Системы чпу металлообрабатывающих станков

Современные станки с ЧПУ для металлообработки

Несколько десятилетий назад на машиностроительных заводах появились станки с ЧПУ для металлообработки. Чтобы обработка заготовки выполнялась очень точно, была разработана специальная программа. Качество такой технологической обработки детали не зависит от человека. Деталь не нужно перезакреплять, во время операции она не двигается. В результате повысилась точность обработки.

Виды оборудования с ЧПУ

Современные станки с ЧПУ классифицируются по нескольким критерием. Каждый считается важным для нормальной работы оборудования:

Подача рабочего инструмента.
Передвижение бабки по определённым числовым координатам.
Расположение шпинделя.

Промышленность изготавливает универсальное оборудование, оснащённое программным управлением. Виды станков с ЧПУ отличаются от других большим набором режущих приспособлений. Каждое изделие отличается своей компоновкой. Это оборудование подразделяется на несколько групп:

Широкоуниверсальные.
Токарные.
Консольные.
Вертикальные.
Продольные.

Обработка металла на станках с ЧПУ происходит автоматически. Чтобы выполнять всевозможные технологические операции, промышленность изготавливает различные виды таких аппаратов. Они делятся на группы:

Разомкнутые. Устройства оборудованы шаговым двигателем, позволяющим точно дозировать движение рабочих механизмов аппарата.
Замкнутые. Эти системы оборудованы датчиками, осуществляющими контроль над работой станка. Движение рабочих узлов выполняет специальный привод.
Металлообработка на станках с ЧПУ была бы просто невозможно без электродвигателей. Прямой привод, совместно со специальным редуктором, осуществляет вращение шпинделя.
Для обработки крупногабаритных деталей применяются металлообрабатывающие горизонтальные системы.

Важнейшие детали оборудования

Обычно станина делается литой. Конструкция получается очень жёсткой, обладающей демпфирующим потенциалом. Если форма станины имеет сложную конструкцию, прибегают к сварочным работам.

Любой станок обязательно имеет направляющие скольжения. Благодаря силе трения, скорость движения рабочих механизмов становится минимальной. Линейные направляющие обеспечивают высокую точность перемещения.

Для обработки, заготовку закрепляют в шпинделе станка, имеющим несколько видов:

Ротор с электродвигателем.
Вращение осуществляется с помощью ремённой передачи.

Роторный шпиндель вращается со скоростью 100 тыс. об. мин. Этот механизм устанавливается на станки, производящие обработку сложных штампов, а также различных пресс-форм.

Ремённая передача не развивает такой высокой скорости. Обычно около 15 тыс. оборотов. Она предназначена для работы с более простыми деталями.

Технология и особенности обработки

Если правильно настроить программное управление, появляется возможность обрабатывать различные поверхности заготовки с одной установки. На фрезерном станке, оборудованным ЧПУ, можно выполнить несколько технологических металлорежущих операций:

Зенкерование.
Развёртывание.
Сверление.
Фрезерование криволинейной плоскости.
Обработка цилиндрической поверхности.

Для таких работ используются три координатные оси. Для сложной обработки применяется пять осей. Например, обработка на высокой скорости фасонной поверхности.

Большое количество осей даёт возможность вращать деталь в определённом направлении относительно одной оси и одновременно передвигать инструмент, относительно заготовки. Довольно часто ось шпинделя, наклонённая под определённым углом, становится пятой координатой.

Обработка радиусных галтелей, после соответствующей настройки ЧПУ, происходит за одну фиксацию. Для этого используются специальные концевые фрезы с характерным закруглением режущей кромки.

Любой фрезерный станок с ЧПУ можно модернизировать. Достаточно на рабочий стол добавить поворотный механизм. Аппарат сможет проводить обработку в пяти различных координатах. Правда, такая модернизация уменьшает рабочее пространство фрезерного оборудования.

Токарные станки

Советские станкостроительные комбинаты (Ульяновский, Львовский, Горьковский, Дмитровский) выпускали довольно широкий модельный ряд агрегатов с программным управлением, которые и по настоящее время эксплуатируются на промышленных предприятиях.

16А20Ф3. Этот отечественный станок можно встретить на большинстве машиностроительных предприятий. Аппарат оборудован управляющей программой «Электроника НЦ-31». Шпиндельный механизм имеет три скорости вращения. Специальный датчик, совместно с приводом позволяет нарезать резьбу.
МК6713С5. Считается высокоточным токарным станком, оснащённым крестообразным суппортом. Он может одновременно работать с шестью резцами. Станок разработан для выполнения следующих технологических операций: нарезка резьбы, точение, расточка, операции с дисками.
Кроме станков российского производства, обработку заготовок выполняют также и на иностранном оборудовании, оснащённом ЧПУ. Например, TRENS SBL300. Этот станок имеет два шпинделя. Он может обрабатывать: валы, фланцы, сложные заготовки. Универсальность такого оборудования заключается в возможности выполнять фрезерные операции.
Vturn-V760. Отличается от других аналогичных изделий шпиндельным механизмом, который расположен вертикально. Рабочая головка имеет восемь позиций. Установлен гидравлический двенадцатидюймовый патрон. Стружка удаляется конвейерным способом. Автоматизированная подача смазки. Есть различные резцедержатели. Цветной дисплей. Управляющая система — «Fanuc 0i-T».
LS360 CNC. Станина этого токарного станка, установлена под определённым углом. Оборудование может обрабатывать цветные металлы, а также нержавеющую сталь. Японский гидравлический механизм «Yuken» повышает надёжность станка. Подача смазки происходит автоматически. Рабочая головка имеет 8 позиций, что позволяет обрабатывать детали различной конфигурации.

Настройка станков с ЧПУ, выпускаемых в наши дни для работы с металлоизделиями, не вызывает у специалистов затруднений. Важно только учитывать ряд общих особенностей, характеризующих фрезерную обработку заготовок.

О выборе универсального станка с ЧПУ для деревообработки можно прочитать в этой статье.

Станок с ЧПУ по металлообработке

С помощью станка происходит технологический процесс, который на нем предусмотрен. Системой управления является одно или несколько устройств, осуществляющие такое действие. На станках с числовым программным управлением (ЧПУ) для металлообработки предусмотрена программа, которая установлена на электронный носитель, как набор данных. Сегодня управление производственными процессами в промышленности происходит с помощью программируемых логических контроллеров.

Особенности станков с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ по металлообработке помогают осуществлять обработку пространственных и плоских поверхностей, имеющих сложную конфигурацию, кулачков, пресс-форм, штампов, при этом используются концевые и торцевые фрезы. На таких агрегатах можно выполнять сверлильные и разверточные работы благодаря специальному инструменту, который монтируется в соответствующие рабочие головки.

По конструкции станок с ЧПУ по металлообработке почти ничем не отличается от обычных фрезерных агрегатов. Но установка числового программного управления на оборудование в несколько раз увеличивает его производительность, а также повышает надежность, точность при выполнении операций с большой скоростью резания, а также четкое позиционирование фрез и других режущих инструментов.

Классификация у станков с ЧПУ происходит по четырем аспектам:

Автоматическая или ручная подача рабочих инструментов для резки.
Координатные передвижения бабки устройства или его рабочей поверхности.
Шпиндельный узел может располагаться вертикально или горизонтально.
Станки могут быть одноинструментальными или многоинструментальными.

Читать еще: Сабельная пила электрическая отзывы

От компоновки оборудования зависит деление его на разные категории, а именно: широкоуниверсальное, продольно-фрезерное, консольно-фрезерное, вертикально-фрезерное. Последний вид обязательно снабжается крестовой формы столом.

Для осуществления металлообработки системы с ЧПУ могут быть:

Разомкнутыми. Благодаря шаговому двигателю происходит четкое дозирование процесса передвижения рабочих узлов устройства, что исключает необходимость в использовании датчиков обратной связи.
Замкнутыми. В агрегатах монтируют датчики, контролирующие в ходе работы станка операции по обработке, а также привод, перемещающий рабочие узлы по схеме.

Движущей силой в современных станках с ЧПУ по металлообработке являются электродвигатели постоянного тока и асинхронные двигатели. С помощью прямого привода, специального редукторного механизма или ременной подачи они направляют вращение на шпиндель.

Горизонтальный тип станков применяется для обработки корпусных и крупных изделий. Однако на производстве чаще применяются вертикальные устройства, так как признаются более эффективными и универсальными.

Основные узлы оборудования

Станину делают сварной или литой. Когда нужно получить конструкцию сложной формы ее выполняют сварной. Литая станина изготавливается во всех остальных случаях, так как она характеризуется жесткостью и высоким демпфирующим потенциалом.

Обязательным элементом широкоуниверсального станка являются направляющие скольжения. Их работа основывается на трении скольжения, которое уменьшает показатель точности их интерполяции и снижает скорость передвижения рабочих элементов. Однако они характеризуются повышенной жесткостью.

Отличную точность перемещений гарантируют линейные направляющие, ведь их работа базируется на трении качения, однако у них мал коэффициент жесткости.

Шпиндель станка с ЧПУ по металлообработке подразделяется на два типа:

Электрический двигатель с ротором, который нужен для установки фрез и любых других инструментов по резке.
Механизм, который соединен с приводом посредством муфты или ременной подачей.

Первый тип устанавливается на оборудование, работающее с пресс-формами и сложными штампами, ведь он способен работать со скоростью вращения до 100 000 оборотов в минуту. Не более 15 000 оборотов может развивать второй тип шпинделя, его цена намного меньше , поэтому он широко распространен. Шпиндельный механизм на современных станках с ЧПУ по металлообработке может иметь гидростатические, аэродинамические и обычные подшипники качения.

Другими важными узлами агрегатов с ЧПУ являются:

Электродвигатель.
Система ЧПУ.
Магазин для рабочих приспособлений.

Обработка заготовок

Технология и особенности

Программное управление фрезерного станка, если правильно настроено, дает возможность перемещать фрезы и другие инструменты по любой траектории в зоне действия станка. Благодаря этому можно обрабатывать изделие с разных сторон за его одноразовое закрепление. Большинство современных станков с ЧПУ способно производить следующие виды работ:

Зенкерование, развертывание, сверление отверстий.
Фрезеровку криволинейных, цилиндрических поверхностей и различных плоскостей.
Точение наружных поверхностей цилиндрической формы.

Станки с тремя координатными осями способны производить такую работу. Если оборудование снабжено четвертой и пятой осью, тогда можно осуществить более сложную обработку металлических заготовок. Например, на пятикоординатных устройствах выполняют работу, связанную с резкой фасонных поверхностей, причем это делается качественно и оперативно.

Оборудование с пятью координатами представляет собой станок, который делает возможным поворот детали вокруг заданного значения оси, что является дополнением к основному передвижению инструмента по отношению к обрабатываемой детали.

Обычно пятую координату заменяют углом наклона шпиндельной оси. Если в течение работы его изменяют, прибегая к программе управления ЧПУ, то за одно закрепление детали на агрегате может начаться обработка малых по радиусу галтелей (переходных поверхностей). Данную операцию выполняют посредством конических концевых фрез, имеющих характерное закругление в форме сферы.

Трехкоординатный агрегат можно легко превратить в четырехкоординатный или пятикоординатный. Нужно лишь добавить поворотную рабочую поверхность на стол. Однако при этом рабочая зона станка уменьшится.

Итак, современные станки с ЧПУ для обработки металла имеют широкие функциональные возможности, они выполняют качественно и быстро множество операций. Благодаря им сокращаются затраты времени на технологический процесс, что сказывается на уровне производительности.

Станки с ЧПУ для металлообработки: обзор, характеристики, виды и отзывы

Станки с ЧПУ для металлообработки используются практически на каждом машиностроительном, трубном, ремонтном заводе. Современные методы резания проходят в интенсивном режиме. Управляющие системы базируются на одном сервисном центре, который способен отслеживать состояние рабочих осей и окружающей автоматики в реальном времени. Жидкокристаллические экраны предоставляют информацию в удобном графическом 3D-виде.

Из чего состоит программное управление?

Для производства точных деталей машин, резьбонарезания труб применяются станки с ЧПУ для металлообработки. Цена установок колеблется от несколько тысяч (настольные модели) до нескольких миллионов (многоосевые обрабатывающие центры) рублей. Подходящая модель подбирается под задачи производства. Стоимость снижается за счет выбора конвейерных версий. Единичные проекты оцениваются значительной суммой, ведь требуется создавать чертежи практически с нуля.

В основе машины используется контроллер, определяющий следующие положения:

Базовые опорные точки.
Координаты движения по заданной траектории согласно управляющей программе.
Анализируется состояние датчиков аналоговых и дискретных. К ним относятся контроллеры перемещения, уровня, давления, температуры.
Отслеживаются сигналы от приводных систем, контроллеров от согласованных со станком линий.
Осуществляется обмен сигналов с системами верхнего уровня.
При помощи встроенных интерфейсов упрощается диагностика неисправностей.
Управляющая программа выдает коды ошибок на монитор. Для наладчика облегчается обнаружение аварийного узла.

Станки с ЧПУ для металлообработки оснащаются инновационными системами безопасности, обойти которые не могут даже опытные электронщики. Это повышает надежность, безопасность эксплуатации машин и сохраняет гарантию производителя.

Комплектация установок

Точность размеров достигается использованием серводвигателей, шаговых систем, линеек или инкодеров. Запчасти быстро выходят из строя из-за агрессивной среды на предприятиях. Требуется охлаждение жидкостью СОЖ, когда производится металлообработка на станках. С ЧПУ в Москве работают практически все производства. Западные конструкторы внедряют современные системы передачи сигналов, обладающие высокой пропускной способностью. Это позволяет выпускать продукцию с невероятной интенсивностью.

Пауза на переналадки может не превышать несколько секунд, что делает производителей продукции лидерами в отрасли. Снижаются временные затраты, а это отражается на себестоимости конечных изделий. Линией технологической цепочки может управлять один оператор без привлечения дорогостоящих специалистов.

Механика

Современные материалы позволяют снизить влияние вибрации на станину. Износостойкие кинематические системы обеспечивают заданный режим безотказной работы. Температурные датчики передают информацию о состоянии опорных подшипников, гидравлической системы, бачках смазки и охлаждения. При недостатке протока масла в основной нагруженный узел — шпиндель – выдается сообщение о неисправности. Это позволяет сохранить целостность дорогостоящего элемента.

Перед началом работы автоматическая система подогревает смазывающее масло. Импульсное дозирование вещества на направляющие осуществляется по таймерам. Приводные системы постоянно отслеживают нагрузку на кинематические узлы при движении. После превышения тока отсечки выдается аварийный сигнал остановки через контроллер. После устранения неисправности ошибка квитируется наладчиком.

Читать еще: Виды защитных покрытий металла

Дополнительное оборудование

Панели оператора могут оснащаться жестким диском. На нем хранятся все данные архивов, изменений в программах, доработки в технологии резки. Это опция позволяет установить операционную систему, восстанавливающую работоспособность станка непродолжительной перезаписью. Так, при выходе из строя платы управления в память нового устройства переносятся коды за считанные минуты. Минимизируется простой оборудования, предприятие не терпит убытки при аварии.

Станки с ЧПУ для металлообработки оснащаются Wi-Fi-передатчиками, что обеспечивает беспроводную передачу о состоянии линий на сотню метров. Сервер собирает результаты о готовой продукции. По отзывам руководителей, такая доработка помогает контролировать состояние производственного процесса, не выходя из кабинета.

Сравнение производителей

Станки с ЧПУ для металлообработки российского производства не отличаются качеством и надежностью от машин западных конкурентов. Программное обеспечение более доступно ввиду его свободной скачки на сервисах интернета. Западные компании все же лидируют за счет производительности управляющих центров. Конструкторы «затачивают» оборудование под нужды технологии оперативным образом.

Лидируют конструкторские бюро, основанные десятки лет назад. Команда профессионалов способна обновлять версии станков ежеквартально. Российские же аналоги появляются гораздо позже. Но за счет низкой стоимости установок спрос всегда присутствует.

Настольные типы

Приобрели популярность простые и недорогие настольные станки с ЧПУ для металлообработки. Обучение, производство мелких деталей или необходимость частой смены места работы установки — это основные цели приобретения таких моделей. Компактные системы покупают производители печатных плат, деталей для электроники.

ЧПУ станки совмещают в себе два выгодных фактора:

Низкая стоимость.
Надежность и длительная эксплуатация без остановок.

Широкое применение получили в технологии раскройки листовых материалов. Питаются станки от сети напряжением в 220 В, что позволяет размещать рабочий узел в гаражных условиях.

Классификация машин

Станки с ЧПУ для металлообработки подразделяются по габаритам, назначению, виду резания, способу управления. Каждый тип учитывает особенности конкретного производства. Так, трубные детали требуют нескольких видов машин. На одном предприятии сосредоточены целые линии систем, растянувшиеся на сотни метров.

фрезерные;
гравировальные;
токарные;
шлифовальные;
листогибочные и прессовое оборудование.

По конструкции делят на следующие виды:

портальные системы;
вертикальные;
горизонтальные.

Машины чаще покупают многоосевые. По отзывам производителей, даже для изготовления простых изделий требуется как минимум две плоскости перемещения рабочего инструмента.

Виды металлообработки

Металлообработка на станках с ЧПУ в СПб предлагается токарная, гравировальная, термическая. Все технологии осуществляются в автоматическом цикле. На выполнение заказа уходит минимальное время. На переналадку не требуется тратить дополнительные усилия. В базе сохранены основные технологические программы, достаточно загрузить трехмерную модель детали с переносного носителя.

Конечная продукция контролируется отделом ОТК. Специалисты проводят анализ поверхностей на современном оборудовании. Точность выпускаемых деталей позволяет компаниям принимать заказы от военных и отдела космической сферы. На системах с ЧПУ добиваются изготовления заготовок в 5D-плоскостях за счет дополнительных осей перемещения шпиндельного узла. По отзывам производителей, при такой возможности получается отрабатывать все технологические отверстия за один цикл резания.

Токарный станок с ЧПУ по металлу

Основные требования, предъявляемые к современному металлорежущему оборудованию — это скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрая переналадка на выпуск другого изделия. Всеми этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ. Его главные достоинства — точность, высокая производительность, возможность многооперационной механообработки за одну установку и скорость переналадки. А применение системы ЧПУ (англ. CNC) с цифровым управлением электроприводами позволяет выполнять все действия по изготовлению изделия без участия станочника-оператора. По существующей классификации он относится к металлорежущим установкам, но по факту станок по обработке металла — универсальный и может обрабатывать множество других материалов.

Назначение

Технологические особенности токарного оборудования позволяют выполнять на нем лишь некоторые виды механообработки. Поэтому его применяют при изготовлении изделий с цилиндрическими, сферическими и коническими поверхностями, используя при этом обработку точением, а также операции с применением сверл, метчиков, зенкеров и разверток. Точение является основным видом токарных работ и имеет следующие разновидности:

наружное обтачивание;
внутренняя расточка;
подрезка торцов;
прорезка канавок;
отрезка.

Многофункциональные токарные центры имеют дополнительный фрезерный шпиндель, который позволяет выполнять все виды фрезерных работ. Универсальный токарный станок с ЧПУ по металлу также может оснащаться съемной фрезерной головкой. Чаще всего такие дополнительные механизмы используют на устройствах небольшого размера, примером которых является настольный токарный станок с ЧПУ.

Основные группы изделий, изготавливаемые токаркой — это валы, втулки, плоские тела вращения, части корпусов, фланцы редукторов и эксцентрики. Для крупносерийного изготовления простых деталей применяют прутковые автоматы или специализированные установки. А основное назначение токарных станков с программным управлением — единичное и мелкосерийное производства изделий повышенной сложности.

Конструктивные особенности

Независимо от технических характеристик в состав токарных установок входит примерно один и тот же набор узлов и агрегатов:

Станина. Это сварная или литая конструкция для размещения всех остальных механизмов. Она устанавливается на виброопоры или крепится анкерными болтами к бетонному полу цеха. На станине монтируется передняя бабка и горизонтальные направляющие.
Передняя бабка. Внутри нее находится главный привод, коробка скоростей и шпиндель. Для зажима заготовки используется кулачковый патрон или планшайба, которые крепят на конец шпинделя.
Задняя бабка. Расположена на продольных направляющих напротив передней бабки. Предназначена для фиксации второго конца заготовок или закрепления инструмента для работы с цилиндрическими и коническими отверстиями.
Суппорт. Служит для позиционирования резца или поворотной инструментальной головки. В его состав входят каретка, поперечные салазки, верхние салазки, резцедержатель и механизм, обеспечивающий перемещение этих устройств.

Конструкция токарного станка с ЧПУ

Эти агрегаты дополняют устройства регулировки вращения главного привода и скорости перемещения режущего инструмента. При ручном механическом управлении — это коробка скоростей и коробка подач, а также гитара — сменный набор шестерен для изменения скорости подачи или шага резьбы. В современных установках вместо механических приводов применяют раздельные электроприводы (главный, отдельных осей, дополнительных устройств) с цифровым управлением.

Токарное оборудование комплектуется различными вспомогательными устройствами. Самые распространенные из них — это системы подачи СОЖ и транспортеры стружкоудаления.

Система СОЖ орошает рабочую зону смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), которая охлаждает обрабатываемый металл и инструмент, а также улучшает условия резания. Транспортеры стружкоудаления отводят металлическую стружку из рабочей зоны и доставляют ее в накопительные контейнеры.

Главное отличие механообработки с использованием ЧПУ от выполнения технологических операций в ручном режиме — это не только программное управление перемещениями и режимами резания, но и полная автоматизация всех вспомогательных операций. Конструкция токарного станка с ЧПУ позволяет управлять не только позиционированием и работой инструмента, но и такими вспомогательными действиями, как:

зажим заготовки;
позиционирование револьверной головки;
включение и выключение системы охлаждения;
управление транспортером стружкоудаления;
блокировка и разблокировка защитного ограждения.

Читать еще: Как починить паяльник в домашних условиях

При разработке CNC-программ применяют программное обеспечение, которое позволяет генерировать последовательность команд для вычисления траектории резца на основании чертежа в электронном формате DXF. Технологу-программисту остается только задать параметры режущей кромки и режимы резания. Большинство современных систем ЧПУ отображают такие чертежи на своем экране, что очень удобно для корректировки программы при ее отладке или пробном изготовлении детали.

Принцип работы

Технология токарной обработки включает в себя основные и вспомогательные операции. Первые — это сама металлообработка, а вторые — все, что связано с подготовкой и завершением цикла обработки заготовки. В общем виде их последовательность при точении одной поверхности детали выглядит так:

Базирование заготовки. Выполняется ее загрузка, центровка, необходимые измерения и фиксация зажимными приспособлениями.
Размещение оснастки. При необходимости устанавливается оснастка и приспособления, используемые в процессе работы.
Выбор и фиксация резца. Согласно технологической карте отбирается соответствующий резец и устанавливается в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
Запуск вращения шпинделя. Задается скорость вращения и включается главный привод.
Позиционирование в исходную точку. Резец выводится в точку начала резания и устанавливается на заданном расстоянии от поверхности
Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
Рабочий проход. Выполняется проход на заданной глубине со снятием металлической стружки.
Отвод резца. По достижении конца обрабатываемой поверхности продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
Новое позиционирование. Резец отводится в исходное положение (или позиционируется для нового прохода).
Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее вручную или с использованием грузоподъемных механизмов.

На основании параметров технологического процесса технолог рассчитывает нормы вспомогательного и основного времени. С учетом этих данных определяются экономические показатели изготовления изделия. Автоматизированная механообработка намного сокращает трудозатраты на единицу продукции и увеличивает коэффициент загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной обработке с ЧПУ станок выполняет почти все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется только при установке и снятии детали и проверке инструмента, а также замере готового изделия (иногда это делается автоматически). Значительное сокращение вспомогательного времени во много раз повышает экономическую эффективность механообработки. Поэтому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в своем составе:

быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
револьверные головки с программным позиционированием;
цифровые электроприводы главного привода и всех осей перемещения;
программно-управляемые вспомогательные устройства.

Некоторые виды оборудования с автоматизированным управлением могут иметь в своем составе приводной инструмент, противошпиндели, фрезерные и шлифовальные шпиндели, а также устройства для автоматического замера деталей.

Такое оборудование тоже называется «токарным», поскольку в его основе лежит традиционная компоновка. Но на самом деле это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных станков с ЧПУ

Токарное оборудование с ЧПУ классифицируются по тем же показателям, что и станки с ручным управлением:

ориентация направляющих;
класс точности (пять типов);
масса (четыре типа);
степень специализации (универсальные, специализированные и специальные).

Кроме того, существует технологическая классификация токарных станков с ЧПУ, основанная на компоновке узлов и агрегатов. В этом случае выделяют пять основных групп:

Горизонтальные токарно-револьверные. Самая распространенная группа оборудования с программным управлением. Выпускаются во множестве типоразмеров и модификаций.
Токарно-лобовые станки с ЧПУ. Не имеют задней бабки, а размер планшайбы может достигать нескольких метров. Применяются при работе с крупноразмерными изделиями типа обечаек.
Токарно-карусельные. Планшайба расположена горизонтально, а ее размер может достигать 10-12 метров. Установки с планшайбой более двух метров, как правило, имеют два вертикальных суппорта.
Многошпиндельные. При работе с заготовками используется шпиндельный блок, состоящий из нескольких (обычно 4-6) одновременно вращающихся шпинделей, и такое же количество неподвижных суппортов с разными резцами. Поворотом блока каждая заготовка подводится к очередному суппорту и таким образом за один оборот на ней выполняется четыре-шесть различных видов резания.
Токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Многофункциональное оборудование, способное выполнять за одну установку детали весь спектр операций по механообработке.

Отдельная группа в составе токарного оборудования — это малогабаритные станки, которые используются в профессионально-технических учебных заведениях, небольших мастерских, лабораториях и домашними умельцами.

Мини токарный станок ЧПУ по металлу может выполнять все те же операции, что и промышленные установки, но только с меньшими по размеру деталями. Обычно они оснащены системой CNC со стандартным языком программирования G-code, которая управляет перемещением суппорта, а также оборотами главного и вспомогательного привода. Настольный токарный станок с ЧПУ может оснащаться сменной фрезерно-сверлильной головкой, что значительно расширяет область его применения.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в соответствии с программой, составленной технологом-программистом. Эти программы пишутся на языке G-code (стандарт RS274), разработанном специально для установок, управляемых с помощью числового программного управления.

Программа на G-code состоит из последовательных нумерованных блоков, называемых кадрами. Каждый такой блок содержит набор команд, на основании которых совершается элементарное технологическое действие, например, позиционирование резца в исходную точку или его движение с определенной подачей и оборотами вглубь металла. Перемещение режущей кромки по заданной программе производится в инкрементной системе координат. Это означает, что координаты каждой последующей точки указываются в виде приращения к координатам предыдущей позиции инструмента. И только выход на исходное положение задается в начале программы в абсолютных координатах.

Программирование станков с ЧПУ

Язык G-code включает в себя две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа — это подготовительные команды, которые задают:

систему координат и рабочую плоскость;
точку начала координат;
тип движения (ускоренное, рабочее);
вид траектории движения (линейное, круговое);
координаты позиционирования;
значение подачи и оборотов шпинделя;
переход к сверлению и нарезанию резьбы;
значение коррекции инструмента (по радиусу и по длине).

Группа M-команд — это вспомогательные команды. Они управляют электромеханическими и гидравлическими устройствами, а также выполнят служебные функции внутри программы. Чаще всего применяют следующие M-команды:

включение шпинделя и задание ему направления вращения;
остановка вращения шпинделя;
автоматическая смена инструмента (поворот инструментальной головки);
ручная смена инструмента;
включение и выключение подачи СОЖ.

Принцип числового программного управления токарным станком

В отличие от фрезерных, в токарных станках вращается не инструмент, а заготовка. Поэтому программирование для их систем CNC имеет некоторые особенности. Во-первых, перемещение в радиальном направлении задается по оси X, а в продольном — по оси Z. Во-вторых, при составлении программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при операциях фрезерования.

голоса

Рейтинг статьи