Изучите типы станков с ЧПУ и их категории:подробное руководство

Станок с ЧПУ сегодня является одним из самых важных станков в обрабатывающей промышленности. Сегодня на рынке представлено множество типов станков с ЧПУ, которые различаются по режиму работы, режущему инструменту, материалам и количеству осей, по которым они могут резать одновременно.

В этой статье мы предоставим определение станка с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ и способы выбора лучших станков с ЧПУ. Итак, читайте дальше, чтобы получить эту ценную информацию.

Что такое станок с ЧПУ?

Станок с ЧПУ — это устройство с компьютерным управлением, облегчающее изготовление деталей и изделий. Значение аббревиатуры ЧПУ происходит от компьютерного числового управления. Эта машина упрощает создание или модификацию деталей из таких материалов, как металл, дерево, пластик и другие материалы. Кроме того, это автоматизированная система, состоящая из трех основных компонентов; система привода/движения, система обратной связи и командная функция.

Оптимальная работа станка с ЧПУ зависит от цифровых инструкций, созданных программным обеспечением CAD и CAM. Программное обеспечение CAD создает проект, а CAM преобразует проект с ЧПУ в G-код, который может прочитать станок с ЧПУ.

Кроме того, их автоматизированная система обработки часто делает изготовление деталей быстрее и точнее, чем на ручных станках.

Основные элементы системы станка с ЧПУ

Ниже приведены элементы или детали, обычно встречающиеся в системе станков с ЧПУ.

• К устройствам ввода/вывода информации относятся дисководы, специальные информационные устройства, клавиатуры и компьютеры.
• Подключение к Интернету, которое может включать Ethernet, HSSB (порт высокоскоростной передачи данных), локальную сеть обработки, порт RS 232C и другие сети.
• Внешний механический блок управления валом, например сменный стол, робот разгрузки и загрузки, приводной вал магазина инструментов
• Сервопривод подачи и двигатель
• Двигатель шпинделя и приводной блок
• Блок управления ЧПУ (часть числового программного управления)
• Контроллер PMC
• Единица измерения обратной связи и положения машины.
• Блок ввода и вывода управляющего сигнала силового шкафа машины

Различные типы станков с ЧПУ

Существуют различные типы станков с ЧПУ:от фрезерования, шлифования и сверления до плазменной резки. В этом разделе мы рассмотрим список типов и вариантов использования станков с ЧПУ, а также их применение и ограничения.

1. Фрезерный станок с ЧПУ

Типы фрезерных станков с ЧПУ удаляют материал с заготовки и точно придают ей необходимую форму с помощью высокоскоростных режущих инструментов. Кроме того, типы фрез для фрезерных станков бывают самыми разнообразными и выполняют различные функции. Несколько распространенных примеров включают концевые фрезы, развертки, торцевые фрезы, метчики и сверла.

Однако размер, который он может обрабатывать, зависит от размера корпуса, в котором находится станок, и максимального расстояния, на которое могут перемещаться режущие инструменты.

2. Токарный станок с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ работают путем вращения материала заготовки вокруг главной оси. Режущие инструменты токарных станков удаляют материал с заготовки и придают ей необходимую форму.

Токарные станки с ЧПУ идеально подходят для различных задач, включая швейцарскую обработку, сверление, накатку, точение и шлифование. Станки с ЧПУ этой категории применяются при производстве автомобильных деталей, распределительных и коленчатых валов, музыкальных инструментов, стволов, бейсбольных бит и мебели.

Однако из-за особенностей изготовления изделий на этом станке детали лучше делать симметричными.

3. Сверлильный станок с ЧПУ

Сверлильный станок — один из самых популярных станков с ЧПУ, который можно найти в большинстве станков с ЧПУ. Кроме того, сверлильный станок с ЧПУ использует специализированный режущий инструмент, называемый сверлами или дрелью. Он идеально подходит для сверления отверстий в материалах, в которых крепятся винты, эстетических требований или целей вторичной сборки.

Сверлильные станки с ЧПУ применяются в автомобилестроении, космонавтике, судостроении, изготовлении пресс-форм, машиностроении, производстве мебели и других деревообрабатывающих работах.

Одним из основных ограничений машины является размер отверстия, которое она может создать. Без специальных сверл сложно проделать достаточно глубокие или большие отверстия.

4. Шлифовальный станок с ЧПУ

В этом станке используется шлифовальный круг для удаления материала с заготовки. Типы шлифовальных машин предназначены в основном для шлифования, полирования или финишной обработки. Материалом, из которого изготовлен шлифовальный круг, может быть керамическая смесь или алмаз. Однако следует знать, что алмазные шлифовальные круги зачастую обеспечивают качественную вторичную чистовую обработку.

Однако этот шлифовальный станок с ЧПУ удаляет материал с заготовки очень медленно. Вот почему он находит применение в первую очередь в качестве машины для отделки или разглаживания.

5. Станок с ЧПУ для лазерной резки

Этот станок с ЧПУ формирует изделия или детали с помощью узкофокусированного лазерного луча. Лазерный луч прорезает материалы независимо от их проводимости, создавая желаемое изделие или форму. Кроме того, станки с ЧПУ для лазерной резки находят применение в трех основных отраслях:аэрокосмической, автомобильной и медицинской.

Однако одним из ограничений станка с ЧПУ для лазерной резки является максимальная толщина материала, который можно разрезать с его помощью, составляет 2,75 дюйма.

6. Станок плазменной резки с ЧПУ

Устройство плазменной резки с ЧПУ обеспечивает очень точный рез. Он ионизирует воздух и плавит материал на своем пути с помощью электрической разрядной дуги (аналогично плазменной горелке). Эта процедура работает только с электропроводящими материалами, поскольку в ней используется электрическая дуга.

Плазменная резка — популярный станок, используемый на крупных производствах и в магазинах для любителей. Он помогает в промышленном строительстве, ремонте и восстановлении автомобилей, а также в операциях по утилизации.

Однако эти машины выделяют огромное количество тепла, когда разрезают материалы, плавя их. Это тепло часто влияет на качество поверхности разрезаемого материала, приводя к образованию зон термического воздействия.

Еще одним ограничением является то, что этот станок имеет ограниченный диапазон материалов, которые он может резать, поскольку он режет только металлы и другие проводящие сплавы.

7. Станок с ЧПУ для гидроабразивной резки

Эта машина разрезает материалы с помощью тонкой струи воды. Гидроабразивная резка с ЧПУ — один из наиболее адаптируемых процессов, поскольку он позволяет резать любой материал.

Станок гидроабразивной резки весьма универсален, поскольку он может формовать резину, кожу, стекловолокно, подгузники, монтажные платы, пенопласт, бумагу, керамику, стекло, камень и листовой металл.

Одним из самых больших недостатков является то, что скорость гидроабразивной резки ниже, чем у других альтернатив. Эта более медленная скорость особенно заметна на кривых срезах и углах.

8. EDM (Электроэрозионная машина)

Электроэрозионный станок использует электрическую дугу для удаления материала с заготовки. Он действует аналогично плазменному резаку. Кроме того, этот станок производит детали бесконтактным способом и обрабатывает детали независимо от твердости.

Тем не менее, эта машина работает только с проводящими материалами, такими как плазменная резка. Другими словами, вы не сможете использовать этот станок для изготовления керамики, дерева, пластика и других материалов, не проводящих электричество.

9. Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ позволяют вырезать разнообразные формы и узоры на плоских поверхностях из любого материала. Фрезерный станок с ЧПУ используется для изготовления музыкальных инструментов, вывесок, дверной резьбы, молдингов, а также внутреннего и внешнего декора.

Однако общая работа фрезерного станка с ЧПУ может быть довольно шумной из-за различных компонентов.

10. Многоосевой станок с ЧПУ

Этот станок с ЧПУ может перемещаться в четырех или более направлениях или осях. По сравнению с двух- или трехосным станком, многоосная обработка более сложна и позволяет получать более точные детали. Это также предлагает станочникам большую гибкость обработки. Кроме того, машины в этой категории варьируются от 4-осевых до 12-осевых.

Станки этой категории сильно отличаются от 2- и 3-осевых станков, и для их оптимальной работы часто требуется опыт профессионала.

11. 3D-принтер

3D-принтер использует цифровой файл для создания твердотельных 3D-объектов. В отличие от других процессов, обсуждаемых в этой статье, 3D-печать — это процесс аддитивного производства. Это процесс последовательного создания продуктов путем добавления материалов друг к другу.

Однако стоимость приобретения оборудования с ЧПУ и изготовления компонентов с использованием этого процесса довольно высока. Кроме того, скорость 3D-печати низкая, особенно при использовании в процессах массового производства.

12. Автоматический сменщик инструмента с ЧПУ

Также известный как ATC, это разновидность различных типов станков с ЧПУ. Однако эта машина автоматически меняет режущий инструмент. Это увеличивает скорость производства и сокращает время выполнения заказа.

УВД осуществляет эту замену по двум основным причинам:замена сломанного или изношенного инструмента и замена неправильного инструмента на правильный.

Типы станков с ЧПУ по количеству координатных осей

Вот различные типы станков с ЧПУ в зависимости от количества осей, перемещаемых станком.

2-осевые станки с ЧПУ

Наиболее фундаментальными доступными системами ЧПУ являются 2-осевые станки с ЧПУ. Машины этой категории перемещаются по оси X (горизонтально) и оси Y (вертикально).

Обычно эти станки производят точные прямые пропилы, сверля отверстия в досках или обрабатывают только одну поверхность заготовки, не перемещая ее.

3-осевые станки с ЧПУ

Наиболее распространенным типом станков с ЧПУ являются 3-осевые станки. Как и 2-осные станки, станки этой категории также работают с неподвижными заготовками. Эти машины могут работать с основными деталями в 2,5 измерениях. Трехосные станки с ЧПУ перемещаются по обычным осям X и Y с дополнительной осью Z для глубины.

4-осевые станки с ЧПУ

Эта машина имеет ось A, известную как ось вращения, а также оси X, Y и Z. Эта ось обеспечивает вращение режущего инструмента вдоль оси X. Эти машины также отлично подходят для вырезания и дуговой резки.

5-осевые станки с ЧПУ

5-осевое ЧПУ обеспечивает режущему инструменту поворотное движение вдоль оси, называемой осью C. Ось C — это ось, на которой происходит поворот и поворот.

Эти станки могут обрабатывать пять поверхностей материала одновременно, при этом рабочая поверхность остается неподвижной, что позволяет им производить сложные и точные детали. Эти машины чрезвычайно полезны при изготовлении оборудования, используемого в медицинской промышленности, благодаря их превосходной точности.

7-осевые станки с ЧПУ

На станках с ЧПУ этой категории имеется семь осей:три обычные оси для вращения заготовки, три для движения режущего инструмента и одна для вращения руки, известная как ось E, эта ось.

Из-за сложности деталей, которые они могут изготовить, на этих машинах часто производят авиационное, медицинское и военное оборудование.

9-осевые станки с ЧПУ

Комбинированная система ЧПУ с 5-осевым фрезерным станком и 4-осевым токарным станком представляет собой 9-осевой станок с ЧПУ. Токарный станок завершает внутреннюю обработку детали, а фрезерный станок обрабатывает поверхность для достижения необходимой чистоты поверхности.

По этой причине легче изготавливать внутренние и внешние детали на 9-осном станке. С помощью этих устройств можно производить зубные имплантаты, медицинские инструменты и сложное авиационное оборудование.

12-осевые станки с ЧПУ

12-осевые станки имеют две режущие головки, которые могут перемещаться по осям X, Y, Z, A, B и C. Эти машины увеличивают скорость производства, а также на несколько порядков повышают точность.

Типы станков с ЧПУ в зависимости от движущегося маршрута

Ниже приведены типы систем станков с ЧПУ в зависимости от пути перемещения.

Управление точками

В системе точечного управления движущиеся компоненты станков с ЧПУ точно контролируются только от одной точки к другой, без механической обработки в процессе. Если одновременное позиционирование не требуется, такое позиционирование является наиболее экономичной системой, которую можно использовать для реверса, нарезания резьбы, точечной сварки и сверления.

Линейное управление

Наряду с точным перемещением движущихся компонентов станков с ЧПУ из одного места в другое, системы линейного управления также регулируют темп и траекторию движения между двумя соединенными объектами.

Благодаря параллельной оси координат этот элемент управления обеспечивает линейное движение резки. Именно поэтому они часто находят применение в простых фрезерно-шлифовальных станках с ЧПУ.

Контурирование

Заготовка движется по запрограммированной траектории и скорости относительно фрезы под управлением системы контурного управления, которая также координирует движение нескольких подающих валов одновременно. Это позволяет осуществлять непрерывную резку во время движения.

Управление контурами упрощает обработку плоских кривых или пространственных контуров поверхности. Он находит применение в шлифовальных, фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы станков с ЧПУ, разделенные по сервосистеме

Вот типы станочных систем с ЧПУ по версии Servo.

Система управления с открытым контуром

В разомкнутой системе управления отсутствует устройство обнаружения и обратной связи. Схема управления усиливает мощность до того, как командный сигнал устройства ЧПУ, который передается в одном направлении, приводит в движение шаговый двигатель, который перемещает стол станка.

Одним из преимуществ системы управления с разомкнутым контуром является ее низкая цена, что делает ее доступной. Обратной стороной является низкая точность и стабильность, что снижает качество работы.

Полузамкнутая система управления

Фактическое смещение рабочего стола рассчитывается с использованием устройства определения углового смещения полузамкнутой системы управления, установленного непосредственно на конце вала серводвигателя или ШВП.

Это устройство сравнивает расчетное значение с исходным значением смещения инструкции рабочего стола, а затем контролирует, используя разницу. Цена этой системы умеренная, но точность и стабильность высокие.

Замкнутая система управления

В системе управления с обратной связью используется устройство определения линейного смещения, установленное на движущихся частях станка или на столе. Компаратор устройства ЧПУ получает фактическое обнаруженное смещение и сравнивает его со значением инструкции программы.

Контролировать устойчивость станка с ЧПУ с замкнутым контуром управления довольно сложно. Однако этот станок гарантирует высокую точность.

Как выбрать лучший тип станка с ЧПУ?

При выборе идеального станка с ЧПУ для вашей компании необходимо учитывать множество факторов. Станок с ЧПУ, соответствующий вашим потребностям, зависит от типа вашего бизнеса, создаваемых вами изделий и объема производства. Ниже приведены факторы, которые следует учитывать при выборе станка с ЧПУ.

Тип бизнеса

Ваш тип бизнеса сократит количество доступных вам альтернатив. Например, если у вас небольшой цех станков с ЧПУ, вам понадобится всего несколько фрезерных станков с ЧПУ. С другой стороны, если вы управляете крупной производственной компанией, вам, вероятно, потребуются более крупные и многофункциональные машины.

Наличие запасных частей

Станок с ЧПУ может изнашиваться или выходить из строя, как и любой другой станок. Поэтому убедитесь, что приобретенная вами марка или модель может быть быстро отремонтирована вашими специалистами и что запасные части доступны для замены, прежде чем вы их купите. Причина в том, что наличие легкодоступных деталей определяет, как долго вам придется ждать, прежде чем возобновить производство.

Требования к продуктам

Какой станок с ЧПУ вам понадобится, во многом будет зависеть от проделанной работы. Для простых изделий может быть достаточно токарного станка с ЧПУ или 3-осевого фрезерного станка. Тем не менее, когда сложность возрастает, становится дешевле иметь оборудование, которое может изготовить большую часть деталей за одну установку. Лучшими станками для такого рода работ являются пятикоординатные станки с ЧПУ.

Кроме того, для некоторых категорий продукции требуется специальное оборудование с ЧПУ. Например, специально построенный швейцарский токарный станок отлично подойдет для изготовления тысяч крошечных, замысловатых цилиндрических деталей.

Знайте требования к питанию

Этим машинам требуется много энергии, и для оптимальной работы они часто используют трехфазное питание. Таким образом, обеспечение здания достаточным количеством электроэнергии для работы нового оборудования имеет решающее значение. Также полезно подтвердить текущее энергопотребление. Когда все существующие станки работают, на объекте может быть достаточно электроэнергии, но добавление нового ЧПУ может увеличить использование, превышающее объем поставки.

Материалы, подлежащие обработке

Тип обрабатываемого материала является важным фактором при выборе станков с ЧПУ. Станки должны быть достаточно прочными, чтобы фрезеровать точные детали из твердых сплавов. Прецизионные станки, которые могут поддерживать необходимые допуски, можно рассмотреть для более мягких материалов, таких как мягкая сталь.

WayKen:услуги по обработке с ЧПУ для любого проекта с ЧПУ

Хотя изготовление станка с ЧПУ в основном представляет собой простой процесс, выбор идеального станка для ваших нужд становится непростой задачей. Кроме того, станки с ЧПУ довольно дороги, поэтому, даже если вы имеете в виду такой станок, сделать большие первоначальные вложения может быть сложно.

Но есть альтернатива. Вы можете поручить услуги механической обработки с ЧПУ отраслевым производителям, таким как WayKen. В Wayken у нас есть целый ряд станков с ЧПУ, от простых 3-осевых станков до многоосных станков для всех ваших нужд. Наша команда специализированных инженеров всегда готова удовлетворить ваши потребности в продуктах, независимо от их сложности.

Так зачем ждать? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы мы могли начать работу над вашими проектами с ЧПУ.

Часто задаваемые вопросы

Станки с ЧПУ дорогие?

Станок с ЧПУ — это дорогая инвестиция. Однако станок оправдывает свою стоимость благодаря высокой точности и уровню допуска.

Каковы основные компоненты станка с ЧПУ?

Система числового программного управления (ЧПУ) состоит из трех основных компонентов:обрабатывающего устройства, также называемого станком, блока управления станком и программного обеспечения ЧПУ, которое представляет собой набор инструкций.

Какой тип станка с ЧПУ наиболее распространен?

Фрезерный станок с ЧПУ является одним из наиболее распространенных типов станков с ЧПУ, поскольку он имеет множество применений, от нарезания резьбы до токарной обработки.