Види верстатів з ЧПК

Комп'ютерний числовий контроль (ЧПУ) машини зробили революцію в обробній промисловості, забезпечує неперевершену точність, повторюваність, і ефективність. Розуміння різних типів верстатів з ЧПК та їх функціональних можливостей має важливе значення для вибору правильного інструменту для конкретного проекту чи бізнес-потреб. У цьому вичерпному посібнику розглядаються різні типи верстатів з ЧПК, їх категорії, і як вибрати найкращий тип для ваших вимог.

Що таке верстат з ЧПУ?

ЧПК (Комп'ютерний числовий контроль) машина - це програмований пристрій, який автоматизує виробничий процес, керуючи рухом інструментів і деталей за допомогою CAD (Комп'ютерне проектування) і CAM (Комп’ютеризоване виробництво) програмне забезпечення для перетворення файлів дизайну в інструкції, які керують рухом машини.

Верстати з ЧПК можуть виконувати різноманітні операції з високою точністю та повторюваністю, можливість масового виробництва та виготовлення складних деталей. Верстати з ЧПК широко використовуються в автомобілебудуванні, аерокосмічний, електроніка, медичний, та інші галузі.

Основні елементи системи верстатів з ЧПК

Система верстатів з ЧПК зазвичай складається з наступних елементів:

1. Контролер: Мозок верстату з ЧПК, який читає та інтерпретує G-код (машинна мова) контролювати рух машини.
2. Система приводу: Включає двигуни та підсилювачі, які виконують команди контролера.
3. Машинний інтерфейс: Людино-машинний інтерфейс (HMI) для введення команд і моніторингу операцій.
4. Руточні інструменти: Кінцеві фрези, свердло, вершники, та інші інструменти, що використовуються для різання та формування матеріалів.
5. Система зворотного зв'язку: Надає дані в реальному часі про продуктивність машини для точного позиціонування та виправлення помилок.

Різні типи верстатів з ЧПК

Існують різні види верстатів з ЧПК, кожен призначений для конкретних завдань:

1. Фрезерний верстат з ЧПУ:

• • Функціонування: Використовує обертові ріжучі інструменти для видалення матеріалу з нерухомої заготовки, ідеально підходить для створення рівних поверхонь, дірки, і кишені.
  • Заявки: Підходить для створення складних форм і хитромудрих конструкцій з різноманітних матеріалів.
  • Обмеження： Розмір, який він може обробити, залежить від розміру корпусу, у якому розміщено верстат, і найбільшої відстані, на яку можуть подолати ріжучі інструменти.

2. Поверніть машину з ЧПУ:

• • Функціонування: Також відомий як токарні верстати з ЧПК, ці машини обертають заготовку, а ріжучі інструменти формують її, ідеально підходить для циліндричних компонентів, таких як вали, втулки, і болти.
  • Заявки: Зазвичай використовується для токарних операцій на таких матеріалах, як метали та пластики.
  • Обмеження： Через те, як ця машина виготовляє продукти, деталі краще робити симетричними.

3. Шліфувальний верстат з ЧПУ:

• • Функціонування: Використовує абразивний круг для гладкості та обробки поверхонь, зазвичай використовується в фінішних операціях для високої точності та якості поверхні.
  • Заявки: Використовується для чистових операцій і створення надзвичайно дрібних допусків.
  • Обмеження： З Шліфувальний верстат з ЧПУ видаляє матеріали з заготовки дуже повільно. Ось чому він знаходить застосування в основному як фінішна або вирівнювальна машина.

4. Свердлильний верстат з ЧПУ:

• • Функціонування: Призначений для створення круглих отворів за допомогою обертових свердел; часто поєднується з нарізуванням різьблення для отворів.
  • Заявки: Зазвичай використовується для створення точних отворів у різних матеріалах.
  • Обмеження： Одним з головних обмежень машини є розмір отвору, який він може створити. Створити глибокі або достатньо великі отвори без спеціальних свердел досить складно.

5. EDM (Електророзрядна машина):

• • Функціонування: Використовує електричні розряди для руйнування матеріалу з заготовки, дозволяє створювати складні форми, яких важко досягти традиційними ріжучими інструментами. Виконує безконтактну обробку, що дозволяє працювати з деталями будь-якої твердості.
  • Заявки: Підходить для обробки твердих матеріалів і виготовлення складних елементів.
  • Обмеження： EDM обмежується провідними матеріалами, що робить його непридатним для непровідних матеріалів, таких як кераміка, деревина, і пластмаси.

6. Верстат для плазмового різання з ЧПУ:

• • Функціонування: Різає матеріали за допомогою високотемпературного плазмотрона, підходить для електропровідних матеріалів, таких як сталь і алюміній.
  • Заявки: Ідеально підходить для різання сталі та інших електропровідних матеріалів.
  • Обмеження： Ці машини виробляють величезну кількість тепла, коли ріжуть матеріали шляхом їх плавлення. Це тепло часто впливає на якість поверхні розрізаного матеріалу, внаслідок чого утворюються зони теплового впливу. Іншим обмеженням є те, що ця машина має обмежений діапазон матеріалів, які вона може різати, оскільки він прорізає лише метали та інші електропровідні сплави.

7. Верстат для гідроабразивного різання з ЧПУ:

• • Функціонування: Використовує струмінь води під високим тиском, змішаної з абразивами, для різання матеріалів без виділення тепла, ідеально підходить для різання товстих і термочутливих матеріалів.
  • Заявки: Універсальне рішення для різання гуми, шкіра, скловолокно, дошки, піна, папір, керамічний, скло, камінь, та листового металу.
  • Обмеження： Одним із найбільших недоліків є те, що швидкість водоструминного різання нижча, ніж інші альтернативи різання. Ця менша швидкість особливо помітна навколо вигнутих розрізів і кутів.

8. Машина з ЧПУ лазерного різання:

• • Функціонування: Використовує сфокусований лазерний промінь для різання або гравіювання матеріалів з високою точністю. Лазерний промінь прорізає матеріали незалежно від їх провідності для створення потрібного продукту або форми.
  • Заявки: Зазвичай використовується для різання металів, пластмаса, деревина, і тканини.
  • Обмеження： Одним із обмежень лазерного різального верстата з ЧПК є максимальна товщина матеріалу, який можна вирізати за допомогою нього, 2,75 дюйма..

9. Фрезерний верстат з ЧПУ:

• • Функціонування: Часто використовується для різання деревини, пластиковий, і більш м'які матеріали, Фрезерні машини з ЧПК мають високошвидкісний обертовий шпиндель для гладкої обробки.
  • Заявки: Підходить для вивісок, шафа, та декоративні роботи.
  • Обмеження： Загальна робота фрезерного верстата з ЧПК може бути досить шумною через різні компоненти.

10. Багатоосьовий верстат з ЧПК:

• • Функціонування: Багатоосьові верстати з ЧПК можуть рухатися в чотирьох або більше напрямках, порівняно з дво- або триосьовим верстатом, багатоосьова обробка є складнішою і забезпечує більш точні деталі. Вони пропонують кращу гнучкість і варіюються від 4-х до 12-осьових конфігурацій.
  • Заявки: Ідеально підходить для складних деталей, які потребують обробки під різними кутами.
  • Обмеження： Ці машини істотно відрізняються від 2 і 3-осьових типів і часто потребують кваліфікованих операторів для оптимальної роботи.

11. 3D Принтер:

• • Функціонування: Тип верстата з ЧПК, який створює деталі шар за шаром із цифрового файлу, з використанням таких матеріалів, як пластик, смоли, і метали.
  • Заявки: Широко використовується в прототипуванні, виробництво, і створення індивідуальних продуктів.
  • Обмеження： Вартість придбання цього обладнання з ЧПК і виготовлення компонентів за допомогою цього процесу досить висока. Також, 3D швидкість друку низька, особливо при використанні для процесів масового виробництва.

12. Автоматична зміна інструменту з ЧПУ:

• • Функціонування: Також відомий як ATC, підвищує продуктивність, дозволяючи використовувати кілька інструментів в одній установці без ручного втручання.
  • Заявки: Підвищує продуктивність і скорочує час простою у виробничих середовищах.
  • Обмеження： Високий відсоток відмов, тривалий час зміни інструменту, місткість інструментального магазину мала.

Типи верстатів з ЧПК за кількістю координатних осей

Верстати з ЧПК можна класифікувати за кількістю координатних осей, якими вони керують:

2-Машини з ЧПУ вісь:

2-осьові верстати з ЧПК є найпростішим типом, діючи вздовж X (горизонтальний) і Ю (вертикальний) сокири. Зазвичай вони використовуються для прямих розрізів, свердління отворів, або обробка однієї поверхні без зміни положення заготовки.

3-Машини з ЧПУ вісь:

Найпоширенішими верстатами з ЧПК є 3-осьові моделі, які додають вісь Z для глибини до стандартних осей X і Y. Вони працюють на стаціонарних заготовках і справляються з завданнями в 2.5 розміри, що робить їх універсальними для базової обробки.

4-Машини з ЧПУ вісь:

Ці машини включають вісь А, що допускає обертання вздовж осі X, на додаток до X, Ю, та осі Z. Ця функція ідеальна для таких завдань, як вирізання та дугове різання.

5-Машини з ЧПУ вісь:

5-верстати з ЧПК мають вісь C, дозволяючи ріжучому інструменту обертатися. Ця установка дозволяє обробляти п'ять поверхонь одночасно, виробництво високоточних деталей, ідеальних для медичного обладнання.

7-Машини з ЧПУ вісь:

7-осьові верстати мають три осі обертання заготовки, три для руху інструменту, і додаткова вісь E для обертання рук. Їх здатність створювати складні деталі робить їх придатними для аерокосмічної галузі, медичний, та військові компоненти.

9-Машини з ЧПУ вісь:

Поєднання 5-осьового фрезерного верстата і 4-осьового токарного верстата, 9-верстати з ЧПК осі ефективно обробляють як внутрішні, так і зовнішні деталі. Вони зазвичай використовуються для виготовлення зубних імплантатів, медичні інструменти, і передові аерокосмічні компоненти.

12-Машини з ЧПУ вісь:

Ці машини мають дві ріжучі головки, кожна здатна рухатися вздовж X, Ю, Z, A, Б, і осі С. Ця конфігурація забезпечує швидше виробництво з винятковою точністю, ідеально підходить для великих обсягів, складні завдання обробки.

Типи верстатів з ЧПК, розділених за сервосистемою

Верстати з ЧПК також можна класифікувати на основі їх сервосистем:

Система керування відкритим контуром: Базова система управління без механізму зворотного зв'язку; менша вартість, але менша точність.

Система керування з напівзамкнутим контуром: Використовує деякі відгуки для виправлення помилок; середній варіант за ціною та точністю.

Система керування замкнутим циклом: Розширена система з повним зворотним зв'язком, забезпечує високу точність і мінімальну похибку.

Типи верстатів з ЧПК за рухомим слідом

Різні верстати з ЧПК розроблені для виконання певних шляхів:

Контроль точки: Керує початковою та кінцевою точками траєкторії, зосередження на позиціонуванні, а не на шляху.

Лінійний контроль: Забезпечує лінійний рух між точками, зазвичай використовується для операцій свердління та нарізання.

Контурний контроль: Безперервно контролює траєкторію інструменту, дозволяє створювати вигнуті або контурні поверхні.

Як вибрати найкращий тип верстата з ЧПК?

При виборі правильного верстату з ЧПК для вашого бізнесу, необхідно враховувати кілька факторів. Ідеальна машина залежить від характеру вашого бізнесу, тип продукції, яку ви виробляєте, і масштаб виробництва. Ось основні міркування щодо вибору верстата з ЧПК:

Тип бізнесу

Тип бізнесу, яким ви керуєте, значно звузить ваш вибір. Для невеликого цеху ЧПУ, може бути достатньо кількох фрезерів з ЧПК. Навпаки, великомасштабна виробнича операція може вимагати більшого, більш універсальні багатофункціональні верстати з ЧПК.

Наявність запчастин

Верстати з ЧПУ, як і будь-яке інше обладнання, може зношуватися або ламатися. Важливо вибрати марку чи модель, яку ваші майстри зможуть легко відремонтувати, з доступними запчастинами. Наявність запчастин безпосередньо впливає на час простою та швидкість відновлення виробництва.

Вимоги до продукту

Конкретний верстат з ЧПК, який вам потрібен, багато в чому залежить від складності продукції, яку ви виготовляєте. Для простих виробів може знадобитися лише токарний верстат з ЧПК або 3-осьовий фрезерний верстат. Однак, для більш складних предметів, 5-осьовий верстат з ЧПК, який може виконувати кілька операцій в одній установці, був би ефективнішим. Спеціалізовані машини, наприклад, швейцарські токарні верстати, ідеально підходять для виробництва великих обсягів невеликих, складні циліндричні деталі.

Вимоги до живлення

Верстати з ЧПК зазвичай споживають багато енергії, для ефективної роботи часто потрібна трифазна мережа. Дуже важливо переконатися, що ваше підприємство може забезпечити необхідну потужність для будь-якого нового обладнання з ЧПК. Ви також повинні оцінити поточне споживання електроенергії, щоб уникнути перевищення потужності джерела живлення під час додавання нових машин.

Матеріал для обробки

Матеріал, який ви плануєте обробити, є критичним фактором. Верстати повинні бути достатньо міцними, щоб точно фрезерувати тверді сплави. З іншого боку, м’які матеріали, такі як м’яка сталь, можуть потребувати лише точних машин, здатних підтримувати необхідні допуски.

Враховуючи ці фактори, ви можете вибрати верстат з ЧПК, який найкраще відповідає вашим виробничим потребам і вимогам бізнесу.

Це: Обробка з ЧПК для кожного проекту з ЧПК

DEZE пропонує комплексні послуги обробки з ЧПК, щоб задовольнити всі ваші потреби, від фрезерування та токарної обробки до вдосконаленої багатоосьової обробки. Ми тісно співпрацюємо з клієнтами, щоб постачати високоточні деталі з різною обробкою поверхні та високоякісними матеріалами.

Так навіщо чекати? Зв’яжіться з нами сьогодні, щоб ми могли розпочати роботу над вашими проектами з ЧПУ.

Посилання на вміст：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/