Что такое ЧПУ-роутинг? Тип, применение, материалы, процесс и преимущества?
ЧПУ(Компьютерное числовое управление) процесс или инструмент для формовки дерева, пластмасс и мягких металлов. Компьютерное управление ЧПУ-роутингом позволяет точно резать, сверлить,
и гравировать эти материалы в предназначенные детали. Более того, его быстрый удаление материала и возможности точной формовки деталей незаменимы в определённых областях, ориентированных на материалы.
Эта технология использует станки с ЧПУ, которые следуют компьютерным инструкциям для перемещения высокоскоростных инструментов по различным координатам и выполнения предпочтительных дизайнов. Понимание всех аспектов этого метода обработки важно для получения максимальной выгоды.
В этом обзоре рассматриваются основы ЧПУ-роутинга, как он работает и основные компоненты ЧПУ-станка. Вы также узнаете о различных типах ЧПУ-станков и преимуществах и ограничениях этого процесса, прочитав до конца!
Процесс включает формовку совместимых материалов в определённые формы или геометрию с помощью специализированного вращающегося инструмента, называемого роутером. Однако инструменты и возможности этого метода обработки отличаются от других стандартных методов ЧПУ. Кроме того, ЧПУ-роутинг позволяет более широкий диапазон движений по оси Z, чем фрезерный станок с ЧПУ.
Роутер использует специализированный инструмент, известный как роутер с вращающейся фрезой. Этот ЧПУ-роутер вращается по заготовке в соответствии с запрограммированными инструкциями (G-код) и заранее определёнными траекториями для выполнения операций обработки. Типичный ЧПУ-роутер имеет конфигурацию типа кран-балки, при которой шпиндель перемещается влево и вправо по оси X и туда и обратно по оси Y. Однако стоит отметить, что фрезер с ЧПУ отличается от фрезерного станка с ЧПУ, поскольку он не предназначен для высокоскоростной обработки сложных деталей и геометрий из твёрдых металлов.
Как работает ЧПУ-роутер?
Компьютерное управление маршрутизацией — незаменимый процесс в различных отраслях. ЧПУ-роутер работает по серии тщательных шагов или этапов, которые помогают обеспечить соответствие конечного продукта требованиям заказчика. Вот разбор того, как выполняется работа ЧПУ-роутера:
Создание проекта: Процесс ЧПУ-роутинга начинается с создания проекта — концептуального чертежа конечного продукта. Проектировщики используют CAD-программы для разработки подробных моделей, включая все спецификации, допуски и особенности.
Преобразование языка ЧПУ: После моделирования проекта следующим шагом является преобразование CAD-модели в язык станка с ЧПУ (геометрический код). Программы CAM являются надёжными инструментами для преобразования деталей дизайна в инструкции для станка.
Настройка станка: Необходимо использовать правильные инструменты и фрезы для ЧПУ-роутера, чтобы подготовить станок к работе и добиться желаемых результатов. Также убедитесь, что заготовка надежно закреплена на рабочем столе станка.
Начальная позиция: Фреза ЧПУ-роутера программируется в начальной точке (0, 0, 0, относительно)
Обработка: Задача ЧПУ-роутинга начинается после правильной настройки и калибровки станка. Следуя инструкциям G-кода, фреза вращается на высокой скорости для удаления материала по заранее заданным траекториям инструмента.
Финишная обработка поверхности: Возможно, потребуется выполнить дополнительные операции по отделке, такие как снятие заусенцев, пескоструйная обработка и шлифовка, если обработанная поверхность не соответствует эстетическим или функциональным требованиям.
Контроль качества: Это последний этап, на котором необходимо убедиться, что готовая деталь соответствует всем спецификациям и стандартам качества. Включает проверку размеров заготовки и точности поверхности, гарантируя, что процесс ЧПУ-роутинга соответствует самым высоким стандартам.
Какие бывают типы ЧПУ-станков?
В мире существует множество машин, ЧПУ-фрезеровка, каждая специально разработана для удовлетворения конкретных потребностей вашего проекта. В этом разделе рассматриваются различные CNC-станки с числовым программным управлением, доступные на основе их характеристик, возможностей и областей применения:
ЧПУ-фрезеры с автоматической сменой инструмента (ATC)
Автоматические фрезерные станки с сменой инструмента — это сложное оборудование с автоматическим механизмом смены инструмента, позволяющим им менять инструменты без вмешательства оператора. Более того, эта особенность значительно повышает производительность и эффективность, особенно в задачах, требующих использования нескольких типов режущих инструментов.
Фрезерные станки с автоматической сменой инструмента (ATC) в основном применяются в производственных условиях, где время является критическим фактором, а точность — важнейшим аспектом. Их исключительная способность сокращать время простоя и минимизировать человеческие ошибки делает их ценными для крупномасштабных и сложных проектов.
3-осевые ЧПУ-фрезеры
3-осевые CNC-станки — это стандартные и наиболее широко используемые станки с возможностью перемещения по своим осям. Включают оси X (влево-вправо), Y (спереди-сзади) и Z (вверх-вниз). Универсальность 3-осевых CNC-станков делает их пригодными для широкого спектра резки, фрезерования и сверления на плоских поверхностях.
Поскольку они эффективны и просты в использовании, 3-осевые CNC-станки широко применяются новичками и специалистами для обработки вывесок, мебели и других сложных дизайнов на плоских поверхностях.
4-осевые станки
4-осевые CNC-станки расширяют возможности 3-осевых машин, вводя дополнительную ось вращения, позволяющую заготовке вращаться вдоль оси X. Эта дополнительная гибкость позволяет создавать очень сложные формы и дизайны, такие как скульптуры или детали, которые необходимо обрабатывать с нескольких сторон.
Эти конкретные CNC-станки применимы в отраслях с высоким спросом на точность и многомерную резку, поскольку они могут создавать более сложные геометрии без необходимости ручного перемещения заготовки.
5-осевые станки
Диаграмма обработки с 5 осями
Диаграмма обработки с 5 осями CNC
5-осевые CNC-станки — это высоко универсальные станки, способные одновременно перемещаться по пяти осям. В результате такие машины могут выполнять вырезы и резать сложные формы, обеспечивая более гладкую отделку поверхности.
5-осевые CNC-станки лучше всего подходят для передовых производственных задач, требующих сложных дизайнов, таких как высокоточные детали, архитектурные элементы и компоненты для аэрокосмической промышленности. Они предоставляют бесконечные возможности для инноваций и разнообразия дизайна благодаря своей уникальной способности резать заготовку практически под любым углом или направлением.
Настольные ЧПУ-станки
Как следует из названия, это компактные CNC-станки, предназначенные для размещения в небольшом цехе или на рабочем столе. Эти CNC-станки идеально подходят для обработки небольших проектов и прототипирования, поскольку предлагают экономичное решение для новичков в области CNC-обработки или с ограниченным пространством.
Настольные ЧПУ-фрезеры обеспечивают исключительную точность и универсальность, идеально подходят для обработки пластика, дерева и мягких металлов независимо от размера. Их простота в обслуживании делает их наиболее популярными CNC-станками среди любителей, дизайнеров и малых предприятий.
Хобби ЧПУ-станки
Этот станок специально разработан для любителей и энтузиастов, практикующих CNC-обработку для личных проектов или малосерийного производства. Эти машины сочетают низкую стоимость и хорошую производительность, предоставляя возможность войти в мир CNC-обработки без необходимости инвестировать в промышленное оборудование.
Хобби CNC-станки достаточно сложны, чтобы работать с различными материалами, такими как пластики, дерево и пенопласт. Поэтому они идеально подходят для создания уникальных предметов, таких как домашний декор и прототипы.
Промышленные ЧПУ-станки
Промышленные CNC-станки предназначены для выполнения тяжелых производственных задач. Эти мощные устройства CNC-технологий спроектированы с учетом надежности и долговечности. Поэтому они могут обрабатывать большие объемы работы быстрее и с высокой точностью.
Эти маршрутизаторы оснащены инновационными возможностями автоматизации, такими как системы ATC (Automatic Tool Changer) и интерфейсы программного обеспечения высокого уровня для эффективного выполнения сложных задач. Промышленные маршрутизаторы с ЧПУ используются для гравировки, резки и формовки различных материалов для производства автомобилей, аэрокосмической промышленности и мебели. Более того, они идеально подходят для операций с высоким объемом благодаря своей точности и высокой производственной мощности.
ЧПУ-фрезеры с вложенной раскладкой (Nested-Based)
Эти маршрутизаторы с ЧПУ специально разработаны для размещения узоров для резки с целью снижения отходов, оптимизации использования материалов и повышения эффективности. Маршрутизаторы с вложенной обработкой используются в производстве листового металла, мебельном производстве и производстве шкафов.
Этот тип маршрутизатора с ЧПУ предлагает экономические и экологические преимущества благодаря своей способности сочетать точную резку с программным оптимизацией, минимизируя отходы и поддерживая высокие стандарты качества.
Применение:
Аэрокосмическая промышленность: водоструйные резаки используются для формовки и резки компонентов аэрокосмической техники, включая композитные материалы, используемые в самолетах.
Архитектурная резка: они применяются в архитектурном дизайне для точной резки материалов, таких как камень и стекло, для декоративных элементов.
Художественные произведения: водоструйная резка широко используется художниками для создания сложных скульптур и мозаик.
Точная инженерия: отрасли, требующие высокоточных компонентов, такие как производство медицинских устройств, получают выгоду от точности водоструйной резки.
Технология маршрутизации с ЧПУ включает широкий спектр машин, каждая из которых адаптирована к определенным материалам и задачам. Маршрутизаторы являются универсальными рабочими инструментами,
в то время как плазменные резаки и водоструйные резаки превосходят в резке металлов и точной обработке соответственно. Выбор машины с ЧПУ зависит от обрабатываемого материала и сложности желаемого дизайна.
