Что такое обработка с ЧПУ и как она работает?

Производители и механические мастерские часто используют станки с числовым программным управлением или ЧПУ для управления своим разнообразным набором станков. Концепция обработки с ЧПУ возникла в 1940-х и 1950-х годах. В то время использовалось аналоговое хранилище данных, такое как технология перфоленты. Сегодня производство с ЧПУ зависит от сложного программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), которое передает инструкции по проектированию машинам, производящим детали и прототипы продуктов.

Вычитающий производственный процесс, обработка с ЧПУ допускает большую степень сложности. Теперь это возможно для небольших, средних и больших производственных циклов, требующих высокой точности и аккуратности.

Производители станков с ЧПУ могут фрезеровать, шлифовать, сверлить и выполнять различные другие операции. Некоторые системы также способны выполнять финишную обработку. Электромеханические устройства, используемые в станках с ЧПУ, различаются по сложности и инструментам, которыми они могут манипулировать. Они могут работать в трех-пяти осях, каждая ось представляет собой определенное измерение, в котором может перемещаться инструмент.

• Боковое перемещение (вверх или вниз, влево или вправо) осуществляется по осям X и Y.
• Продольное перемещение обычно контролируется по оси Z.
• Вращение и дополнительные движения доступны с дополнительными осями.

Чем больше осей у станка, тем больше свободы движений для резки и точности.

Материалы для ЧПУ

Большинство станков с ЧПУ достаточно универсальны. Они обычно используются для фрезерования металла, так как производственный станок способен резать сталь, алюминий, медь, латунь и титан. Другие обрабатываемые материалы включают различные типы пластика, в том числе полипропилен, а также различные формы дерева, стекловолокна или пенопласта.

Чем станки с ЧПУ отличаются от других компьютерных систем?

Компьютер, используемый для управления станком с ЧПУ, не похож на обычный домашний или рабочий компьютер. Код пишется опытными программистами и требует высокой вычислительной мощности. Этот код также может со временем пересматриваться, чтобы можно было модифицировать и обновлять уже существующие программы. Это делает программирование станков с ЧПУ постоянно развивающимся автоматизированным процессом. Тем не менее, он используется практически во всех производственных секторах, которые зависят от программного обеспечения для управления скоростью, положением, повторением и предсказуемостью без вмешательства человека-оператора.

Как работает производство с ЧПУ?

Процесс обычно начинается с необработанного исходного материала. Блок пластика, например, может быть помещен в машину до начала процесса удаления материала. Цифровые инструкции из программы отправляются на машину, в отличие от 3D-печати. Инструкции из этих цифровых инструкций, также называемых G-кодом, преобразуются в инструкции по резке деталей.

Процесс, который когда-то был высокотехнологичным и трудоемким, теперь выполняется быстрее и точнее. Части прототипа могут быть

производится с высокой степенью производительности. В процессе обработки может использоваться несколько инструментов. Например, машина может использовать инвентарь размеров сверл. Возможно поперечное движение по оси x или y, продольное движение по оси z и даже вращательное движение.

На многоосевом станке детали можно переворачивать и позиционировать автоматически, без вмешательства человека. Нет необходимости останавливать процесс, чтобы вручную перемещать детали. После автоматического позиционирования детали выполняются дополнительные разрезы и т. д.

Станок с ЧПУ отличается высокой точностью. Измерения рассчитываются в тысячах дюймов, что означает, что процесс точной обработки может иметь допуск около ± 0,001 дюйма. Если для полировки используется машина, это число может достигать ±0,00005 дюйма. Для сравнения толщина человеческого волоса составляет около 0,00069 ¹ . Это довольно точно, учитывая сложность и повторяемость процесса.

Типичные этапы производства станков с ЧПУ включают:

• Дизайн модели САПР :дизайнеры могут создавать 2D-векторные или 3D-проекты CAD-деталей, включая все применимые размеры, геометрию и другие технические характеристики. Свойства детали ограничены возможностями станка. Большинство инструментов ЧПУ могут создавать только изогнутые углы, ограничивая геометрию деталей, в то время как мини
• Также необходимо учитывать максимальную толщину детали, максимальный размер детали и способность создавать сложные внутренние элементы.
• Преобразование файлов :После запуска файла CAD через программное обеспечение CAM извлекается геометрия детали. Затем генерируется цифровой программный код, который используется для управления станком и его инструментами. Геометрический код, или G-код, сообщает машине, когда, куда и как двигаться, в то время как код дополнительных функций, или M-код, управляет снятием/заменой крышек машины и другими вспомогательными функциями.
• Настройка компьютера :После программирования станка с ЧПУ необходимо подготовить систему. Рабочие должны предпринять начальные шаги, например, поместить заготовку в станок, на шпиндель или в тиски. Зажимное оборудование должно быть закреплено до того, как инструменты будут активированы. В некоторых случаях сверла и концевые фрезы должны быть прикреплены к соответствующим компонентам, прежде чем машина сможет запустить программу.
• Исполнение :Оператор запускает программу, чтобы заставить машину начать процесс. Затем программа ЧПУ выдает команды и дает указание компьютеру внутри станка продолжить работу и манипулирование его инструментами. Программа делает все остальное, направляя систему в выполнении каждой
  операции до тех пор, пока не будет завершена изготовленная по индивидуальному заказу деталь или продукт.

Типы станков с ЧПУ и процессы

Современные системы ЧПУ сочетают в себе традиционные и новые технологии обработки, что делает их очень универсальными для широкого спектра применений. К более традиционным типам оборудования относятся:

• Мельницы :Фрезерные станки представляют собой гибкие системы с вращающимися режущими инструментами, которые можно запрограммировать с помощью G-кода или собственного языка, разработанного производителем. Самые простые юниты имеют три оси, но новые могут иметь до трех дополнительных осей.
• Упражнения :буровой инструмент немного вращается, размер которого зависит от конкретной операции, которая выполняет резку.
•  контакт с неподвижным куском материала. Сверла очень эффективны при резке и повышении производительности операции.
• Токарные станки :Токарный станок вращает блок материала против сверла, а не наоборот. Токарные станки, способные создавать сложные конструкции, обычно работают по осям X и Z и перемещают материал в поперечном направлении, чтобы выполнить постепенный разрез.

Более новые технологии, используемые сегодня, включают электроэрозионную обработку (EDM), при которой электрические искры используются для удаления участков заготовок, формируя их в соответствии с цифровым дизайном. Электрические разряды вызываются уменьшением расстояния между электродами, что усиливает электрическое поле. Двумя распространенными формами являются проволочная электроэрозионная обработка, в которой проволока используется, по существу, для выжигания (или эрозии) деталей, и электроэрозионная обработка с погружением, при которой заготовка и электрод пропитываются диэлектрической жидкостью.

Плазменная резка предполагает использование горелки для резки металла. Газ сжатого воздуха и электрическая дуга объединяются для создания плазмы. Однако для обработки с ЧПУ можно использовать более привычную среду — воду. Водоструйные резаки используют концентрированные потоки воды под высоким давлением для резки металла, гранита и других твердых материалов. В некоторых случаях для усиления эффекта можно смешать песок или другие сильные абразивные вещества. Гидроабразивная резка часто используется для менее термостойких материалов.

Производственная обработка с ЧПУ с технологией Laszeray

Laszeray Technology, LLC обладает широким спектром проектных и производственных возможностей и может сотрудничать с вами для удовлетворения любых производственных требований, независимо от размера или сложности. Мы используем 4-х и 5-ти осевые фрезерные центры, токарные станки и электроэрозионные станки большой мощности. Наша команда может обеспечить эффективность и точность, предоставляя клиентам доступ к недорогой обработке.

Чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах по обработке с ЧПУ, а также помощь в разработке продукта, быстром прототипировании и других этапах производства, свяжитесь с нашей командой по производству станков с ЧПУ, отправьте запрос через Интернет или позвоните по телефону 440-582-8430 сегодня.