Краткое руководство по основам станков с ЧПУ

Что такое станок с ЧПУ?

A Станок с ЧПУ представляет собой станок с числовым программным управлением с дополнительной функцией бортового компьютера. Компьютер называется блоком управления станком (MCU). Числовые данные, необходимые для производства детали, предоставляются станку в виде программы. Программа преобразуется в соответствующие электрические сигналы для ввода в двигатели, которые управляют станком.

Станина станка является механической структурой станка с ЧПУ, и она также состоит из главной приводной системы, системы привода подачи, станины, верстака и вспомогательных устройств движения, гидравлических и пневматических систем, систем смазки, устройств охлаждения, удаления стружки, систем защиты и других частей. Но для того, чтобы соответствовать требованиям числового программного управления и дать полный простор производительности станка, он претерпел большие изменения в общей компоновке, внешнем виде, структуре системы передачи, инструментальной системе и эксплуатационных характеристиках. Механические части станков с ЧПУ включают станину, коробку, колонну, направляющую, рабочий стол, шпиндель, механизм подачи, механизм смены инструмента.

Как работает станок с ЧПУ?

Станки с ЧПУ используют компьютеры для реализации технологии цифрового программного управления. Эта технология использует компьютер для выполнения функции последовательного логического управления траекторией движения устройства и работы периферийных устройств в соответствии с заранее сохраненной программой управления. Поскольку компьютер используется для замены исходного числового управляющего устройства, состоящего из аппаратных логических схем, функции хранения, обработки, вычисления, логического суждения и другие функции управления инструкциями по вводу операций могут быть реализованы программным обеспечением компьютера, а микроинструкции, генерируемые обработкой, могут быть переданы. Приведите в действие двигатель или гидравлические приводы к устройству сервопривода, чтобы привести в действие станок с ЧПУ.

Чтобы запустить станок с ЧПУ, вы можете выполнить следующие шаги:

Шаг 1. В соответствии с чертежом и планом технологического процесса обрабатываемой детали, используя указанный код и формат программы, запрограммируйте траекторию движения инструмента, процесс обработки, параметры процесса и объем резания в форме инструкции, распознаваемой системой ЧПУ, то есть напишите программу обработки.

Шаг 2. Введите запрограммированную программу обработки в устройство ЧПУ.

Шаг 3. Устройство ЧПУ декодирует и обрабатывает входную программу (код) и посылает соответствующие сигналы управления на устройство сервопривода и устройство управления вспомогательными функциями каждой координатной оси для управления движением каждой части станка.

Шаг 4. В процессе перемещения система ЧПУ должна в любой момент времени определять положение координатной оси станка с ЧПУ, состояние переключателя хода и т. д. и сравнивать его с требованиями программы для определения следующего действия, пока не будет обработана подходящая деталь.

Шаг 5. Оператор может наблюдать и проверять условия обработки и рабочее состояние станка с ЧПУ в любое время. При необходимости необходимо скорректировать действия станка с ЧПУ и программу обработки, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу станка.

Декартова система координат

Почти все, что можно изготовить на обычном станке, можно изготовить на станке с числовым программным управлением, с его многочисленными преимуществами. Движения станка, используемые при изготовлении продукта, бывают двух основных типов: от точки к точке (прямолинейные движения) и непрерывные траектории (контурные движения).

Декартова, или прямоугольная, система координат была разработана французским математиком и философом Рене Декартом. С помощью этой системы любая конкретная точка может быть описана математически из любой другой точки вдоль трех перпендикулярных осей. Эта концепция идеально подходит для станков, поскольку их конструкция, как правило, основана на трех осях движения (X, Y, Z) плюс ось вращения. На простом вертикальном фрезерном станке ось X - это горизонтальное движение (вправо или влево) стола, ось Y - это поперечное движение стола (к колонне или от нее), а ось Z - это вертикальное движение колена или шпинделя. Системы ЧПУ в значительной степени полагаются на использование прямоугольных координат, поскольку программист может точно определить местоположение каждой точки на задании. Когда точки расположены на заготовке, используются две прямые пересекающиеся линии, одна вертикальная и одна горизонтальная. Эти линии должны быть под прямым углом друг к другу, а точка, где они пересекаются, называется началом координат или нулевой точкой (рис. 1)

Рис. 1 Пересекающиеся линии образуют прямые углы и устанавливают нулевую точку.

Рис. 2 Трехмерные координатные плоскости (оси), используемые в ЧПУ.

Трехмерные координатные плоскости показаны на рис. 2. Плоскости X и Y (оси) горизонтальны и представляют горизонтальные движения стола станка. Плоскость или ось Z представляет вертикальное движение инструмента. Знаки плюс (+) и минус (-) указывают направление от нулевой точки (начала координат) вдоль оси движения. Четыре квадранта, образованные при пересечении осей XY, пронумерованы в направлении против часовой стрелки (рис. 3). Все позиции, расположенные в квадранте 1, будут положительными (X+) и положительными (Y+). Во втором квадранте все позиции будут отрицательными X (X-) и положительными (Y+). В третьем квадранте все местоположения будут отрицательными X (X-) и отрицательными (Y-). В четвертом квадранте все местоположения будут положительными X (X+) и отрицательными Y (Y-).

Рис. 3 Квадранты, образованные при пересечении осей X и Y, используются для точного определения точек относительно нуля X/Y или исходной точки.

На рис. 3 точка A будет на 2 единицы правее оси Y и на 2 единицы выше оси X. Предположим, что каждая единица равна 1.000. Местоположение точки A будет X + 2.000 и Y + 2.000. Для точки B местоположение будет X + 1.000 и Y - 2.000. В программировании ЧПУ нет необходимости указывать положительные (+) значения, поскольку они предполагаются. Однако отрицательные (-) значения должны быть указаны. Например, местоположение как A, так и B будет указано следующим образом:

А X2.000 Y2.000

Б X1.000 Y-2.000

К машине подключена компьютерная система, состоящая из датчиков и электроприводов. Программа управляет движениями осей машины.

Каковы наиболее распространенные типы станков с ЧПУ?

Ранние станки были спроектированы таким образом, что оператор стоял перед станком, управляя органами управления. Такая конструкция больше не нужна, поскольку в ЧПУ оператор больше не управляет движениями станка. На обычных станках только около 20 процентов времени тратилось на удаление материала. С добавлением электронного управления фактическое время, затрачиваемое на удаление металла, возросло до 80 процентов и даже выше. Это также сократило время, необходимое для приведения режущего инструмента в каждую позицию обработки.

Существует 10 наиболее распространенных типов станков с ЧПУ, которые используются в различных отраслях промышленности.

1. Фрезерные станки с ЧПУ (Фрезерные станки с ЧПУ)

2. Фрезерные станки с ЧПУ (чпу станок)

3. Лазерные станки с ЧПУ (Лазерные резаки, лазерные граверы, лазерные сварочные аппараты)

4. Токарные станки с ЧПУ (токарные станки с ЧПУ)

5. Сверлильные станки с ЧПУ (сверлильные станки с ЧПУ)

6. Расточные станки с ЧПУ

7. Шлифовальные станки с ЧПУ (CNC Grinders)

8. Электроэрозионные машины (ЭЭИ)

9. Машины плазменной резки с ЧПУ (Плазменные резцы с ЧПУ)

10. 3D Принтеры

Как работает лазерный сварочный аппарат?

16 июля 2019 г. Предыдущее сообщение

Для чего используется лазерный резак?

18 июля 2019 г. Следующий пост

Дальнейшее чтение

2025-02-06 2 Min Read

2025 Лучшее программное обеспечение CAD/CAM для станков с ЧПУ (бесплатное и платное)

Ищете бесплатное или платное программное обеспечение CAD и CAM для обработки на станках с ЧПУ на базе Windows, macOS, Linux? Ознакомьтесь с этим руководством, чтобы узнать о 21 лучшем программном обеспечении CAD/CAM 2025 для популярных станков с ЧПУ, включая AutoCAD, MasterCAM, PowerMill, ArtCAM, AlphaCAM, Fusion 360, SolidWorks, hyperMill, UG & NX, SolidCAM, Solid Edge, BobCAD, ScultpGL, K-3D, Antimony, Smoothie 3D, DraftSight, CATIA, CAMWorks, HSM, SprutCAM.