Короче говоря, технология ЧПУ не очень сложна. Это инструмент, управляемый компьютером. Она становится еще сложнее, если учесть, как компьютер управляет инструментом. На иллюстрации ниже показано, как может выглядеть простой фрезерный станок с ЧПУ без контроллера.
Определение фрезерного станка с ЧПУ:
ЧПУ = Числовое Программное Управление. Компьютерный «контроллер» считывает G-код или инструкции машинного языка и управляет инструментом.
Программа ЧПУ (числового программного управления) представляет собой подробный набор пошаговых инструкций, сообщающих станку, по какому пути ему следовать и какие операции выполнять.
История фрезерного станка с ЧПУ:
Числовое программное управление (ЧПУ) или просто числовое программное управление было разработано в конце 1940-х и начале 1950-х годов Джоном Т. Парсонсом в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT). Оно было разработано для оказания помощи в послевоенном производстве. Детали самолетов становились все более сложными и требовали такого уровня точности, которого не могли достичь операторы-люди.
Сложные детали больше не могли изготавливаться исключительно опытным оператором.
Сначала машины были подключены по проводам, а затем, начиная с 1 года, инструкции стали передаваться с помощью перфоленты. Пять лет спустя машины с ЧПУ устанавливались на металлообрабатывающих производствах по всей территории Соединенных Штатов. К середине 1952-х годов технология ЧПУ играла доминирующую роль в отрасли.
До 1980 года большинство машинных программ записывалось на перфорированной бумаге или алюминиевой ленте. В 1970-х и 80-х годах развитие микропроцессорной техники сделало возможным непосредственное подключение компьютеров к станкам с ЧПУ с помощью кабелей, отсюда и возник термин ЧПУ.
По сути, числовое программное управление — это метод управления оборудованием, а не конкретный тип машины. Станки с ЧПУ изначально были созданы для обработки металла. Впоследствии они были адаптированы для других отраслей промышленности, таких как деревообработка, обработка тканей, пенопласта и пластмасс, и это лишь некоторые из них. Все эти станки имеют некоторые общие черты, а именно:
• программа (инструкция)
• контроллер
• станок
Фрезерные станки по дереву отличаются от своих собратьев по металлообработке тем, что они не подвергаются тем же силам нагрузки и вибрации. Они вращаются быстрее, до 24000 об/мин, и имеют большие рабочие столы; до 5'x20'. Они используют меньшие инструменты и держатели инструментов и работают на более высоких скоростях обработки; до 1200 дюймов в минуту или 30 м/мин. Другое отличие заключается в том, что они не требуют такого же уровня точности. Приложения по металлообработке обычно требуют гораздо большей точности и более жестких допусков, чем при обработке древесины.
Господин Исао Сёда утверждает, что создал первый в мире фрезерный станок с ЧПУ и представил его на международной выставке в Осаке в 1 году. (Модель: NC-1968a)
1968 – Shoda представила первый в истории фрезерный станок по дереву с ЧПУ (NC-1A) на Международной ярмарке в Осаке.
В начале 1970-х годов в аэрокосмической промышленности появились первые ЧПУ (управляемые мэйнфрейм-компьютером).
В конце 70-х годов в деревообрабатывающей промышленности первыми появились сверлильные станки с ЧПУ. Их называли станками с ЧПУ, поскольку они перемещали сверло из одной точки в другую и сверлили отверстие. Термин «с ЧПУ» произошел от метода сборки электронных схем, применявшегося до 1 года и требовавшего от профессиональных сборщиков электронных схем работать по книгам с фотографиями и следовать точной последовательности сборки, чтобы не пропустить ни одного компонента.
Другими событиями, повлиявшими на технологию ЧПУ, были:
• Середина 1970-х: первый микропроцессор (Intel 1)
• конец 1970-х: первые пять осей ЧПУ в деревообработке.
Фрезерные станки с ЧПУ впервые были использованы в аэрокосмической промышленности для вырезания сложных узоров из листов алюминия. Крепление алюминиевого листа к поверхности стола было длительным процессом. В начале 1-х годов инженеры компании Thermwood придумали идею протягивать воздух через огромные разделочные доски из бальзового дерева. Поскольку бальзовое дерево свободно пропускает воздух через торцевые волокна, они добавили мощный вакуумный поток, чтобы удерживать алюминиевые листы без использования механических креплений. Позже они поняли, что ДСП обладает похожими пористыми свойствами, и так появились универсальные вакуумные столы.
К началу 1980-х годов технология ЧПУ использовалась во многих типах оборудования в отрасли вторичной деревообработки. Вот некоторые примеры:
Системы «точка-точка», такие как расточные станки, использовались с начала эры ЧПУ. Поскольку между деталью и инструментом не было контакта до тех пор, пока не активировалась пневматическая дрель, не имело значения, по какому пути пойдет шпиндель, чтобы достичь своей конечной точки, отсюда и термин «точка-точка». Позднее эти станки были адаптированы к более новой технологии ЧПУ, и хотя они включали в себя больше опций, чем просто сверление, название сохранилось.
Системы прямой резки, такие как панельные пилы с ЧПУ, ограничивают управление только одной осью движения. Затем пильный диск перемещается независимо от управления по всей длине балки, выполняя прямой рез.
Контурная резка, подобная той, что используется в обрабатывающих центрах с ЧПУ, позволяет одновременно управлять движением по 3 и более осям при выполнении операций обработки. Другими словами, компьютер управляет резаком в пространстве по осям x, y и z при выполнении резки.
Сегодня фрезерные станки с ЧПУ являются неотъемлемой частью производственного процесса. Каждый день разрабатываются новые функциональные возможности и улучшаются эксплуатационные характеристики, что позволит ЧПУ играть все большую роль в успехе нашей отрасли.
