Обробка з ЧПК – це виробничий процес, у якому попередньо запрограмоване комп’ютерне програмне забезпечення диктує рух заводських інструментів і машин. Цей процес можна використовувати для керування рядом складних машин, від шліфувальних і токарних верстатів до млинів і фрезерів. За допомогою обробки з ЧПУ тривимірне різання можна виконувати за допомогою одного набору підказок.
Скорочення від «комп’ютерного цифрового керування» означає, що процес ЧПК працює на відміну від — і, таким чином, замінює — обмеження ручного керування, де потрібні живі оператори, щоб підказувати та керувати командами інструментів обробки за допомогою важелів, кнопок і коліщаток. Для глядача система ЧПК може нагадувати звичайний набір комп’ютерних компонентів, але програмне забезпечення та консолі, що використовуються в обробці з ЧПК, відрізняють її від усіх інших форм обчислення.
Як працює обробка з ЧПУ?
Коли система ЧПК активована, бажані розрізи програмуються в програмне забезпечення та диктуються відповідним інструментам і машинам, які виконують завдання розмірів, як зазначено, подібно до робота.
У програмуванні з ЧПК генератор коду в числовій системі часто припускає, що механізми бездоганні, незважаючи на ймовірність помилок, яка є більшою щоразу, коли машині з ЧПК призначено різати в кількох напрямках одночасно. Розташування інструменту в системі числового керування окреслюється серією вхідних даних, відомих як програма обробки деталей.
У машині з числовим керуванням програми вводяться за допомогою перфокарт. Навпаки, програми для верстатів з ЧПК подаються на комп’ютери через маленькі клавіатури. Програмування ЧПК зберігається в пам'яті комп'ютера. Сам код пишеться і редагується програмістами. Таким чином, системи ЧПК пропонують набагато більшу обчислювальну потужність. Найкраще те, що системи ЧПК аж ніяк не є статичними, оскільки нові підказки можна додавати до вже існуючих програм за допомогою переглянутого коду.
ПРОГРАМУВАННЯ ВЕРСТАТІВ ЧПУ
У ЧПУ верстати працюють за допомогою числового керування, де програмне забезпечення призначене для керування об’єктом. Мова, що лежить в основі обробки з ЧПК, також називається G-кодом, і вона написана для керування різноманітною поведінкою відповідного верстата, наприклад швидкістю, швидкістю подачі та координацією.
По суті, обробка з ЧПК дає змогу попередньо запрограмувати швидкість і положення функцій верстата та запускати їх за допомогою програмного забезпечення в повторюваних, передбачуваних циклах, і все це без участі оператора. Завдяки цим можливостям цей процес був прийнятий у всіх куточках виробничого сектора та особливо важливий у сферах виробництва металу та пластику.
Для початку створюється 2D або 3D CAD-креслення, яке потім перетворюється на комп’ютерний код для виконання системою ЧПК. Після введення програми оператор пробно запускає її, щоб переконатися у відсутності помилок у кодуванні.
Системи обробки з відкритим/замкнутим циклом
Контроль положення визначається за допомогою системи з відкритим або замкнутим контуром. У першому випадку сигналізація йде в одному напрямку між контролером і двигуном. У системі із замкнутим контуром контролер здатний отримувати зворотний зв’язок, що робить можливим виправлення помилок. Таким чином, замкнута система може виправляти нерівномірності у швидкості та положенні.
При обробці з ЧПУ рух зазвичай спрямований по осях X і Y. Інструмент, у свою чергу, позиціонується та направляється за допомогою крокових або серводвигунів, які повторюють точні рухи, визначені G-кодом. Якщо зусилля та швидкість мінімальні, процес можна запустити за допомогою керування без циклу. Для всього іншого необхідне керування замкнутим циклом для забезпечення швидкості, узгодженості та точності, необхідних для промислового застосування, наприклад металообробки.
Обробка з ЧПУ повністю автоматизована
У сучасних протоколах ЧПК виробництво деталей за допомогою попередньо запрограмованого програмного забезпечення здебільшого автоматизоване. Розміри певної частини встановлюються за допомогою програмного забезпечення автоматизованого проектування (CAD), а потім перетворюються на фактичний готовий продукт за допомогою програмного забезпечення автоматизованого виробництва (CAM).
Для будь-якої окремої деталі можуть знадобитися різноманітні верстати, такі як свердла та фрези. Щоб задовольнити ці потреби, багато сучасних машин об’єднують кілька різних функцій в одному осередку. З іншого боку, інсталяція може складатися з кількох машин і набору роботизованих рук, які передають частини з однієї програми в іншу, але всім керує одна програма. Незалежно від налаштувань, процес ЧПК забезпечує послідовність у виробництві деталей, яку було б важко, якщо не неможливо, відтворити вручну.
РІЗНІ ТИПИ ВЕРСТАТІВ ЧПУ
Найперші машини з числовим керуванням датуються 1940-ми роками, коли двигуни вперше були використані для керування рухом уже існуючих інструментів. З розвитком технологій механізми були вдосконалені за допомогою аналогових комп’ютерів і, зрештою, цифрових комп’ютерів, що призвело до зростання обробки з ЧПК.
Переважна більшість сучасних арсеналів ЧПК повністю електронні. Деякі з найпоширеніших процесів з ЧПК включають ультразвукове зварювання, пробивання отворів і лазерне різання. Найбільш часто використовувані верстати в системах ЧПК включають наступне:
Фрези з ЧПУ
Фрези з ЧПК можуть працювати з програмами, що складаються з підказок на основі цифр і літер, які спрямовують деталі на різні відстані. Програмування, що використовується для млинарного верстата, може базуватися або на G-коді, або на якійсь унікальній мові, розробленій командою виробників. Основні фрези складаються з трьохосьової системи (X, Y і Z), хоча більшість нових фрез можуть вміщувати три додаткові осі.
Токарні верстати
У токарних верстатах деталі ріжуться по колу за допомогою змінних інструментів. Завдяки технології ЧПУ токарні верстати виконують різання з високою точністю та високою швидкістю. Токарні верстати з ЧПК використовуються для виготовлення складних конструкцій, які були б неможливі на верстатах з ручним керуванням. Загалом, функції керування фрезами та токарними верстатами з ЧПК подібні. Як і в першому випадку, токарними верстатами можна керувати G-кодом або унікальним власним кодом. Однак більшість токарних верстатів з ЧПК складаються з двох осей — X і Z.
Плазмові різаки
У плазмовому різаку матеріал ріжеться плазмовим пальником. Цей процес насамперед застосовується до металевих матеріалів, але також може використовуватися для інших поверхонь. Щоб отримати швидкість і тепло, необхідні для різання металу, плазма генерується за допомогою поєднання газу стисненого повітря та електричної дуги.
Електроерозрядні машини
Електроерозійна обробка (EDM) — також відома як занурювальна та іскрова обробка — це процес, у якому деталям формуються певні форми за допомогою електричних іскор. При EDM розряди струму відбуваються між двома електродами, і це видаляє ділянки даної заготовки.
Коли простір між електродами стає меншим, електричне поле стає більш інтенсивним і, отже, сильнішим за діелектрик. Це дозволяє проходити струм між двома електродами. Отже, частини заготовки видаляються кожним електродом. Підтипи EDM включають:
● Дротова електроерозійна ерозія, за допомогою якої іскрова ерозія використовується для видалення частин з електропровідного матеріалу.
● Електроерозійний електророзвантажувач, де електрод і заготовка просочуються діелектричною рідиною з метою формування заготовки.
У процесі, відомому як промивання, сміття з кожної готової деталі виноситься рідким діелектриком, який з’являється після припинення струму між двома електродами та призначений для усунення будь-яких подальших електричних зарядів.
Водоструминні різаки
У обробці з ЧПК водоструйні машини — це інструменти, які ріжуть тверді матеріали, такі як граніт і метал, за допомогою води під високим тиском. У деяких випадках воду змішують з піском або іншим сильним абразивним речовиною. За допомогою цього процесу часто формують фабричні деталі машин.
Водяні струмені використовуються як більш холодна альтернатива для матеріалів, які не здатні витримувати теплоінтенсивні процеси інших верстатів з ЧПК. Таким чином, водяні струмені використовуються в ряді секторів, таких як аерокосмічна та гірничодобувна промисловість, де цей процес є потужним для цілей різьблення та різання, серед інших функцій. Водоструминні різаки також використовуються для застосувань, які вимагають дуже складних розрізів матеріалу, оскільки відсутність тепла запобігає будь-яким змінам внутрішніх властивостей матеріалів, які можуть виникнути в результаті різання металу на метал.
РІЗНІ ТИПИ ВЕРСТАТІВ ЧПУ
Як показали численні відеодемонстрації верстатів з ЧПК, система використовується для виготовлення високодетальних вирізів металевих деталей для промислових апаратних виробів. На додаток до вищезгаданих верстатів, інші інструменти та компоненти, що використовуються в системах ЧПК, включають:
● Вишивальні машини
● Фрезерні машини для деревини
● Револьверні перфоратори
● Дротозгинальні верстати
● Фрези для поролону
● Лазерні різаки
● Циліндричні шліфувальні машини
● 3D-принтери
● Склорізи
Коли на деталі потрібно зробити складні надрізи на різних рівнях і під різними кутами, все це можна виконати за лічені хвилини на верстаті з ЧПК. Поки машину запрограмовано за допомогою правильного коду, функції машини виконуватимуть кроки, які диктує програмне забезпечення. За умови, що все закодовано відповідно до дизайну, після завершення процесу має з’явитися продукт, що має детальну та технологічну цінність.
Час публікації: 01.01.2022
