Виды станков с ЧПУ: полный гид по современному оборудованию

Станки с ЧПУ — основа современного производства, где точность, скорость и автоматизация играют решающую роль. С развитием технологий появилось множество разновидностей станков, начиная от фрезерных и заканчивая плазменными. В этой статье расскажем про особенности каждого вида станков, их преимущества, чтобы вы могли выбрать оптимальное решение для своего производства.

Как работает станок с ЧПУ

Станок с ЧПУ представляет собой оборудование, где действия задаются автоматически. В основе работы ЧПУ лежит микроконтроллер или промышленный компьютер, который получает и интерпретирует цифровой код, определяющий движения инструмента по заданной траектории.

Оператор разрабатывает чертеж детали в CAD-программе, затем CAM-система преобразует его в управляющий код. Станок начинает обработку, четко следуя алгоритму, в результате чего получается продукция высокого качества.

Область применения станков с ЧПУ

• Деревообработка: резьба, фрезеровка, изготовление мебели и декора.
• Реклама и сувениры: гравировка, раскрой пластика, акрила, фанеры.
• Авиа- и автомобилестроение: детали двигателей, кузовов, форм.
• Машиностроение: изготовление сложных металлических деталей.
• Ювелирное и художественное ремесло: создание форм, штампов, гравировка.
• Архитектура и макетирование: создание объемных моделей и прототипов.

Преимущества ЧПУ-станков

1. Высокая точность и повторяемость: минимизация брака.
2. Автоматизация производства: меньшее участие оператора.
3. Гибкость в работе: можно обрабатывать множество материалов.
4. Скорость, что особенно важно при серийном производстве.

Сравнение станков с ПУ и ЧПУ: основные различия

Критерий	Станки с ПУ	Станки с ЧПУ
Тип управления	Управление по заранее зашитой программе	Гибкое цифровое управление на основе G-кодов
Гибкость переналадки	Низкая: изменение алгоритма требует перепрограммирования контроллера	Высокая: достаточно изменить или загрузить новую управляющую программу
Среда программирования	Специальные платы или перфоленты	Современные CAD/CAM-системы
Редактирование программы	Практически невозможно без специального оборудования	Можно редактировать прямо на станке или ПК
Уровень автоматизации	Частичная автоматизация	Полная автоматизация с высокой точностью
Точность обработки	Средняя	Высокая (до 0,01 мм и выше)
Типы операций	Ограниченный набор (простые движения, циклы)	Широкий спектр (3D-гравировка, сложные контуры, многоосевая обработка)

По каким критериям выбирать станок

Здесь стоит учитывать задачу, которая перед вами стоит. Обратите внимание на:

• Материалы.
• Тип обработки: резка, фрезеровка, гравировка и др.
• Размер рабочего поля.
• Количество осей: бывает 3, 4 или 5 осей.
• Мощность шпинделя или лазера.
• Тип управления: автономное (через флешку) или через ПК.

Виды ЧПУ станков

Фрезерные ЧПУ станки

Необходимы для автоматизированной обработки материалов путём фрезеровки. Станки подходят для резов, выемок, сверления, 3D-гравировки. Они особенно популярны в производстве мебели, рекламной продукции, макетов и даже форм для литья.

Как работают

Чаще всего применяются станки с тремя осями: X, Y и Z. Но также существуют 4-х координатные фрезерные станки с дополнительной осью A. С помощью этой оси можно обрабатывать поверхность изделия со всех сторон. А некоторые модели имеют даже 5 осей. Такие станки способны одновременно обрабатывать заготовку по пяти координатам, включая поворот и наклон инструмента или самой детали.

Весь процесс управляется программой, заданной в формате G-кода, которая формирует точную траекторию движения инструмента.

Преимущества

1. Точность обработки до 0,01 мм.
2. Автоматизация: исключается влияние человеческого фактора, повышается стабильность качества.
3. Многофункциональность: фрезеровка, сверление, вырезание сложных форм, 3D-гравировка.
4. Экономия времени и ресурсов: сокращение количества ручного труда и производственных ошибок.
5. Серийное производство: станки одинаково точно воспроизводят детали.

В поисках мощного и универсального фрезерного станка? Тогда вам подойдет Elixmate SM 6090. Благодаря массивной конструкции (вес более 400 кг) и промышленной механике станок обеспечивает безупречное качество даже при работе с твёрдыми породами дерева и цветными металлами. Он подходит для 2D-раскроя, 3D-гравировки, создания рельефов и сложных изделий из дерева, фанеры, МДФ, пластика, а также алюминия, меди и латуни. Станок имеет позиционирование до 0,05 мм и мощность шпинделя 1500 Вт.

Лазерные ЧПУ станки

Лазерные станки подходят для резки и гравировки материалов. Они делятся на волоконные и CO2 лазеры. Первые подходят для резки и гравировки металлов, а вторые — для органических и некоторых других материалов: дерева, пластика, тканей и пр.

Как работают

У станка есть сфокусированный луч. Он направляется на заготовку и плавит материал в заданной точке. Перемещение лазера осуществляется по осям X, Y (в 2D-моделях) и Z в более продвинутых модификациях.

Управление процессом выполняется с помощью G-кодов — управляющей программы, которая создается в CAM-системе на основе чертежа, подготовленного в CAD-среде. Это позволяет автоматизировать весь цикл: от загрузки макета до финального изделия.

Некоторые модели поддерживают поворотную ось A, что открывает возможности для цилиндрической гравировки и резки объемных объектов.

Преимущества

1. Безупречная точность: благодаря лазерной технологии возможна резка с точностью до 0,01 мм.
2. Минимальное термическое воздействие: обработка происходит без физического контакта, что исключает деформацию и необходимость дополнительной механической доработки.
3. Многофункциональность: вырезание узоров и художественных элементов, гравировка, резка.

Если вам нужен лазерный станок, рекомендуем обратить внимание на Elixmate NG 6090 H. Он идеально подходит для производств, которым важны точность, надежность и универсальность оборудования. Станок оснащён лазерной трубкой Lasea f2 мощностью 80–90 Вт, что позволяет обрабатывать широкий спектр материалов: от текстиля и акрила до фанеры и МДФ. Благодаря продуманной конструкции, а именно ременной передаче 3M, направляющим PMI, редукторам и двигателям Nema 23 обеспечивается плавность хода, высокая точность до 0,05 мм и длительный срок службы.

Токарные ЧПУ станки

Подходят для создания валов, втулок, шкивов и других круглых, цилиндрических элементов.
Основные области применения станков: машиностроение, металлообработка, авиационная и космическая промышленность, производство медицинского оборудования, энергетика, электротехника и другие.

Как работают

В основе токарных станков лежит спиральная траектория. Резец снимает материал и формирует нужную деталь. При этом можно точно задать параметры, а станок будет следовать программе без ошибок.

Преимущества

1. Точность до 0,01 мм, за счёт можно изготавливать идентичные детали в больших партиях.
2. Скорость и автоматизация: станки выполняют несколько операций за один проход, включая обточку, расточку, сверление, нарезание резьбы и канавок.
3. Минимум человеческого фактора: снижается риск ошибки и повышается стабильность качества благодаря полностью программируемому процессу.
4. Гибкость в производстве: можно легко перейти от одной детали к другой, достаточно загрузить новую программу.

Плазменные ЧПУ станки

Плазменный станок режет металл с помощью плазменной дуги. Такие станки обеспечивают точную резку листового металла разной толщины.

Станки популярны во многих сферах, начиная от строительства и заканчивая машиностроением.

Как работают

В основе работы лежит создание плазменной дуги, которая плавит металл в месте реза, а струя сжатого газа выдувает расплавленный металл, формируя чистый срез.

Процесс управляется системой ЧПУ (обычно по осям X и Y, реже добавляется ось Z для регулировки высоты резака). Пользователь подготавливает чертёж в CAD-программе, передаёт его в CAM-систему, которая генерирует G-код. Далее всё выполняется автоматически по заданному маршруту.

Преимущества

1. Высокая скорость резки: плазменная дуга позволяет быстро обрабатывать даже толстый металл, значительно опережая механические методы резки.
2. Точность и качество среза: современные модели обеспечивают стабильную геометрию детали и аккуратную линию реза без сильного нагрева окружающего материала.
3. Обработка разнообразных видов металлов.
4. Автоматизация и стабильность: ЧПУ исключает ошибки, ускоряет серийное производство и снижает зависимость от человеческого фактора.

Станки для 3D-печати с ЧПУ

3D-принтер предназначен для послойного создания объектов из разных материалов по цифровой модели. Он сочетают точность ЧПУ-систем и технологии аддитивного производства. Они обеспечивают автоматическую печать изделий с детализацией и повторяемостью.

Станки используются в прототипировании, малосерийном производстве, медицине, архитектуре, образовании и даже в аэрокосмической отрасли.

Как работают

В основе работы лежит послойное формирование объекта на основе 3D-модели, которая загружается в систему управления. Материал подаётся через экструдер или лазерный источник и наносится по координатам X, Y и Z. Некоторые модели также имеют дополнительные оси, например, вращающуюся ось A, что расширяет возможности печати.

Процесс начинается с подготовки модели в CAD-программе, после чего файл экспортируется в формат STL и обрабатывается слайсером. Далее станок послойно «выращивает» объект по заданным параметрам.

Преимущества

1. Точность от 0,05 мм и выше, за счет чего можно создавать мелкие элементы с высокой степенью детализации.
2. Автоматизация производства: все этапы контролируются программно, это исключает ошибки и снижает влияние человеческого фактора.
3. Быстрое прототипирование: скорость перехода от идеи к физическому объекту позволяет быстро тестировать конструкции и вносить изменения без дорогостоящих форм.
4. Экономия ресурсов: минимум отходов, сокращение затрат на производство.

Многоцелевые обрабатывающие центры с ЧПУ

Многоцелевой обрабатывающий центр с числовым программным управлением представляет собой высокотехнологичное универсальное оборудование. Оно способно выполнять сразу несколько видов механической обработки в одном рабочем цикле: фрезеровку, сверление, нарезание резьбы и многое другое. Станки упрощают производственные процессы, а также сокращают количество переустановок заготовки.

Обрабатывающие центры с ЧПУ востребованы на машиностроительных предприятиях, в авиационной и автомобильной промышленности, при производстве оснастки, пресс-форм.

Как работают

Многоцелевой центр работает по осям X, Y, Z, а также дополнительным осям A, B или C. Это позволяет станку выполнять обработку деталей в нескольких плоскостях и под разными углами.

Центр оснащается автоматическим сменщиком инструментов (ATC) и может иметь несколько шпинделей. Управление полностью автоматизировано: от позиционирования детали до корректировки режимов обработки.

Преимущества

1. Максимальная точность: станки обеспечивают обработку с допуском до ±0,005 мм.
2. Универсальность: объединение токарных и фрезерных операций в одной установке сокращает количество переходов и минимизирует накопление ошибок.
3. Оптимизация процессов: автоматическая смена инструмента, датчики контроля инструмента и заготовки, адаптивные алгоритмы обработки.
4. Экономия места и ресурсов: один станок заменяет несколько единиц оборудования, снижая затраты на персонал, обслуживание и энергопотребление.
5. Ускорение производства: сокращение времени на подготовку, настройку и обработку повышает общую производительность и позволяет быстрее запускать новые изделия.