Все о станках с ЧПУ: назначение, преимущества, классификация

Станки с числовым программным управлением — это современное оборудование, которое обеспечивает высокую точность и автоматизацию производства в разных отраслях. Благодаря широкому выбору моделей, от фрезерных до токарных, они находят применение в мебельной, машиностроительной и даже медицинской сферах. В статье разберем, в чем особенности станков с ЧПУ, по какому принципу они работают, и какие виды наиболее популярные.

Что такое станок с ЧПУ

Станок с числовым программным обеспечением — это высокоточное автоматизированное оборудование, работающее по заданной цифровой программе. Такое устройство выполняет операции резки, фрезерования, сверления, гравировки и других видов обработки с минимальным участием оператора. При этом обеспечивает стабильное качество и точность даже при серийном производстве.

Станки ЧПУ следуют инструкции, записанной в виде числовых кодов. В ней есть параметры работы: скорость, траектория. ЧПУ повышает производительность и не зависит от человеческого фактора.

Как работают станки

Процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Программирование. Инженеры или операторы используют специальные программы CAD/CAM. Эти системы преобразуют чертежи или 3D-модели изделия в серию команд для станка.
2. Загрузка программы в память станка с помощью USB, Wi-Fi или других способов передачи.
3. Выполнение программы. Станок работает по заданной программе, например, фрезерует, сверлит или нарезает резьбу.
4. Контроль точности. В конце изделие проверяется на соответствие чертежу, при необходимости вносятся коррективы в программу.

Преимущества станков с ЧПУ

Станок с ЧПУ — про строгую дисциплину и никаких лишних движений. А еще они обладают следующими достоинствами:

1. Точность: станки ЧПУ имеют максимальную точность до долей миллиметра.
2. Автоматизация: вам нужно только загрузить программу. Здесь отсутствует фактор человеческой ошибки, поскольку станок работает по заранее написанному коду.
3. Экологичность: станки с ЧПУ имеют небольшое количество отходов, поскольку процесс обработки точно контролируется.
4. Экономия: действительно, станки с ЧПУ стоят недешево, но в долгосрочной перспективе это вложение в будущее. Связано это с более высокой скоростью и снижением средств на персонал.

Сфера применения станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ используются в следующих отраслях:

• Машиностроение: компоненты для автомобилей, тракторов, судов.
• Аэрокосмическая промышленность: детали для самолетов, космических аппаратов.
• Медицинская техника: изготовление протезов, имплантатов.
• Электроника: платы, корпуса.
• Деревообработка: мебель, двери, окна и другие деревянные конструкции.

Виды станков с ЧПУ

Существует несколько видов станков. Вот основные из них.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ — это устройства, которые имеют вращающийся инструмент (фрезу). Он обрабатывает материал и создает требуемую форму. Процесс можно представить как «шлифовку» и сверление поверхности материала, чтобы получить нужную форму.

Как работают

Фрезерный станок перемещает фризу по нескольким осям. В результате получается как простое фрезерование, так и сложная 3D-гравировка.

Где применяют

Больше всего фрезерные станки популярны в авиастроении и машиностроении.

Преимущества

• Работа с широким спектром материалов, включая металл, пластик, дерево.
• Многофункциональность. Можно выполнять несколько операций, например, фрезерование или сверление.

Такими преимуществами, например, обладает фрезерный станок Elixmate SM 6090 с мощностью шпинделя 1500 Вт. Он подходит для деревообработки и работы с цветными металлами. Станок выполняет 2D раскрой, 3D гравировку, оснащен системой управления NCStudio и имеет точность позиционирования 0,05 мм.

Лазерные станки с ЧПУ

У этих станков есть мощный лазерный луч, за счет чего получаются точные срезы и детализированная гравировка.

Как работают

Лазерный луч вырезает материалы, следуя заранее запрограммированным координатам. Все это сопровождается высокой скоростью.

Где применяют

Станки работают с абсолютно разными материалами. 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. Лазерные станки используются в различных сферах, начиная от машиностроения и заканчивая производством ювелирных изделий.

Преимущества

• Небольшое количество отходов.
• Чистота среза.
• Создание сложных рисунков и логотипов.

Хотите приобрести лазерный станок? Обратите внимание на Elixmate NG 6090 H с мощностью 80-90 Вт и Elixmate NG 1290 H с мощностью 100-120 Вт. Эти устройства обладают скоростью гравировки до 600 мм/сек. В конструкции использованы ремни 3M шириной 15 мм и рельсовые направляющие PMI 15 мм, что значительно повышает стабильность работы. Кроме того, станки оснащены функцией проходного стола, за счет чего можно эффективно обрабатывать ткань и размещать крупногабаритные заготовки, что широко расширяет их функциональные возможности.

Токарные станки с ЧПУ

Эти станки обрабатывают вращающиеся заготовки. Они подходят для создания валов, втулок, шкивов и других круглых, цилиндрических элементов. Основной рабочий инструмент — резец. Он срезает лишний материал, создавая требуемую форму.

Как работают

В основе токарных станков лежит спиральная траектория. Заготовка вращается, а резец снимает материал, формируя нужную деталь. С помощью ЧПУ можно точно задать параметры, а станок будет следовать программе без ошибок.

Где применяют

Станки активно применяются в машиностроении, где нужно создать круглые и цилиндрические детали. Также они необходимы в производстве металлических изделий, требующих симметрии.

Преимущества

• Простота.
• Точная обработка симметричных деталей.
• Возможность массового производства одинаковых деталей.

Плазменные станки с ЧПУ

Эти станки применяют плазменный луч, чтобы резать различные металлы. Плазма представляет собой газ, нагретый до высоких температур, с помощью него можно с легкостью разрезать даже толстые металлические листы.

Как работают

ЧПУ-станок управляет движением плазменного потока по материалу, создавая точный рез. Он может обрабатывать разные виды металлов.

Где применяют

Плазменные станки подходят для резки металлов, особенно если требуется быстрая и экономичная обработка толстых листов и не требуется высокая точность. Они часто применяются в строительных и производственных отраслях для создания металлических конструкций и рекламных изделий.

Преимущества

• Работа с толстыми металлами.
• Высокая скорость резки.
• Доступная стоимость по сравнению с другими станками.

Станки для 3D-печати с ЧПУ

В основе станка лежит аддитивная технология, то есть он «печатает» объекты, добавляя материал слой за слоем. Таким образом можно создавать сложные формы, которые зачастую трудно изготовить с помощью других станков.

Как работают

Станок поочередно наносит слой материала в том месте, где это необходимо, и постепенно «выстраивает» деталь по заданной программе.

Когда применяют

3D-принтеры с ЧПУ используются для создания прототипов, уникальных деталей и изделий со сложной геометрией.

Преимущества

• Возможность создания деталей любой формы, даже самой сложной.
• Подходит для быстрого прототипирования.
• Экономия материала, так как используется аддитивная технология (слой за слоем).

Сравнительная характеристика станков с ЧПУ по операциям, функциям и преимуществам