Дерево

ЧПУ по дереву

Дерево — самый распространённый природный материал. Его используют как в строительстве, так и в мебельной индустрии. Это материал природного происхождения, поэтому его структура обладает уникальными свойствами, за которые дерево высоко ценится. Из древесины изготавливают огромный спектр продукции.

Обработка дерева осуществляется методом фрезерования на специализированном оборудовании.

Фрезерные станки с ЧПУ. Резьба по дереву на станках с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ выполняют работу в автоматическом режиме. И делают это с той точностью, которой никогда не достигнет человек. Это обусловлено использованием программного модуля ЧПУ, который обрабатывает математические модели. Оборудование выполняет программу, заданную оператором. По этой причине фрезерные станки с ЧПУ используют в массовом производстве. Ещё одной причиной является оперативность и точность работы станков с ЧПУ, которая позволяет в короткие сроки получать готовые изделия.

Этапы работы фрезерного станка с ЧПУ по дереву

Работа фрезерного станка с ЧПУ по дереву включает в себя несколько этапов. На первом этапе осуществляется нарезка заготовок. Если заготовка подобрана по размеру, фрезерный станок с ЧПУ переходит ко второму этапу. На этом этапе материалу придаётся необходимая форма. На этом этапе оборудование убирает основную массу древесины, поэтому оператор должен следить за образованием пыли и оперативно убирать образовавшуюся стружку.

Фреза проходит один или два захода в зависимости от твёрдости древесины. На следующем этапе фрезерный станок с ЧПУ по дереву наносит канавки, скосы и элементы декора — это этап глубокой обработки. Последний этап является дополнительным. Оборудование обрабатывает поверхность, придавая ему гладкость.

При наличии в модели декоративных элементов, может потребоваться дополнительный этап для нанесения гравировки. Исходные данные модели изделия задаются в графическом файле, загружаемом в ЧПУ. 

Увидеть то, как работает фрезерный станок с ЧПУ по дереву — видео представлено ниже. Все видео являются уникальными и принадлежат компании ©Станки-НН. Больше видео тут. 

Смотреть каталог

Перейти обратно в раздел

Аббревиатура ЧПУ уже много десятилетий используется среди производственников в повседневных рабочих диалогах как обычный технический термин и не вызывает никакого интереса, так как фактически им всем известно, что она означает и о чем идет речь. Однако обычному обывателю, случайно вступившему в такие разговоры, расшифровка «ЧПУ» может оказаться недоступной, а собеседники наверняка не станут уточнять свою терминологию, или усмехнутся в ответ на некорректный вопрос.

Что такое ЧПУ

Все когда-нибудь слышали словосочетания: «станок ЧПУ», «оператор ЧПУ», «ЧПУ фрезерный», «программы для ЧПУ», «коды ЧПУ». Естественно многих заинтересовал вопрос, что такое ЧПУ. Итак! Дословно аббревиатура ЧПУ означает Числовое Программное Управление. Однако полностью уловить суть трех слов будет легче, если разобрать каждое из них по отдельности.

Управление – означает, что на какой-то замысловатый механизм (станок) будут подаваться команды, которые тот будет выполнять с заданной точностью. Например, переместить фрезеровальный узел на какое-то расстояние влево, вправо, вперед, назад, вверх, вниз, или наклонить на определенный угол, включить или выключить его. Параметры действий тех или иных узлов и агрегатов станка задаются с помощью Чисел. Для выполнения нескольких последовательных команд числа объединяют в специальные алгоритмы – Программы, которые вводятся в память блока управления станка. То есть, расшифровка ЧПУ означает станок или агрегат, который работает под Управлением Числовых Программ.

Сферы использования станков с ЧПУ

В настоящее время фактически во всех сферах промышленности используются станки с числовым программным управлением. Ни один машиностроительный завод не обходится без использования современного высокотехнологичного оборудования для изготовления сложных деталей из металла, пластика и прочих материалов. В легкой промышленности широко используются станки с ЧПУ для выкройки материи, кожи. В строительстве их используют для изготовления панелей сборных щитовых домов.

В мебельной промышленности фрезерный станок с ЧПУ позволяет добиться изумительных результатов при изготовлении мебельных фасадов из МДФ, пластика, массива дерева для кухни, гостиной или спальни. Многие ювелиры, для изготовления украшений из благородных металлов, используют гравировальные станки с ЧПУ. ЧПУ можно встретить в любом офисе. По его принципу работает принтер или факс.

Основные принципы работы с ЧПУ

Чтобы получить готовое изделие с использованием станка с ЧПУ необходимо произвести несколько подготовительных операций. На первом этапе по заранее подготовленным чертежам в специальных компьютерных программах создается модель изделия в 2D или 3D формате. Затем программе задаются параметры рабочего инструмента (резца, фрезы, лазера) и компьютер производит расчет траекторий движения инструмента. После выбора оптимальной траектории, полученные векторы переводятся в буквенно-цифровой код – Управляющую Программу, понятную для конкретной модели станка с ЧПУ. Происходит как бы расшифровка ЧПУ кодов на понятный машиной язык.

Управляющая программа вводится в операционную память процессора станка с ЧПУ. После ее запуска процессор в определенном порядке отдает команды силовым узлам и агрегатам на выполнение тех или иных операций для смены позиции обрабатываемой заготовки или режущего инструмента.

Программное обеспечение для станков с ЧПУ

Конечно, последовательность действий станка можно задать вручную, вводя с пульта управления координаты позиционирования инструмента относительно заготовки.

Резьба по дереву ЧПУ

Это легко сделать, если работать с несложными изделиями или требуется выполнить достаточно простые операции. Однако современный рынок требует все более сложные изделия, изготовить которые достаточно проблематично без использования компьютера и графических программ.

Ни один инженерно-технический отдел современного промышленного предприятия не обходится без набора специальных программ для работы с чертежами и графическими моделями изделий. Для работы на станках с ЧПУ разработана целая серия программного обеспечения. Например, в мебельном производстве наибольшую популярность получили программы «Type3» и «ArtCAM». С их помощью достаточно просто создать графическую модель заготовки и, тут же, создать векторы направления и параметры работы обрабатывающего инструмента.

С другой стороны, по заранее заготовленным эскизам можно создать 3D модель изделия, и задав параметры обработки, получить готовую управляющую программу для обработки заготовки на станке с ЧПУ. Если же вдруг возникли трудности с работой со сложными графическими рельефами, производители программного обеспечения предлагают широкий набор готовых решений от векторов до объемных моделей. В заключении хочется отметить, что работа на станках с ЧПУ требует высокой квалификации, широких познаний в электронике, механике и вычислительной технике и требует углубленного изучения. Однако цель данной статьи объяснить, что обозначает расшифровка ЧПУ, а прочие интересующие подробности можно легко найти на многочисленных ресурсах интернета.

Системы управления ЧПУ (УЧПУ) позволяют задать программу работы станка в виде ряда чисел и букв, которыми кодируют технологические команды и команды на перемещение рабочих органов. Программа работы станка может быть записана на различных программоносителях.

На перфолентах каждая технологическая команда или числовая информация кодируется определенной комбинацией отверстий в одной или нескольких строках программоносителя. Для считывания такой информации обычно используются считывающие устройства с фотоэлементами. Свет попадает через отверстие на фотоэлемент, в результате чего на его выходе появляется импульс тока. Высокое быстродействие фотоэлектрического считывающего устройства позволяет считывать информацию во время движения программоносителя со скоростью до 1000 строк в секунду.

Для подачи команды на считывание в определенный момент, когда место пробивки кодирующих отверстий находится над соответствующими фотоэлементами, служит синхронизирующая дорожка, в которой отверстие пробивается в каждой строке. Прочитанные строчки одного кадра управляющей программы заносятся в запоминающее устройство УЧПУ; команды, записанные в кадре, расшифровываются и исполняются рабочими органами станка. Отрабатывая управляющие команды одного кадра за другим, станок без участия рабочего производит обработку заготовки по программе.

Устройства ЧПУ

Устройства ЧПУ на базе микро-ЭВМ позволяют вводить программу и корректировать ее, используя клавиатуру на пульте управления станком. В памяти ЭВМ может храниться несколько программ, что упрощает переналадку станка. Таким образом, станок с ЧПУ работает по полуавтоматическому циклу. После того как станок настроен на обработку заданной детали, рабочий только устанавливает заготовки и снимает со станка обработанные детали, а также наблюдает за работой станка, получением размеров с заданной точностью и в случае необходимости поднастраивает инструмент с помощью соответствующего корректора.

Переналадка станка на обработку другой детали проста и занимает немного времени. Для этого вводят в систему управления станком новую управляющую программу, переналаживают или меняют установочно-зажимное приспособление и устанавливают соответствующий комплект инструментов.

Как выбрать фрезерный станок (фрезер) с ЧПУ по дереву своими руками

Таким образом, наряду с автоматизацией цикла обработки станок сохраняет гибкость универсального станка с ручным управлением. Вместе с тем станок с ЧПУ гораздо производительнее этого станка. Автоматическое изменение величины и направления рабочей подачи, быстрое изменение частоты вращения шпинделя, смена инструмента, высокая скорость (до 10 мин) холостых перемещений — все эти действия производятся по командам, записанным в управляющей программе, что позволяет существенно сократить вспомогательное время на их выполнение.

Высокая точность движения инструмента по запрограммированной траектории исключает надобность в пробных заходах с последующим измерением получаемых размеров и корректировкой положения резца. Принцип действия УЧПУ рассмотрим на примере двух систем. В шагово-импульсной системе ЧПУ записанное в виде комбинации отверстий на перфоленте число преобразуется интерполятором пульта управления станка в непрерывную последовательность электрических импульсов. Каждый импульс заставляет ротор шагового (дискретного) двигателя повернуться на небольшой угол. Выходной вал шагового двигателя через гидроусилитель крутящего момента поворачивает на этот же угол ходовой винт, в результате чего рабочий орган станка перемещается по направляющим станины на величину, называемую дискретностью.

Результирующая величина перемещения рабочего органа определяется числом, закодированным на перфоленте, так как интерполятор, размещенный в пульте управления  станка, преобразует это число в непрерывную последовательность электрических импульсов, равномерно следующих один за другим. Число импульсов на выходе интерполятора соответствует закодированному на перфоленте числу. Таким образом, величина перемещения рабочего органа станка равна числу импульсов, умноженному на цену одного импульса. Например, если на перфоленте закодировать число 13500, то при цене одного импульса, равной 0,01 мм, рабочий орган переместится на 135 мм.

Так как управляющие электрические импульсы следуют один за другим с высокой частотой, то пульсирующее вращение ротора шагового двигателя становится почти равномерным с частотой вращения, определяемой частотой следования управляющих импульсов от пульта управления. Следовательно, скорость движения рабочего органа (рабочий, или вспомогательный ход) зависит от частоты управляющих импульсов. Например, при частоте управляющих импульсов 300 и дискретности импульса 0,01 мм подача составит 300X0,01X60=180 мм/мин. Частота импульсов задается интерполятором пульта управления в соответствии с кодом подачи на перфоленте УП.

Небольшие размеры шагового двигателя, обусловленные требованием минимальной инерционности его ротора, не позволяют получить на выходном валу требуемый для механизма подачи крутящий момент, поэтому между шаговым двигателем и винтом механизма подачи станка встроен гидроусилитель крутящего момента 4, образующий вместе с шаговым двигателем электрогидравлический шаговый привод подачи станка.

С появлением низкоскоростных электрических двигателей на постоянных магнитах, обладающих широким диапазоном регулирования частоты вращения, большим крутящим моментом и высокой перегрузочной способностью, следящий привод подач практически вытеснил в современных станках шагово-импульсный.

Записанное на программоносителе число импульсов преобразуется интерполятором устройства ЧПУ 2 в непрерывную последовательность импульсов, которая направляется в реверсивный счетчик. Счетчик суммирует импульсы, поступившие на его первый вход. Наличие в счетчике определенного числа вызывает появление на выходе устройства управления соответствующего напряжения, пропорционального числу импульсов. Это напряжение управляет частотой вращения двигателя, который через редуктор и передачу винт-гайка перемещает рабочий орган станка.

Датчик обратной связи выполнен на фотоэлементах. При движении рабочего органа подвижная линейка, связанная с ним непрозрачными участками, периодически перекрывает светлые участки шкалы измерительной линейки, в результате чего при движении рабочего органа фотоэлемент датчика обратной связи посылает в систему управления на второй вход реверсивного счетчика импульсы, которые вычитаются из суммы импульсов, находящихся в счетчике. В результате работы системы управления устанавливается равновесие между количеством вновь поступающих от устройства управления управляющих импульсов и импульсов обратной связи, что соответствует движению рабочего органа с запрограммированной скоростью.

Аналогичный принцип работы использован в импульсно-фазовой системе ЧПУ, где в качестве датчика обратной связи используется, как правило, индуктосин — линейный индуктивный датчик с точностью отсчета перемещений 0,02—0,03 мм.

Похожие статьи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *