Розвиток технологій став причиною того, що комп'ютери та інші передові технічні засоби все активніше використовуються у повсякденному житті людей, а також у промисловості. Наприклад, на сучасних промислових підприємствах все частіше можна зустріти, який управляється не руками оператора, а за допомогою спеціальних комп'ютерних програм та відповідних електронних пристроїв.
Завдяки такій системі управління значно полегшується експлуатація верстата, а з процесу виготовлення деталей виключається людський фактор, який може негативно впливати на їх якість і точність обробки.
Принцип роботи фрезерних верстатів
Фрезерне обладнання дозволяє здійснювати різні технологічні операції: різання, свердління, розрахунок відстаней між отворами, які необхідно виконувати, а також низку інших. Як матеріали, які можна обробляти на такому устаткуванні, можуть виступати:
- деревина;
- чорні та кольорові метали;
- кераміка;
- полімерні матеріали;
- природний та штучний камінь.
Заготівлі закріплюються на робочому столі, а їх обробка виконується за рахунок фрези, що обертається, яка і ріже матеріал.
Оснащені ЧПУ, випускаються у різному конструктивному виконанні.
Консольного типу:
- моделі, що мають широку універсальність;
- горизонтального типу;
- вертикального типу.
Безконсольної конструкції:
- вертикальні;
- горизонтальні.
Найпопулярнішими і відповідно поширеними є фрезерні верстати з ЧПУ консольного типу. На консоль закріплюється оброблена заготовка, і саме цей робочий орган здійснює рухи по відношенню до ріжучого інструменту. Сам шпиндель такого верстата не рухається, він жорстко зафіксований на одній позиції.
Безконсольного типу здійснюється за рахунок того, що переміщатися в них може як робочий стіл, який рухається у двох напрямках, так і шпиндель, здатний змінювати свою позицію у вертикальній площині, а також у всіх інших напрямках.
З ЧПУ автоматично виконує операції, інформація про які попередньо записана на один із носіїв. Програми, які керують його роботою, може бути кількох типів.
- Позиційні, що передбачають фіксацію координат кінцевих точок, якими і виконується обробка заготівлі. Такі програми використовуються для управління верстатами свердлильної та розточувальної групи.
- Контурні, що керують траєкторією обробки заготівлі. Вони використовуються для управління верстатами круглошліфувальної групи.
- Комбіновані, які поєднують у собі можливості програм контурного та позиційного типу. Такими програмами керуються верстати, що належать до багатоцільової категорії.
- Багатоконтурні. З їхньою допомогою можна керувати всіма функціональними можливостями верстата, вони є найскладнішим типом ПЗ. За допомогою таких програм забезпечується керування широкоформатним обладнанням.
Фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, мають цілу низку значущих переваг:
- дозволяють збільшити продуктивність обробки у 2-3 рази;
- дають можливість виготовляти деталі із високою точністю;
- мінімізують обсяг ручної праці, що дозволяє зменшити штат обслуговуючого персоналу;
- скорочують час, необхідний підготовки заготовок;
- мінімізують час обробки деталей.
Різновиди обладнання
Верстати фрезерної групи, оснащені ЧПУ, залежно від того, який матеріал на них обробляється, поділяються на такі категорії:
- для роботи з металу;
- для обробки заготовок із деревини;
- фрезерно-гравіювальної групи.
- обробні центри, що відрізняються високою функціональністю;
- верстати широкоуніверсального типу;
- токарно-фрезерної категорії;
- свердлильно-фрезерної групи.
Фрезерні верстати, керовані за допомогою спеціальних програм, можна використовувати і для оснащення домашньої майстерні, оскільки вони відрізняються простотою експлуатації та дають можливість виготовляти деталі з металу, виконані з високою точністю геометричних параметрів.
На підприємствах, що виготовляють меблі, а також у будівельних компаніях застосовуються фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, за допомогою яких виконується обробка заготовок із деревини. На таких верстатах обробляються вироби з деревини, а також заготовки з полімерів, алюмінієвих сплавів, фанери та ДСП.
Верстат з ЧПУ, на якому можливо виконувати операції гравіювання, застосовується для обробки виробів, виготовлених з металу, натурального та штучного каменю, бетону та інших матеріалів. З його допомогою виготовляють декоративні кам'яні колони, статуетки та інші вироби, що виконують виключно декоративну функцію. Такі верстати по металу та ряду інших матеріалів найчастіше використовують для виробництва різноманітних рекламних конструкцій.
За принципом роботи та своєї продуктивності фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, можуть бути наступними категоріями:
- відрізняються невеликими габаритами та невисокою продуктивністю - міні верстати;
- настільного типу;
- вертикально-фрезерного типу;
- широкоформатні.
Верстати, які використовуються для оснащення домашньої майстерні, не можна назвати професійними, їх використовують переважно для корисного хобі. Такі фрезерні верстати, що оснащені ЧПУ, відрізняються невисокою вартістю, тому ними часто оснащуються майстерні різних навчальних закладів: школи, технічні училища, ВНЗ та ін.
Обладнання настільного типу має ряд вагомих переваг:
- невисока вартість;
- виняткова мобільність;
- простота експлуатації та конструктивного виконання.
Такі верстати, незважаючи на свою компактність, здатні виконувати різні технологічні операції з металу та інших матеріалів: фрезерування, свердління, розточування.
Для обробки заготовок, що мають великі габарити, використовуються вертикально-фрезерні верстати. Як робочі інструменти на них застосовуються свердла, фрези циліндричного, кінцевого, фасонного і торцевого типу. За допомогою такого обладнання, яким переважно оснащуються великі виробничі підприємства, можна виконувати обробку як горизонтальних, так і вертикальних поверхонь.
Широкоформатні фрезерні верстати, що оснащені ЧПУ, повністю відповідають своїй назві: у їх конструкції є спеціальна робоча головка, яка може повертатися у будь-якому напрямку. Завдяки своїй універсальності такі верстати найчастіше використовуються для оснащення цехів нестандартного обладнання та інструментальних ділянок.
Огляд верстатів
Перш ніж вирішити питання, який фрезерний верстат вибрати для оснащення домашньої майстерні чи виробничого підприємства, важливо ознайомитись із характеристиками обладнання, що пропонується на сучасному ринку. На сьогоднішній день найбільш затребуваними є фрезерні верстати, що виготовляються в таких країнах:
- Німеччина;
- Італія;
- Австрія;
- Китай;
- Північна Корея;
- Малайзія;
- Тайвань;
- Чехія;
- Туреччина.
Найбільш відомими компаніями, які виробляють та реалізують фрезерні верстати з ЧПУ, є:
- GCC Jaguar;
- Redwood;
- RuStan;
- Hyundai Wia;
- Kami;
- Zenitech.
Одними з найшвидших верстатів, які також відрізняються широким розмаїттям налаштувань та додаткових функцій є моделі торгової марки GCC Jaguar.
Широким розмаїттям асортименту верстатів для обробки деталей із металу та інших матеріалів відрізняється компанія JCC. У каталозі даного виробника представлені верстати з ЧПУ наступного призначення:
- універсального типу, призначене для виконання гравірувальних та фрезерних робіт;
- для обробки виробів з деревини та металу;
- прошивні верстати електроерозійного типу;
- обладнання фрезерно-токарної групи
Передові програмні продукти, з допомогою яких керуються верстати цієї торгової марки, дозволяють задіяти їхній потенціал.
Фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, торгової марки RuStan - це переважно обладнання широкоуніверсального типу, за допомогою якого можна виконувати широкий перелік технологічних операцій. Відрізняє моделі даної торгової марки і те, що при їх придбанні можна скористатися різноманітними програмами знижок, а також можливістю гарантійного та післягарантійного обслуговування.
По-справжньому унікальними є фрезерні верстати з ЧПУ, що випускаються під торговою маркою Redwood. Вони здатні виконувати обробку деталей у форматі 2d та 3d. Реалізація технології 3d передбачає, що за заданою програмою із заготівлі одержують об'ємну деталь, що повністю відповідає заданим геометричним параметрам.
Головним принципом роботи спеціалістів, які займаються випуском фрезерного обладнання марки Kami, є виробництво високоякісної продукції. За допомогою верстатів цієї торгової марки можна обробляти не тільки метал, а й деталі з каменю, деревини, пластику і навіть скла.
Компанія Hyundai Wia спеціалізується на випуску верстатів із ЧПУ, на яких виробляється продукція для аерокосмічної та автомобільної промисловості. Програми, які використовуються для їх управління, передбачають мінімальне втручання з боку людини та значно спрощують використання такого обладнання.
У каталозі відомого виробника Zenitech переважає професійне фрезерне обладнання з ЧПУ, призначене для обробки деталей з металу та деревини.
На сучасному ринку широко представлено фрезерне обладнання з ЧПУ торгової марки "Інвест Адам". Основними перевагами моделей, що відрізняються своєю компактністю та універсальністю, є:
- висока точність обробки;
- ефективність та продуктивність;
- керуючі програми можуть відтворюватись неодноразово;
- конструкція відрізняється високою надійністю;
- зв'язок із комп'ютером, який керує роботою обладнання, здійснюється через звичайний USB-порт.
Для оснащення домашньої майстерні та великого виробничого підприємства можна використовувати фрезерний верстат із ЧПУ, випущений німецькою компанією BZT. Відрізняє верстати цієї торгової марки висока стійкість, надійність фіксації заготовок, точність та оперативність обробки. Зручним є і те, що верстати цієї торгової марки можуть працювати практично на будь-якому програмному забезпеченні.
На вартість фрезерного верстата з ЧПУ впливають такі параметри:
- складність конструкції обладнання та його тип;
- тип виробництва, котрим призначено устаткування;
- країна виробник та торгова марка;
- функціональність верстата.
Найбільш простою конструкцією володіють настільні верстати з ЧПУ, які і коштують значно дешевше за функціональне обладнання. Щоб заощадити придбання фрезерного верстата, вибирайте обладнання вітчизняних виробників. У середньому вартість настільного фрезерного обладнання з ЧПУ становить близько 4000 доларів США. Варіюватися така ціна може від ряду факторів: габарити верстата та робочого столу, потужність двигуна, вага обладнання та його функціональність.
Фрезерний верстат з ЧПУ - це мультифункціональний пристрій, який використовується для різних цілей у різних галузях промисловості, таких, наприклад, як деревообробка та обробка деревних плит, металообробка, зокрема сувенірна та рекламна галузі, також каменеобробка, та роботи зі скла та кераміки.
Фрезерний верстат з ЧПУ є автоматизованим інструментом для механічної обробки матеріалів за допомогою спеціалізованих інструментів - фрез. Їх буває безліч, як універсальних, так і спеціалізованих, як грубих - так і для тонкої роботи. Тому, коли ми говоримо про технологічні можливості фрезерно-гравіювального верстата, ми завжди маємо на увазі, що цей верстат укомплектований фрезою, що відповідає завданням.
Фрезерні верстати широко використовуються в деревообробці. Будь це деревина - масив (дошка, палуба і т.д.) або ж фанера, або навіть дерев'яні плити (ДСП, ДВП, вкл МДФ, і т.п.) - фрезерні верстати навіть з найслабшими шпинделями можуть здійснювати їх розкрій, 3D-фрезерування, гравіювання на досить великих швидкостях - до 30мм/сек уздовж матеріалу та до 8 мм/сек. углиб (залежно від породи деревини).
Фрезерні верстати також добре справляються з пластиками, в тому числі з акрилом (орг.склом), ПВХ, ПЕТ товстим, полістиролом, поліпропіленом та іншими видами полімерних матеріалів. Розкрій та фрезерування пластиків здійснюється краще, ніж деревину, т.к. пластики - однорідніший і часто менш щільний матеріал.
Для нанесення гравіювання є спеціальні двошарові пластики для гравіювання на фрезері. Вони являють собою два тонкі листи пластику різних кольорів, спресованих разом. Так, знімаючи верхній шар, ми отримуємо чіткий контраст по межі зони гравіювання, що забезпечує чіткість малюнка навіть при дуже маленьких його розмірах. Наприклад, текст може бути чітко вигравіруваний за розміром символу від 1,5мм. Також гравіювання може бути здійснено і на будь-якому іншому, неспеціалізованому пластику.
Фрезерні верстати можуть працювати з композитними матеріалами, розкроюючи їх на швидкостях до 15 мм/сек, залежно від типу композитного матеріалу.
Фрезерні верстати з ЧПУ можуть працювати з металами. Латунь, мідь, алюміній, бронза, дюралюміній та інші м'які метали та сплави розкроюються та фрезеруються легко навіть на фрезерах з потужністю шпинделя від 0,8 кВт. На потужніших верстатах, із встановленою системою охолодження фрези можна обробляти і твердіші метали, наприклад деякі марки сталі. Зазвичай швидкість розкрою ставиться в районі 10-15 мм/сек при розкрої та різанні, і 10 мм/сек. при гравіювання (наприклад, гравіювання матеріалів з магнієвим покриттям).
В даний час для програмування систем ЧПУ використовується безліч мов програмування, в основі яких лежить універсальна мова ISO 7 біт. Однак кожен виробник вносить свої особливості, які реалізуються через підготовчі (G-коди) та допоміжні (M-коди) функції.Опції з адресою G- називаються підготовчимиВони визначають умови роботи верстата пов'язані з програмуванням геометрії переміщення інструменту. Детальний опис G-кодів можна знайти в розділі код ISO 7 біт.
У цьому розділі докладно розглянемо призначення допоміжних функций.
Опції з адресою M- називаються допоміжними(Від англ. Miscellaneous) і призначені для керування різними режимами та пристроями верстата.
Допоміжні функції можуть використовуватися поодиноко або спільно з іншими адресами, наприклад, кадр нижче здійснює встановлення інструмента з номером 1 в шпиндель.
N10 T1 M6, де
T1- Інструмент номер 1;
M6- Зміна інструменту;
В даному випадку під командою М6 на стійці ЧПУ ховається цілий набір команд, які забезпечують процес заміни інструменту:
Переміщення інструмента у позицію зміни;
- Вимкнення оборотів шпинделя;
- переміщення інструменту, що встановлюється в магазині;
- Заміна інструменту;
Використання М-кодів допускається в кадрах з переміщенням інструменту, наприклад, у рядку нижче охолодження включиться (M8) одночасно з початком руху фрези.
N10 X100 Y150 Z5 F1000 M8
М-коди, що включають будь-який пристрій верстата, мають парний М-код, який цей пристрій вимикає. Наприклад,
M8- Включити охолодження, M9– вимкнути охолодження;
M3- Включити обороти шпинделя, M5- Вимкнути обороти;
Дозволяється використання кількох М команд в одному кадрі.
Відповідно чим більше пристроїв має верстат, тим більше команд М буде задіяно в його управлінні.
Умовно всі допоміжні функції можна поділити на стандартніі спеціальні. Стандартні допоміжні функції використовуються виробниками ЧПУ для керування пристроями, що є на кожному верстаті (шпиндель, охолодження, зміна інструменту тощо). Тоді як спеціальні програмують режими одному конкретному верстаті чи групі верстатів даної моделі (вкл/выкл вимірювальну головку, зажим/разжим поворотних осей).
На зображенні вище представлений поворотний шпиндель багатоосьового верстата. Для збільшення жорсткості при позиційній обробці верстат оснащений затискачами поворотних осей, які управляються М кодами: M10/M12– увімкнути затискачі для осей A та С. М11/М13- Вимкнути затискачі. На іншому обладнанні виробник верстата може налаштувати дані команди на керування іншими пристроями.
Список стандартних команд М
M0 - Зупинення програми;M1 – зупинка на вимогу;
M2 – кінець програми;
M3 - Включити оберти шпинделя за годинниковою стрілкою;
M4 - Включити обороти шпинделя проти годинникової стрілки;
M5 - Зупинка шпинделя;
M6 - Автоматична зміна інструменту;
M8 - Включити охолодження (як правило СОЖ);
M9 – вимкнути охолодження;
M19 - Орієнтація шпинделя;
M30 - Завершення програми (як правило зі скиданням всіх параметрів);
M98 - Виклик підпрограми;
M99 - Повернення з підпрограми в основну;
Спеціальні допоміжні функції виробник верстата описує у технічній документації.
Опис презентації Технологічні можливості та переваги верстатів з ЧПУ Лекція зі слайдів
Технологічні можливості та переваги верстатів із ЧПУ Лекція 3 Загальні відомості про системи управління. Структура верстата з ЧПУ та системи ЧПУ. Переваги верстатів із ЧПУ. Рекомендації щодо підвищення ефективності використання верстатів із ЧПУ. Класифікація систем ЧПУ: системи цифрової індикації, позиційні, контурні, комбіновані (змішані) системи. Позначення типу пристрою ЧПУ. Позначення моделі верстата з ЧПУ. Системи CN, CNC, SNC, HNC, DNC; розімкнені, замкнуті, самонастроювальні системи ЧПУ.
Загальні відомості про системи керування та верстати з ЧПУ Під керуванням верстатом прийнято розуміти сукупність впливів на його механізми, що забезпечують виконання цими механізмами технологічного циклу обробки. Система управління — пристрій або сукупність пристроїв, що реалізують ці впливи. Ручне керування - рішення про використання тих чи інших впливів елементів робочого циклу приймає людина-оператор верстата. Оператор на підставі прийнятих рішень включає відповідні механізми верстата та задає параметри їхньої роботи. Операції ручного управління здійснюють як на неавтоматичних універсальних і спеціалізованих верстатах різного призначення, так і на автоматичних верстатах. В автоматичних верстатах ручне керування використовується для реалізації налагоджувальних режимів та спеціальних елементів робочого циклу. Тут ручне управління часто поєднується з цифровою індикацією інформації, що надходить від датчиків положення виконавчих органів.
Автоматичне керування полягає в тому, що рішення щодо використання елементів робочого циклу приймає система керування без участі оператора. Вона ж видає команди на включення та вимкнення механізмів верстата та керує його роботою. Циклом обробки називають сукупність переміщень робочих органів верстата, що повторюються під час обробки кожної заготовки. Комплекс переміщень робочих органів у циклі роботи верстата здійснюється у певній послідовності, тобто за програмою. Алгоритмом називають спосіб досягнення мети (вирішення задачі) з однозначним описом процедури його виконання. За функціональним призначенням автоматичне управління розділяють наступним чином: управління незмінними циклами обробки, що повторюються (наприклад, управління агрегатними верстатами, що виконують фрезерні, свердлильні, розточувальні і різьбонарізні операції шляхом здійснення циклів руху багатошпиндельних силових головок); керування змінними автоматичними циклами, які задають за допомогою індивідуальних для кожного циклу матеріальних моделей-аналогів (копірів, наборів кулачків, системи упорів і т. д.) та ін. ;
Числове програмне управління (ЧПУ), у якому програму задають як записаного у тому чи іншому носії масиву інформації. Керуюча інформація для верстатів з ЧПУ є дискретною, і її обробка в процесі керування здійснюється цифровими методами. Циклове програмне управління (ЦПУ) Система циклового програмного управління (ЦПУ) дозволяє частково або повністю програмувати цикл роботи верстата, режим обробки та зміну інструменту, а також задавати (за допомогою попереднього налагодження упорів) величину переміщень виконавчих органів верстата. Вона є аналоговою системою управління замкнутого типу і має досить високу гнучкість, тобто забезпечує легку зміну послідовності включення апаратури (електричної, гідравлічної, пневматичної і т. д.), що керує елементами циклу.
Блок-схема пристрою циклового програмного керування 1 - блок завдання програми, 2 - блок поетапного введення програми, 3 - блок керування циклом роботи верстата, 4 - блок перетворення сигналів контролю. 5, 6 - приводи виконавчих органів верстата, електромагніти, муфти і т. д. 7 - датчик зворотного зв'язку З блоку 1 інформація надходить у схему автоматики. Схема автоматики (зазвичай виконують на електромагнітних реле) узгодить роботу програматора циклів з виконавчими органами верстата та датчиком зворотного зв'язку; посилює та розмножує команди; може виконувати низку логічних функцій (наприклад, забезпечувати виконання стандартних циклів). З блоку 3 сигнал надходить у виконавчий пристрій, де виконавчі елементи 5, 6 забезпечують відпрацювання заданих програмою команд. Датчик 7 контролює закінчення обробки і через блок 4 дає команду блоку 2 включення наступного етапу програми.
У пристроях циклового управління у числовому вигляді програма містить інформацію лише про цикл і режими обробки, а величину переміщення робочих органів задають налаштуванням упорів. Перевагами системи ЦПУ є простота конструкції та обслуговування, а також низька вартість. Недоліками – трудомісткість розмірного налагодження упорів та кулачків. Верстати з ЦПУ доцільно застосовувати в умовах серійного, великосерійного та масового виробництва деталей простих геометричних форм. Системами ЦПУ оснащують токарно-револьверні, токарно-фрезерні, вертикально-свердлувальні верстати, агрегатні верстати, промислові роботи (ПР) та ін.
Числове програмне управління (ЧПУ) Під числовим програмним управлінням (ЧПУ) верстатом розуміють управління за програмою, заданою в алфавітно-цифровому коді, рухом виконавчих органів верстата, швидкістю їх переміщення, послідовністю циклу обробки, режимом різання та різними допоміжними функціями. На основі досягнень кібернетики, електроніки, обчислювальної техніки та приладобудування були розроблені принципово нові системи програмного управління – системи ЧПК, які широко використовуються в станкобудуванні. У цих системах величина кожного ходу виконавчого органу верстата задається за допомогою числа. Кожній одиниці інформації відповідає дискретне переміщення виконавчого органу на певну величину, яка називається роздільною здатністю системи ЧПУ або ціною імпульсу. У певних межах виконавчий орган можна перемістити на будь-яку величину, кратну роздільної здатності.
У системах ЧПУ на всьому шляху від підготовки програми управління аж до її передачі робочим органам верстата ми маємо справу лише з інформацією у цифровій (дискретній) формі, отриманій безпосередньо з креслення деталі. Траєкторія руху ріжучого інструменту щодо оброблюваної заготівлі у верстатах з ЧПУ представляється у вигляді ряду його послідовних положень, кожне з яких визначається числом. Вся інформація програми управління (розмірна, технологічна та допоміжна), необхідна для керування обробкою деталі, представлена в текстовій або табличній формі за допомогою символів (цифр, літер, умовних знаків), кодується (код ISO -7 bit) та вводиться в пам'ять системи управління від ЕОМ або безпосередньо за допомогою клавіш на пульті управління. Пристрій ЧПУ перетворює цю інформацію на керуючі команди для виконавчих механізмів верстата та контролює їх виконання. Тому у верстатах з ЧПУ стало можливим отримувати складні рухи його робочих органів не за рахунок кінематичних зв'язків, а завдяки управлінню незалежними координатними переміщеннями цих робочих органів за програмою, заданою у числовому вигляді. В умовах серійного, дрібносерійного та одиничного виробництва скорочення термінів підготовки виробництва на 50-75%, зниження загальної тривалості циклу обробки на 50-60%, зменшення витрат на проектування та виготовлення технологічного оснащення на 30-85%.
Пристрій ЧПУ призначено для видачі керуючих впливів робочим органам верстата у відповідності з програмою управління, що вводиться в блок введення та зчитування інформації. Блок технологічних команд служить для управління цикловою автоматикою верстата, що складається в основному з виконавчих елементів типу пускачів, електромагнітних муфт, соленоїдів, кінцевих і колійних вимикачів, реле тиску і т. д., що забезпечують виконання різних технологічних команд (зміни інструменту, перемикання частот обертання шпинделя та інших.), і навіть різних блокувань під час роботи верстата.
Блок інтерполяції - спеціалізований обчислювальний пристрій (інтерполятор) - формує часткову траєкторію руху інструменту між двома або більше заданими в програмі управління точками. Вихідна інформація з цього блоку, що надходить на блок управління приводами подач, зазвичай представлена у вигляді послідовності імпульсів по кожній координаті, частота яких визначає швидкість подачі, а число - величину переміщення. Задана швидкість подачі вздовж оброблюваного контуру деталі, а також процеси розгону та гальмування забезпечуються блоком швидкостей подач.
Блок корекції програми служить для зміни запрограмованих параметрів обробки: швидкості подачі та розмірів інструменту (довжини і діаметра). Блок постійних циклів дозволяє спростити процес програмування при обробці повторюваних елементів деталі, наприклад, при свердлінні та розточуванні отворів, нарізанні різьблення та ін. Привід подач робочих органів складається з приводного двигуна, систем його управління і кінематичних ланок.
Точність переміщення робочих органів верстата з ЧПУ залежить від схеми управління приводами подач, що застосовується: розімкнутої (без системи вимірювання дійсних переміщень керованого робочого органу) або замкнутої (із системою вимірювання). У другому випадку контроль точності відпрацювання керуючих сигналів за кожною керованою координатою верстата здійснюється датчиком зворотного зв'язку (ДОС). Точність даного контролю багато в чому визначається типом, конструкцією та місцем встановлення датчиків на верстаті. Залежно від виду основних операцій механічної обробки верстати поділяються на технологічні групи: токарні, фрезерні, свердлильно-фрезерно-розточувальні, шліфувальні, багатоопераційні. За кількістю використовуваного інструменту, верстати з ЧПУ поділяються на: багатоінструментальні, з числом інструментів, що автоматично змінюються до 12, як правило верстати з інструментальною револьверною головкою; багатоопераційні, з числом інструментів, що автоматично змінюються, більше 12, забезпечені спеціальним інструментальним магазином ланцюгового або барабанного типу.
Переваги верстатів із ЧПУ. 1. Підвищення точності обробки; забезпечення взаємозамінності деталей у серійному та дрібносерійному виробництві; 2. Скорочення або повна ліквідація розмічувальних та слюсарно-притиральних робіт; 3. Простота та малий час переналагодження; 4. Концентрація переходів обробки на одному верстаті, що призводить до скорочення витрат часу на встановлення заготівлі, скорочення кількості операцій, оборотних засобів у незавершеному виробництві, витрат часу та коштів на транспортування та контроль деталей; 5. Скорочення циклу підготовки виробництва нових виробів та строків їх постачання; 6. Забезпечення високої точності обробки деталей, оскільки процес обробки залежить від навичок та інтуїції оператора;
7. Зниження шлюбу з вини робітника; 8. Підвищення продуктивності верстата внаслідок оптимізації технологічних параметрів, автоматизації всіх переміщень; 9. Можливість використання менш кваліфікованої робочої сили та скорочення потреби у кваліфікованій робочій силі; 10. Можливість багатоверстатного обслуговування; 11. Скорочення парку верстатів, оскільки один верстат із ЧПУ замінює кілька верстатів із ручним управлінням. Застосування верстатів з ЧПУ дозволяє вирішити низку соціальних завдань: покращити умови праці робітників-верстатників, значно зменшити частку важкої ручної праці, змінити склад працівників механообробних цехів, зробити менш гострою проблему нестачі робочої сили тощо.
Загальні рекомендації щодо підвищення ефективності використання верстатів з ЧПУ: 1. Широко використовувати багатомісні пристрої. що забезпечують обробку декількох однакових або різних за конструкцією деталей (особливо це важливо при використанні ГПС, так як на пристрої можуть бути закріплені і виготовлені за один цикл комплекти деталей для одного виробу). 2 Застосовувати проміжні плити з точно опрацьованими отворами або пазами, що скорочує час налагодження та переналагодження обладнання на нову деталь; крім того, це оберігає від зношування робочі поверхні столу і т. д. 3 Використовувати комбінований інструмент невеликої довжини та точного виконання, переважно зі змінними пластинами з покриттям (у тому числі і для свердління та розгортання). Це сприяє підвищенню режимів обробки, стійкості та надійності інструменту, а також зниженню витрат часу на зміну інструменту та позиціонування столу, та скороченню кількості інструментів, необхідних для обробки деталі, та кількості гнізд в інструментальному магазині.
4 На верстаті слід мати пристрій для контролю стану ріжучої кромки, фіксації часу роботи із зазначенням моменту зміни інструменту; 5 Весь інструмент необхідно налаштовувати поза верстатом. 6 Призначати послідовність обробки отворів на основі обліку реальних витрат часу, тобто одним інструментом обробляти ряд отворів одного діаметра, або кожен отвір обробляти повністю зі зміною інструменту; 6 У процесі механічної обробки спочатку виконувати переходи, що вимагають найбільшої частоти обертання шпинделя, наприклад, спочатку доцільно свердлити отвір малого, а потім діаметру великого; 7. Уникати частих стрибкоподібних змін частот обертання шпинделя; 8 Верстати з ЧПУ незалежно від класу точності повинні використовуватися тільки для робіт, обмежених технологічним призначенням верстата, допустимими навантаженнями, розмірами фрез, свердл і т.д. кресленням можуть бути оброблені на верстатах нижчого класу точності.
Класифікація систем ЧПУ за характером руху робочих органів Класифікація систем ЧПУ виходячи з технологічних завдань управління обробкою
Позиційні системи ЧПК забезпечують управління переміщеннями робочих органів верстата відповідно до команд, що визначають позиції, задані програмою управління. При цьому переміщення вздовж різних осей координат можуть виконуватися одночасно (за заданої постійної швидкості) або послідовно. Даними системами оснащують в основному свердлильні та розточувальні верстати для обробки деталей типу плит, фланців, кришок та ін. 2, 2 А 622 Ф 2 -1).
Швидкість подачі робочого органу верстата, напрямок якої збігається з напрямом дотичної в кожній точці заданого контуру обробки. Контурні системи ЧПУ на відміну від позиційних забезпечують безперервне керування переміщеннями інструменту або заготівлі почергово або відразу по кількох координатах в результаті чого може забезпечуватися обробка дуже складних деталей (з керуванням одночасно по більш ніж двох координат). Контурними системами ЧПУ оснащені переважно токарні та фрезерні верстати (наприклад, мод. 16 К 20 ФЗ, 6 Р 13 ФЗ). Контурні системи ЧПУ - забезпечують управління переміщеннями робочих органів верстата по траєкторії та з контурною швидкістю, заданими програмою управління. Контурною швидкістю є результуюча
Комбіновані системи ЧПУ, поєднують функції позиційних та контурних систем ЧПУ. Є найбільш складними та більш універсальними. У зв'язку з підвищенням ступеня автоматизації верстатів з ЧПУ, ускладненням) і розширенням їх технологічних можливостей (особливо багатоопераційних) застосування комбінованих систем ЧПУ значно зростає (наприклад, мод. ІР 500 МФ 4, ІР 320 ГШФ 4; 2206 ПМФ 4, 6305 Ф 4).
В окрему групу виділяють верстати з цифровою індикацією та переднабором координат. У цих верстатах є електронний пристрій для завдання координат потрібних точок (переднабір координат) і хрестовий стіл, з датчиками положення, який дає команди на переміщення до необхідної позиції. При цьому на екрані висвічується кожне положення столу (цифрова індикація). У таких верстатах можна використовувати переднабір координат або цифрову індикацію. Вихідну програму роботи задає верстатник. У моделях верстатів з ЧПУ для позначення ступеня автоматизації додається буква Ф із цифрою: Ф 1 – верстати із цифровою індикацією та переднабором координат; Ф 2 – верстати із позиційними системами ЧПУ; Ф 3 - верстати з контурними системами ЧПУ; Ф 4 – верстати з комбінованою системою ЧПУ для позиційно-контурної обробки.
Крім того, до позначення моделі верстата з ЧПУ можуть додаватися приставки 1, 2, 3, 4 і 5, що вказує на різні моделі систем ЧПУ, що застосовуються в верстатах, а також на різні технологічні можливості верстатів. Наприклад, верстат моделі 16 К 20 Ф 3 С 1 оснащений системою ЧПУ «Контур 2 ПТ-71», верстат моделі 16 К 20 Ф 3 С 4 - системою ЧПУ ЕМ 907 і т. д. Для верстатів з цикловими системами ПУ, де як керуючі елементи є кінцеві перемикачі, упори і т. д., в позначенні моделі введений індекс Ц, з оперативними системами - індекс Т (наприклад, 16 К 20 Т 1). За способом підготовки та введення керуючої програми розрізняють: оперативні системи ЧПУ (у цьому випадку керуючу програму готують та редагують безпосередньо на верстаті, у процесі обробки першої деталі з партії або імітації її обробки); адаптивні системи ЧПУ, котрим керуюча програма готується, незалежно від місця обробки деталі. Причому незалежна підготовка програми, що управляє, може виконуватися або за допомогою засобів обчислювальної техніки, що входять до складу системи ЧПУ даного верстата, або поза нею (вручну або за допомогою системи автоматизованого програмування.)
Відповідно до міжнародної класифікації, всі пристрої ЧПУ за рівнем технічних можливостей поділяються на основні класи: NC — Numerical Control — створені на основі аналогових пристроїв, що розраховують на рахунки, внаслідок чого мають «жорстку» архітектуру адаптовану до конкретної моделі верстата, як правило на основі крокового приводу. При кожному циклі обробки заготовки, УП зчитується по кадрах - один відпрацьовується, інший записується в буферний пристрій. При такому режимі роботи, значні навантаження на пристрій, що зчитує, і матеріал програмоносія, тому нерідко виникають збої системи. SNC - Stored Numerical Control - зберігають всі властивості класу NC, але відрізняються від них збільшеним обсягом пам'яті. CNC – Computer Numerical Control – виконані на основі мікро. ЕОМ і дозволяють створювати пристрої ЧПУ, що поєднують функції управління верстатом (як правило з приводами на основі двигунів постійного струму) і вирішення окремих завдань підготовки УП. Особливість систем даного класу полягає в
Можливості змінювати та коригувати в період експлуатації як УП обробки деталі, так і властивості функціонування самої системи з метою максимального обліку особливостей моделі даного верстата. У пристрій, що запам'ятовує системи CNC , УП вводиться повністю, з програмоносія або в режимі діалогу з ПУ верстата. DNC - Direct Numerical Control - зберігають всі властивості систем класу CNC і при цьому мають можливість обміну інформацією з центральною ЕОМ, що обслуговує групу верстатів, виробничу ділянку або цех.
Системи управління приводу подач у верстатах з ЧПУ Схема розімкнутої системи управління приводу подач верстата з ЧПУ: 1, 2, 3, - Елементи гідроприводу; 4 – зубчаста пара; 5-ходовий гвинт; 6 – робочий орган верстата з ЧПУ Розімкнуті системи характеризуються наявністю одного потоку інформації, що надходить зі зчитувального пристрою до виконавчого органу верстата. Недолік - немає датчика зворотного зв'язку і тому відсутня інформація про дійсне положення виконавчих органів верстата.
Структурні схеми замкнутих систем ЧПУ: а) - замкнута з круговим ДОС на ходовому гвинті; б) – замкнута з круговим ДОС та рейковою передачею в) – замкнута з лінійним ДОС на робочому органі верстата Замкнуті системи ЧПУ – характеризуються двома потоками інформації – від зчитувального пристрою та від датчика зворотного зв'язку по дорозі. У цих системах неузгодженість між заданими та дійсними величинами переміщень виконавчих органів усувається завдяки наявності зворотного зв'язку. В основі роботи замкнутих систем ЧПУ лежить принцип систем управління.
Замкнена система ЧПУ з круговим ДОС на ходовому гвинті У подібних системах ЧПУ проводиться непрямий вимір положення робочого органу за допомогою кругового ДОС, встановленого на ходовому гвинті. Ця схема досить проста і зручна з точки зору встановлення ДОС. Габаритні розміри датчика не залежать від величини вимірюваного переміщення. При застосуванні кругових ДОС, що встановлюються на ходовому гвинті, високі вимоги пред'являються до точнісних характеристик передачі гвинт-гайка (точність виготовлення, жорсткість, відсутність зазорів), яка в цьому випадку не охоплюється зворотним зв'язком.
Замкнута система ЧПУ з круговим ДОС та рейковою передачею Замкнуті системи ЧПУ цього типу також використовують круговий ДОС, але що вимірює переміщення робочого органу верстата через рейкову передачу. В даному випадку система зворотного зв'язку охоплює всі передавальні механізми подачі приводу, включаючи і передачу гвинт-гайка. Однак, на точність вимірювання переміщень можуть впливати похибки виготовлення рейкової передачі. Щоб уникнути цього, необхідно застосовувати прецизійну рейкову передачу з рейкою, довжина якої залежить від величини ходу робочого органу верстата. У ряді випадків це ускладнює та подорожчає систему зворотного зв'язку.
Замкнена система ЧПУ з лінійним ДОС на робочому органі верстата Подібні системи ЧПУ оснащені лінійними ДОС, які забезпечують безпосередній вимір переміщення робочого органу верстата. Це дозволяє охопити зворотним зв'язком усі передавальні механізми приводу подачі, що забезпечує високу точність переміщень. Однак лінійні ДОС складніші і дорожчі, ніж кругові; їх габаритні розміри залежить від довжини ходу робочого органу верстата. На точність роботи лінійних ДОС можуть впливати похибки верстата (наприклад, зношування напрямних, теплові деформації та ін.).
Структурна схема системи ЧПУ з компенсуючим обліком похибок верстата Системи ЧПУ з компенсуючим обліком похибок верстата оснащені додатковими системами зворотного зв'язку, з датчиками, що враховують похибки верстата (теплові деформації, вібрації, знос напрямних та ін.)
Структурна схема адаптивної системи ЧПУ Адаптивні (самопристосовувані) системи ЧПУ характеризуються трьома потоками інформації: 1) від пристрою, що зчитує; 2) від датчика зворотного зв'язку шляхом; 3) від датчиків, встановлених на верстаті та контролюючих процес обробки за такими параметрами, як знос різального інструменту, зміна сил різання та тертя, коливання припуску та твердості матеріалу оброблюваної заготовки та ін. Такі системи дозволяють коригувати програму обробки з урахуванням реальних умов різання.
Запитання для самоконтролю 1. Що розуміють під керуванням верстатом? 2. У чому відмінність ручного керування від автоматичного? 3. На які види управлінь за своїм функціональним призначенням поділяють автоматичне керування? 4. Що розуміють під числовим програмним керуванням? 5. Назвіть основні елементи, що входять у пристрій ЧПУ. 6. Назвіть основні переваги верстатів із ЧПУ? 7. Назвіть загальні рекомендації щодо підвищення ефективності використання верстатів з ЧПК? 8. Як класифікують системи ЧПУ та їх позначення. 9. Назвіть способи введення керуючих програм. 10. Назвіть класи пристроїв із ЧПУ за рівнем технічних можливостей. У чому їхня відмінність? 11. Які схеми приводів подач використовують у верстатах з ЧПУ та в чому їхня відмінність?
Зараз 143 гостей та жодного зареєстрованого користувача на сайті
Наблизитись до досконалості у мистецтві створення об'ємних елементів декору допоможе обробка рельєфних форм на фрезерному верстаті з ЧПУ.
Випуклий рельєф різьблених декоративних елементів, на відміну звичайного малюнка на площині, надає зображенню обсяг, необхідний його поліпшеного сприйняття глядачем. Об'ємні рельєфні зображення прикрашають пам'ятники стародавнього зодчества, залишаючись одночасно неперевершеними елементами декоративного оздоблення сучасних архітектурних споруд.
Рельєфні візерунки створюються на площині - як матеріали використовуються дерев'яні, кам'яні, металеві, бетонні поверхні, - надаючи будівельним конструкціям особливий колорит і зберігаючи їхню зовнішню привабливість на багато років. В останні десятиліття для різьблення використовуються синтетичні матеріали, такі як пластик, оргскло та ін. Для створення об'ємного рельєфного декору використовуються давно відпрацьовані технології художнього ліплення, різьблення, карбування. Створені у такий спосіб художні вироби ручної роботи здатні прикрасити найвишуканіші інтер'єри та екстер'єри.
Технічні можливості верстатів з ЧПУ
Сучасному автоматичному фрезерному устаткуванню (верстатам з ЧПУ) під силу відтворити найскладніші рельєфні візерунки. За допомогою фрезерної обробки на плоских деталях можна отримати будь-які об'ємні зображення, включаючи оригінальні дизайнерські розробки або моделі 3D, розроблені за допомогою спеціальних програм і розміщені в мережах.
Виготовити копію авторської роботи на фрезерному верстаті з ЧПУ можна з абсолютною точністю, без ризику втратити художні якості виробу – для цього потрібно виконати низку підготовчих робіт. Сьогодні обробка рельєфних форм на фрезерних верстатах з ЧПУ широко застосовується для виготовлення рельєфних декоративних елементів, що не поступаються зовнішнім та художнім перевагам виробам ручної роботи.
За допомогою оцифрування авторських робіт, на фрезерних верстатах з ЧПУ можна виготовити їх точні копії, які можуть бути цікавими як авторам, так і широкому колу любителів художнього різьблення. Таким же чином віртуальні 3D моделі дизайнерських розробок можуть втілитися в реальні елементи об'ємного декору. Створена 3D модель перетворюється на керуючу програму, що задає параметри обробки деталей відповідно до обраного візерунку заготовки.
Для виготовлення складних рельєфних зображень на фрезерних верстатах із ЧПУ достатньо трьох ступенів свободи пересування інструменту. Для перевірки якості створеної програми використовується спосіб симуляції обробки - рух фрези, що обробляє, виконується без торкання поверхні заготовки. Подібна перевірка програми обробки унеможливлює неточності в ході подальшої обробки.
Послідовність обробки рельєфів на фрезерних верстатах з ЧПУ
Унікальні технічні можливості універсальних фрезерних верстатів з ЧПУ забезпечують високу точність обробки складних рельєфів, не поступаючись як вироби ручного виробництва. Крім того, завдяки програмі, створеній для виконання кожного конкретного рельєфу, можна виготовити будь-яку кількість копій, зробивши це набагато швидше, ніж це можливо при роботі вручну.
Участь людини у процесі обробки на фрезерному верстаті полягає лише у підготовці процесу, від рівня якої залежить результат, причому послідовність дій залежить від складності рельєфу майбутнього вироби:
Виконання програми неможливе без інструментального забезпечення – зміни інструменту відповідно до наміченої послідовності обробки. Ручна заміна фрез вимагає витрат часу, уповільнюючи процес обробки складного рельєфу.
Додаткові переваги
З метою оптимізації процесу обробки на фрезерних верстатах із ЧПУ передбачені спеціальні технології. Одна з них – автоматична зміна інструменту за допомогою спеціального пристрою. Набір фрез, що знаходяться в ньому, використовуються для послідовної обробки матеріалу відповідно до встановленої програми. Закладка інструменту в магазин пристрою виконується в ході підготовчих робіт. Заміна інструменту відбувається автоматично, без втручання оператора та без зупинки верстата. При цьому не передбачаються операції з перевстановлення заготовки, що дозволяє зберегти необхідну точність обробки.
Поряд з універсально-фрезерними верстатами, налаштованими на обробку заготовок з використанням тривимірних 3D моделей, для виготовлення рельєфних виробів підвищеної складності застосовуються також більш досконалі чотири-п'ятикоординатні верстати. Завдяки конструктивним особливостям нового обладнання, ріжучий інструмент отримує додаткові ступені свободи, збільшуючи таким чином технологічні можливості виробництва. У процесі обробки фреза переміщається складнішим маршрутом, обробляючи одночасно кілька поверхонь при незмінному положенні заготовки.
Таким чином, застосування вдосконаленого обладнання дає можливість реалізувати найскладніші проекти рельєфного декору з підвищеною точністю при мінімальній кількості додаткових операцій, включаючи зміну інструменту.
Новини
Увага! Новинка! Високоточний лазерний верстат CCD IL-6090 SGC (з камерою), оснащений удосконаленою системою оптичного розпізнавання об'єктів. Завдяки сучасному програмному забезпеченню та високоякісним комплектуючим, верстат здатний самостійно розпізнавати та сканувати необхідні об'єкти з безлічі представлених, після чого вирізати їх у заданих межах за необхідними параметрами.
Добридень! Компанія INTERLASER, повідомляє Вам про величезне надходження лінз, дзеркал для лазерного обладнанняЦіни найнижчі на лінзи та дзеркала: Лінзи для лазерних верстатів ZnSe (США): діаметр 20, фокус 2 (50.8 мм) - 3 304 рубдіаметр 20, фокус 5 (12) ) - 3304 рубдіаметр 25, фокус 2.5 (63.5 мм) - 7350 руб Лінзи для лазерів ZnSe (Китай): діаметр 20, фокус 2 (50.8 мм) - 2 450 рубдіаметр 20, фокус 5 (227 25, фокус 2.5 (63.5 мм) - 4 900 руб Дзеркала: діаметр 20 мм, товщина 2 / 3 мм - 840 рубдіаметр 25 мм, товщина 2 / 3 мм - 980 рубдіаметр
Пелетний млин - призначений для виробництва деревних гранул (пеллет) із сухих деревних відходів. Основною сировиною, що переробляється, є опил. Пелетні млини малі дозволяють отримувати гранули з будь-якої біомаси. Малі пеллетні млини затребувані у приватних господарствах, а також на малих виробництвах. Використовуються для виробництва пелет, опалення приміщень, а також виробництва комбікормів. Детальніше......
Зниження цін на лазерні верстати серії Rabbit великого формату. Лазерная машина Rabbit 2030 (лазерная трубка 80W), 2000х3000 ммЦена со склада- 960 000 рублей, цена под заказ - 800 000 рублей Лазерная машина Rabbit 2030 (лазерная трубка Reci W2), 2000х3000 ммЦена со склада- 971 000 рублей, цена под заказ - 811 000 рублів Лазерна машина Rabbit 2030 (лазерна трубка Reci W6), 2000х3000 ммЦіна зі складу-1 028 500 рублів, ціна під замовлення-868 500 рублів Лазерна машина Laser FB 1525,000 лей, ціна під замовлення-608 000 рублів Лазерна машина Laser FB 1626, робоча поверхня 1600х2600 ммЦіна зі складу-835 200...
Компанія INTERLASER рада повідомити своїх клієнтів про суттєве (на 12,5%) зниження ціни на фрезерні верстати моделі Carver-0609. Нові моделі фрезерних верстатів Carver-0609 оснащені 1,5 кВт шпинделем з водяним охолодженням, електронним датчиком нульової точки столу, удосконаленими рейковими направляючими HIWIN (Тайвань) по всіх осях, також, в комплекті зі верстатами поставляється водяна помпа. Управління фрезерним верстатом здійснюється через DSP-контролер, програмне забезпечення Type3 поставляється у комплекті. Постачання обладнання здійснюється протягом 60 робочих днів з моменту передоплати (70% вартості). З усіх питань звертайтесь до наших офісів продажу за телефонами, вказаними на сайті.