The Верстати з ЧПУ вторглися в багато промислових секторів і майстерень усіх видів, а останнім часом також в одному з найперспективніших його варіантів: 3D принтери. Завдяки цьому з матеріалами можна обробляти кількома способами, з абсолютною точністю, швидко та з результатами, яких важко досягти за допомогою ручних процедур. Це лише деякі з переваг цих систем, які ми опишемо тут.
Що таке ЧПУ
ЧПУ (комп'ютеризоване числове керування) або комп'ютерне числове керування англійською мовою, Це широко поширена в інженерії система обробки матеріалів і деталей з мінімальним втручанням людини. Технологія ЧПУ походить від числового керування, автоматизованої системи для верстатів, які керуються за допомогою команд через маховички або важелі. Однак ці машини розвинулися і тепер дозволяють керувати ними за допомогою програмного забезпечення та комп’ютера, щоб додатково автоматизувати процес і забезпечити кращу продуктивність.
Робота цих систем ЧПУ досить проста для розуміння. Він заснований на механічній обробці деталі шляхом використання координати, які визначать рух інструменту (різання, свердління, фрезерування, зварювання...). Подібно до роботи 3D-принтера, який також можна розуміти як верстат з ЧПУ, тільки замість обробки він додає шари матеріалу для створення деталі.
І так само, як 3D-принтери, ви можете мати кілька осей, наприклад X, Y і Z, здатний здійснювати поздовжнє, вертикальне та поперечне переміщення відповідно. Через деякі сервомотори г / о крокові двигуни, інструмент буде переміщено в точку, зазначену програмним забезпеченням комп’ютера, і обробка буде виконана швидко та з найвищою точністю.
До винаходу ЧПУ, для роботи з інструментами вручну була потрібна праця, але можливі збої, які вони могли спричинити, вплинули на якість, повторюваність, витрати та зменшили виробництво. Наприклад, уявіть собі співробітника алюмінієвого цеху, який хоче просвердлити рами для вікна. Це завдання вимагає, щоб:
- Оператор забирає шматок.
- Покладіть його на робочий стіл.
- Вставте відповідне свердло в дриль.
- І свердлити.
Це зробити одну дірку не проблема, але уявіть, що їх потрібно зробити сотні чи тисячі, щоб підтримувати значний видобуток і в найкоротші терміни, на додаток до того, що всі отвори будуть однаковими. У такому випадку робоча сила не є адекватною, а ось де верстати з ЧПУ внесли значні покращення в галузь. У цьому випадку кроки будуть такими:
- Переконайтеся, що в машину подається матеріал (іноді вони можуть мати автоматичну подачу).
- Почніть його з необхідного програмування (може знадобитися лише один раз і вказати кількість повторів).
- І вона відповідатиме за точне виконання перфорацій та повторення їх стільки разів, скільки необхідно, без втручання оператора.
Крім того, може працювати швидше оператора і не втомлюється, тому всі переваги для промисловості чи майстерні.
Що таке верстати з ЧПУ і як вони працюють?
Una Верстат з ЧПУ є різновидом обробної машини з числовим керуванням.. Таким чином, автоматизація процесу досягається шляхом встановлення точних координат для різання, зварювання, фрезерування, формування, шліфування, розміщення деталей тощо з усіх видів матеріалів, від м’яких, таких як полімери, пінопласт, МДФ або деревина, навіть більш тверді, як-от мармур, метал, скелі тощо.
Так само, верстати з ЧПУ дозволяють створювати складну систему зворотний зв’язок, який постійно контролює та коригує швидкість і положення інструментів, які використовуються для обробки, без необхідності такого частого ручного обслуговування. Навіть деякі більш просунуті мають інтелектуальні системи для виявлення проблем, контролю якості роботи чи деталі тощо, або взаємозв’язку, якщо це галузь 4.0.
Важливо відзначити, що деякі верстати з ЧПУ вони працюють по-різному:
- точковий контроль: У цьому типі верстатів з ЧПУ будуть встановлені початкова та кінцева точки кожного шляху.
- параксіальний контроль: в них можна контролювати швидкість руху фігур.
- інтерполяційний контроль: вони здійснюють механічну обробку будь-яким способом паралельно своїм осям.
Хоча це не ті види верстатів з ЧПУМи розглянемо це більш детально в наступних публікаціях.
історія
Перша механічна обробка, яку почали робити, була повністю ручною, використовуючи різні типи елементарних інструментів, які поступово вдосконалювалися. Від початок XNUMX століття, галузь зробила значний ривок у напрямку до машин з приводом від двигуна, щоб заощадити ручні зусилля, підвищивши продуктивність та ефективність.
Ці машини ще не витіснили істотно робоча сила, що все ще було дуже важливим. Це означало, що виробництво деталі займало більше часу, мало вищі витрати та нижчий прибуток, а отримана якість і точність не були однорідними для всіх виготовлених деталей.
На 40-ті та 50-ті, У Сполучених Штатах починають розроблятися машини з числовим числом. Тодішній інженер Джон Т. Парсонс модифікував фрезерний верстат, щоб ним можна було керувати за допомогою введення з перфокарт, попередника сучасної пам’яті та програмного забезпечення. Таким чином машини отримували інформацію про точні рухи, які вони повинні були зробити для обробки деталі, і не потребували стільки людського втручання, щоб активувати важелі, кермо тощо.
Ця машина Парсонса стала б однією з таких попередники сучасних верстатів з ЧПУ сучасний. Але це все ще був дуже елементарний фрезерний верстат з електронною аналоговою системою управління з використанням вакуумних клапанів. Ці системи стали популярними та вдосконаленими з дозріванням цифрової та твердотільної електроніки. Від вакуумних ламп до транзисторів, від транзисторів до друкованих схем, а потім до інтегральних схем, поки мікроконтролери (MCU) не стали досить дешевими для широкого використання.
Тоді верстати з ЧПУ народилися з більш розумними та програмованими системами, щоб мати можливість змінювати значення обробки за бажанням. В 70-ті Верстати з ЧПУ, які ми знаємо сьогодні, з’являться під керуванням комп’ютера. Завдяки цьому ще одному чудовому етапу можна було керувати всім процесом більш інтуїтивно з програмного забезпечення, програмувати різні програми, щоб використовувати їх за бажанням, швидко змінювати параметри тощо.
У наші дні, з розвитком хмари та IoT (Internet of Things), або Інтернету речей, можна підключити безліч пристроїв до хмари, і вони можуть взаємодіяти більш розумним чином з кожним інший, поступаючись місцем a Індустрія 4.0, в якому верстати з ЧПУ зможуть значно покращити свої можливості. Наприклад, вони можуть спілкуватися один з одним у виробничому ланцюжку, щоб, якщо будь-яка машина або етап зазнають затримки або проблеми, наступні машини можуть бути вимкнені, поки вони чекають, щоб заощадити енергію, або вони можуть визначити попит, щоб відрегулювати рівень свого виробництва, тощо.
З чого складається верстат з ЧПУ?
Коли справа доходить до деталізації частини або компоненти верстату з ЧПУ, можна назвати такі істотні елементи:
Пристрій введення
Відомий як пристрій введення від машини з ЧПУ до системи, яка використовується для завантаження або зміни даних для процесу обробки. Наприклад, це може бути панель управління, сенсорний екран тощо. Тобто інтерфейс, який дозволяє оператору машини активувати та керувати машиною.
Блок управління або контролер
Це саме так цифрова електронна система який відповідатиме за інтерпретацію введених даних та генерування серії керуючих сигналів для керування рухом серводвигунів для переміщення робочої головки через осі та інструмент, щоб вони виконували саме те, що вказує програма, введена користувачем.
Інструмент
La herramienta Це один з найважливіших компонентів, оскільки саме він фактично виконує обробку, той, що контактує з оброблюваною деталью. Це може бути багатоінструментальна головка, яка може виконувати кілька різних завдань, або окремі фіксовані або змінні інструменти. Наприклад: свердло, фреза, фреза, зварювальний наконечник тощо.
Крім того, важливо відзначити, що за своїми характеристиками можуть бути різні типи верстатів з ЧПУ тип і кількість осей:
- 3 осі: є найпоширенішими, з віссю X, Y і Z.
- 4 осі: як деякі маршрутизатори або фрезери з ЧПУ, які додають вісь А до трьох попередніх. Це дозволяє шпинделю переміщатися зліва направо, щоб одночасно обробляти три поверхні, маючи можливість гравірувати рівне або 3D. Вони ідеально підходять для різьблення по дереву, металу, складних візерунків тощо.
- обертальна вісь- Має обертовий шпиндель для інструменту, що дозволяє обробляти чотири поверхні одночасно. Ці типи верстатів використовуються для обробки циліндричних деталей, дерев’яних статуй, складних металевих елементів тощо.
Система кріплення або підтримки
Це саме так місце, де деталь закріплена для виконання процесу обробки без її переміщення. Залежно від системи вони можуть бути різних типів, з якорями або без них. Крім того, деякі потребують додаткових компонентів, таких як системи збирання пилу або різання водяним струменем, для яких знадобиться резервуар для води або резервуар для збору та розсіювання сили струменя, коли він проходить крізь деталь.
Ці системи часто називають також ліжко або стіл. Багато з них зазвичай виготовляються з таких матеріалів, як алюміній, коли частини потрібно прикріпити до столу, для обробки циліндрів або складних форм. Замість цього вакуумне ліжко або стіл буде пилососити деталь, не затискаючи її, забезпечуючи більш високий ступінь точності, менше перемішування під час використання та більший ступінь свободи.
Пристрої зворотного зв'язку (сервомотори)
Є тільки такі типи пристроїв. відгуки про верстати з ЧПУ які використовують серводвигуни. В інших це не потрібно.
монітор
Крім усього перерахованого вище, може бути також а інформаційна або моніторингова система самого процесу механічної обробки. Це може здійснюватися через той самий інтерфейс, з якого він працює, або незалежно.
Інші частини
Крім вищесказаного, слід зазначити два суттєві елементи плюс:
- Двигуни: пристрої, які переміщують або активують обробний інструмент відповідно до даних, отриманих від блоку керування.
- Сервопривід: витримує високі швидкості, тому ви можете різати, свердлити тощо. Ідеально підходить для тихої, стабільної роботи та для складних візерунків.
- Stepper: Ці крокові двигуни нижчі, але використовуються для більш базового гравіювання або руху. Вони прості в управлінні, надійні та високоточні, що робить їх придатними там, де потрібна максимальна точність.
- шпиндель: Цей елемент верстата з ЧПУ може мати два типи можливої системи охолодження або охолодження:
- Повітрям: Вони охолоджуються просто вентилятором, який охолоджує шпиндель, і є дешевшими, простішими в обслуговуванні та використанні.
- Водою: Вони використовують воду для охолодження. Він дорожчий, складний і складний в обслуговуванні, але загалом служить довше, ефективніший і тихіший.
Подальша інформація
- Як працює верстат з ЧПУ та застосування
- Прототипування та проектування з ЧПУ
- Усі типи верстатів з ЧПУ за призначенням та характеристиками
- Типи і характеристики токарних верстатів з ЧПУ
- Види фрезерних верстатів з ЧПУ
- Види фрезерних машин з ЧПУ та різання з ЧПУ
- Види лазерного гравірування
- Інші верстати з ЧПУ: свердління, Pick & Place, зварювання тощо
- Чим може допомогти верстат з ЧПУ в компанії
- Посібник із покупки: як вибрати найкращий верстат з ЧПУ
- Технічне обслуговування верстатів з ЧПУ
- Повний посібник з плоттерів: що таке плоттер і для чого він потрібен
- Найкращі верстати з ЧПУ для відпочинку та професійного використання
- Кращі друкарські плоттери
- Кращі ріжучі плоттери
- Найкращі витратні матеріали для гончарів: картриджі, папір, вініл, запчастини