Джон Парсонс (1913-2007) с Parsons Corporation в Траверс-Сити, штат Мичиган, считается пионером числового управления, предшественником современного станка с ЧПУ. За свою работу Джона Парсонса называют отцом 2-й промышленной революции.
Ему нужно было делать сложные лопасти вертолетов, и он быстро понял, что будущее производства связано с подключением машин к компьютерам. Сегодня детали, изготовленные с помощью ЧПУ, можно найти практически во всех отраслях промышленности. Благодаря станкам с ЧПУ у нас есть менее дорогие товары, более сильная национальная оборона и более высокий уровень жизни, чем это было бы возможно в неиндустриальных мире.
В этой статье мы рассмотрим происхождение станков с ЧПУ, различные типы станков с ЧПУ, программы станков с ЧПУ и распространены практики в цехах станков с ЧПУ.
Что такое станок с ЧПУ и как он работает
Что такое обработка с ЧПУ?
Станки с ЧПУ производят детали по всему миру почти для каждой отрасли. Они создают вещи из пластика, металлов, алюминия, дерева и многих других твердых материалов. Слово «ЧПУ» означает компьютерное числовое управления, но сегодня все называют его управлением.
На сайте https://grizlicnc.com.ua/shpindel-chpu Вы можете купить шпиндель для станка с ЧПУ по разумной цене. Быстрая доставка и качественное обслуживание гарантировано.
Итак, как вы определяете станок с ЧПУ? Все автоматизированные машины управления движением состоят из трех основных компонентов — функции команд, системы привода / движения и системы обратной связи. Обработка с ЧПУ — это процесс использования станка с компьютерным управлением для изготовления детали из твердого материала различной формы.
ЧПУ зависит от цифровых инструкций, обычно выполняемых в программах автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), таких как SolidWorks или MasterCAM. Программа записывает G-код, который может прочитать контроллер станка с ЧПУ.
Компьютерная программа на контроллере интерпретирует конструкцию и перемещает режущие инструменты и / или заготовку по нескольким осям, чтобы вырезать нужную форму с заготовки. Автоматический процесс резки намного быстрее и точнее, чем ручное перемещение инструментов и деталей, которое осуществляется с помощью рычагов и шестеренок на старом оборудовании.
Современные станки с ЧПУ содержат множество инструментов и выполняют множество типов разрезов. Количество плоскостей движения (осей), а также количество и типы инструментов, к которым станок может получить доступ автоматически в процессе обработки, определяют, насколько сложной может быть заготовка с ЧПУ.
Машины встречаются с компьютером
В 1946 году слово «компьютер» означало вычислительную машину, управляемую перфокартой. Несмотря на то, что Parsons Corporation ранее производила только один гребной винт, Джон Парсонс убедил Sikorsky Helicopter в том, что они могут производить очень точные шаблоны для сборки и производства гребных винтов.
В конце концов, он изобрел компьютерный метод с перфокарт для вычисления точек на лопасти винта вертолета. Затем он попросил операторов повернуть колеса в эти точки на фрезерном станке в Цинциннати. Он провел конкурс на название этого нового процесса и дал 50 долларов тому, кто придумал «Числовое управление».
В 1958 году он подал патент на подключение компьютера к машине. Его заявка на патент поступила за три месяца до MIT, который работал над концепцией, которую он начал. Массачусетский технологический институт использовал его концепции для создания оригинального оборудования и лицензиата господина Парсонса (Bendix) по сублицензии на IBM, Fujitusu и GE, среди других.
Концепция «числовой управления» медленно приживалась. По словам господина Парсонса, люди, которые продавали эту идею, были компьютерными специалистами, а не производителями. Однако к началу 1970-х годов армия США сама популяризирует использование компьютеров с ЧПУ, создавая и сдавая их в аренду многочисленным производителям. Контроллер ЧПУ развивался параллельно с компьютером, повышая производительность и автоматизируя производственные процессы, особенно обработку.
Как использовать станок с ЧПУ
Машинисты с ЧПУ должны получить навыки как в программировании, так и в области металлообработки, чтобы в полной мере использовать мощность станка с ЧПУ. Профессионально-технические училища и программы ученичества часто знакомят студентов с ручными токарными станками, чтобы научиться резать металл. Машинист должен уметь видеть все три измерения.
Сегодняшнее программное обеспечение делает изготовления сложных деталей проще, чем когда-либо, потому что форма детали можно нарисовать виртуально, а потом программное обеспечение может предложить траектории инструмента для изготовления этих деталей.
Тип программного обеспечения, который обычно используется в процессе обработки с ЧПУ
Компьютерное рисования (CAD)
Программное обеспечение CAD является отправной точкой для большинства проектов с ЧПУ. Существует множество различных программных пакетов CAD, но все они используются для создания проектов. Популярные программы CAD включают AutoCAD, SolidWorks и Rhino3D. Существуют также облачные решения CAD, и некоторые из них предлагают возможности CAM или лучше интегрируются с программным обеспечением CAM, чем другие.
Компьютерное производство (CAM)
Станки с ЧПУ часто используют программы, созданные с помощью программного обеспечения CAM. CAM позволяет пользователям создавать «дерево задач» для организации рабочего процесса, установки траекторий движения инструмента и запуска моделирования резки до того, как машина выполнит реальную резки.
Часто программы CAM работают как надстройки к программному обеспечению САПР и генерируют g-код, который сообщает инструментов ЧПУ и подвижных частей детали, куда двигаться. Мастера в программном обеспечении CAM упрощают программирование станка с ЧПУ.
Популярное программное обеспечение CAM включает Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam. Согласно отчету за 2015 год, на Mastercam и Edgecam приходится почти 50% доли рынка высокопроизводительных камер CAM.
Какие бывают типы станков с ЧПУ?
Сегодня существует множество различных типов станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ — это станки, которые режут или перемещают материал в соответствии с программированием контроллера, как описано выше. Тип резки может варьироваться от плазменной резки до лазерной, фрезерной, или токарной. Станки с ЧПУ можно даже собирать на сборочной линии.
Ниже представлены основные типы станков с ЧПУ:
Токарные станки. Этот тип ЧПУ возвращает заготовку и перемещает режущий инструмент к заготовке. Базовый токарный станок имеет 2 оси, но можно добавить еще несколько осей, чтобы увеличить возможную сложность резки.
Материал вращается на шпинделе и прижимается к шлифовального или завинчивания инструмента, который принимает желаемую форму. Токарные станки используются для изготовления симметричных объектов, таких как сферы, конусы или цилиндры. Многие станки с ЧПУ многофункциональные и сочетают в себе все виды резки.
Фрезерные станки. Фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для резки больших размеров дерева, листов металла и пластика. Стандартные маршрутизаторы работают с 3-осевой координатой, поэтому они могут резать в трех измерениях. Однако вы также можете купить 4,5 и 6-осевые станки для сложных форм.
Ручные фрезерные станки используют маховики и ходовые винты, чтобы прикрепить режущий инструмент к заготовке. На фрезерном станке с ЧПУ ЧПУ перемещает шарико-винтовые пары высокой точности в точные запрограммированы координаты. Фрезерные станки с ЧПУ бывают самых разных размеров и типов и могут работать на нескольких осях.
Плазменные. Плазменные с ЧПУ используют для резки мощный лазер. Большинство плазменных резаков вырезают запрограммированы формы из письма или пластины.
3D-принтеры. 3D-принтер использует программу, которая указывает где положить небольшие кусочки материала для создания желаемой формы. Трехмерные детали строят слой за слоем с помощью лазера для затвердевания жидкости или энергии по мере роста слоев.
Современные производители могут автоматизировать практически любой процесс, имея достаточно времени, ресурсов и воображения. Сырье может быть отправлен в машину, а готовые детали могут быть доставлены в готовом виде. Производители надеются на широкий спектр станков с ЧПУ обеспечивает производство товаров быстро, точно и экономично.