Компьютерное числовое управление (ЧПУ) — это автоматизированное управление обрабатывающими инструментами с помощью программного обеспечения, встроенного в микрокомпьютер, подключенный к станку. G-код является наиболее широко используемым языком программирования в ЧПУ.
Содержание
Определения и понятия
Компоненты
Особенности
Приложения
Тенденции
Словарь терминов
Определения и понятия
ЧПУ (числовое управление)
ЧПУ — это форма программируемой технологии, которая использует цифровые сигналы для автоматического управления объектами (например, положением и движением станков).
Технология ЧПУ
Технология ЧПУ относится к технологии автоматизированного управления, которая использует цифры, буквы и символы для программирования определенных рабочих процессов.
Система ЧПУ
Система ЧПУ относится к органически интегрированной системе программно-аппаратных модулей, реализующих функции технологии ЧПУ. Является носителем технологии ЧПУ.
Система ЧПУ (компьютерная система числового управления)
Система ЧПУ (компьютерного числового управления) относится к системе числового управления, в основе которой лежит компьютер.
Станок с ЧПУ
Станок с ЧПУ относится к машине, которая использует технологию числового компьютерного управления для управления процессом обработки, например, токарный станок, маршрутизатор, шлифовальный станок и т. д. или станок, оснащенный системой ЧПУ.
NC
Числовое управление (ЧПУ) позволяет оператору общаться со станками с помощью чисел и символов.
ЧПУ
CNC расшифровывается как Computer Numerical Control, который внес огромные изменения в обрабатывающую промышленность. Новые станки с ЧПУ позволяют промышленности стабильно производить детали с точностью, о которой раньше можно было только мечтать. Части могут быть воспроизведены одинаково с одинаковой степенью точности любое количество раз, если программа была правильно написана и компьютер правильно запрограммирован. Операционные команды, управляющие станком, выполняются автоматически с удивительной скоростью, точностью, эффективностью и повторяемостью.
CNC-обработка — это компьютеризированный производственный процесс. Машина подключена к компьютеру, который сообщает ей, куда двигаться и с какой скоростью. Во-первых, оператор должен использовать программное обеспечение для рисования форм и создания траектории инструмента, по которой будет следовать машина.
Постоянно растущее использование в промышленности создало потребность в персонале, обученном подготовке программ, которые управляют станками для производства деталей требуемой формы и точности. Авторы подготовили это руководство с учетом этого, чтобы раскрыть тайну ЧПУ, используя логическую последовательность и простой язык, понятный каждому. Как подготовить программу объясняется шаг за шагом, с практическими примерами, чтобы помочь пользователю.
Компоненты
Технология ЧПУ состоит из трех основных элементов, а именно станины станка, системы и периферийных устройств.
В комплект рамы станка входят станина, колонна, направляющая, рабочий стол и другие вспомогательные детали, такие как держатель инструмента и магазин инструментов.
Система числового управления состоит из оборудования ввода/вывода, устройства числового программного управления, программируемого логического управления (ПЛК), устройства сервопривода шпинделя, устройства сервопривода подачи и измерительного устройства. Среди них блок управления станком (MCU) является ядром системы числового программного управления.
К периферийным технологиям относятся инструмент (инструментальная система), технология программирования и управления.
Особенности
Высокая точность
Станки с ЧПУ представляют собой высокоинтегрированные мехатронные изделия, состоящие из прецизионного оборудования и систем автоматического управления. Они имеют высокую точность позиционирования и повторяемость позиционирования. Система передачи и структура чрезвычайно жесткие и стабильные, чтобы уменьшить количество ошибок. Следовательно, станки с ЧПУ имеют более высокую точность обработки, особенно в части согласованности деталей, изготовленных одной партией. В результате качество продукции остается стабильным, а скорость прохода высокой, что является значительным улучшением по сравнению с обычными станками.
Высокая эффективность
Станки с ЧПУ Может последовательно резать большое количество материалов, что эффективно экономит время обработки. Они также обладают автоматическим изменением скорости, сменой инструмента и несколькими другими автоматизированными операционными функциями, которые значительно сокращают вспомогательное время. После формирования стабильного технологического процесса отпадает необходимость в межпроцессном контроле или измерении. Поэтому производительность станков с ЧПУ в 3-4 раза выше, чем у обычных станков, а иногда и больше.
Высокая адаптивность
Станки с ЧПУ выполняют автоматическую обработку в соответствии с программой обрабатываемой детали. При изменении объекта обработки нет необходимости использовать специальное технологическое оборудование, такое как шаблоны и шаблоны, поскольку программа была изменена. Это помогает сократить цикл подготовки производства и способствует замене продукта.
Высокая обрабатываемость
Некоторые механические детали со сложными кривыми и искривленными поверхностями трудно или даже невозможно выполнить с помощью обычных ручных методов, но станки с ЧПУ могут легко выполнять такие задачи, используя многокоординатную связь осей.
Высокая экономическая ценность
Обрабатывающие центры с ЧПУ обычно используются для массового производства с использованием многоцелевого станка. Большинство деталей можно обрабатывать с помощью одной зажимной системы, что заменяет несколько обычных станков. Это уменьшает ошибки зажима и экономит транспортировку, измерение и зажим между процессами, а также уменьшает количество различных станков и площадь станка, что приносит экономические выгоды.
Приложения
С точки зрения применения технологий и оборудования с ЧПУ во всем мире, его основные области применения следующие:
Обрабатывающая промышленность
Машиностроительная промышленность первой применила технологию ЧПУ и отвечает за поставку передового оборудования для различных отраслей промышленности страны. Он в основном применяется при разработке и производстве пятиосевых вертикальных обрабатывающих центров для современной военной техники, других пятиосевых обрабатывающих центров, крупномасштабных пятиосевых портальных фрезерных станков и станков с ЧПУ для гибких линий по производству двигателей, коробок передач и коленчатых валов. в автомобильной промышленности. Технология ЧПУ также используется в высокоскоростных обрабатывающих центрах, сварочных, сборочных, покрасочных роботах, машинах для лазерной сварки пластин, станках для лазерной резки, высокоскоростных пятикоординатных обрабатывающих центрах, которые обрабатывают винты, двигатели, генераторы и детали лопаток турбины. авиационная, морская и энергетическая промышленность, сверхмощные токарно-фрезерные комплексные обрабатывающие центры и др.
Информационная индустрия
В информационной индустрии, от компьютеров до сетей, мобильной связи, телеметрии, пультов дистанционного управления и другого оборудования, необходимо внедрять производственное оборудование на основе сверхточных технологий и нанотехнологий. К ним относятся машины для соединения проводов для производства микросхем, машины для литографии пластин и т. д. Управление всеми этими машинами осуществляется с помощью технологии ЧПУ.
Промышленность медицинского оборудования
В индустрии медицинских товаров несколько современных медицинских диагностических и лечебных аппаратов теперь используют технологию ЧПУ, например, диагностические инструменты КТ, машины для лечения всего тела и минимально инвазивные хирургические роботы с визуальным управлением. Он также используется в ортодонтии и реставрации зубов.
Военная техника
Значительное количество современной военной техники использует технологию сервоуправления движением, в том числе автоматическое наведение артиллерийских орудий, радиолокационное слежение и автоматическое слежение за ракетами.
Другие отрасли
В светотехнической промышленности, полиграфическом, текстильном, упаковочном и деревообрабатывающем оборудовании используется многоосевое сервоуправление. Промышленность строительных материалов использует станки для гидроабразивной резки с ЧПУ для обработки камня и станки для гравировки стекла с ЧПУ для обработки стекла. Матрасы Simmons изготавливаются на швейных машинах с ЧПУ, а вышивальные машины с ЧПУ используются при обработке одежды. В художественной индустрии все большее количество ремесел и произведений искусства производится с использованием высокопроизводительных 5-осевой ЧПУ машины.
Применение технологии ЧПУ не только вносит революционные изменения в традиционные отрасли производства, делая их символами индустриализации, но и благодаря постоянно расширяющемуся применению, оно оказало большое влияние на несколько важных национальных отраслей. Это влияет как на экономику, так и на средства к существованию людей (ИТ, автомобили и т. д.). Он играет все более важную роль в других отраслях, поскольку цифровизация оборудования, необходимого для этих отраслей, стала основным современным трендом развития.
Тенденции
В настоящее время станки с ЧПУ демонстрируют следующие тенденции развития:
Высокая скорость и высокая точность
Высокая скорость и точность — вечные стремления разработчиков станков. Благодаря недавнему стремительному развитию науки и техники запасные части для электромеханических изделий быстро требуются в большом количестве. Точность и качество поверхности обработки деталей также становятся все выше и выше. Чтобы удовлетворить потребности этого сложного и изменчивого рынка, современные станки совершенствуются в направлении высокоскоростной резки, сухой резки и квазисухой резки, а точность обработки постоянно улучшается. Кроме того, использование электрических шпинделей и линейных двигателей, керамических шарикоподшипников, высокоточного полого внутреннего охлаждения с большим шагом, сильного охлаждения шариковой гайки, низкотемпературных высокоскоростных шарико-винтовых пар, пар линейных направляющих с шариковыми сепараторами и др. компоненты станков были внедрены очень успешно Запуск станка также способствовал развитию высокоскоростных прецизионных станков.
В станках с ЧПУ используется электрический шпиндель, который устраняет необходимость в традиционных ручных компонентах, таких как ремни, шкивы и шестерни, и, следовательно, значительно снижает инерцию вращения главного привода и улучшает скорость динамического отклика и точность работы шпинделя. Таким образом, устраняются традиционные проблемы с ремнями и шкивами, когда шпиндель работает на высокой скорости, такие как проблемы с вибрацией и шумом. Электрические шпиндели могут развивать скорость более 10000 об/мин. Линейный двигатель имеет высокую скорость привода, хорошие характеристики ускорения и торможения, а также отличную реакцию и точность следования.
Использование сервоприводов линейного двигателя устраняет промежуточное звено передачи с шарико-винтовой передачей и зазор передачи (включая люфт), инерция движения мала, жесткость системы хорошая, и ее можно точно позиционировать на высокой скорости, и все это значительно повысить точность сервопривода. Благодаря нулевому зазору во всех направлениях и очень низкому трению качения пара линейных направляющих качения испытывает незначительное тепловыделение. Он также обладает исключительно хорошей термической стабильностью, что повышает точность позиционирования и повторяемость всего процесса. Благодаря применению пары линейного двигателя и линейной роликовой направляющей скорость быстрого перемещения машины может быть увеличена с исходных 10–20 м/мин до 60–80 м/мин, а иногда даже до 120 м/мин.
Высокая надежность
Надежность – ключевой показатель качества станков с ЧПУ. Сможет ли машина сохранить свою высокую производительность, точность, эффективность и другие преимущества, зависит от ее надежности.
Конструкции станков с ЧПУ с CAD и модульным структурным проектированием
С популяризацией и развитием компьютерных приложений и программного обеспечения технология САПР также получила широкое развитие. САПР заменяет утомительную ручную работу по рисованию и, что наиболее важно, может выполнять выбор схемы проектирования, анализ статических и динамических характеристик, расчеты и прогнозирование. Он также может оптимизировать конструкцию целых крупногабаритных машин и проводить динамическое моделирование каждой рабочей части. Благодаря модульности 3D-геометрическая модель и фактический цвет продукта видны на протяжении всего этапа проектирования. Использование САПР также может значительно повысить эффективность работы и показатели однократного успешного проектирования, тем самым сокращая цикл пробного производства, снижая затраты на проектирование и повышая конкурентоспособность на рынке. Кроме того, модульная конструкция компонентов станков сокращает количество повторяющихся операций, а также позволяет быстро реагировать на потребности рынка и сокращать циклы разработки и проектирования продукции.
Функциональная рецептура
Целью функционального компаундирования является дальнейшее повышение эффективности производства станков и минимизация вспомогательного времени, не связанного с обработкой. Благодаря объединению функций диапазон использования станка может быть расширен, эффективность может быть повышена, и может быть реализована многоцелевая, многофункциональная машина. Станки с ЧПУ могут выполнять токарные, шлифовальные и фрезерные функции. Станкостроительный завод Baoji успешно разработал токарно-фрезерный составной центр CX25Y с ЧПУ, который одновременно имеет оси X и Z, а также оси C и Y. Плоское фрезерование и обработка смещенных отверстий и канавок могут выполняться с помощью осей C и Y.
Станок также оснащен мощным подручником и противошпинделем. Вспомогательный шпиндель имеет встроенную структуру электрического шпинделя, а синхронизация скорости основного и вспомогательного шпинделя может быть реализована напрямую через систему числового управления. Кроме того, заготовка станка может выполнять всю обработку за один зажим, что значительно повышает эффективность.
Интеллектуальный, сетевой, гибкий и интегрированный
Оборудование с ЧПУ обладает определенным интеллектом. Этот интеллект включает в себя все аспекты системы числового программного управления. Параметры процесса генерируются автоматически для повышения эффективности и качества обработки, например, для адаптивного управления процессом обработки. Также могут быть улучшены характеристики привода и такие связи, как управление с опережением, самоадаптирующаяся работа с параметрами двигателя, автоматическая идентификация нагрузки, автоматический выбор модели и самонастройка. Могут быть достигнуты упрощенное программирование и оперативный интеллект, такие как интеллектуальное автоматическое программирование и интеллектуальный человеко-машинный интерфейс. Интеллектуальная диагностика, мониторинг и другие аспекты облегчают диагностику и обслуживание системы.
Сетевое оборудование с числовым программным управлением в настоящее время является горячей точкой в разработке станков. Объединение в сеть оборудования с ЧПУ может удовлетворить потребности производственных линий, производственных систем и производственных предприятий в интеграции информации, а также является основой для разработки новых производственных моделей, таких как гибкое производство, виртуальные предприятия и глобальное производство.
Текущие станки с ЧПУ с разрабатываемыми гибкими системами автоматизации включают: точечные (автономные, обрабатывающие центры и станки для обработки композитных материалов), линейные (FMC, FMS, FTL, FML), поверхностные (независимый производственный остров в мастерской, FA) и корпусные ( CIMS, распределенная сетевая интегрированная производственная система).
Другой основной упор делается на применение и экономичность. Гибкая технология автоматизации является для обрабатывающей промышленности основным средством адаптации к динамичным требованиям рынка и быстрого обновления своей продукции. Его внимание сосредоточено на повышении надежности и практичности системы с простым подключением к сети и интеграцией в качестве основной цели, а также на усилении разработки и усовершенствовании технологии устройств. Автономные станки с ЧПУ развиваются в направлении высокой точности, высокой скорости и высокой гибкости. Станки с ЧПУ и составляющие их гибкие производственные системы можно легко подключить к CAD, CAM, CAPP и MTS для достижения интеграции информации. Сама сетевая система развивается с точки зрения открытости, интеграции и интеллекта.
Словарь терминов
ЧПУ: Компьютерное числовое управление.
G-Code: наиболее широко используемый язык программирования с числовым программным управлением (ЧПУ), который определяет точки осей, к которым будет перемещаться станок.
CAD: Системы автоматизированного проектирования.
CAM: Автоматическое производство.
сетка: минимальное перемещение или подача шпинделя. Шпиндель автоматически перемещается к следующей позиции сетки, когда кнопка переключается в непрерывном или пошаговом режиме.
ПЛТ (HPGL): Стандартный язык для печати векторных чертежей, поддерживаемый файлами САПР.
траектория: Определяемый пользователем закодированный маршрут, по которому следует фреза для обработки заготовки. «Карманная» траектория разрезает поверхность заготовки; траектория «профиль» или «контур» прорезает заготовку, чтобы отделить части различной формы.
Шаг вниз: Расстояние в направлении Z, на которое режущий инструмент погружается в материал.
Переступить: Максимальное расстояние в направлении X или Y, на которое режущий инструмент будет входить в контакт с необработанным материалом.
Шаговый двигатель: двигатель постоянного тока, который перемещается дискретными шагами, получая сигналы или «импульсы» в определенной последовательности, что обеспечивает очень точное позиционирование и управление скоростью.
Скорость вращения шпинделя: Скорость вращения режущего инструмента (об/мин).
Обычный разрез: Фреза вращается против направления подачи, что приводит к минимальной вибрации, но может привести к разрыву в некоторых породах дерева.
Вычитательный метод: Бит удаляет твердые куски сырья для создания форм (противоположность аддитивному методу).
Скорость подачи: скорость, с которой режущий инструмент проходит через заготовку.
Исходное положение (ноль станка): исходная точка по умолчанию на ЧПУ, устанавливаемая при запуске станка и определяемая физическими концевыми выключателями. Он не идентифицирует фактическое начало работы при обработке заготовки.
Восхождение: Подача материала в том же направлении, что и вращение резания. Нарезка внахлест предотвращает разрывы, но может привести к появлению следов вибрации при использовании сверла с прямыми канавками. Бит со спиральной канавкой уменьшит вибрацию.
Начало работы (рабочий ноль): Назначенная пользователем нулевая точка заготовки, от которой головка будет выполнять всю резку. Оси X, Y и Z установлены на ноль.
ЖК-дисплей: Жидкокристаллический дисплей (используется на контроллере).
У диска: Внешний жесткий диск для хранения данных в виде USB, который вставляется в интерфейс USB.
Источник из стильcnc.
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена stylecnc независимо от Alibaba.com. Alibaba.com не делает заявлений и не дает гарантий в отношении качества и надежности продавца и продукции.
