Статьи

Для высокой точности при обработке металлических и стальных заготовок в современной промышленности используют станки с плазменной резкой. Управление такими агрегатами выполняют с помощью ЧПУ (программируемого управления). Это позволяет добиться максимальной эффективности и качества исполнения.

Разрезание металлического листа с помощью плазмы – один из наиболее популярных методов. При совмещении данной технологии с ЧПУ стало возможно применение во многих производственных отраслях. Посредством этих установок производят:

  • элементы металлоконструкций;

  • детали, части сельскохозяйственных машин;

  • металлические двери, стеллажи;

  • компоненты вентиляционных систем промышленного назначения.

Это основные направления, в которых может применяться станок плазменной резки с ЧПУ.

В процессе обработки учитывают параметры заготовки – ее толщину, тип материала, способ подготовки:

  • стандартную подготовку осуществляют, обрабатывая листы смесями, в которые входит аргон, азот, водород;

  • для медных сплавов больше подходят водородные составы;

  • латунь, алюминий рекомендуется обрабатывать смесями на основе азота, водорода.

В зависимости от этих данных подбирают и мощность тока. При недостаточном уровне на краях листа будут формироваться шлаковые отложения. Стол для комплекса изготавливается с учетом особенностей выполняемых действий. В нем вмонтирован аппарат отвода дыма, прибор устранения металлических частиц.

Система ЧПУ плазмореза

Числовое программное управление – управляющий орган, который осуществляет автоматический контроль процесса. С его помощью точно регулируется угол наклона резака, используемая мощность, размеры заготовки.

Такой конструктивный подход позволил значительно снизить присутствие человека в непосредственной близости от работающего устройства. Соответственно, понизилось влияние человеческого фактора на качество продукции, а также количество несчастных случаев на производстве.

Виды оборудования

Существует несколько моделей станка плазменной резки металла. Условно существует 3 основных категории, различных по конструкции и принципу действия:

  1. Ручные варианты. Переносные агрегаты малой мощности. Хороший выбор для небольших производств, частного использования. Популярны среди самостоятельных мастеров всех уровней, а также малых цехов, ограниченных в бюджетных средствах. Обладает невысокой стоимостью, при этом сохраняет высокую точность и показатели КПД.

  2. Портальные. Обладают самыми большими размерами. Разрез производится на специальном столе. Перемещение листового железа по поверхности стола осуществляется реечным приводом. Плазматрон позволяет достичь хорошей скорости работы при сохранении точности. Учитывая крупные габариты комплекса, его использование распространено только на масштабных производствах при серийном выпуске металлических изделий, а также в металлопрокатных цехах.

  3. Портативные модели. Обладают повышенной производительностью, в сравнении с портальными вариантами имеют небольшие размеры. Конструкция включает продольную раму, вдоль которой по рейкам перемещается каретка плазматрона. Сложность процесса снижается за счет использования программного управления. Автоматизация также позволила сократить время выполнения работ. Конструкция транспортабельна, может быстро разбираться на комплектующие.

При выборе важно продумать планируемые масштабы производства, объемы обрабатываемого материала. Также важен материальный момент – часто именно цена становится определяющим фактором.

Классификация и предназначение

Основной сферой применения плазморезов является обработка токопроводящих материалов. С их помощью вырезают детали любой формы и степени сложности. Также иногда данные установки применяют для формирования изделий из дерева, пластика. Различие таких систем состоит в мощности охлаждения и способе воспламенения дуги.

Различия есть и в типе используемого оборудования:

  1. Инверторное. Используется в бюджетных устройствах, способных на обработку заготовок толщиной до 30 мм. Тип характеризует небольшой вес, стабильность дуги, высокий КПД. Недостатком является малый объем и мощность оборудования. Это ограничивает сферу применения небольшими мастерскими и производством частного характера.

  2. Трансформаторное. Их мощность значительно выше – толщина обрабатываемой заготовки выросла до максимума в 80 мм. Обладают устойчивым сигналом, защитой от перепадов напряжения в сети. Однако больше стала стоимость агрегата и потребление электроэнергии.

Выделяют контактные и бесконтактные виды. Разница между ними в том, что первые требуют постоянного прямого контакта плазмы с поверхностью обрабатываемого листа металла, вследствие чего глубина реза ограничена максимумом в 18 мм. Бесконтактные решения позволяют углубиться на максимально доступную величину.

Хотя варианты бытового назначения подключаются к централизованной электросети в 220В, они создают в ней значительную нагрузку, что необходимо учитывать. Перед подключением плазмореза необходимо проверить исправность проводки.

Характеристика и преимущества оборудования

Плазморежущие комплексы – наиболее быстрый способ обработки металла. Комплекс имеет сложную структуру с применением электронных блоков. Несмотря на это, процесс обучения занимает совсем немного, что достигается практически полной автоматизацией работ. Установка работает со сталью любой прочности. Диапазон реза может колебаться от 0,5 мм до 150 мм. Разрез получается максимально ровным и производится строго по заданным программой параметрам. Примечательно, что при этом заготовка практически не нагревается.

Использование программы в таком оборудовании минимизирует вероятность сбоя. Также данный способ обработки обладает списком других преимуществ:

  1. Оператор задает определенную программу, остальное делает автоматическая часть системы управления. Участие человека в процессе минимально.

  2. Предельная точность выполнения реза. Установка делает все в строгом соответствии программе, без отклонений. Это дает возможность использовать схемы раскроя любой сложности. Изготовленные по одной программе детали будут полностью идентичны.

  3. Экономичность. Использование алгоритма автоматизации практически устраняет необходимость покупки дополнительных комплектующих. Также точность работ исключает излишнее потребление электроэнергии.

  4. Высокая производительность, не имеющая аналогов в современной промышленности.

  5. Простота эксплуатации и обслуживания. Для правильного использования и настройки достаточно короткого видеокурса по подготовке.

И это – лишь основные преимущества наличия станка плазменной резки металла с ЧПУ в производственном цеху.

Конструкция оборудования

Установка состоит из нескольких комплектующих:

  • основной блок;

  • источник подачи энергии;

  • рабочая часть.

Последний элемент состоит из шланга и наконечника, формирующих режущую дугу.

Основной рабочий элемент конструкции – плазматрон, состоит из сопла, электрода, охладителя и канала подачи воздуха под давлением.

Принцип работы

После введения нужной программы, станок приводится в рабочее положение с помощью специальной кнопки. Дальше процесс выполняется автоматически:

  • на плазматрон поступает энергия, формирующая дугу;

  • дуга прогревается до высокой температуры, способной резать любой металл (выше 1000 оС);

  • в камеру под давлением подается воздух;

  • воздушная масса нагревается и ионизируется до токопроводности;

  • через сопло подается плазма, в которую превращается сжатый воздух;

  • при достижении плазмы поверхности материала дуга воспламеняется и начинает резать металл.

Управление траекторией резака также осуществляется автоматически – для этого заранее разрабатывается схема.

Плазморезы с ЧПУ – выгодное приобретение на любом предприятия, связанном с металлообработкой. Главное – заранее продумать масштабы и объем работ. В плане рабочих характеристик, КПД и скорости выполнения резки им нет равных.

Станкостроительная промышленность – отрасль, обеспечивающая все остальные типы производства отдельными станками (металло- и деревообработка), целыми производственными линиями. Данная сфера обладает большим влиянием на общий уровень развития промышленности в стране и является показательным моментом в анализе уровня прогресса машиностроения. Она тесно связана с другой отраслью – инструментальной. Эти 2 направления неразрывны.

Современное станкоинструментальное производство в России насчитывает примерно сотню предприятий. По статистике 2011 года это число составляли:

  • 46 производителей станков для резки металла;

  • 25 изготовителей кузнечно-прессовых машин;

  • 29 поставщиков инструмента монтажного, измерительного и режущего назначения.

В развитии данной ниши участвовали 7 научно-исследовательских институтов и больше 40 бюро конструкторского направления.

Станкостроение в России: неумолимая статистика

В общей массе промышленности России станкостроение занимает 19,5%, в то время как аналогичный показатель для технически развитых стран (США, Япония, Германия) превышает 39%. В сравнении с советскими временами можно привести такие данные:

  • 1990 год – СССР занимает 3 место в мире по изготовлению механообрабатывающего оборудования и 2 место по потреблению;

  • современная Россия – 22 место по производству и 17 по потреблению.

Еще с 2002 года начался рост зависимости страны от поставок оборудования из-за границы. Уже к 2006 году этот показатель возрос до 87%. Производство металлообрабатывающего оборудования по сравнению с 1990 годом упало в 14,5 раз.

Статистические данные Ассоциации «Станкоинструмент» показывают, что общий парк механообрабатывающего оборудования страны почти не получал свежих отечественных пополнений технической базы за последние 15 лет. При этом он сократился почти вдвое (из около 2 500 000 единиц осталось максимум 1 500 000). Больше 70% остатка находится на грани износа, поскольку используется уже более 15 лет.

Подавляющее большинство предприятий нуждается в реструктуризации и диверсификации, поскольку продукт, способный составить конкуренцию зарубежному, выпускают в незначительных объемах. При этом его стоимость существенно завышена. Как таковых, новинок практически не появляется, а основной статьей дохода является ремонт и доработка устаревших моделей техники.

Несмотря на низкий уровень работы отрасли станкостроения, потребление на рынке не снижается, в связи с чем основная его доля компенсируется за счет иностранных поставок. Из общего миллиардного оборота средств от продажи станков в России отечественная доля не превышает 1%.

Предпочтения потребителя: российское производство или зарубежное

Опросы показывают, что при выборе производителя промышленной техники потребитель предпочтет зарубежного поставщика отечественному. Это утверждение справедливо даже для тех случаев, если в России производится аналог такого оборудования. Основная масса таких поставщиков находится в технологически развитых странах – Германии, Японии, Корее, Китае. Особенно выделяют фирмы Siemens и Fanuc.

Портал equipnet.ru подметил, что потребление станочной продукции на российских заводах в начале прошлого десятилетия выросло лишь незначительно – этот показатель не превысил 10%. Обстановка на заводах компаний-производителей такой техники выглядит сумбурно – некоторые усиленно занимаются модернизацией, другие же вовсе не интересуются обновлением технической базы.

Однако продажи нового и б/у оборудования идут довольно активно, причем наибольшим спросом пользуются мобильные установки, рассчитанные на фальцепрокатку, порезку, закатку. Тот же портал выделил основные критерии выбора техники для строительной сферы:

  • экономичное энергопотребление;

  • доступная цена;

  • простота в использовании и обслуживании.

Как правило, данным характеристикам соответствует продукция китайских, тайваньских, южнокорейских фабрик. Турция является одним из главных поставщиков техники для металлотрейдерской сферы. Европа в данных областях практически не участвует.

Важными для потребителя качествами техники является точность, скорость и доступность. При минимальных затратах необходимо получить максимально доступное качество и своевременную поставку деталей.

Для оптимизации производственного процесса современные предприниматели стали формировать мелкие предприятия комплексной обработки металла. Центром таких комплексов становятся лазерные технологии. Это логично, если учесть, что именно лазеры позволяют выполнять целый спектр работ по металлу, включая резку, внешнюю обработку и даже микросварку. С помощью таких небольших комплексов большие предприятия могут сэкономить, пользуясь ими, как аутсорсинговыми исполнителями непрофильных операций.

Перспективы станкостроения

Развитие станкостроения в России идет не настолько активно, как хотелось бы, однако определенные шаги в этом направлении делаются и уже заметны результаты. Производство узкоспециализированного оборудования постепенно вытесняют многоцелевые станки. Причем разработчики стараются охватить как можно большее количество функций. Формируется база установок, объединяющих лазерную и механическую обработку.

Вторым направлением, ориентированным на перспективу, является создание программируемых комплексов. Впоследствии такие линии позволят полностью автоматизировать производственный процесс.

Прогнозируемым улучшением является повышение спроса на прецизионные и высокоточные зуборезные комплексы. Они будут использоваться для подготовки пресс-форм. К логичным направлениям развития относят также дистанционное управление рабочим процессом, полную роботизацию, применение модульных станков (быстрая замена блока для смены профиля работы).

Особо выделяют обработку новых материалов – многие страны мира активно используют различные варианты керамики и труднообрабатываемые прочные сплавы. В планах отечественной промышленности затронуть и эти сферы.

Если компаниям удастся реализовать все задуманное, уровень отечественной промышленности значительно вырастет. Российское станкостроительное производство и сейчас способно поставлять качественную технику для малой и масштабной промышленной металлообработки. После модернизации оно сможет стать на один уровень со значимыми мировыми компаниями

Станкостроительная промышленность является отражением развития в стране машиностроения. Именно по данной отрасли во многом можно судить о развитии промышленного потенциала государства в целом.

В настоящее время в России насчитывается порядка ста предприятий в станкоинструментальной отрасли, в состав которых входят заводы, производственные бюро и научно-исследовательские институты.

Устройство, принцип действия и основное предназначение фрезерных станков

Фрезерный станок является незаменимым оборудованием для работы с металлическими конструкциями. Именно он отвечает за придание формы, изготовление частей различных инструментов для строительной сферы, элементов электрооборудования и многих других металлических деталей для промышленного сектора.

Станки различают по габаритам и функциональным возможностям, но несмотря на это, принцип действия всех агрегатов и устройство схожи между собой.

Любые типы фрезерного оборудования для резки по металлу, будь то крупногабаритная промышленная или небольшая установка для личных бытовых целей, включают элементы:

  • несущая станина;

  • поверхность для рабочего механизма – стандартная или с поворотным устройством;

  • прижимные элементы для фиксации металла;

  • цанга;

  • патрон цанги с вариациями крепежей.

Главная часть агрегата – это фреза. Именно фрезерная часть отвечает за резку металла. Конструкция и форма могут быть разной модификации, что в конечном итоге определяет спектр работ, выполняемых на конкретном оборудовании.

Фреза крепится на цанговый патрон и является съемной. Можно использовать различные варианты фрезы на одном станке. Запускается фреза при включении электропривода. При этом можно определить скорость вращения фрезы для точности работы с тонким слоем металла, контроля его сверхточного снятия без повреждений конструкции.

Можно использовать станок для черновой работы – делается заготовка детали или же сразу оформляется окончательный вариант градировки. На самом деле разницы нет, все равно необходимо приводить в движение фрезу и обтирать слоя, все зависит только от профессионализма мастера и навыков работы со станочным оборудованием.

Разновидности моделей

Существует множество моделей станочного оборудования, но наиболее часто используются на производстве горизонтальный фрезерный станок по металлу и вертикальный тип с ЧПУ модулем.

Горизонтально-фрезерные

К отличительным характеристикам данной модели относят функциональные возможности и особенные конструктивные элементы станка:

  • горизонтальное крепление шпинделя на аппарате;

  • большой диапазон работы с различными типами фрезы - углового, концевого, фасонного, цилиндрического вида;

  • работа с крупногабаритными конструкциями;

  • большая производительность;

  • точность послойной обработки сложных конструкций;

  • коробка переключения скоростей и узлы размещены в станине.

В основном данный тип станков используется для промышленных целей, поскольку обтачка небольших деталей в виду конструкции более сложная, а совсем мелких невозможная – крепление шпинделя не позволяет это сделать.

Вертикально-фрезерные

Консольный тип оборудования вертикального типа предусматривает вертикальное крепление шпинделя. Это идеальный инструмент для изготовления малогабаритных элементов, можно с точностью до миллиметра обточить металлический слой, придать плавные форм, создать ультратонкую конструкцию и любой формы.

Используется реже на производстве, но тем не менее, обязательно имеются в наличии. Для бытовых целей зачастую применяют именно вертикально-консольные станки.

Фрезерные станки, оснащенные модулем ЧПУ

Оснащение станка дополнительными модулями открывает большой спектр возможностей в работе предприятия. Фрезерный станок с ЧПУ по металлу уникален в своем конструктивном исполнении и эксплуатационных качествах. Особенности оснащения ЧПУ включают:

  • установка шпинделя в любом положении – горизонтальном или вертикальном, можно менять зависимо от надобностей. Это сокращает растраты на покупку двух вариантов, плюс экономит пространство для установки габаритных конструкций;

  • можно выбирать угол поворота, а значит устанавливать различные фрезы и обтачивать металл сверхточно под любым наклоном, создавая детали разные по объему, форме и функциональному применению;

  • повышение уровня сложности работ, так как можно установить несколько валов сразу на съемные шпинделя;

  • поворотный механизм рабочей поверхности позволяет работать с длинными заготовками без снятия оснастки;

  • осей может быть в вариациях от 2 до 5;

  • установка четкого позиционирования металлического элемента с надежным креплением на агрегате;

  • можно самостоятельно настраивать мощность станка, зависимо от необходимостей работы с конкретным материалом;

  • включены форсированные режимы, которые регулируют характеристики;

  • частота вращения фрезы зависит от типа обрабатываемой поверхности.

Они универсальны и многозадачные, но для домашнего использования слишком сложные. Уникальные конструкции подходят для широкого спектра применения в промышленном секторе.

Как устроена конструкция станка

Основные большие узлы у всех видов станков абсолютно идентичны, но мелкие элементы отличаются. Именно благодаря отличиям и обуславливается функциональность и особенности обтачивания металлических конструкций. В состав станков входят:

  1. Станина – это устойчивая база, к ней крепятся две основные детали механизма: коробка скоростей и валы шпинделей. В основном производится из чугуна, имеет большую жесткость и вес для подавления вибрации, устойчивость всего механизма при работе на высоких скоростях вращения, гасит колебания.

  2. Коробка подач фрезерного станка – отвечает за перемещение фрезы на оси. Изменяет передаточное отношение приводного вала и оси инструмента для коррекции режимов нарезки металла и обтачивания слоя конструкции.

  3. Консоль – основа всего агрегата. Это по факту регулировочный орган рабочей высоты над столом. Приводится в движение при включении прибора по направляющим станинам. В корпусе вмонтированные коробка скоростей подач стола, салазок, и ходовые винты, механизм быстрого хода.

  4. Коробка переключения скоростей – регулирует скорость вращения фрезы, и соответственно точности работы. Контролируется электроприводом асинхронного типа работы.

  5. Стол – может не иметь возможности вращения или же быть повторным. Есть разновидности: вертикальный, горизонтальный, круговой, поступательный, крестовый ход движения стола. От стола зависит точность фрезеровки на нем изделий, длины обтачиваемых деталей. В конструкцию входит Т-образный паз для крепления болтов. По бокам стола располагаются кулачковые выключателей и измерительный лимб ходового винта.

  6. Салазки — это элементы, относительно которых деталь перемещается.

При выборе станка смотрят функциональность оборудования и конструкцию. На промышленном секторе используют более многозадачное оборудование, так как процесс изготовления непрерывный. Так благодаря фрезерным станкам с ЧПУ можно решить множество задач. Для малого бизнеса идеальным решением для приобретения станут простые конструкции горизонтального и вертикального типа.