитивного производства и может уменьшить дефекты до допусков всего в 1/10 ширины человеческого волоса.

Фрезерный станок с ЧПУ, как и базовые фрезерные станки и другие ручные фрезерные станки, использует токарные станки, водоструйные или токарные инструменты для удаления материала со стационарной заготовки. Фрезерные станки с ЧПУ могут перемещаться по нескольким осям, что позволяет операторам выполнять задачи горизонтального, вертикального, углового и торцевого фрезерования с абсолютной точностью. Эти многоугольные возможности повышают эффективность процесса производства сложных деталей из дерева, металла и пластика, поскольку машинист может меньше раз регулировать и повторно закреплять заготовку.

Блог