Что такое обработка с ЧПУ?

Сегодня кажется, что каждый станок, который когда-то работал без использования обработки с ЧПУ теперь модернизирован серводвигателями и некоторыми программируемыми контроллер или компьютер. Так как же производились детали до того, как на место прибыло оборудование с ЧПУ (ЧПУ)?

Что ж, давным-давно, или, скажем, лет 50 назад или больше, транзисторов не существовало. Затем, в начале 60-х годов, транзисторные радиоприемники стали все более и более незаменимыми устройствами. Чем больше было сделано маленьких устройств, тем комфортнее становились все участники:производители микросхем, сборщики, конструкторы и т. Д. С новой технологией. Это заложило основу для разработки ПК, размер которого был меньше размера мэйнфрейма, необходимого для того, чтобы соединить его с машиной.

Прежде чем обсуждать обрабатывающее оборудование с ЧПУ, важно понять, как оно создавалось до его появления. До обработки с ЧПУ станки работали механически. Использовались реле, конденсаторы и другие несколько полезные вспомогательные средства синхронизации, а также ограниченное использование жидкостей. Однако большинство моделей движения было создано с использованием кулачков, рычагов, откосов, шестерен и других механических элементов. Стандартная коробка передач с переключением сцепления - хороший пример такой машины. По сути, это зубчатая передача с элементом управления (ручка переключения передач) и активатором ручного переключения передач (сцепление). Тем не менее, будучи примитивным по сравнению с современной автоматической коробкой передач, он позволял автомобилю двигаться.

Кулачки широко использовались для управления токарными автоматами примерно с 1880 до начала 1970-х годов. Это пластины неправильной формы или барабаны с вырезанными в них извилистыми дорожками. У каждого кулачка есть толкатель, который сообщает движение и синхронизацию указанному выше инструменту или оси в соответствии с нерегулярными гребешками и траекториями на кулачке. Были разработаны программы и алгоритмы для координации различных действий с целью устранения конфликтов и коллизий. Производители инструментов были необходимы для изготовления любого специального инструмента, который мог бы понадобиться для изготовления той или иной детали. Часто серийные токарные станки продавались уже настроенными на изготовление одной или двух конкретных деталей. Например, в течение многих лет ручки для отверток полностью изготавливались на оборудовании Brown and Sharpe. Оборудование также было специально адаптировано для вставки вала и лезвия отвертки.

Не думайте, что эти старые машины были неточными или неисправными. Лучшие станки без ЧПУ все еще могли выдерживать менее одной тысячной дюйма. Кроме того, они были значительно быстрее, чем все современные станки с ЧПУ, кроме самых дорогих. Фактически, некоторые большие токарные автоматы, такие как Acme Gridley, до сих пор используются уважаемыми компаниями. Они реконструированы и, по крайней мере, частично оснащены современными направляющими с ЧПУ и другими компонентами. Версия этого станка с ЧПУ все еще производится, но не компанией Acme-Gridley. Это также многошпиндельный станок. Это означает, что это, по сути, пистолет Гатлинга, который подает материал через трубы, а не через пули. Каждый раз, когда станок вращается, изготавливаемая деталь сталкивается с другим инструментом или инструментами, которые выполняют с ней другую операцию. Последняя станция, конечно, обычно отрезной инструмент. Затем материал продвигается вперед, и весь процесс начинается снова. Излишне говорить, что время настройки, необходимое для использования этих станков, и общая сложность означают, что обычно выполняются только длительные прогоны либо в версии с ручным управлением, либо в версии с ЧПУ. Посмотрите видео об одной из этих машин:

Несмотря на то, что электромеханические системы продолжали развиваться, первые станки с ЧПУ (с использованием перфоленты, а не устройства с настоящим компьютерным управлением) использовали вакуумные лампы, которые для работы с напряжениями сами по себе иногда были огромными произведениями искусства. . Например, трубки длиной 24 дюйма не были редкостью. Учитывая различные трудности использования электронных ламп экстремальной конструкции, неудивительно, что инженеры ухватились за использование транзисторов и интегральных схем, когда они стали доступными. Затем, когда появились контроллеры, такие как примитивный Allen Bradleys, который тогда предлагался, начался медленный переход от аналогового к цифровому. Впервые практически все, что может поместиться, например, на мельницу определенного размера, может быть полностью обработано без множества настроек, вносящих неточности. Это означало, что такие простые вещи, как разрезы под углом 45 градусов, можно было делать без специального приспособления. Это также означало, что для лучшего управления требовались более совершенные приводы и двигатели, а также шариковые винтовые пары и подшипники, способные работать с большой скоростью и точностью. Таким образом, разработка оборудования с ЧПУ шла рука об руку с разработкой более мощных и точных серводвигателей, энкодеров шаговых двигателей и других компонентов ЧПУ. Развитие этих компонентов, в свою очередь, привело к созданию более быстрого и точного оборудования. Сегодня, например, приличный фрезерный станок с ЧПУ должен выдерживать от одной до двух десятитысячных дюйма в течение всего дня.

Итак, наконец, что такое станок с ЧПУ? Очевидно, что с учетом того, насколько сегодня повсеместно используются станки с ЧПУ, однозначного ответа на этот вопрос нет. Но большинство фрезерных станков с ЧПУ, токарных станков и т. П. Имеют некоторые общие черты. Во-первых, они получают инструкции от компьютера, который может иметь либо выделенную архитектуру, либо, в последнее время, в основе может быть стандартный компьютер. В двигатели, обеспечивающие движущую силу, в значительной степени, если не полностью, являются сервоуправляемыми двигателями того или иного типа. Есть (есть) энкодеры, которые переводят и сообщают об / мин и линейное движение обратно контроллеру. Есть по крайней мере две или три одновременно управляемых оси, что позволяет с использованием программного обеспечения, которое способно генерировать траекторию инструмента из модели САПР, создавать практически любую желаемую форму. Разумеется, четырех- и пятиосные станки могут изготавливать и более сложные формы, например, лопатки турбины. Современные станки с ЧПУ также имеют слоты для многих дополнительных инструментов, так что изменения в программе можно вносить без необходимости постоянно менять каждый инструмент. Контроллер также сохраняет коррекции инструмента для всего этого, поэтому после касания инструмента его номера коррекции постоянно сохраняются до тех пор, пока их не потребуется изменить. Сегодня эта технология стала настолько недорогой и широко распространенной, что есть люди, производящие самодельные станки с ЧПУ, которые могут не обладать точностью и мощностью, которые продаются в магазине, но которые идеально подходят для вырезания вывески или других легких задач. Между прочим, именно эта популяризация компонентов ЧПУ также способствовала огромному росту разработки и использования робототехники как в промышленности, так и в качестве хобби.

Итак, в заключение, в целом станки с ЧПУ гораздо более универсальны, чем станки с кулачковым приводом. Однако есть специальные продукты, которые по-прежнему лучше и дешевле производить на оборудовании без ЧПУ.

Ознакомьтесь со всей продукцией Craftech, изготовленной на станках с ЧПУ - получите бесплатную копию нашего каталога!