Первые станки с чпу в россии

Siemens, Fanuc, подвиньтесь! Российские ЧПУ вытесняют импорт

В любой моей статье про российское станкостроение в комментариях появляются специально обученные люди, которые включают одну и ту же пластинку — фу, да там же вся электроника импортная, это не российские станки.

По их логике — станок без ЧПУ это вообще не станок, а так, мебель, наверное. Учитывая что один и тот же станок может быть и с ЧПУ, и с УЦИ и вообще без какой-либо электроники, совершенно очевидно, что станок это именно железка — конструктив, а электроника это лишь навесное оборудование, собственно к самому станку отношения не имеющая.

ЧПУ это отдельный законченный продукт. Производители станков редко производят и ЧПУ к ним, как и наоборот — производители ЧПУ не занимаются, обычно, станкостроением. Причем сама система ЧПУ вещь универсальная — ее можно установить на любой станок. Поэтому, еще раз повторяю, производство станков — это одно, а какое там ЧПУ и есть ли оно там вообще — дело десятое.

Но, это, конечно, не значит, что в России не нужно собственное производство систем ЧПУ. И, как говорится, их есть у меня.

В России мне известно как минимум три производителя современных СЧПУ — компания «Новые Электронные Технологии», которая производит ЧПУ TITANIUM из Азова, компания БалтСистем из Санкт-Петербурга и компания Мехатроника из города Иваново.

Первые две известны давно, и я их встречал в своих поездках по заводам. В доказательство несколько фото:

А в компании «Новые Электронные Технологии», которая производит ЧПУ TITANIUM я даже был на производстве

А вот про компанию Мехатроника до сих пор даже не слышал. И это очень странно, потому что производитель из Иваново работает на этом рынке уже 10 лет, самостоятельно разрабатывает и производит не только ЧПУ но и вообще всю управляющую и силовую электронику для станков. Мало того, около 70% доля российских компонент, включая сами платы (их заказывают на Резоните), пайку, корпуса, ПО и прочее.

Есть даже системы на российском процессоре Эльбрус.

На выставке были представлены некоторые модели ЧПУ, приводов и стоек.

А недавно компания Мехатроника вновь подтвердила статус российского производителя, получив на управляющий программно-аппаратный комплекс MNC заключение Министерства промышленности и торговли Российской Федерации о подтверждении производства промышленной продукции на территории РФ в соответствии с постановлением Правительства РФ от 17 июля 2015 г. № 719.

И что главное — продукция компании пользуется спросом. С заводом Саста связи давно налажены, а на выставке Металлообработка-2021 этот один из наших крупнейших станкостроителей заказал очередную партию ЧПУ Мехатронка.

Еще одна приятная новость в том, что на отечественные ЧПУ обратил внимание и иностранный производитель DMG MORI у которого в Ульяновске большой завод. Компания активно занимается локализацией станков в России, и теперь собирается и ЧПУ также использовать российские. Уже готов и полностью испытан первый станок с ЧПУ Мехатроника, и скоро он пойдет в серию.

На самом деле эта отрасль очень консервативна — потребитель привык к импортным ЧПУ, и действует по принципу «лучшее враг хорошего». ЧПУ это то с чем непосредственно работает оператор станка, и тут важна привычка, переучиваться на что-то новое мало кому хочется. Поэтому даже покупатели российских станков систему управления чаще всего предпочитают импортную не потому что российская хуже, а потому что импортная привычнее.

Но процесс пошел. Если даже DMG MORI продавили, значит лед точно тронулся. Так что мировым гигантам Siemens и Fanuc, занимающим львиную долю российского рынка ЧПУ, хотя бы в России придется теперь немного подвинуться.

Источник

История токарных станков с ЧПУ

Сегодня cтанки с ЧПУ (числовое программное управление) являются важнейшей частью производственного процесса, позволяя производить детали с высокой точностью обработки, в большом количестве и с большой легкостью. ЧПУ — это современная концепция в производстве и обрабатывающей промышленности. Однако следует помнить, что основой числового программного управления (ЧПУ) является числовое управления (ЧУ). До того, как токарный станок стал компьютеризированным его история уходит далеко в прошлое. Первое доказательство использования токарного станка относится к 1300 году до нашей эры в Древнем Египте.

Первый токарный станок в Египте

Хотя история фрезерного станка немного туманна, некоторые историки приписывают появление станка Эли Уитни. Другие говорят о таких изобретателях как, Симеон Норт, капитан Джон Х. Холл, Роберт Джонсон, Розуэлл Ли и Томас Бланчард.

Фрезерный станок Эли Уитни

В 1938 году был впервые изобретен ручной фрезерный станок который обычно называют коленчато-колонным. Вскоре после этого, особенно в 40-х и 50-х годах, широко обсуждалась идея станков с числовым управлением, которая по итогу переросла в автоматизацию станков с использованием логики программирования в качестве основы. Пользователи начали модифицировать ручные станки в станки с ЧУ, используя двигатели для управления и перемещения станков. Машины использовали систему перфолент, благодаря чему ручки управления перемещались на необходимые позиции. Появление компьютерных технологий в числовом управлении — это то, что создало систему числового программного управления (ЧПУ).

Ручной фрезерный станок разработанный в 1938 году.

Ранние исследования числового управления в MIT

Следующий этап развития произошел после Второй мировой войны, когда станки с числовым управлением стали использоваться повсеместно. Это было, когда Джон Парсонс искал способы улучшить самолеты, делая для них жесткую обшивку. Это привело к серии важнейших исследовательских проектов ВВС, которые были организованы в Массачусетском технологическом институте (MIT).

Исследования начались в 1949 году. После предварительных этапов исследований и планирования профессор Дж.Ф. Реинтьес вместе со своей командой разработал экспериментальный фрезерный станок. В 1952 году Ричард Кегг совместно с Массачусетским технологическим институтом создал первый фрезерный станок с ЧПУ Cincinnati Milacron Hydrotel. В 1958 году, через пять лет после этого, он запатентовал «устройство с моторным управлением для позиционирования станка». Это ознаменовало официальное коммерческое рождение технологии.

Первый фрезерный станок с ЧПУ Cincinnati Milacron Hydrotel

Уход от ручного управления

Это произошло, когда токарные станки стали более продвинутыми с появлением отдельных электрических двигателей, которые позволили повысить надежность и мощность в сочетании с небольшой площадью. По мере того как машины становились все более совершенными, G-код (G-код — условное именование языка программирования устройств с числовым программным управлением) заменил системы перфолент.

В 1958 году стандартный G-код был впервые использован в СЕРВОМЕХАНИЗМАХ MIT, а затем стандартизирован Альянсом электронной промышленности. В 60-е годы — появился САПР (система автоматизированного проектирования) для целей визуализации еще до того, как был актуализирован физический прототип. Автоматизированное производство (CAM) и САПР (CAD) были синонимами с момента их создания, учитывая, что дизайн G-кода, используемый для работы с ЧПУ, будет нуждаться в деталях, которые есть только у CAM-систем.

Первый станок с ЧПУ

Перед проектами Массачусетского технологического института, Parsons Corporation, расположенная в Траверс-Сити в Мичигане, создала систему, которая производит шаблоны для лопастей вертолетов. Джон Парсон был основателем компании и нашел способ вычисления координат аэродинамического профиля на множителе IBM 602A. Он моторизовал оси машин для изготовления этих лезвий. Он ввел данные в швейцарский кооординатно-расточный станок. Это считается отправной точкой метода обработки с ЧПУ.

Он изготавливал шаблоны лопастей вертолета путем подачи перфокарт, которые считывались и производились на основе уже запрограммированной информации. По мере того как технология численного управления продвинулась в 60-е и 70-е годы, стала появляться более знакомая нам форма станка с ЧПУ. В 60-х годах операторы вводили последовательности, используя буквенно-цифровые системы, записанные на дискетах и лентах. В 70-х годах цифровая вычислительная техника вступила в борьбу и появились более сложные элементы управления, в которых компьютерное управление ЧПУ может взаимодействовать непосредственно с оператором.

Сегодня люди могут приобрести или даже спроектировать свои собственные станки с ЧПУ. А с учетом того, насколько продвинутыми и необходимыми стали компьютеры в 21 веке, это обычное дело — находить станки с ЧПУ во всех отраслях промышленности. Наличие программного обеспечения с открытым исходным кодом и компьютерных систем позволило токарным станкам с ЧПУ быть разнообразными, эффективными, быстрыми, точными и иметь низкую стартовую цену.

С инструкцией по сборке собственного фрезерного станка с ЧПУ вы можете ознакомиться в нашем блоге.

Рабочий за швейцарским координатно-расточным станком 1959 г.

Основы технологии ЧПУ

Хотя в истории технологии ЧПУ произошли существенные изменения, есть некоторые краеугольные камни, которые все еще остаются неизменными. Все автоматизированные машины управления движением, начиная от простых и до высокоразвитых систем, все еще нуждаются в трех основных компонентах. Они представляют собой систему привода/движения, командную функцию и систему обратной связи.

Процесс механической обработки с ЧПУ

Теперь, когда мы рассмотрели раннюю историю токарных и фрезерных станков, давайте поговорим о современном использовании этих инструментов. Станки с ЧПУ имеют программу, управляющую движением инструментов, которая определяет функцию обработки на обрабатываемом блоке. Во время точения она определяет ось вращения и ось вращения фрезы. Фрезерный станок с тремя или пятью осями управляется компьютером и полностью автоматизирован. Маршрут фрезы обозначается 3D-файлом, введенным в компьютер, вырезая нужную деталь из блока. Это один из методов «вычитания», который является недорогим и быстрым для производства от одной до десяти частей. Детали будут изготовлены с использованием подходящего материала и идентичных деталей. Существует множество видов отделки, которые могут быть выполнены.

Какой эффект оказывает ЧПУ на производство ?

Благодаря автоматизации процесса, время на производство деталей сокращается в разы. Также наличие ЧПУ позволяет добавить сложные элементы в проекты. Хотя сложные формы и кривые можно резать с помощью ручной фрезы, станок с ЧПУ позволяет оператору создавать эти формы с большей скоростью и точностью. Со временем, возможность изготовления деталей на станках с ЧПУ привела к разработке более экономичных и эффективных комплектующих.

Будущее с ЧПУ

В связи с тем, что доступ к системам CAD становится проще, проекты становятся все более индивидуальными и сложными. По мере того, как барьеров на пути проектирования деталей становятся все меньше, происходит некоторое упрощение производственного процесса (G-код, CAM, фрезерование и т.д.). Будущее ЧПУ, безусловно, светлое и выглядит довольно безгранично, а предоставление легкого доступа к нему поможет миру изобретений и производства расти. Таким образом, все больше и больше производителей смогут воспользоваться преимуществами технологии, а также интегрировать токарные станки с ЧПУ в своё производство.

ЧПУ, как правило, имеет впечатляющую и долгую историю, и по мере развития технологий в будущем, возможно, появятся более невероятные элементы, которые стоит добавить к его уже престижной истории. Только время покажет, когда рост производства дойдет до той ступени, что использование робототехники и автоматизированных систем будет практически в каждой области.

Машины с ЧПУ предназначены для производства широкого спектра изделий. По этой причине существует также несколько типов станков с ЧПУ, которые обычно используются. Они не являются вашими повседневными машинами и требуют много усилий и обучения, чтобы сделать высококачественную коммерческую продукцию. Все они используют G-код, который является стандартным языком станков с ЧПУ. Каждый отдельный тип станка с ЧПУ служит определенной цели. Вот лишь некоторые из них:

Источник

Когда появился первый ЧПУ станок

Первый станок с ЧПУ (Числовое программное управление) (англ. Numerical Control, NC) был изобретен сыном владельца компании Parsons Inc, Джоном Пэрсонсом.

Первый станок с ЧПУ (Числовое программное управление) (англ. Numerical Control, NC) был изобретен сыном владельца компании Parsons Inc, Джоном Пэрсонсом, который работал в инженерном отделе компании, принадлежавшей его отцу. Эта компания специализировалась на производстве пропеллеров, лопастей и сопутствующих частей для вертолетов.

Персонс младший был первым, кто запатентовал идею использования станка, обрабатывающего материалы для пропеллеров и других деталей при помощи программы, которая выполнялась в следствии считывания нужной информации с перфокарт.

Пэрсонс и его первый станок ЧПУ

Немного цифр

• В начале 1949 года ВВС Соединенных Штатов начали финансирование компании Parsons Inc для разработки и дальнейшего производства станка, который смог бы фрезеровать по контуру запчасти сложной формы, производимые для вертолетов, самолетов и прочей авиационной техники. Но, вопреки ожиданиям ВВС, Parsons Inc были вынуждены попросить помощи у Массачусетского технического института, а именно у его лаборатории, специализирующейся на сервомеханике.
• Компания Парсонса работала с MIT вплоть до 50 года прошлого столетия. В этом же году Массачусетский институт купил себе фирму, занимающуюся производством фрезерного оборудования марки HydroTel и перестал сотрудничать с компанией Parsons Inc. Сразу после разрыва контракта институт заключил контракт на разработку первого фрезерного станка, который управляется программой, с ВВС Соединенных Штатов.
• Уже в сентябре 1952 года фрезерный станок компании HydroTel был показан людям на выставке, а немного позже весь мир узнал о нем благодаря статье из журнала Scientific American. Это и было первое автоматическое устройство, управление которым совершалось при помощи перфорированной ленты.

Первый станок с Числовым Программным Управлением был отличен от остальных, тем, что имел гораздо сложнее конструкцию и управление, и поэтому его использование в промышленности затруднялось, а иногда и вовсе было невозможно.

• Самая первая установка ЧПУ была разработана и произведена корпорацией Bendix Corp. в 1954 году, а спустя всего год (в 1955 году) эти устройства массово начали применять в станкостроении и в доработке старого оборудования на производствах. Оборудование с ПУ медленно набирало свою популярность в мире, поскольку многие люди относились к данной новинке технологического прогресса довольно скептически и недоверчиво. Для того чтобы доказать обратное, Министерство обороны Соединенных Штатов изготовило 120 экземпляров станков с ЧПУ за свой счет. В дальнейшем эти станки были сданы в аренду частным и государственным фирмам, занимающимся обработкой различных материалов и выпуска продукции из них.
• Спустя небольшой промежуток времени, в 1958 году был разработан первый язык символьного программирования, называющийся APT (Automatically Programmed Tools).

Внедрение станков ЧПУ в отечественное производство

Первыми станками с ЧПУ российского производства, а если точнее, то производства СССР, для использования в промышленности, были токарно-винторезный автомат 2К63ПУ, а так же токарно-карусельный автомат 1541n. Их разработали и начали массово выпускать в 60-х годах прошлого столетия.

Данные автоматы управлялись при помощи как систем ПРСЗК (работали совместно с ними), так и других систем управления промышленным оборудованием. Немного позже были изобретены и запущены в производство вертикально-фрезерные автоматы с ЧПУ, получившие название 6H13 и которые были укомплектованы системой «Контур-ЗП», при помощи которой и осуществлялось непосредственное управление станком.

К концу 70-х годов прошлого века на токарное оборудование с ЧПУ стали устанавливать системы 2P22 и Электроника НЦ-31, которые были выпущены также отечественными производителями.

Современные станки с ЧПУ

В наше время оборудование с ПУ это часть, без которой невозможно представить ни одно производство, занимающееся выпуском высококачественной продукции.

Главным преимуществом устройств с системами ЧПУ является не только то, что появляется возможность обрабатывать детали и заготовки сложной формы, но и то, что весь процесс производства становится с каждым днем все более автоматизированным.

В данный момент компании используют оборудование, выпущенное в разные периоды времени. По этой причине, системы числового программного управления имеют значительные отличия как по конструкции, так и по способу программирования и дальнейшей работы с ними. В основном, при наличии финансовой возможности, компании стараются заменять устаревшие системы ЧПУ на новые, современные, поэтому даже станки одной модели, выпущенные в одно и то же время, могут значительно отличаться в программной и электронной части, связанной с числовым управлением.

Источник