Станок с ЧПУ что это такое?

Часто можно услышать об универсальных системах ЧПУ. Что это такое, можно пояснить простыми словами — умные машины, способные автоматически проводить весь цикл обработки детали. От наладчика требуется только загрузить программу и вставить заготовку.

Принцип работы

Последние версии станков немыслимы без систем ЧПУ. Что это такое? В аббревиатуре заключено несколько смыслов: Ч — числовое, П — программное, У — управление. Из расшифровки видно, что считывание состояния отдельных узлов станка происходит в кодовом виде. Единички и нолики неустанно обрабатываются центральным процессором.

Используется два вида контроллера в основе ЧПУ. Что это такое? Все работает аналогично настольному компьютеру. Только один контроллер используется для отслеживания положения осей станка. Второй же считывает состояние периферийных устройств, датчиков, систем безопасности.

Современные станки с ЧПУ оснащаются дополнительным компьютером. Он требуется для реализации сложных задач одним нажатием, а также осуществляет визуализацию текущего процесса. На жёстком диске хранятся все данные, которые не потеряются при внезапном отключении электроэнергии.

Образное описание работы оборудования

Металлообработка резанием в настоящее время ассоциируется с аббревиатурой ЧПУ. Что это такое, можно пояснить на примере обычной дрели:

• Руками можно осуществить обработку заготовки сверлом с любой стороны. Аналогично на станке при наличии нескольких осей можно подвести инструмент с любой координаты.
• Система ЧПУ осуществляет одновременное движение осей. Копируется объемное перемещение, а соответственно получаются идеальные по геометрической форме изделия.
• Руками невозможно вымерять микронные перемещения. Станки с ЧПУ постоянно контролируют положение фрезы, внося коррекции при изменении нагрузки автоматически.

Аббревиатура

Для ЧПУ расшифровка:

1. Ч (числовое) — все математические операции производятся в двоичном коде. Круговые и линейные перемещения преобразуются в количественные величины с определённым шагом (часто встречается точность в 0,01 микрона).
2. П (программное) — все этапы процесса записаны в виде простейших циклов. Задачей оператора является подбор определённых параметров согласно чертежу детали. Обработка после загрузки в память не требует участия человека. Иногда вносятся коррекции по окончании цикла реза.
3. У (управление) — процесс обработки полностью автоматизирован. Незаметно происходит контроль нагрузок по осям, положение круговых и линейных датчиков. Также учитываются механические люфты, заданные коэффициенты твердости заготовки и влияние температуры окружающего воздуха.

В аббревиатуре ЧПУ расшифровка скрывается более обширная: система управления способна одновременно проводить десятки сотен операций. Сложные конструкции могут иметь более 12 осей. Точность перемещения каждой более 0,01 мкм. Производимые на таких станках детали используются в космических аппаратах, микрохирургии, точных механизмах.

Области применения

Числовое программное управление часто внедряется в старое оборудование, где сохранилась приемлемая по допускам механика. Это могут быть станки для деревообработки, для создания печатных плат, по работе с металлами. Практически любая конструкция может оснащаться ЧПУ-системами, где присутствует хотя бы 2 контролируемых оси.

На современных станках ЧПУ ставится практически всегда. Это могут быть:

• плазморезы;
• прошивные станы;
• гидравлические прессы;
• фрезерные и токарные конструкции;
• порталы;
• там, где присутствует координатная обработка;
• 3D-принтеры.

Сложные станки с визуализацией не требуют от оператора глубоких знаний технических узлов. Он может полностью сосредоточиться на выполнении технологии. Основной задачей является подбор правильного инструмента, выбор точек привязки к детали и контроль получаемых размеров.

Большинство математических вычислений машина берет на себя. Так для выполнения реза по окружности достаточно указать центр, радиус и направление. Если же резец идёт по контуру, то указывается только конечная точка каждого участка.

Управляющие команды

Программы для ЧПУ имеют стандартный вид практически на системе любого производителя. Машинные коды понятны железу и легко переносятся с одного станка на другой. Визуальное оформление часто отличается.

Станки могут дополняться уникальными приложениями для быстрого создания управляющих программ. Такие разработки присутствуют в системах Heidenhain, Siemens. Оператору облегчают жизнь так называемые стандартные циклы.

Более просто управляющие программы создаются на собственном ПК и с помощью флеш-USB переносятся в станок. Однако у многих производителей до сих пор существуют жёсткие правила написания кодов. Но этот барьер совместимости систем легко преодолевается установкой дополнительного ПО.

Приложения для написания управляющих программ поставляются со станком, доступны в интернете. Также их всегда можно купить у авторов. Взломанные версии незаконны, но они тоже встречаются в свободном доступе.

Какие системы бывают?

В настоящее время в РФ распространено несколько систем с ЧПУ: Fanuc для небольших по размерам станков, Heidenhain отличается простотой создания программ прямо с пульта оператора, Siemens выбирают благодаря универсальности и возможности быстрой модернизации станка.

Перечисленные фирмы наиболее продаваемые. Существует ряд других систем: "Балт систем" - отечественная компания с иностранным прошлым, Okuma - азиатский конкурент (Япония), Mitsubishi Electric, Schneider Electric (Франция).