В 1980-х годах фрезерный станок с ЧПУ был представлен такими компаниями-первопроходцами, как Shopbot. В основном он использовался для резки неметаллических материалов, таких как дерево и пластик. Сейчас он используется для обработки деталей во многих отраслях промышленности. В этой статье мы расскажем о том, что такое фрезерный станок с ЧПУ, как он работает, какие материалы можно резать и каковы перспективы.
Что такое маршрутизатор с ЧПУ?
Фрезерный станок с ЧПУ, управляемый компьютерными программами и кодами, — это машина, используемая для фрезерования, сверления, гравировки и фрезеровки. Фрезерные станки с ЧПУ в первую очередь использовались для резки дерева, но теперь они стали использоваться для вырезания и резки пластика, пенопласта, стекла, мягких металлов и многого другого.
Фрезерование с ЧПУ в сравнении с механической обработкой с ЧПУ
Основные различия между механической обработкой с ЧПУ и фрезерованием с ЧПУ заключаются в материалоемкости и силе резания. Фрезерный станок с ЧПУ обычно относится к более надежным станкам, таким как фрезерные и токарные станки с ЧПУ. Фрезерный станок с ЧПУ предназначен для резки более твердых металлов, имеет низкую скорость и высокие силы резания. Однако фрезерный станок с ЧПУ в основном используется для резки мягких материалов, таких как дерево, пластик и некоторые мягкие металлы, например алюминий и медь. Он имеет высокую скорость и низкие силы резания. В таблице ниже показана разница между ними:
| Критерии | фрезерный станок с ЧПУ | фрезерный станок с ЧПУ |
| Марериалс | Мягкие и твердые материалы | В основном мягкие материалы |
| Точность и сила | Высокая точность, сильная режущая сила | Умеренная точность, низкое усилие резания |
| Скорость | Медленный | Быстрый |
Настольный фрезерный станок с ЧПУ
Настольный фрезерный станок с ЧПУ — это более компактная версия обычного фрезерного станка с ЧПУ. Он выполняет те же основные функции, что и более крупные фрезерные станки с ЧПУ, но в меньшем масштабе, в основном для работы с легкими материалами, такими как пластик, дерево или мягкие металлы. Они идеально подходят для прототипирования, хоббистов или производства в небольших масштабах, когда бюджет и пространство ограничены.
Как работает фрезерный станок с ЧПУ?
Чтобы использовать фрезерный станок с ЧПУ для обработки материала, выполните следующие действия:
Сначала с помощью программного обеспечения CAD (автоматизированное проектирование) создайте дизайн, который вы хотите вырезать. Когда дизайн будет готов, переключитесь на программу «Траектория инструмента», которая также входит в комплект поставки станка, чтобы создать инструкции по резке. Эти инструкции будут направлять работу станка в процессе резки. Затем закрепите материал на режущей станине, обеспечив его надежную фиксацию во время работы. После этого установите нужное сверло. Существуют различные типы насадок для фрезерных станков с ЧПУ. Наконец, начните процесс фрезерования. Шпиндель будет двигаться в соответствии с запрограммированными инструкциями, выполняя резку по трем осям (X, Y и Z), чтобы выполнить проект. Обязательно контролируйте процесс, чтобы внести необходимые коррективы для обеспечения точности.
Основные компоненты фрезерного станка с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ состоит из 4 ключевых компонентов: режущей станины, шпинделя, системы привода и контроллера.
Режущая станина — это плоская, гладкая поверхность, на которой размещается обрабатываемый материал. Положите материал, который вы собираетесь разрезать, на станину и закрепите его на месте с помощью зажимов, винтов и клея.
Шпиндель — это вращающееся лезвие, выходящее за пределы плоских поверхностей станка. Это компонент станка, выполняющий резку. Он выполняет резку, вращая режущий инструмент с различной скоростью.
Система привода состоит из компонентов фрезерного станка с ЧПУ, которые позволяют ему двигаться по трем осям (x, три оси, а именно y, x и Z) во время резки. Система привода, представляющая собой единое целое, обычно включает в себя подшипник двигателя и механизм перемещения (например, реечный механизм).
Контроллер управляет системой приводов. Если у вас есть план раскроя материала, вы загружаете его в контроллер, используя постпроцессор для преобразования файла в форму геометрического кода (G-код). Затем контроллер использует G-код для управления приводной системой и выполнения раскроя материала.
Материалы можно резать
Фрезерный станок с ЧПУ способен обрабатывать различные материалы. Вот некоторые из распространенных материалов, которые можно резать на фрезерном станке с ЧПУ:
Дерево: Фрезерный станок с ЧПУ подходит для резки различных пород древесины. Хвойные породы, такие как сосна, кедр и ель; твердые породы, такие как дуб, клен, орех и вишня; другие породы, такие как полидревесина и древесноволокнистая плита средней плотности.
Пластмассы: Фрезерные станки с ЧПУ эффективны для резки многих видов пластмасс. Например, акрил, доступный в прозрачном, цветном и матовом виде, ПК, ПВХ и ABSM HDPE.
Пенопласты: Пенопласты — это еще один материал, который можно резать, например, полистирол или пенопласт EVA.
Мягкие металлы: Хотя фрезерные станки с ЧПУ обычно не используются для резки металлов, они могут работать с некоторыми мягкими металлами при наличии соответствующей оснастки. например, с алюминием или латунью.
Будущее фрезерных станков с ЧПУ
В будущем фрезерные станки с ЧПУ будут развиваться в направлении высокой производительности, многофункциональности, персонализации, интеллектуальности и экологичности.
Высокая производительность: Разрабатывая фрезерные станки с ЧПУ, мы стремимся к повышению точности обработки, скорости резания, производительности и надежности. Вскоре фрезерные станки с ЧПУ достигнут высокой скорости, высокой точности и высокоскоростной прямой интерполяции сложных поверхностей и кривых, а также сервоуправления с высоким динамическим откликом за счет дальнейшей оптимизации структуры станка, передовых систем управления и эффективных математических алгоритмов с помощью цифрового моделирования и оптимизации. Передовая жесткость и статичность конструкции, контроль термостабильности, онлайн динамическая компенсация и другие методы значительно повышают точность и надежность.
Многофункциональность: Комбинирование различных процессов резки, использование нескольких методов формообразования, интеграция «машина-машина» и совместная работа фрезерных станков с ЧПУ и робототехники развиваются и эволюционируют. От традиционной последовательности процессов «CAD-CAM-CNC» к последовательности, основанной на 3D твердотельных моделях, направление одноэтапной обработки «интеграция CAD+CAM+CNC» развивается и расширяет сеть, состоящую из взаимосвязи «машина-машина», до направления взаимосвязи «человек-машина-вещь» и обработки больших данных, поддерживаемых облачными вычислениями и пограничными вычислениями.
Интеллектуальный: С помощью датчиков и стандартных интерфейсов связи определяются и собираются данные о состоянии станка, сигналы и информация о процессе обработки. Процесс обработки обучается с помощью процессов преобразования, анализа моделей и поиска данных. Создается информация и рекомендации для принятия оптимальных решений, что позволяет контролировать станки и процессы. Мониторинг, прогнозирование, управление и контроль процесса соответствуют требованиям к высококачественной, эффективной, гибкой и адаптируемой обработке. «Восприятие, взаимосвязь, обучение, принятие решений и самоадаптация» станут основными возможностями, составляющими машинный интеллект ЧПУ. Обработка массивных данных в промышленных IoT цифровых двойниках, облачные вычисления/краевая обработка, глубокое обучение и т.д. помогут в будущем развитии автоматизированных машинных программ. Продвижение и развитие технологий.
Озеленение: Технология ориентирована на требования будущего устойчивого развития. Она будет включать в себя экологичный дизайн, легкую конструкцию, энергоэффективное и экологически устойчивое производство, повышенную энергоэффективность, простую технологию резки, удобный человеко-машинный интерфейс, а также экологичные услуги на протяжении всего жизненного цикла продукта.
