Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) находят применение практически во всех отраслях промышленности: автомобиле- и станкостроении, космической и военной индустрии, металлургии, при производстве оборудования для атомной энергетики, нефтяной и газовой промышленности. За счет управления компьютерной системой позволяют быстро и эффективно осуществлять обработку деталей, конфигурация и технологическая карта производства которых разработана (или прошла предварительную подготовку) с использованием компьютерной техники.
Фрезерные станки с ЧПУ отличаются высокой гибкостью, точностью обработки поверхностей, в том числе и сложных, производительностью, практически недостижимой для станков с ручным управлением. При этом относительно невысокая стоимость таких агрегатов для обработки металлов, дерева, пластмасс и других материалов во многих случаях делает их применение экономически более целесообразным, нежели станков с ручным управлением.
Обусловлена такая простота и стоимость вертикальных фрезерных центров с ЧПУ [1], в первую очередь, конструкцией агрегата, который практически повторяет традиционные фрезерные станки. Отличием их является всего лишь автоматизация перемещений рабочих органов станка при формообразовании поверхностей детали в соответствии с управляющей программой.
Таким образом, в основу классификации фрезерных станков с ЧПУ входят те же признаки, что и для классических фрезерных станков:
- расположение шпинделя – горизонтальное или вертикальное;
- число степеней свободы (используемых координат перемещения) стола и фрезерной бабки;
- количество используемых одновременно инструментов (многоинструментальные и одноинструментальные станки);
- взаимная компоновка шпинделя и стола.
В зависимости от взаимной компоновки органов станка различают:
- горизонтально-фрезерные консольные (шпиндель расположен горизонтально);
- горизонтально-фрезерные бесконсольные (с крестовым столом);
- вертикально-фрезерные, в том числе и консольные (с вертикальным расположением шпинделя);
- универсальные, использующие поворотный стол;
- широкоуниверсальные – с более чем одной фрезерной головкой, чаще всего вертикальным расположением плоскости рабочего стола, поперечным движением инструментального узла.
Особняком в этой классификации стоят фрезерные станки, предназначенные для потокового производства значительного количества деталей:
- копировально-фрезерные;
- станки непрерывного действия, к которым относятся карусельно-фрезерные;
- барабанно-фрезерные станки.
Для фрезерных станков с ЧПУ характерна полная автоматизация в управляющей программе не только основных (рабочих), но и вспомогательных движений станка. К вспомогательным движениям относят движения, необходимые для подготовки, сопровождения и контроля процесса резания. В первую очередь, это движения, необходимые для наладки, настройки и калибровки станка. К классу вспомогательных движений относятся также движения, необходимые для закрепления детали и инструмента. Третью группу движений составляют движения подвода и отвода инструмента, а также движения измерительных приборов, осуществляющих управление процессом резания и контроль размеров деталей.
Характерной особенностью фрезерных станков с ЧПУ являются короткие кинематические цепи приводов подач рабочего и измерительных инструментов, стола (консоли). Соответственно, упрощаются программы управления электроприводами с заданной точностью, что также значительно влияет на снижение себестоимости агрегата в целом.