Якими бувають ЧПУ-верстати і як їх вибрати?

Якими бувають ЧПУ-верстати і як їх вибрати?

Верстати з ЧПУ - головний засіб верстатної масової обробки деталей. Воно є важливою складовою систем автоматичного проектування. Принцип створення ЧПУ - спрощення виробництва однотипних деталей.

Що це таке?

Верстат з ЧПУ - пристрій з числовим програмним управлінням. Його головна особливість - легке копіювання однотипних і одноідових деталей: записана в постійному запам'ятовуючому пристрої програма-образ, за якою виточуються і пиляються деталі із заготовок, що закладаються в робочу зону за допомогою механізму конвеєрної подачі. Верстати, оснащені лазерно-плазмовою гарматою, що виконує ідеально рівний розкрій первинних і вторинних заготовок, відрізняються високою пропускною здатністю. Трохи нижче їх за технологічним оснащенням стоять токарні і фрезерні верстати, що здійснюють нелазерну (за допомогою різаків) обточку, розпилювання і зневірювання (звірення) заготовок.


Подачею лазерного променя в конкретні лінії розкрою (або фрез, бурл, дисків та іншого) управляє не робочий-оператор, а програмний модуль. Розшифровка «ЧПУ» буквально означає числове програмне управління. Людський фактор тут зводиться лише до введення вихідних параметрів.

У сучасних верстатах з ЧПУ немає чого підключати зовнішній ПК або ноутбук - роль попереднього (керованого оператором) программатора, що визначає параметри, виконує бортовий мікрокомп'ютер, встановлений в захищеному від електричних перешкод відсіку верстата. Сучасні ППУ-верстати також можуть бути підключені до локальної серверної мережі (ЛСС) через LAN-інтерфейс і управлятися з будь-якого ПК на території підприємства, якому адміністратором мережі дозволений доступ до цього верстата, як це вже 20 років спрацьовує, наприклад, з мережевими принтерами і сканерами.

Пристрій ЧПУ-верстата такий, що технічна (електромеханічна) частина жорстко пов'язана з електронною (ЕБУ) і одночасно відокремлена від неї, рознесена з нею в обмеженому внутрішньому просторі агрегату. Однією з конструктивних особливостей ЧПУ-агрегату є екранування (захист) ЕБУ від перешкод, породжуваних електромеханічними ланцюгами в робочій зоні і зоні перемикання режимів роботи. Ці перешкоди можуть «збити» програму, тому бортовий одноплатний ПК не просто віддалений від електромеханіки (двигунів, датчиків), але і поміщений в захищену сталеву коробку, яка надійно заземлена і практично повністю виключить попадання статики і перешкод в ЦП та інші життєво важливі електронні органи управління ЧПУ-агрегату.

Види

Перевага домашнього міні-верстата в тому, що він є гідним рішенням для молодих фахівців, які почали освоювати ази роботи оператора машинного ЧПУ. Класифікуються верстати з ППУ за переліком виконуваних операцій і за характеристиками керуючої системи. Незважаючи на перше і оманливе враження новачка про те, що цей «монстр» занадто складний, на оволодіння основними прийомами роботи може піти від півгодини до декількох годин. Новачок досить швидко може скласти свій перший алгоритм обробки деталей, процесом виробництва яких він зацікавився. Наприклад, йому необхідно виготовити кріплення мотора-генератора на велосипед - на такому верстаті він швидко його накреслить, розкроїть і витравить.

За характером операцій

Верстати з ЧПУ можуть працювати по каменю, дереву і його похідним, по цвєтмету, сталі, пластику і композиту. Все визначається лише потужністю шпиндельного двигуна - в такому агрегаті він є головним рушійним функціональним вузлом. Друге значення для вибору оброблюваного матеріалу має довжина, діаметр, покриття сталевих фрез - наприклад, якщо станок фрезерний. Якщо ви маєте справу зі згорлильним верстатом, то його можливості і можливості фрезерного агрегату часто об'єднані. Роботу пільгового верстата виконує і фрезерний, а роботу сверлильного - токарний.

Такі верстати - багатоцільові: вони поєднують в собі можливості універсального (агрегат пиляє і виточує, розсверлює деталі в різних проекціях), настільного (важить не більше декількох десятків кілограмів, вміщується на верстаку з площею столішниці в 2 м2). Потужність шпиндельного приводу для обробки пластику і дерева, як правило, не перевищує декількох сотень ватів на годину, що споживаються від мережі. Для цветмета вже буде потрібна потужність до кіловата, а для сталей - в 1,5-2 кВт. Прив'язка до конкретних видів матеріалу в багатоцільовому верстаті часто відсутня. Відповідно, необхідно придбати фрези, бурла, коронки, пильно-розкроїчні диски з швидкоякісної сталі, а також з абразивом.


За видами обробки класифікація верстатів з ЧПУ передбачає горизонтальні (виконують розкрій деталей в їх положенні «ліжа») і вертикальні (навпаки, ці апарати працюють зі «стоячими» деталями, здійснюючи розрізання вгору і вниз) пристрої. Комбіновані агрегати виконують різання і згоріння деталей за всіма трьома площинами.

За параметрами системи керування

Керуюча система в верстатах з ЧПУ - звичайні «комп'ютерні» характеристики, як-то: кількість мегагерц кожного з ядер процесора, число його ядер, а також кількість мегабайт (або гігабайт) оперативної пам'яті (ОЗП, оперативного запам'ятовуючого пристрою). В якості накопичувача, як і в звичайних настільних ПК і ноутбуках, застосовується магнітооптичний накопичувач («жорсткий диск»), SSD (твердотельний «жорсткий диск») або пам'ять eMMC (як на одноплатних ноутбуках, планшетах і смартфонах, що виконують переважно офф

Однак ніяке «залізо» повністю не проявить себе, поки на ньому не встановлена керуюча програма. У сучасних портативних ЧПУ-верстатах використовується операційна система на базі програмно-графічного ядра Linux або Windows: з метою виробництва в пам'яті верстата «прошита» спеціальна «урізана» версія, створена виключно для роботи, а не наприклад, для повноцінного веб-серфінгу, запуску ігор або перегляду відео. На ньому ви зможете лише обробляти деталі, для всього іншого ж він недоступний.

Найкращі моделі

Модель 1325 - один з кращих верстатів з ЧПУ, створений як пристрій початкового рівня оволодіння навичками верстатного фахівця. Невеликий за витратами на обслуговування - відноситься до класу Start (для новачків). Виконує триосове гравіювання заготовок з дерева. Здатний нанести нескладні візерунки з двосторонньою симетрією. Спецпідготовка для новачка при роботі на такому пристрої не потрібна.

Робоча зона 130х250х200 см. Запускається від міжфазної напруги 380 вольт. Керується засобами системи Mach3, оснащений охолоджуваним шпиндельним механізмом, працює від керуючого інвертора, розвиває оборотистість до 24000 обертів щохвилини. Змащується при роботі вручну. Управляється на базі ПО Artcam, ріже МДФ і дерево, акрил та інші (включаючи композит) суто неметалеві матеріали.

Модель 2040 УВС з ЧПУ. Працює на основі ППУ з АТС. Є вбудований магазин різаків, який дозволяє з легкістю вибрати потрібний різак. Ріж, штробить неметалеві матеріали, нарізає в них канавки і штампує заготовки, фрезерує їх. Зміна інструментів - автоматична. Карусельно-фрезерна модель ATC CNC з робочою зоною в 200х400х20 см. Живиться від трифазної мережі. Шпіндель споживає від мережі потужність до 9 кВт, оснащений японськими сервоприводами на 11 кВт.

Побудований на основі Т-подібного вакуумного робочого столу, в робочу і зону механізмів автоматично вводиться мастила. Вакуумний насос видаляє стружку з робочої зони, допомагаючи цим підтримувати відносну чистоту робочого місця. Потужність вакуумного насоса - 3 кВт. Верстат годиться для обточки алюмінію.


Модель 1625 володіє робочою зоною площею 2х5 м. А також працює від трифазної мережі. Настільний апарат з характеристиками, аналогічними попередньому варіанту. Відмінність - в наявності осциляторного різака, що дозволяє розрізати шкіру і матерію. Фрези дозволяють працювати з алюмінієм і будь-якими неметалевими простими і складовими матеріалами. Точність розрізання - 10 мікрометрів. Є можливість продовжити гравіювання неметалів і алюмінію з місця переривання операції.

Інші моделі дозволяють працювати зі сталлю, бронзою, дюралем, проте їх потужність, габарити і оснащення обертаються як мінімум в кілька разів вищою вартістю, ніж три вищеописані моделі. Вони підтримують 5-осьовий (управління за 5 координатами) режим роботи. Найдорожчі апарати оснащені лазерною гарматою, що формує до сотень ватт потужності в точці діаметром менше 1 мм, що дозволяє різати сталь з найвищою точністю.

Пабліш Чарт