ЧПУ станки
Область применения и преимущества станков с ЧПУ.
Почему же все большее число производителей отдает предпочтение вкладывать деньги именно в современное оборудование с автоматизированным управлением, а не покупать сравнительно недорогие универсальные станки?
На данный момент практически каждое предприятие, которое занимается какой либо механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). ЧПУ станки выполняют те же функции, которые выполняют обычные станки с ручным управлением, с той лишь разницей, что перемещения исполнительных органов этих станков управляются электроникой.
- Первый наиболее значительный плюс в применении ЧПУ станков это высокий уровень автоматизации производства, сравнительно с обычными станками. Станком с ЧПУ, фактически может управлять один человек, более того, этот человек может управлять несколькими станками одновременно. При этом участие этого человека в процессе изготовления детали сведено к минимуму. Как правило, это смена инструмента, установка заготовки, снятие готовой детали со станка.
- Вторым преимуществом является точность и повторяемость изготовления деталей на станке с ЧПУ. По одной программе можно изготовить тысячи идентичных и высокоточных деталей
- Третий плюс это то что для изготовления разных деталей нужно только поменять программу. А по проверенной программе можно изготовить уже любое количество деталей в любой момент.
- Четвертое преимущество это то, что на станках с числовым программным управлением можно изготавливать такие детали, которые на обычном станке с ручным управлением изготовить невозможно в принципе.
Также хотелось бы отметить более высокую прогнозируемость процесса изготовления. Запуская управляющую программу на станке с ЧПУ оператор знает сколько она будет выполняться, это позволяет относительно точно определять сроки изготовления некоторой партии деталей.
Станки с ЧПУ стоят достаточно дорого, не менее дорогим является наладка и обслуживание, однако при разумном использовании и верных объемах производства эти затраты оправданы.
Как это работает
Практически любым станком с ЧПУ управляет программа – управляющая программа(УП).
Управляющая система станка ЧПУ преобразует УП в набор команд, которые передаются контролерам шаговых двигателей, контролеры двигателей в свою очередь преобразуют команды в импульсы, которые приводят шаговый двигатель в движение. Импульс заставляет вращаться двигатель на один шаг, шаг имеет определенный градус вращения. Например при шаге 1.8 полный оборот двигателя будет 200 шагов. Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической позиции исполнительного органа станка обратно в управляющую систему. Это называется обратной связью. Как только система узнает о том, что исполнительный орган станка находится в требуемой позиции, он выполняет следующее перемещение. Такой процесс продолжается пока чтение управляющей программы не подойдет к концу.
Современные станки ЧПУ имеют 3 и более осей, вращаемых шаговыми двигателями. Каждая ось, в большинстве случаев, — это шариково-винтовая пара или система «рейка шестерня». На каждой такой оси, прикрепленной к определенному узлу станка, обрабатывающий инструмент перемещается в плоскостях — x, y, z , или поворачивает на заданный угол(гравировально-фрезерные станки ЧПУ на которых более 3-х осей, токарные станки ЧПУ, некоторые металлообрабатывающие станки ЧПУ).
Управляющая программа(УП) – это, в принципе, набор команд который указывает координаты местоположения обрабатывающего инструмента, с какой скоростью перемещаться инструменту во время обработки и на холостом ходу, скорость вращения инструмента(например фрезы в шпинделе), иногда скорость старта и останова шпинделя.
Чтобы создать такую программу сначала нужно создать 3D модель в каком либо CAD редакторе(AutoCad, 3DMax, SolidWork и т. п.). Далее в CAM редакторе(ArtCam, SolidCam и т.п.) посредством импорта 3D модели создается управляющая программа. В некоторых CAM редакторах(ArtCam) можно создавать как модель, так и управляющую программу. SolidCam является частью системы автоматизированного проектирования(САПР) SolidWork, то есть система(SolidWork) без него может работать а он(SolidCam) без нее нет.
Далее все зависит от чего управляется станок. Сейчас наиболее распространено два варианта: компьютер, и DSP пульт. Компьютер менее предпочтительный вариант, по некоторым причинам(особенности операционных систем и программного обеспечения), подробно на работе станка под управлением компьютера мы останавливаться не будем.
Итак у нас готовый исполняемый файл с УП и система управления станка – пульт DSP. Далее файл УП копируется на флешь-накопитель, вставляется в пульт, и с пульта запускается УП. Также можно скопировать УП в память пульта и запускать ее непосредственно с него. Если файл управляющей программы создан качественно, то результатом будет готовое качественное изделие.