Как работает чпу. Фрезерный станок с ЧПУ – современные методы металлообработки. Резка алюминия и как получить хорошие результаты

Для массового выпуска высококачественных изделий из металла промышленные предприятия используют фрезерный станок с ЧПУ – эффективный агрегат с программным числовым управлением.

1 Станки с ЧПУ – коротко о главном

На станках для фрезерования с числовым управлением при помощи концевых и торцевых фрез осуществляется обработка пространственных и плоских поверхностей сложных конфигураций, кулачков, пресс-форм, штампов (смотрите видео). Также данные агрегаты по металлу дают возможность выполнять разверточные и сверлильные работы при помощи соответствующего инструмента, который монтируется в специальные рабочие головки.

Кроме того, наша обратная инженерная служба позволяет нам настраивать детали для ранее существовавших или устаревших компонентов. Используя эту настройку, можно добиться гораздо большей точности и точности, чем оператор-человек. Ниже вы можете увидеть каждую ось, помеченную соответственно. Эти машины очень эффективны в том, что они работают во всех трех направлениях в почти идеальном унисон, предоставляя этой машине возможность вырезать сложные формы.

Как научиться работать на ЧПУ станке

Компоненты Позволяют идентифицировать основные компоненты этих машин и посмотреть, как они объединяются, чтобы заставить все это работать. Существует много других компонентов и дополнений, но большинство маршрутизаторов имеют эти общие компоненты.

Конечно, компьютер должен иметь дизайн.

Конструктивно с ЧПУ мало чем отличается от обычных агрегатов для фрезерования.

При этом установка на оборудование программного числового управления в разы увеличивает его производительность, надежность и точность выполнения операций на больших скоростях резания, а также уникальную точность позиционирования фрез и иных режущих инструментов.

Способы контроля температуры режущего инструмента

Пользовательский интерфейс варьируется в зависимости от типа или производителя, но общий процесс тот же. Вы начинаете с цифрового дизайна, а затем используете дополнительное программное обеспечение для создания траекторий инструмента для последующей обработки.

Шпиндель Шпиндель является частью машины, выполняющей резку. Подумайте об этом как о реальном маршрутизаторе, например, о стандартном деревянном маршрутизаторе. Шпиндель работает до сих пор, вращая режущий инструмент, такой как биты маршрутизатора, на разных скоростях.

Классифицируются станки с ЧПУ по металлу по четырем признакам:

вариант подачи рабочих приспособлений для резки – автоматический либо ручной;
количество координатных передвижений бабки агрегата либо его рабочей поверхности;
расположение шпиндельного узла – по вертикали либо по горизонтали;
по числу инструментов – много- либо одноинструментальные станки.

Кроме того, агрегаты по металлу делят на разные категории в зависимости от их компоновки. С этой точки зрения фрезерный станок с ЧПУ может быть широкоуниверсальным, продольно- или консольно-фрезерным, вертикально-фрезерным. В последнем случае агрегат в обязательном порядке оборудуется столом крестовой формы.

Однако он обычно ограничен цветными металлами, такими как алюминий. При резке металлов или композитов на основе углерода на высоких скоростях шпинделя используется система охлаждения, которая охлаждает разрезаемый материал, и обычно нужен инструмент. Существуют и другие опции, которые могут быть установлены, в том числе автоматический сменщик инструмента, датчик инструмента и сенсорный зонд.

Режущая кровать. Режущая кровать - это место, где все происходит. Режущий слой может иметь несколько разных типов, но функция остается неизменной. Режущий слой предназначен для поддержки и закрепления куска материала. Существует несколько различных конструкций, которые делают это эффективно. Некоторые из наиболее распространенных конструкций режущих кроватей - это Т-образный паз, изображенный выше, и вакуумный стол.

Системы ЧПУ на станках для работы по металлу бывают:

разомкнутыми – шаговый двигатель четко дозирует процесс передвижения рабочих узлов оборудования, при этом отпадает необходимость в применении датчиков обратной связи;
замкнутыми – на них устанавливают датчики, которые во время работы станка контролируют ход обрабатывающих операций, а также привод, который перемещает рабочие узлы по непрерывной схеме.

Вакуумный стол можно найти на многих моделях высокого класса и хорошо работает для компаний, которые режут один и тот же дизайн несколько раз в день. Однако он ограничен относительно плоскими частями, такими как дерево и листовой материал. Т-слот более универсален, поскольку он может содержать практически любую деталь, но не обладает эффективностью и скоростью настройки.

Компоновка типичного портального DIY станка с ЧПУ

Однако это два основных типа режущих кроватей. Системы линейных приводов Каждая ось использует линейную систему привода, которая перемещает шпиндели на этой оси. Он включает в себя двигатель, систему линейных подшипников и некоторые виды свинцового узла.

Главное движение на современных агрегатах с ЧПУ по металлу обеспечивается электродвигателями постоянного тока и асинхронными двигателями, которые направляют вращение на шпиндель посредством прямого привода, ременной передачи либо специального редукторного механизма.

На станках горизонтального типа обычно ведется обработка корпусных и крупногабаритных изделий. На производствах они применяются реже, чем вертикальные агрегаты, которые признаются в разы более универсальными и эффективными.

Двигатель является связующим звеном между механикой и электроникой системы.

Системы с замкнутым контуром обычно находятся на моделях высокого класса. Тип контроллера зависит от типа двигателя. Контроллер шагового двигателя или сервомотора не является одинаковым.

Двигатель предлагает мощность в виде вращательного движения, которое необходимо преобразовать в линейное движение. Именно здесь берет на себя свинцовый узел. Различные конструкции используют различные методы преобразования вращательного движения в линейное движение, а некоторые лучше других. Наиболее распространенными являются свинцовый винт и гайка, шариковый винт и гайка в сборе, или стойка и шестерня. Каждая система имеет свои преимущества и недостатки, но эта информация слишком подробно описана в этом разделе.

2 Основные узлы станков с ЧПУ по металлу

Станина делается сварной или литой. Сварной она выполняется тогда, когда требуется получить сложную по форме конструкцию. В остальных случаях рекомендуется изготавливать литую станину, характеризуемую высоким демпфирующим потенциалом и жесткостью.

База, конечно же, является основой машины, которая держит все вместе. Двигатели поворачивают линейную систему привода, которая перемещает шпиндели в 3-х измерениях. Шпиндели быстро режут инструменты, которые вырезают разрезаемый материал. Если вы хотите получить более подробную информацию о любом из этих предметов и многое другое, ознакомьтесь с другими разделами этого веб-сайта.

Состав системы ЧПУ

Если теперь у вас есть общее представление о том, как работают эти машины, переходим к следующему разделу, в котором рассматриваются различные типы и функции, которые доступны. В отличие от старых дней, когда этот тип работы выполнялся тщательно, современные машины используют программное обеспечение и компьютеры для работы вращающегося резака. Среднее сверло перемещается вдоль одной оси и может двигаться только в одном направлении, тогда как фрезерный станок имеет до 5 различных осевых точек, которые он перемещает.

Направляющие скольжения являются обязательным элементом любого широкоуниверсального фрезерного оборудования. Они работают на трении скольжения, что снижает точность их интерполяции и скорость передвижения рабочих органов. При этом они имеют повышенную жесткость. Линейные же направляющие гарантируют отличную точность перемещений, так как функционируют на трении качения, но описываются малой жесткостью.

Компания, которая хочет иметь точное изделие, будет иметь план, который запрограммирован в компьютер. Как только он загружен и готов к работе, машина работает, чтобы быстро и эффективно создать кусок. Некоторые из этих машин поддерживают резак в одном и том же месте, в то время как доска, которая держит материалы, перемещается в требуемых направлениях. Это действительно зависит от типа используемой машины.

Одна машина может выполнять всевозможные задачи, такие как сверление, панорамирование, маршрутизация и т.д. И все это без каких-либо усилий по оказанию помощи человеку. При резке материала, подобного металлу, в уравнение необходимо добавить воду, чтобы металл не перегревался во время процесса измельчения. Эта вода также используется для перемещения шлюза во время работы машины. То, что делает машину такой особенной и такой точной исполнительницей, состоит в том, что она способна существенно разрезать материал трехмерным способом, позволяя использовать все виды точных разрезов и форм.

Шпиндель станков с ЧПУ, на которых производится обработка металлических заготовок, бывает двух типов:

Электрический двигатель с ротором, служащим для монтажа фрез и других режущих приспособлений.
Механизм, связанный с приводом муфтой либо ременной передачей.

Первый тип шпинделя позволяет развивать скорость вращения до 100 тысяч оборотов в минуту. Поэтому его устанавливают на агрегаты, которые работают с пресс-формами и сложными штампами. Второй тип имеет меньшую скорость (как правило, не более 15 тысяч оборотов). По цене он намного дешевле, что и обусловило его широкую распространенность. Добавим, что современный фрезерный станок с ЧПУ может располагать шпиндельным механизмом с гидростатическими, аэродинамическими и обычными подшипниками качения.

Как и в случае с большими частями, все, что требуется, - это правильное программирование программного обеспечения. Как уже упоминалось, некоторые другие материалы могут обрабатываться этими машинами, но чаще всего используются металлические и твердые пластмассы. Это связано с тем, что у них есть сила, чтобы противостоять стрессу, который они ставят, будучи отрезанным. Более мягкие материалы могут прятаться или ломаться под таким давлением. Сегодняшние машины могут выполнять различные рабочие места, хотя более сложные 5-осевые машины обычно используются аэрокосмической и авиационной промышленностью для изготовления своих деталей.

К другим важным узлам агрегатов с программным управлением относят:

магазин для рабочих инструментов;
систему ЧПУ;
электродвигатель.

Хотя вы можете думать о том, что аутсорсинг является дорогостоящим вариантом, на самом деле он намного более доступен, чем вы могли себе представить. Это связано с эффективностью машин и их способностью сокращать количество отходов. Это современное оборудование использует множество автоматизированных процессов для производства долгого ряда прецизионных металлических компонентов.

Это относится к тому, как компьютер управляет машинами при многократном изготовлении сложных деталей. С точки зрения непрофессионала это означает, что эти машины управляются программированием компьютера, вместо того, чтобы кому-то стоять там и делать это вручную.

3 Обработка заготовок на станках с ЧПУ – технология и особенности

Грамотная настройка системы программного управления фрезерным оборудованием дает возможность передвигать фрезы и других режущие приспособления по любой траектории в рабочей области станка. За счет этого получается обрабатывать множество разных поверхностей изделия за одно его закрепление (видео). Практически каждый современный фрезерный станок с ЧПУ позволяет производить следующие работы:

Токарные станки Фрезерные станки Шлифовальные круги Сверла. . Эти машины исключительно быстры и быстро издают детали по невероятно быстрым темпам. Этот процесс автоматизации помог компаниям увеличить время производства экспоненциально. Мы несем огромное разнообразие всех частей, перечисленных выше.

Настольные контроллеры используются из удаленного места - в другом помещении или офисе, чем в машине. Подвесные контроллеры зависают от рычага, прикрепленного к машине, и контроллеры пьедестала будут сидеть поверх рычага, прикрепленного к машине. Как только мы поставили диагноз проблемы, мы исправим его и быстро заработаем вашу технику.

развертывание, зенкерование, сверление отверстий;
фрезеровка криволинейных, цилиндрических поверхностей и плоскостей;
точение цилиндрических наружных поверхностей.

Подобные работы выполняются на всех станках с тремя координатными осями. При наличии четвертой и пятой оси может осуществляться и более сложная обработка металлических заготовок. Так, например, на пятикоординатных агрегатах производятся работы, связанные с качественной и быстрой резкой фасонных поверхностей.

Машины для выбора и размещения используются для производства большого объема, чтобы поместить компоненты в правильное положение на монтажной плате. Они могут точно размещать тысячи компонентов в час и намного быстрее и точнее, чем человеческие работники.

Компьютерно-интегрированное производство

Лазерные фрезы, фрезы, фрезы и токарные станки используются для вырезания деталей, необходимых для изготовления корпуса. Фрезы для наклеек используются для изготовления наружных украшений для корпуса. Если продукт был разработан с использованием автоматизированного проектирования, компьютерное программное обеспечение может анализировать чертеж и создавать программу управления. Это может сэкономить часы ручного времени программирования.

Станок с пятью координатами представляет собой оборудование, которое дает возможность поворачивать деталь вокруг какой-либо обозначенной оси в дополнение к главному передвижению инструмента по отношению к заготовке. Часто функцию пятой координаты выполняет угол наклона шпиндельной оси. Если в процессе работы его изменяют (задав соответствующую программу в системе ЧПУ), за одно закрепление изделия на станке может выполняться обработка малых по радиусу галтелей – так на языке профессионалов называются переходные поверхности. Подобная операция осуществляется коническими концевыми фрезами, которые имеют характерное закругление в виде сферы.

Когда дело доходит до выбора 3, 4 - или 5-осевого фрезерования для компонентов в вашей продукции, производство будет ключевым решателем по вашему выбору; факторы, включая стоимость, время обработки и точность. В то время как на многих машинах имеется движущийся слой, 3-х осевые фрезерные центры остаются неподвижными, в то время как сам резак работает. 3-осные модели - многофункциональные, точные машины, предназначенные для. 3-осевое фрезерование способно создавать те же продукты, что и 4-осевые и 5-осевые, но 3-осевые станки не могут обеспечить такой же уровень детализации или эффективности, как и его предшественники. 3 оси могут обрезать отдельные функции во время операций, но не могут соответствовать работе 5-ти по качеству или рентабельности.

Модернизировать трехкоординатный агрегат в четырех- или пятикоординатный несложно. Достаточно смонтировать поворотную добавочную рабочую поверхность на основной стол. Но здесь стоит понимать, что рабочая зона фрезерного агрегата уменьшится.

Они удобны в использовании с ручным и компьютерным управлением. Построенная для детальной работы и точности, 4 оси - это шаг от высококачественного, точного гравирования, сверления и фрезерования 5-осевой машины. Отраслевые технологии Исследования Преподавание Хобби Прототип Строительство Рекламный дизайн Создание искусства Создание медицинского оборудования. Этот чрезвычайно быстрый фрезерный станок, в отличие от 3-х осевой и 4-х осей, обладает способностью эффективно и впечатляюще производить.

Искусственные кости Аэрокосмическая продукция Титановые творения - как для практических, так и для художественных целей Машинное оборудование для автозапчастей Автомобильные пресс-формы Медицинские технологии Архитектурные дверные рамы Изделия военного класса. В основном, поворотная головка представляет собой токарный модуль для фрезерных станков. Устройство оснащено качественной, но компактной, токарной головкой и держателем инструмента. Он позволяет пользователям легко изготавливать высокоточные токарные детали на своей фрезерной машине.

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, в частности таких:

характер режущих операций;
форма изделий;
число координат (3–5);
применение инструмента с набором разных лезвий;
показатель шероховатости детали после ее обработки.

4 Обзор популярных фрезерных агрегатов с ЧПУ

Советские станкостроительные комбинаты (Ульяновский, Львовский, Горьковский, Дмитровский) выпускали достаточно широкий модельный ряд агрегатов для фрезерования с программным управлением, которые и по настоящее время эксплуатируются на промышленных предприятиях. К такому оборудованию относят:

Горьковского завода: мощный трехкоординатный агрегат с шестью высокомоментными двигателями. На него устанавливались комплексы адаптивного контроля, а также системы управления WL4M и Н33-2М. 6Р13ФЗ использует концевые фрезы (диаметром до 4 см) и торцевые (до 12,5 см), обеспечивает подачи до 4800 мм/мин. Настройка ЧПУ агрегата выполняется очень просто. На видео показано, как этот станок обрабатывает кулачки, штампы, копиры и иные изделия сложной формы.
Консольные станки 6Р11ФЗ и 6М11ФЗ , созданные на базе фрезерного оборудования 6М11 . Настройка данных агрегатов также не требует особых усилий, все рабочие операции программируются буквально за пару минут при наличии четкой технологической карты обработки заготовки.
Станки Львовского комбината ЛФ66ФЗ и Ульяновского 654ФЗ – вертикально-фрезерное оборудование с крестовым столом.

В последние годы в России востребованы агрегаты с ЧПУ зарубежных производителей. Широко представлены трехосевые вертикальные и горизонтальные станки, а также пятикоординатное оборудование тайваньской компании Viktor :

VCenter Н-400 : горизонтальный центр для работы с конструкционными сталями и изделиями из алюминия. Магазин станка вмещает в себя 40 режущих приспособлений. Возможно увеличение его емкости до 90 инструментов. Н-400 оснащен понятным комплексом управления FANUC 0i-MD (легкое программирование и настройка).
VCenter-55/7 (130, 110, 102): для крупно- среднесерийного производства деталей из различных металлов, начиная от титана и заканчивая алюминием.
АХ-800 , Х300 , АХ-350 : станки с пятью осями – высокоэффективные фрезеровальные центры.

Популярны агрегаты и других зарубежных производителей – Hurco , Zenitech , ARES-SEIKI , Yangli , KNUTH .

Из нашей новой статьи вы узнаете:

Особенности профессии оператора ЧПУ-станков;
Что входит в обязанности станочника, какие знания и навыки вам потребуются;
Сколько зарабатывает оператор станков с ЧПУ;
Как научиться работать на ЧПУ станках.

Оператор (наладчик) станков с ЧПУ - важнейшее звено в современном производственном процессе. В связи с ростом автоматизации специалисты по программированию, наладке и контролю станков с числово-программным управлением сегодня требуются на большинстве заводов и производственных предприятий в сфере машиностроения, станкостроения, авиа- и кораблестроения, деревообработки и мебельного производства.

ЧПУ-станки (фрезерные, токарные, расточные, сверлильные) применяются для автоматизированного конвейерного производства серийных деталей из металла, сплавов, пластмассы и дерева. На основе чертежей и технического задания оператор задает программу и вносит технические параметры, согласно которым станок выполняет запрограммированную последовательность операций для получения однотипных деталей нужного размера и формы.

Обязанности оператора станков ЧПУ

Операторы или наладчики ЧПУ на крупных заводах чаще всего работают посменно в дневном или ночном режиме, чтобы обеспечить непрерывность производственного процесса. В работе оператора станков с числовым программным управлением чередуется умственная и физическая деятельность.

В рабочие обязанности оператора ЧПУ-станков входит:

Компьютерное моделирование деталей;
Редактирование управляющей программы, выбор режима резки и настройка параметров обработки деталей;
Подбор режущего инструмента (резцы, сверла, ножи) и прочих рабочих элементов станка, монтаж в инструментальные блоки, подналадка всех узлов и механизмов;
Установка заготовок и съем готовой детали;
Контрольно-измерительные операции: измерение и контроль соответствия размеров обработанных деталей техническому заданию;
Контроль правильной работы станка по сигнальным лампам и цифровым табло, периодический осмотр режущего инструмента;
Корректировка управляющих программ и перенастройка станка на каждую новую партию деталей;
Подготовка и уборка рабочего места.

Требования к личным качествам и физическим характеристикам оператора станков:

Технический склад ума и развитое пространственное мышление;
Зрительно-моторная координация и хороший глазомер;
Усидчивость и способность к длительной концентрации;
Скорость реакции.

К слову, в этой профессии нет особых физических ограничений - женщины работают операторами станков с ЧПУ наравне с мужчинами. Однако выносливость все же пригодится, ведь вам придется выполнять однотипные операции в течение всей смены. Не рекомендуется работать на станках с ЧПУ людям с предрасположенностью к артриту и заболеваниям суставов, проблемами со зрением и дыхательными путями.

Сколько зарабатывает оператор станков с ЧПУ

Заработная плата оператора станков с числовым программным управлением зависит от опыта, разряда и квалификации специалиста. Базовым считается 2 разряд, который присваивается начинающим специалистам без опыта работы на данной позиции, полный разрядный диапазон согласно ЕКТС варьируется от 2-го до 5-го, также есть перспектива дальнейшего роста разряда для мастеров смены и начальников участков.

По данным портала Job50.ru , средний уровень зарплаты оператора ЧПУ в Москве составляет 50 000 рублей в месяц. Выборка заработной платы операторов станков с числовым программным управлением составлена на основе опубликованных вакансий и резюме на указанном сайте по состоянию на июль 2016 года.

В вакансиях:

Средняя з/п оператора ЧПУ - 50 000 руб.
Максимальная з/п - 60 000 руб.
Минимальная з/п - 45 000 руб.

В резюме:

Средняя з/п оператора ЧПУ: 30 000 руб.

Согласно данным портала Trud.ru , оператор станков ЧПУ в Московском регионе в 2016 году зарабатывает от 30 000 рублей до 70 000+ рублей ежемесячно. Особенно выгодные условия оплаты труда предлагаются операторам по работе на сложном ЧПУ-оборудовании определенной марки или со специфическими деталями. Такие специалисты могут рассчитывать на ЗП от 70 000 до 100 000 рублей в месяц.

Как научиться работать на ЧПУ станке

В данную профессию приходят как люди с высшим техническим образованием, так и специалисты, прошедшие специальную подготовку на базе среднего или среднего технического. В ряде случаем обучение работе с ЧПУ производится непосредственно на производстве, однако специалист, имеющий базовые навыки, разряд и соответствующие квалификационные документы, обладает гораздо более высокой ценностью для работодателей.

Научиться работать на ЧПУ станке самостоятельно практически невозможно (за исключением простых станков для домашнего применения, которые используют частные мастера для собственных нужд). Для эффективного трудоустройства лучше пройти полноценную профессиональную подготовку и получить диплом либо свидетельство государственного образца с присвоением квалификации.

Что нужно знать оператору станка с ЧПУ:

Чтение чертежей и технической документации;
Устройство и принципы работы основных типов станков с числово-программным управлением и контрольно-измерительных инструментов;
Свойства и механические характеристики используемых материалов;
Систему допусков и посадок;
Компьютерное моделирование, обработку и доводку деталей нужной формы и размера;
Режимы резки деталей;
Основные виды неисправностей станков и режущего инструмента, способы их устранения;
Нормы электро- и пожаробезопасности, техники безопасности при работе со станками и режущими инструментами, охраны труда и производственной санитарии.

Обучиться профессии наладчика ЧПУ станков можно в профессионально-технических колледжах, подготовка в которых занимает в среднем 1,5-2 года. Более быстрый, но не менее эффективный способ - курсы обучения операторов станков ЧПУ в центре дополнительного профессионального образования для специалистов строительно-технических направлений «101 курс» в Москве. Всего за 72 академических часа (18 занятий) вы получите все необходимые знания и опыт практической работы со станками ЧПУ. Выпускникам присваивается базовый 2-й разряд и оказывается помощь с трудоустройством.