ЧПУ — что это такое?

При проектировании современного промышленного оборудования и технологических линий особое внимание уделяется таким параметрам как производительность, точность изготовления продукции, ее стабильно высокое качество. За счет оснащения станков ЧПУ (числовым программным управлением) это сделать можно практически всегда.

Система ЧПУ подразумевает компьютеризированное автоматическое управления всеми рабочими процессами, выполняемыми оборудованием. Основной используемый язык программирования – G-code. С его помощью обеспечивается контроль движения исполнительных механизмов, обеспечивающих производство изделий заданной конфигурации.

С использованием станка ЧПУ (расшифровка аббревиатуры – числовое программное управление) выполняются операции любой сложности. В рамках ПО (программного обеспечения) в процессе производства применяют CAD- для создания 3D-дизайна объекта и CAM-программирование для виртуального трехмерного моделирования.

В результате оснащения предприятия станками с ЧПУ появляется возможность в разы увеличить производительность, обеспечить выпуск продукции фактические параметры которой полностью соответствуют расчетным, полученным при проектировании. Для повышения рентабельности предприятия важно грамотное планирование машинного времени. В отношении станков ЧПУ эту задачу решить проще всего.

Основные типы станков с ЧПУ

Станки с числовым управлением ЧПУ принято классифицировать в зависимости от способа обработки заготовок. Среди основных категорий такой техники особенно широко применяются на производственных предприятиях следующие виды станков:

• токарные, использующие в работе технологию вращения заготовки в противоположном направлении по отношению к головке бура;
• сверлильные, выполняющие операции за счет перемещения исполнительного инструмента и его вращения;
• фрезерные, обеспечивающие выполнение операций за счет использования режущих инструментов, удаляющих с поверхности заготовки запланированный объем материала;
• химические и электрические, воздействующие на заготовку ультразвуком, электронно-лучевым, фотохимическим, EDM-методом.
• лазерные и плазменные резаки, предназначенные для точной резки материалов с использованием лазерного луча или плазменной дуги. Они используются для резки металла, пластика, стекла и других материалов. Эти станки нашли широкое применение в производстве рекламных вывесок, деталей для строительства и многих других областях.

Также принято разделять оборудование по уровню автоматизации систем управления: станки с ЧПУ при обработке заготовок могут использовать координатную, позиционную, контурную схему. Если предполагается выполнение большого количества операций, выбирают модель, в которой комбинируется несколько принципов. При серийном производстве однотипных деталей используется циклическая система.

Основные компоненты станков с ЧПУ

Основу конструкции станков ЧПУ с числовым управлением составляет корпус, состоящий из станины, рабочего стола, механизмов подачи, исполнительных инструментов. Также в нее входят приводные механизмы (серводвигатели и моторы с шаговым принципом работы), обеспечивающие возможность выполнения поступающих команд. Система управления предусматривает включение в состав станка контроллера, группы линейных и вращающихся датчиков, используемых в работе агрегата для определения положения исполнительных механизмов.

Принцип работы станка с ЧПУ

Основу автоматической управляющей системы оборудованием составляет контроллер с соответствующим программным обеспечением. Устройство считывает исходные данные, заложенные в настройках станка ЧПУ и согласно полученным параметрам выстраивает направление и координаты, по которым будет перемещаться инструмент.

При этом возможно движение рабочего инструмента по поворотному или линейному принципу, допускается использование при выполнении технологических операций нескольких осей перемещения. У современных лазерных резаков их количество может доходить до 5, у роботов-манипуляторов этот показатель может быть выше.

Исходя из расшифровки аббревиатуры ЧПУ это оборудование предусматривает процесс программирования каждой выполняемой операции. Определяющее значение для характеристик оборудования имеет скорость, с которой контроллер способен обрабатывать входящие сигналы и передавать драйверам данные для дальнейшего управления рабочими органами.

Сферы применения

Оборудование с числовой системой управления широко применяется на предприятиях, работа которых связана с обработкой материалов. Особенно часто управляются компьютером лазерные станки. С помощью устройств ЧПУ сложные конфигурации, геометрические формы изделий выполняются с высокой точностью.

Оборудование применяют при изготовлении рекламной продукции, сувениров, нанесении маркировки, художественных изображений на изделия. Активно используются в машиностроении токарные станки с ЧПУ, это техническое решение позволяет обеспечить точность при изготовлении деталей узлов и механизмов.

Предприятия по изготовлению мебели, электрооборудования, медицинской техники оснащают производство техникой с программным обеспечением и компьютеризированной системой управления. Основным аргументом в пользу установки станка с ЧПУ, в том что такой агрегат позволяет гарантировать точность и отсутствие дефектов при изготовлении стандартных конструкций или уникальных по форме и характеристикам деталей.

Преимущества систем с ЧПУ

При оснащении современных предприятий устройства с ЧПУ уверенно замещают традиционные модификации станков без сложного программного компьютерного управления. Даже учитывая, что подобное переоснащение требует существенных вложений, практика доказала техническую и экономическую эффективность такого решения.

Автоматизация производственных процессов позволяет свести к минимуму влияние человеческого фактора на работу техники. Участие специалиста сводится к настройке станка программного и аппаратного комплекса оборудования и последующему контролю выполняемых операций в соответствии с заданной программой.

Специалисты по эксплуатации отмечают, что такой ЧПУ-агрегат изготавливает сложные детали со стабильно высокой производительностью и точностью, независимо от их параметров. Отсутствие брака, универсальность станков обеспечивает возможность снижения производственных затрат, что в итоге положительно сказывается на рентабельности всего производства.