С развитием компьютеров числовые системы широко используются в различных отраслях промышленности. То же самое касается производства. Сегодня преимущества обработки с ЧПУ приветствуются многочисленными производителями во многих отраслях промышленности для их производственных и производственных приложений.

Принципы традиционной обработки и обработки с ЧПУ

Система состоит из аппаратной части и программной части для вычислительных целей. Оператор взаимодействует с программным обеспечением для контроля параметров станка и создания программ ЧПУ. Все процессы обработки включают контролируемое движение режущего инструмента. Однако самая большая разница между традиционными процессами обработки и современными более передовыми технологиями заключается в средствах контроля.

На заре механической обработки все ножи в той или иной степени управлялись вручную. Машинисты вручную регулируют свои фрезерные и токарные станки, используя рычаги или колеса, чтобы направить острую кромку режущего инструмента на соответствующую часть заготовки. Это все еще распространенная техника, при которой профессиональные машинисты могут обрабатывать материалы с высокой точностью. Трассеры и шаблоны также можно использовать для повышения точности и воспроизводимости.

Однако в настоящее время существуют альтернативы ручной обработке, наиболее важной из которых является обработка с ЧПУ или обработка с числовым программным управлением, которая была представлена в 1940-х и 1950-х годах. Обработка с ЧПУ предполагает использование компьютера для управления режущими инструментами станка. Вместо того, чтобы полагаться на человека-механика для перемещения режущего инструмента к различным частям заготовки, цифровые инструкции направляют машину к точным координатам, которые позволяют ему работать без посторонней помощи.

Программа ЧПУ — это, по сути, список инструкций о том, как станок должен обрабатывать конкретную деталь. Аппаратное обеспечение ЧПУ считывает древнюю программу построчно и приказывает машине действовать соответственно.

Традиционная обработка теперь означает, что все движения станка напрямую контролируются оператором. Он сам выбирает, когда переместить инструмент и подачу, когда остановиться и где. Операторы в основном используют датчики и специальные линейки, встроенные в джойстик для большей точности.

Преимущества обработки с ЧПУ

1. Безопасная обработка

Обработка с ЧПУ обычно относится к прецизионной обработке, которая управляется компьютером. Таким образом, им можно управлять с помощью программных инструкций станка с ЧПУ, и весь процесс обработки выполняется автоматически в соответствии с программными инструкциями. Станок имеет высокую степень автоматизации, что значительно снижает трудоемкость рабочих.

В настоящее время многие станки с ЧПУ могут работать без присмотра на протяжении всего цикла обработки, освобождая оператора для выполнения других задач. Это имеет несколько дополнительных преимуществ для пользователей ЧПУ, в том числе снижение утомляемости оператора, меньшее количество ошибок, связанных с человеческим фактором, а также постоянное и предсказуемое время обработки для каждой заготовки.

Обработка с ЧПУ спасает жизни. Оператор надежно изолирован от всех острых частей специальной защитной конструкцией. Он по-прежнему может видеть, что происходит в станке через стекло, но ему не нужно приближаться к мельнице или веретену. Оператору также не нужно прикасаться к охлаждающей жидкости. В зависимости от материала некоторые жидкости могут быть вредны для кожи человека.

2. Экономика обработки

Сегодня обычные станки требуют постоянного внимания. Я имею в виду, что оператор сам перемещал каждую часть инструмента. Это означает, что каждый работник может работать только на одной машине. Когда наступила эра ЧПУ, все резко изменилось. На обработку большинства деталей уходит не менее получаса. Но станок с ЧПУ выполняет режущую часть сам. Нет необходимости ничего трогать. Инструмент перемещается автоматически, и оператор просто проверяет наличие ошибок в программе или настройке. Сказав это, операторы ЧПУ обнаруживают, что у них много свободного времени. Это время можно использовать для работы с другими машинами. Итак, один оператор, много машин. Это означает, что вы можете сэкономить рабочую силу.

3. Минимальная ошибка настройки

Еще одним преимуществом технологии ЧПУ является стабильность и точность обрабатываемой детали. Типичная точность современных станков с ЧПУ составляет от двух тысячных до четырехтысячных дюйма или от 0,05 до 0,10 мм, с повторяемостью, близкой или лучше восьми тысячных дюйма или 0,02 мм. Это означает, что после проверки программы можно легко изготовить две, десять или тысячу идентичных деталей с одинаковой точностью и согласованностью. Массовое производство может быть достигнуто, а качество продукции легко контролировать.

Традиционные станки зависят от умения оператора обращаться с измерительными инструментами, и, конечно же, хорошие работники могут устанавливать детали с большой точностью. Тем не менее, есть лишь несколько отличных отечественных операторов. Вот почему во многих системах ЧПУ используются специальные датчики для измерения координат. Обычно он устанавливается в шпинделе как инструмент, и его положение определяется касанием щупа к неподвижной части. После этого определите нулевую точку системы координат, чтобы минимизировать погрешность установки.

4. Отличный мониторинг состояния станка

Для механической обработки оператор должен почти «чувствовать» свою машину. Это означает, что он должен определять отказы при обработке и притупление инструментов, основываясь на инстинкте и опыте. Даже в этом случае его решение может быть не оптимальным. Современные обрабатывающие центры с ЧПУ добавляют множество различных датчиков. Крутящий момент, температура, стойкость инструмента и другая информация о положении могут контролироваться во время обработки заготовки. На основе этой информации вы сможете принимать более взвешенные решения.

Например, вы видите, что температура слишком высокая. Более высокие температуры означают износ инструмента, ухудшение свойств металла и т. д. Все, что вам нужно сделать, это уменьшить подачу или увеличить давление СОЖ. Очевидно, что механическая обработка является наиболее распространенным методом производства на сегодняшний день. Этот поэтапный процесс удаления материала был создан с незапамятных времен и в настоящее время является хорошо зарекомендовавшим себя точным производственным инструментом. Каждая отрасль в той или иной степени использует механическую обработку. Без исключений. Однако некоторые отрасли получают от переработки больше, чем другие.

5. Стабильная точность воспроизведения

Поскольку станки с ЧПУ следуют компьютерным инструкциям, они чрезвычайно точны — более точны, чем даже самый опытный инженер-человек. Большинство станков с ЧПУ имеют точность около 0,02 мм, что означает, что сложные детали могут быть изготовлены с очень жесткими допусками. Устранение ошибок является главным приоритетом для производителей, а станки с ЧПУ значительно снижают вероятность ошибок.

6. Меньше тестовых прогонов

Традиционная обработка неизбежно включает в себя несколько тестовых деталей. Рабочий должен привыкнуть к технологии и он обязательно что-то упустит, делая первую часть и тестируя новую технологию. Для систем ЧПУ существуют способы избежать пробных запусков. Они используют систему визуализации, которая позволяет операторам видеть, что происходит с запасами после того, как все инструменты прошли через них.

7. Сложные поверхности просты в изготовлении

Изготовить сложные поверхности с высокой точностью с помощью обычных методов механической обработки практически невозможно. Это требует большого физического труда. CAM-системы могут автоматически формировать траектории движения инструмента для любой поверхности. Вам вообще не нужно прилагать никаких усилий. Это одно из самых больших преимуществ современной технологии обработки с ЧПУ.

8. Более высокие параметры резки

Благодаря замкнутости зоны резания возможна высокоскоростная обработка. При такой скорости стружка летит с большой скоростью. За стружкой следует распыление охлаждающей жидкости, поскольку при высокоскоростной обработке охлаждающая жидкость находится под высоким давлением. Когда скорость достигает 10000 об/мин и более, ручное управление просто невозможно. При высоких скоростях резания важно поддерживать стабильную скорость подачи и ширину стружки, а также предотвращать вибрацию. Ручная реализация невозможна.

9. Более высокая гибкость машины

Поскольку эти машины управляются компьютерными программами, запуск различных заготовок так же прост, как загрузка разных программ. Это также дает еще одно преимущество — быструю конвертацию. Так как эти машины очень просты в настройке и эксплуатации, а программы легко загружаются, они имеют очень короткое время настройки.

Традиционными методами обработки являются фрезерные станки для канавок или плоскостей, токарные станки для цилиндров и конусов и сверлильные станки для отверстий. Обработка с ЧПУ может сочетать все вышеперечисленные функции в одном станке. Благодаря возможности программировать траектории движения инструмента вы можете воспроизвести любое движение на любом станке. Итак, у нас есть фрезерные центры, которые могут делать цилиндрические детали, и токарные станки, которые могут делать пазы. Все для уменьшения настройки детали.