Станки дома Основные виды чпу станков. какой выбрать?
Что такое ЧПУ? Какие бывают виды станков с ЧПУ и как они работают?
В этом разделе мы ответим на все эти вопросы и сравним механическую обработку при помощи ЧПУ станков с другими технологиями производства, чтобы помочь вам найти лучшее решение для себя.
3-х осевые станки с чпу
Фрезерные и токарные станки с ЧПУ служат примерами 3-осевых систем. Эти «базовые» станки позволяют перемещать режущий инструмент по трем линейным осям относительно заготовки (влево-вправо, назад-вверх и вверх-вниз).
5-осевая обработка с чпу
Многоосевые станки с ЧПУ бывают трех вариантов: 5-осевые индексированные фрезерные станки, 5-осевые фрезерные станки с непрерывной обработкой и токарно-фрезерные с рабочим инструментом.
Эти системы, по сути, являются станками с дополнительными степенями свободы. Например, 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют вращать станину станка или головку инструмента (возможно, сразу всё вместе), в дополнение к трем линейным осям перемещения.
Широкие возможности этих машин влекут за собой их повышенную стоимость. Они требуют как специализированной техники, так и операторов с экспертными знаниями. Для очень сложных или оптимизированных по топологии металлических деталей приоритетнее будет 3D печать.
Виды станков с чпу
В этом руководстве мы сосредоточимся на станках, которые обрабатывают материал с помощью режущих инструментов. Они являются наиболее распространенными и имеют самый широкий спектр применения. Так же существуют и другие станки с ЧПУ. Лазерные, плазменные и EDM — Электроэрозионные.
Индексируемое 5-осевое фрезерование с чпу
- Во время обработки режущий инструмент может двигаться только вдоль трех линейных осей.
- Между операциями платформа и головка инструмента могут вращаться, давая доступ к заготовке под другим углом.
Индексированные 5-осевые фрезерные системы с ЧПУ также известны как 3 2 фрезерные станки. Они используют две дополнительные степени свободы, только между операциями обработки для вращения заготовки.
Основным преимуществом этих систем является то, что они устраняют необходимость ручного перемещения заготовки.Таким образом, детали с более сложной геометрией могут быть изготовлены быстрее и с большей точностью, чем на 3-осевом станке с ЧПУ. Хотя им не хватает возможностей для непрерывных операций.
Плюсы
- Исключает необходимость ручного перемещения
- Производит детали со сложной геометрией быстрее и с большей точностью, чем на 3-х осевом станке
Минусы
- Более высокая стоимость, чем 3-осевая обработка с ЧПУ
- Невозможно воссоздать мелкие детали на заготовке
История появления первого станка с чпу | станкогрупп
Сегодня cтанки с ЧПУ (числовое программное управление) являются важнейшей частью производственного процесса, позволяя производить детали с высокой точностью обработки, в большом количестве и с большой легкостью. ЧПУ — это современная концепция в производстве и обрабатывающей промышленности. Однако следует помнить, что основой числового программного управления (ЧПУ) является числовое управление (ЧУ)
Перед проектами Массачусетского технологического института, Parsons Corporation, расположенная в Траверс-Сити в Мичигане, создала систему, которая производит шаблоны для лопастей вертолетов. Джон Парсон был основателем компании и нашел способ вычисления координат аэродинамического профиля на множителе IBM 602A. Он моторизовал оси машин для изготовления этих лезвий. Он ввел данные в швейцарский координатно-расточный станок. Это считается отправной точкой метода обработки с ЧПУ.
Он изготавливал шаблоны лопастей вертолета путем подачи перфокарт, которые считывались и производились на основе уже запрограммированной информации. По мере того как технология численного управления продвинулась в 60-е и 70-е годы, стала появляться более знакомая нам форма станка с ЧПУ. В 60-х годах операторы вводили последовательности, используя буквенно-цифровые системы, записанные на дискетах и лентах. В 70-х годах цифровая вычислительная техника вступила в борьбу и появились более сложные элементы управления, в которых компьютерное управление ЧПУ может взаимодействовать непосредственно с оператором.
Сегодня люди могут приобрести или даже спроектировать свои собственные станки с ЧПУ. А с учетом того, насколько продвинутыми и необходимыми стали компьютеры в 21 веке, это обычное дело — находить станки с ЧПУ во всех отраслях промышленности. Наличие программного обеспечения с открытым исходным кодом и компьютерных систем позволило токарным станкам с ЧПУ быть разнообразными, эффективными, быстрыми, точными и иметь низкую стартовую цену.
Рис. Парсонс и его изобретение
Краткая история чпу станков
- Самым ранним из когда-либо обнаруженных механически обработанных предметов, была чаша, найденная в Италии. Её изготовили в 700 г. до н.э., с помощью токарного станка
- Попытки автоматизировать механическую обработку начались в 18 веке. Тогда станки были чисто механическими и работали на пару
- Первая программируемая машина была разработана в конце 40-х годов в Массачусетском Технологическом Университете. Для её работы использовали перфокарты, чтобы кодировать каждое движение
- Распространение компьютеров в 50-х и 60-х годах коренным образом изменило обрабатывающую промышленность
- Сегодня станки с ЧПУ являются передовыми роботизированными системами с многоосевым и мультиинструментальным оборудованием, в том числе с автоматической сменой инструмента, без остановки в работе
Мужики рассудите когда появились станки с чпу?
Что, у нас в 70-72 уже были станки с ЧПУ? Я тогда сниму шляпу перед нашим станкопромом!
Шляпу придется наврно сьесть, а не снять 
Если верить: https://stanki-doma.ru/451747.html (сорри за цитату длинну, но для сохранения инфы, мало ли оригинал канет в историю)
Сменяемые программы, нанесённые на перфокарты с помощью двоичного кода, использовались уже в Жаккардовом ткацком станке, созданом в 1801 году (http://en.wikipedia.org/wiki/Jacquard_loom).
Изобретателем первого станка с числовым (программным) управлением (англ. Numerical Control, NC) является Джон Пэрсонс (John T. Parsons), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc, выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолетов. Он впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок, работающий по программе, вводимой с перфокарт.
В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc разработку станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей авиационной техники. Однако, компания не смогла самостоятельно выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики Массачусетского технологического института (MIT). Сотрудничество Parsons Inc с MIT продолжалось до 1950 года. В 1950 году MIT приобрел компанию по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества с Parsons Inc, заключив самостоятельный контракт с ВВС США на создание фрезерного станка с программным управлением.
В сентябре 1952 года станок был впервые продемонстрирован публике – про него была напечатана статья в журнале Scientific American. Станок управлялся с помощью перфоленты.
Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть использован в производственных условиях. Первое серийное устройство ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 году и с 1955 года стало устанавливаться на станки. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить 120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.
Первыми отечественными станками с ЧПУ промышленного применения являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный 1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими. Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ отечественного производства 2Р22 и Электроника НЦ-31.
ПОД КАТОМ КНИЖКА О ВСЕМИРНОЙ ВЫСТАВКЕ В БРЮССЕЛЕ В 1958 Г.
Там же интересный коммент:
«На фото первый советский фрезерный станок с ЧПУ, изготовленный в 1958 году на Горьковском заводе фрезерных станков.
Этот станок работал по программе, записанной на магнитной ленте. »
Это он про страницу 28 этой книжки — надпись под фото «вертикальный консольно-фрезерный станок с программным управлением», на этих страницах как раз рассказывается про павильнон СССР на выставке в Брюсселе.
Если первый программируемый станок появился в 1801 году на перфокартах, а 1952 годк впервые появился электронный в Штатах, то уж пусть не за 200 лет, но за 20 лет, наши то повторить запросто могли бы.
Пензенский завод электрических вычислительных машин был основан аж в 1946 году! Правда до 70х выпускал совсем не ЧПУшный С-1
Интересно а работа на перфокартах это ЧПУ
Это вопрос или утверждение?
Конечно ЧПУ. Это я вам как программер утверждаю
Не важно в каком виде записана информация на носитель и что там является ее единицей. Если это можно скопировать, растиражировать, воспроизвести, отредактировать, и выполняется по шагам — это числовое програмное управление. И кстати… перфокарты даже я застал поработать
Изменено 25.05.2020 22:24 пользователем Кувалдыч
§
Объяснил как мог, в дебаты впадать не буду.
Как сказал много лет назад кто-то из умных, «Любой спор рано или поздно переходит в спор о терминах» (с) — на что я и обратил внимание ещё на прошлой странице.
———
Не ради спора, или доказательство своей правоты, а чисто потрындеть от скуки)))
Команда — понятие дискретное. Единственные дискретные действие в случае кулачков — запуск и останов.
Постом ранее я указал, что поверхность кулачка вполне можно описать математически/графически, и исполнить в металле, как последовательный ряд шагов — точно так же, как шаги исполнительного механизма любого ЧПУ. Ведь фактически любая криволинейная поверхность после ЧПУ не является таковой, а представляет собой ряд уступов некоторого размера.
Ещё раз укажу, что кулачок можно представить (и изготовить), как последовательность дискретных выступов-впадин, а всё, что между ними, как технологическую необходимость для корректной работы. То есть принцип дискретности соблюдён.
Можно придраться к тому, что кулачок является не управляющим узлом, а исполнительным механизмом. НО в этом случае достаточно добавить в схему любой промежуточный элемент (рычаг, ролик), который будет формально считаться «исполнительным» — а кулачок в этом случае «задающим».
А можно кулачку задать не плавное движение, а дискретное: стоп-шаг-стоп-шаг…
—-
пыс. Напоминаю, что я чисто ради потрындеть. Мне вообще глубоко фиолетово, кто ЧПУ, а кто нет, мои познания заканчиваются перфолентами… ))))
§
А копир (кулачок, маховик) не является элементом, выдающим управляющие действия.
Если термин «копир», заменить его на более развёрнутое определение: «носитель с информацией о координатах инструмента для изготовления детали совмещённый с элементом выдающим управляющие действия [посредством механических узлов, которые одновременно производят считывание информации о размерах и генерируют необходимое управляющее действие]» то становиться очевидным что кулачок точно такой же носитель информации как и перфокарта, только в перфокарте используется двоичная форма записи координат, а на кулачке вещественная, при этом каждый атом кулачка можно рассмотреть как элементарный носитель информации, а их наличие или отсутствие в некоторых его местах, формой записи этой информации. Компьютер совершенно не обязан быть двоичным, он может быть построен и на нечёткой логике или вовсе быть аналоговым, где, например 3 и 5 будут представлены не значениями бит 011 и 101, а напрямую, скажем, напряжениями 3 вольта и 5 вольт, естественно, что с ними можно будет выполнять операции сложение, вычитание, сравнивать, сохранять и выполнять другие действия внутри АЛУ построенного, скажем, на операционных усилителях. Собственно с таким представлением информации часто сталкиваются те, кто создаёт или обсуживает ЧПУ станки, так как сервы и частотники могут управляться аналоговыми сигналами 0…10 вольт — вот как раз это оно.
Тут возникает один момент: можно ли назвать как-бы настоящий ЧПУ с целям компьютером «на борту» ЧПУ или же это просто копир, в котором кулачок заменили на жесткий диск или флешку? Вероятно, если такое ЧПУ не учитывает износ инструмента и не имеет других обратных связей, то это не ЧПУ, а ЦПУ, то есть копир хоть и сложный технически, но банальный копир.
Непрерывное 5-осевое фрезерование с чпу
- Режущий инструмент может перемещаться вдоль трех линейных и двух осей вращения относительно заготовки.
- Все пять осей могут двигаться одновременно во время всех операций обработки.
5-осевые фрезерные системы с ЧПУ, работающие непрерывно, имеют архитектуру, аналогичную индексируемым 5-осевым фрезерным станкам. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки.
Таким образом, можно изготавливать детали со сложной, органичной геометрией, которые невозможно изготовить с таким уровнем точности при помощи другой технологии. Эти передовые возможности стоят дорого, так как не дёшево само оборудование, и для работы на нём требуются высококвалифицированные кадры.
Плюсы
- Такие станки производят сложные детали с точностью, которой невозможно добиться при использовании другого оборудования
- Очень гладкие органичные поверхности с минимальными следами обработки
Минусы
- Крайне высокая стоимость
- Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии
Токарные станки с чпу
Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью.
Режущий инструмент или центральное сверло обрабатывает внешний или внутренний периметр детали, образуя геометрию.
Инструмент не вращается. Он движется радиально и продольно.
Токарные станки с ЧПУ широко используются, потому что с их помощью можно производить детали с гораздо большей скоростью и с меньшими затратами на единицу, чем на таких же станках без поворотного устройства. Это особенно актуально для больших объемов работы.
Основное ограничение конструкции токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем (например, винты или шайбы). Чтобы преодолеть это ограничение, детали часто подвергаются фрезерной обработке с ЧПУ на отдельном этапе.
Каталог токарных станков с ЧПУ
Плюсы
- Самая низкая стоимость за деталь на выходе, чем при других способах обработки с ЧПУ;
- Очень высокие производственные возможности.
Минусы
- Может производить только детали с радиальной симметрией и простой геометрией
Фрезерные с чпу
- Заготовка удерживается неподвижно прямо на станине станка или в тисках.
- Материал удаляется из заготовки с помощью режущих инструментов — фрез или свёрл, которые вращаются с высокой скоростью;
- Инструменты прикреплены к шпинделю, который может двигаться вдоль трех линейных осей.
3-осевые фрезерные станки с ЧПУ — самые широко известные. Их используют в основном для производства самых распространенных геометрий. Относительно просты в программировании и эксплуатации, поэтому затраты на обработку, относительно невелики.
Доступ к инструменту, при фрезеровке с ЧПУ ограничен конструкцией. Поскольку есть только три оси для работы, некоторые области заготовки могут быть недоступны. В целом – это не большая проблема, если заготовку нужно вращать только один раз. Но если требуется несколько вращений, затраты на обработку могут быстро увеличиться.
Каталог Фрезерных станков с ЧПУ 3-х осевых
Плюсы
- Может производить большинство деталей с простой геометрией;
- Высокая точность и жесткие допуски.
Минусы
- Есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии;
- Ручное перемещение заготовки снижает достижимую точность.
Фрезерные токарные станции с чпу
- Заготовка прикреплена к шпинделю, который может либо вращаться с высокой скоростью (например, в качестве токарного станка), либо располагать его под точным углом (как 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ).
- Токарные и фрезерные инструменты используются для выборки материала из заготовки, образующей деталь.
Фрезерные токарные станции с ЧПУ — это, в основном, токарные станки оснащенные фрезерными инструментами. Их разновидностью служат токарно-фрезерные станции швейцарского типа, которые обычно имеют более высокую прецессию.
В токарных станках используются преимущества, как высокой производительности токарной обработки, так и геометрической гибкости фрезерования. Они идеально подходят для изготовления деталей с «рыхлой» осевой симметрией (например, распредвалы и центробежные рабочие колеса) при гораздо более низкой стоимости, чем другие 5-осевые системы обработки.
Плюсы
- Самая низкая стоимость среди 5-осевых систем обработки с ЧПУ
- Высокие производственные возможности и свобода дизайна
Минусы
- Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии
- Больше всего подходит для деталей с цилиндрическим контуром
Эволюция станка с чпу
ситуация раз:
клиент жалуется на вибрацию на скорости 60-80км/ч. Снимаются колеса, с дисков выскребается пара килограмм глины…на всяк-пож проверяется балансировка. — ситуация в автосервисе здорового человека.
Процесс в автосервисе разводил:
— и чо, мы с него только за балансировку возьмем что-ли?
Далее клиенту отписывается наружный(!!!) ШРУС, два ступичных подшипника и тормозные диски с колодками…
Я, будучи свидетелем этого всего, выхожу из ремзоны в клиентскую, приглашаю клиента покурить, советую, чтобы заплатил за балансировку и свалил в закат. Он так и сделал, а я пошел в раздевалку, переоделся и последовал его примеру…на тот момент мой стаж работы в этом сервисе был два часа…
Ситуация два:
Приезжает клиент на замену передних колодок. Колодки привозит с собой. Жалобы скрип при торможении и начале движения.
По факту так оно и есть — остаток колодок 15-20%, скрипуны (сигнализаторы износа) уже скребут по диску
Отписывается под замену ступичный подшипник, при этом никто ничего не меняет. Со старых колодок обламывают скрипуны, новый комплект кладется в шкафчик, клиент благополучно уезжает без скрипа
Ситуация три:
Слесарю нужно масло, ибо его автомобиль поглощает его литрами. Заезжает клиент на замену масла. Немного масла набирается в шприц, брызгается под масляный фильтр. Сливная пробка протирается грязной масляной перчаткой. Видимость деятельности создана. Старый масляный фильтр протирается тряпочкой. Новое масло в шкаф, новый фильтр туда же.
Если зайдет этот формат, то накидаю ещё частей несколько.
Честных вам слесарей, и ни гвоздя, ни жезла!
Подведём итог
- 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с относительно простой геометрией и превосходной точностью и по низкой цене;
- Токарные станки с ЧПУ обладают самой низкой стоимостью, но подходят только для деталей с радиальной геометрией;
- Индексируемые 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с элементами, которые не выровнены с одной из основных осей быстро и с очень высокой точностью;
- Непрерывные 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с очень сложной, «органической» геометрией и гладкими контурами, но очень дорогостоящие;
- Токарно-фрезерные станции с ЧПУ объединяют преимущества токарной и фрезерной обработки в единую систему для производства сложных деталей по более низкой цене, чем другие 5-осевые системы с ЧПУ.
Загрузка...