Станок с чпу по металлу что такое чпу

13.08.202314.08.2023 admin 0 Comments

Что такое станок с ЧПУ: устройство и принцип работы

Выбирая оборудование для проведения фрезерных, токарных и других подобных работ, каждое предприятие стремится найти максимально надежную, производительную, удобную модель. Стремясь облегчить эти поиски, подробно рассмотрим, что такое ЧПУ-станок: как он устроен, по каким принципам программируется и функционирует, каких видов может быть и так далее. Максимум информации – чтобы вам было проще определиться и решить, вкладываться в такую технику или нет.

Сразу отметим: сегодня они востребованы, причем во всех основных отраслях. На них проводят металлообработку, вытачивая детали с особой точностью (даже если у заготовок сложная поверхность), изготавливают предметы мебели и деревянные панно, макеты, сувениры, игрушки из пластиков и многое другое. Активно используют их преимущества, в том числе и высокую производительность.

Отдельно скажем, как расшифровываются ЧПУ-станки: аббревиатура означает Числовое Программное Управление, то есть компьютеризированную систему, задающую условия нормального функционирования стола, суппорта, шпинделя в течение технологического процесса. Контроль осуществляется за счет специальных и своевременно поданных команд – кодов G и M-типа.

В результате 1 единица такого оборудования так же эффективна, как 5-6 обычных. Оператору остается только включить нужную схему, наладить ее и проследить за ее выполнением – ему необязательно быть квалифицированным токарем или фрезеровщиком.

Целесообразность применения

Необходимо учитывать, что это сравнительно дорогостоящая техника. В условиях современного производства станок с числовым программным управлением выгодно покупать и эксплуатировать в следующих ситуациях:

Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются

Возможности такого оборудования довольно широки, сферы применения тоже, поэтому и классификация достаточно разнообразна. Но практически все модели, вне зависимости от конструкции, обладают следующими отличительными характеристиками:

Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения

Маркировка выпускаемых моделей осуществляется с помощью букв и цифр. Они и формируют артикул, который отражает назначение оборудования, степень его автоматизации, класс его точности. Разделение ведется по нескольким глобальным признакам – рассмотрим каждый из них подробнее.

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

Каждой группе присваивается свой номер – обращайте внимание на первую цифру в артикуле станка ЧПУ, эта расшифровка помогает сразу сориентироваться.

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

В артикуле степень автоматизированности указана в конце – как Ф с номером (или буквой). Разберемся, что означает ЧПУ-станок со следующей маркировкой после Ф:

1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;

2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;

3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

Ц – циклическая, отличающаяся дешевизной и простотой алгоритма, но весьма удобная для серийного выпуска однотипных заготовок.

Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

Основные параметры

Взглянем, что такое станок с ЧПУ с точки зрения производства. Его ключевые характеристики зависят от того, к какой технологической группе он относится:

Принцип программирования

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

Все вместе они обеспечивают правильное выполнение команд, каждую из которых необходимо корректно составить. Сделать это можно одним из трех способов:

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

Станки фрезерные с ЧПУ

Очень популярны, предназначены не только для резки заготовок любой формы (и простой плоской, и сложной пространственной), но и для раскройки металлических листов, для выборки пазов, для загибания углов. Могут содержать до 300 инструментов в одном магазине. Также отличаются обширной классификацией.

По расположению шпинделя выделяют:

По конструкции модель бывает консольной и нет, с одним или несколькими деталями, с контролем по 2,3 и более координатам одновременно.

Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:

Конструктивные особенности

Сравнительно мощные корпус и станина – за счет ребер жесткости, также обеспечивающих повышенные показатели прочности шпинделя. В комплектацию таких устройств входят точные винты и рельсы – для быстрого перемещения инструментов по горизонтали.

Все это обеспечивает одинаково хорошее качество выполнения технических операций как при попутном, так и при встречном направлении движения.

То, что можно сделать на ЧПУ станке, зависит от конкретной его модели, а их в номенклатуре фрезерной группы сразу несколько сотен. Есть габаритные варианты, длина рабочего стола которых превышает 10 м. Или наоборот – миниатюрные, предназначенные для мелкосерийного производства и частных мастерских, выпускающих типовые заготовки из металла и пластика, дерева и других материалов. Обычно они маломощные (до 750 Вт), но все равно сравнительно надежные, оснащенные сервоприводом, поворотные во всех угловых направлениях, регулируемые по высоте. Естественно, в их базовую комплектацию также входит ПО для контроля, которое можно загрузить, подключив оборудование к персональному компьютеру.

Как работает ЧПУ-станок токарного типа

Его основной орган – резец со сменными пластинами, зафиксированный в держателе, который может быть кассетным и совершенно точно является важной частью суппорт-узла, вместе с поворотной плитой и салазками. Деталь крепится в патроне, который расположен на вращающемся валу, приводные механизмы заставляют перемещаться инструменты (до 12 сразу), со скоростью вспомогательного хода выше, чем основного.

Классификация по характеру выполняемых задач

Конструктивные характеристики

Их компоновка обычно либо вертикальная, либо с крутым наклоном, благодаря чему из функциональной зоны проще удалить стружку. Сравнительно компактны, к ним не проблема подключить почти любое автозагрузочное устройство.

Несущие конструкции отличаются повышенной жесткостью, достижимой утолщением металла и введением дополнительных ребер. Оснащены сменными магазинами для инструментов и/или револьверными головками, устанавливаемыми на позицию держателя.

Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа

Это настоящие центры, выполняющие комплексную обработку заготовки (без перебазирования) и оборудованные комбинированными системами ПО. Они предназначены для нарезки фасок и резьбы, зенкерования, расточки, раскроя, фрезерования. Подходят для действий как с плоскими поверхностями, так и со сложными криволинейными формами.

Конструктивные особенности

Зачастую укомплектованные сменными магазинами, делающими доступной предварительную настройку инструментов. Обычно обладают поворотными столами, нужными для перемещения детали, а также переналаживаемыми вспомогательными устройствами-спутниками.

Принцип работы станков с ЧПУ многоцелевого типа базируется на универсальности операций, которая возможна благодаря высокомоментному, но малоинерционному двигателю с хорошим быстродействием. Даже на небольших частотах он развивает крутящий момент до серьезных величин, что позволяет обеспечить производительность труда.

По вариантам компоновки могут быть:

Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.

Преимущества

Эксплуатация столь точного механизма позволяет быстро решать ранее неосуществимые задачи: наносить рельефные декоры, которые невозможно выполнить вручную. За счет компьютеризации и автоматизации оно дает возможность избежать ошибок, вызванных человеческим фактором. Если знать, как пользоваться ЧПУ-станками, риск возникновения брака стремится к нулю.

Для большинства заготовок это техника «полного цикла», которая минимизирует затраты на производство. Она также отличается надежностью (может бесперебойно функционировать в течение лет), гибкостью настройки, широтой опций.

Проблемы

Минусы – в нюансах постпроцессирования: даже несмотря на то, что G- и М- коды универсальны, каждый программист компонует их по-своему. Поэтому возможны нестыковки при запуске ПО, которые требуется отдельно отлаживать.

Зачастую сложна ситуация с кадрами. Молодые и начинающие специалисты прекрасно понимают, как работает станок с ЧПУ, но им неизвестны практические свойства дерева или металла. Опытные слесари, фрезеровщики и токари, наоборот, «на ты» с материалами, но почти не знают компьютера.

Действия наладчика и оператора

Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:

Также ему необходимо запустить тестовое ПО, а после убедиться в надежности всех креплений и отсутствии отклонений. Если все в порядке, можно:

На специальных курсах подробно расскажут и покажут, как научиться работать на станке с ЧПУ. На такую профильную подготовку просто необходимо отправить своих сотрудников, если вы хотите установить столь производительное оборудование на своем предприятии и эффективно использовать его преимущества.

Источник

Станки с ЧПУ — виды, как выбрать, где купить, преимущества

Различные виды станков с числовым программным управлением или, сокращенно, ЧПУ давно перестали быть чем-то из ряда вон выходящим и широко применяются на самых разных промышленных предприятиях. Особенность станков с программным управлением — выполнение операций по обработке материалов по заданной программе практически без участия и контроля со стороны человека.

Сегодня станки с ЧПУ – это ключевой фактор автоматизации производственных процессов, позволяющей добиться одновременного решения нескольких принципиально важных задач.

В их числе: повышение качества выпускаемых деталей, сокращение трудозатрат при увеличении показателей рентабельности промышленного производства.

Купить станки с ЧПУ вы можете в Компании LASERCUT – Лидера в поставках ЧПУ оборудования в страны России и СНГ. Опытные менеджеры, прошедшие аттестацию в сервисной компании настолько компетентны в выборе станков, что могут сами запустить любой станок в эксплуатацию и выполнить ремонт основных узлов агрегата.

Главным условием для получения перечисленных преимуществ становится грамотный выбор подходящей модели приобретение качественного станка с ЧПУ от серьезного производителя. В качестве примера последнего можно привести компанию Wattsan, которая входит в число бесспорных лидеров мирового рынка профессионального лазерного и фрезерного оборудования.

Принцип работы

Современный станок с ЧПУ представляет собой сложное с конструктивной и инженерной точки зрения оборудование.

Это аппаратно-программная система, которая предназначена для обработки исходного материала/заготовки в сложную по конфигурации деталь. Последняя используется для дальнейшей сборки более крупной машины или механизма.

Говоря простым языком, под числовым программным управлением понимается контроль производственного процесса компьютером. Он управляется как перемещением и режимом работы обрабатывающего инструмента станка в виде шпинделя, суппорта и поворотного стола, так и расположением заготовки.

Программное обеспечение оборудования делятся на две части.

Посредством CAD-программирования формируется 3D-модель конечного продукта, который требуется получить на выходе. CAM-программа представляет собой описание последовательного превращения исходной заготовки в готовую деталь.

Главными достоинствами качественного станка с ЧПУ выступают: точность воспроизведения запроектированной модели и высокая скорость обработки.

Благодаря этому достигается как резкое увеличение производительности оборудования, так и повышение качества выпускаемой продукции.

В качестве бонуса внедрение станков с числовым программным управлением позволяет свести к минимуму или полностью ликвидировать влияние на производство человеческого фактора, что достигается полной автоматизацией технологического процесса.

Сфера применения

«Семейство» станков с числовым программным управлением весьма многочисленно. В него входят самые разнообразные модели обрабатывающего оборудования, включая фрезеры, токарные станки, лазерные резаки, плазмотроны, граверы, водорезы и большое количество других станков.

Благодаря настолько серьезному разнообразию, станки с ЧПУ широко применяются практически во всех отраслях промышленности. Но наибольшее распространение они получили в следующих областях хозяйственной деятельности:

Приведенный перечень не является исчерпывающим. Он постоянно пополняется за счет новых отраслей и видов деятельности, что выступает следствием внушительного списка достоинств практического применения станков с ЧПУ.

Преимущества использования оборудования с ЧПУ

Все более частое применение станков с числовым программным управлением объясняется предельно просто. При грамотном использовании этого вида обрабатывающего оборудования удается добиться большого количества очевидных достоинств.

Главными из них выступают такие:

Настолько впечатляющий перечень достоинств наглядно объясняется причины популярности станков с ЧПУ. Несмотря на достаточно высокую стоимость приобретения подобного оборудования, а также серьезные расходы на его наладку и обслуживание, вложенные затраты быстро окупаются.

Это тем более справедливо, если речь идет о крупном производстве, где использование станков с числовым программным обеспечением становится особенно выгодным.

Виды станков с ЧПУ

Для классификации станков с числовым программным управлением используется несколько признаков.

Но наиболее часто для деления на виды станков с ЧПУ используется такой простой и очевидный признак, как способ обработки.

В соответствии с этим параметром различают фрезерное, токарное, лазерное и плазменное оборудование. В отдельную категорию выделены станки для домашнего использования.

Каждая из перечисленных категорий заслуживает отдельного рассмотрения.

Фрезерные станки с ЧПУ

Название наглядно демонстрирует назначение оборудования, которое используется для фрезерования деталей, имеющих как простую плоскую форму, так и сложную пространственную конфигурацию. В качестве дополнительных опций выполняется раскрой листовых материалов, обработка исходной заготовки под разными углами, выбирание пазов.

Нередко фрезерный станок с ЧПУ комплектуется устройством АСИ, под которыми понимается инструментальный магазин или револьверная шпиндельная головка, существенно расширяющие возможности оборудования.

Wattsan A1 1313

По конструктивным особенностям различают два типа рассматриваемых станков – вертикально-фрезерный и горизонтально-фрезерный.

В первом случае обрабатывающий инструмент (шпиндель) располагается перпендикулярно столу, что позволяет производить обработку одной стороны заготовки.

Во втором шпиндель монтируется параллельно рабочей поверхности стола, что дает возможность многосторонней обработки заготовки без необходимости ее повторного закрепления.

Отличительными особенностями современных фрезерных станков с ЧПУ выступают:

Примером качественного фрезерного станка с ЧПУ можно назвать две модели подобного оборудования от Wattsan: M4S 1325 и M9 1325. Они сочетают разумный уровень стоимости с отменными технико-эксплуатационными характеристиками.

Не стоит забывать о таком важном преимуществе продукции этого производителя, как длительный срок службы.

Токарные

Токарный станок с ЧПУ предназначен для обработки заготовки специальным резцом, который закрепляется в держателе. Современное оборудование комплектуется кассетным резцедержателем, вместимость которого позволяет использовать до 12 различных рабочих инструментов.

Ее отличительной особенностью выступает превышение скорости вспомогательного хода над аналогичным показателем рабочего.

По виду производимых работ различают несколько разновидностей токарных станков с числовым программным управлением, включая:

В числе характерных особенностей токарных станков с ЧПУ необходимо выделить следующие:

Многоцелевые обрабатывающие центры

Многоцелевые станки с ЧПУ представляют собой комплексную систему, позволяющую совмещать функции токарного и фрезерного оборудования. Использование комбинированного программного обеспечения в сочетании с универсальным сверлильно-расточным рабочим инструментом позволяет производить обширный перечень операций без перебазировки заготовки.

Среди конструктивных и функциональных особенностей многоцелевых обрабатывающих центров особое значение имеют такие:

Различают два типа многоцелевых обрабатывающих центров – горизонтальный и вертикальный. Первый предназначен для обработки крупногабаритных деталей с одной из сторон. Второй предоставляет возможность одновременно обрабатывать деталь с двух-пяти сторон.

Лазерные станки с ЧПУ

Лазерные станки с ЧПУ бывают в основном двух видов: с CO2 излучателем и с оптоволоконным твердотельным иттербиевым излучателем. СО2 станки применяются для резки и гравировки НЕ металлов, в основном это фанера.

Отличительной особенностью CO2 станков Wattsan является их рамная конструкция корпуса станка.

Благодаря ей и другим усиленным элементам станка лазерное co2 оборудование компании WATTSAN может работать 24\7 без перерывов долгие годы.

Станки с иттербиевым излучателем могут резать и гравировать такие металлы как медь, латунь, нержавеющей или оцинкованной стали, черного металла, а также различных сплавов.

Примером подобного оборудования высокого уровня резки металлов выступает металлорезчик Wattsan 1530. Он обладает несколькими преимуществами, характерными для всех станков с ЧПУ, относящихся к данной категории:

Благодаря такому длинному списку достоинств, обеспечивает крайне обширная сфера практического применения лазерных станков с ЧПУ по металлу. Она включает производство следующей продукции:

Важным дополнительным плюсом лазерных станков с ЧПУ выступает разнообразие подобного оборудования. Например, только в линейке продукции Wattsan представлено более нескольких десятков моделей, заметно различающихся по техническим и эксплуатационным характеристикам.

Плазменные станки с ЧПУ

Главным отличием плазменных станков с ЧПУ от лазерных является технология обработки металлов или других материалов.

В первом случае плавление поверхности заготовки происходит за счет дуги и при непосредственном воздействии воздуха, а во втором – при помощи лазерного луча, сфокусированного в определенной точке.

Благодаря этому, плазменные станки с числовым программным обеспечением получают как несколько очевидных преимуществ, так и ряд определенных недостатков. Основными плюсами их практического применения выступают:

В числе наиболее значимых недостатков рассматриваемого оборудования нужно отметить следующие:

Сочетание приведенных выше достоинств и недостатков становится наглядным объяснением того, почему плазменные станки с ЧПУ используются заметно реже, чем аналогичное оборудование с лазерной технологией обработки.

При этом стоит отметить, что для некоторых видов деятельности, например, сверлении заготовок большой толщины, именно плазморезы становятся лучшим и самым оптимальным решением.

Домашние станки с ЧПУ

Главной особенностью так называемых домашних станков с ЧПУ выступает отсутствие требований к высокой производительности и мощности оборудования. При этом особой популярностью пользуются универсальные модели, позволяющие выполнять самые разные операции по обработке различных материалов. Прежде всего, речь идет о деревянных заготовках.

Wattsan MICRO 0203

В сегодняшних условиях многие производители стремятся расширить рынки сбыта, в том числе за счет относительного нового сегмента – домашних станков с ЧПУ. Wattsan не является исключением из этого правила, выпуская сразу несколько моделей подобного оборудования.

Главное, что их отличает от продукции других брендов, — это сочетание надежности, компактных размеров, экономичности и разумного уровня цен, что особенно важно для частных клиентов.

На российском рынке представлено немало самых разнообразных станков с ЧПУ от большого количества предприятий-производителей – как отечественных, так и зарубежных. Самый простой способ сделать правильный выбор подходящей модели оборудования — это обращение к профессионалам. Получить грамотную консультацию и купить станок с ЧПУ можно в компании LASERCUT — лидера в области станков с ЧПУ с 100% гарантией доставки по всей России и странам СНГ.

Источник

Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ: Полная инструкция

На фрезерном станке производят изделия из металла, оргстекла, пластика, древесины и многих других.
На фрезере возможна, как поперечная резка, так и создание сложных криволинейных рисунков на поверхности материала.

Не важно, хотите вы гравировать огромные памятники из камня или изготавливать небольшие шкатулки из фанеры – для любой задачи найдётся подходящий фрезерный станок с ЧПУ.

В этой статье мы расскажем о том, как выбрать такой станок и на что обратить внимание.

В первую очередь нужно отталкиваться от задач: какие изделия вы будете изготавливать на фрезерном станке? Каков объём вашего производства — штучное или потоковое? С каким материалом вы планируете работать? От ответов на эти вопросы зависят многие характеристики станка.

Рабочее поле фрезерного станка

Его размер зависит от вида изготавливаемой продукции и площади рабочего помещения.

И в зависимости от этого выделяют два типа фрезерных станков ЧПУ:

Напольные фрезеры

На станках большего формата стол всегда неподвижен, а портал перемещается по оси Y.

Настольные фрезерные аппараты

Кроме того, их можно использовать в небольшом мебельном производстве, для изготовления сувениров, отделки интерьера и экстерьера.

Типы фрезерных станков в зависимости от обрабатываемого материала

Кроме того, выделяется несколько типов фрезерного оборудования в зависимости от обрабатываемого материала:

Высокоскоростные фрезерные ЧПУ станки

Они предназначены для резки и раскроя металлов, дерева, двухслойного пластика, оргстекла, ПВХ, гипса. А кроме того, на них можно фрезеровать гранит и мрамор, что часто используется в ритуальном бизнесе для обработки плит и памятников.

Например, Wattsan M2S 1325. Он оснащён вакуумным столом, системой аспирации и подачи смазки, поворотным устройством и системой СОЖ. Он подойдёт, как для 3d фрезеровки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, алюминия и обработки плит из гранита и мрамора.

Фрезерно-гравировальные станки

Максимальный размер размер рабочего поля такого станка 2000х4000 мм. Именно поэтому на них обычно работают с листовыми материалами.

К примеру, Wattsan M1 2040. На нём можно работать с заготовками больших размеров. Он предназначен для фрезерной 3d резки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, композита, алюминия.

Больше всего Wattsan M1 2040 используется в промышленном производстве композитных материалов, где требуется раскрой крупных заготовок.

Граверы

На них возможны различные виды фрезеровки, как 2d, так и 3d.

Например, для 3d фрезеровки широко используется станок Wattsan M1 6090.

А засчёт установки 4-х осевой поворотки возможна 4d обработка. О том, какое для этого потребуется программное обеспечение мы расскажем позже.

Узкопрофильные станки

Они предназначены для работы с одним материалом.

Например, Wattsan M1 1325 RD преимущественно применяется в деревообработке. Его используют для производства мебели, элементов декора для дизайна интерьеров и сувенирного производства.

На этом станке можно работать, как с мягкой, так и твёрдой древесиной. К слову, если в первом случае станок не оставляет задиров, то на твёрдом материале он будет фрезеровать ещё лучше.

Компактные станки с ЧПУ

На них можно выполняют фрезерную 3d резку и гравировку дерева, МДФ, ДСП, оргстекла, ПВХ, композита, алюминия. Компактные станки используются для деревообработки, лёгкой промышленности, сувенирной пормышленности, отделки интерьера и экстерьера.

Жёсткость конструкции

Это один из главных параметров, на который нужно обратить внимание при выборе станка. Ведь иначе скорость обработки будет низкой, и, как следствие, уменьшится производительность.

Так же, при недостаточной жёсткости в процессе работы станок будет вибрировать, что может привести, например, к поломке инструмента и сократит срок службы самого станка. Особенно это касается граверов.

Кроме того, жёсткость конструкции станка критична при обработке твёрдых материалов.

Если, например, для фрезеровки дерева это не так важно, то для обработки металла потребуется очень жёсткий станок.

У тех станков, где меньше меньше соединений деталей посредством болтов, конструкция более жёсткая.

Имейте ввиду, что у станков с недостаточно жёсткой конструкцией может ухудшаться точность позиционирования, так как оборудование будет вибрировать при работе.

К примеру, если заявленная точность вашего станка 0,0001 мм, то на самом деле она может доходить до 0,1 мм.

Параметры точности станка фрезерного станка

Точность позиционирования

Этот показатель означает, насколько точно рабочая голова станка окажется в точке с заданными координатами. Если в управляющей программе будет задана точка 150,150, станок, в зависимости от его точности позиционирования, может приехать, как точно в заданную точку, так и, например, в точку 150.1, 149.9.

Чем больше рабочее поле станка, тем сложнее добиться точности позиционирования. Кстати, при большой длине на этот показатель влияет ещё и температура в помещении, так как под воздействием тепла материал станка расширяется. Это так же влияет и на жёсткость станка.

Кроме того, есть ещё несколько факторов, влияющих на позиционирование станка — класс точности направляющих, система передачи движения, шаговые двигатели, у которых разница между шагами может быть до 30 %.

Точность позиционирования нашего фрезерного оборудования составляет от 0,01 до 0,05 мм.

Повторяемость

Под этим параметром имеется в виду погрешность, с которой станок приезжает в одну и ту же точку.

Допустим, если вы задали станку команду приехать в определенную точку, затем отправили обратно и вернули назад, и повторили несколько раз. При хороших показателях повторяемости, станок будет приезжать точно в те же координаты, с небольшим разбросом.

Как правило, у всех станков она от 0,02-0,05 мм, что считается неплохо.

И именно этот показатель обычно указывается в параметре “точность” у станка.

И хорош тот фрезерный станок с ЧПУ, у которого выше точность, ниже энергопотребление, больше удобства в пользовании, надежности в любой рабочей ситуации.

Комплектация фрезерного станка с ЧПУ

При выборе фрезерного станка этот параметр не такой важный, как, например, жёсткость конструкции и точность позиционирования. Однако, комплектующие нужно подбирать правильно.

Итак, давайт разберёмся, из чего состоит фрезерный станок.

Как устроен шпиндель?

Шпиндель – это мощный компактный электродвигатель. Фреза зажимается в шпинделе при помощи патрона с цанговым зажимом. Цанга обжимает хвостовик фрезы со всех сторон, в отличие от того же трёхкулачкового патрона.

Это важно, потому что фреза испытывает боковые нагрузки, а цанга помогает равномерно их распределить и обеспечивает более плотный зажим.

От мощности шпинделя зависит, с каким усилием он будет фрезеровать материал. Если она мала, то будут падать обороты, уменьшится производительность, а станок может деформироваться.

Например, на настольных станках мощность шпинделя, как правило, невелика, поэтому толстый материал он будет резать очень медленно.

В этих видах обработки не требуется особое силовое воздействие.

Кроме того, его можно использовать в ритуальном бизнесе для фрезеровки памятников из камня.

К примеру, для обработки листовой фанеры потребуется мощность от 800 Вт, для твёрдой древесины, лёгких металлов и пластиков – от 1500 Вт, а для фрезеровки камня – от 3000 Вт.

Охлаждение шпинделя фрезерного станка

Поскольку шпиндель работает на полную мощность, а КПД у него, как и у любого двигателя, не 100%, он быстро нагревается и нуждается в интенсивном охлаждении. Существуют два вида систем охлаждения шпинделя:

Водяное

Оно осуществляется засчёт циркуляции воды. Для водяного охлаждения шпинделя можно использовать помпу или чиллер.

Рассмотрим на примере гравировки магния, при которой совершается 12000-15000 об/мин. При этом для шпинделя до 3 Квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz. А если мощность шпинделя выше 3 Квт, то потребуется подключение 380 вольт.

Недостаток водяного охлаждения шпинделя состоит в сложности конструкции, так как требуется резервуар для охлаждающей жидкости. Кроме того, если это помпа, охлаждающие свойства воды будут зависеть от температуры воздуха в помещении. Зато помпы компактные.

Кроме того, шпинделю с водяным охлаждением свойственна слабая антикоррозионная стойкость внутренних деталей.

Воздушное

Плюсы такой системы в компактности и простоте.

А минус в том, что если вы, к примеру, фрезеруете дерево, то крыльчатка и вентилятор будет часто загрязняться пылью, и их необходимо будет менять.

Направляющие фрезерного станка

От них зависит точность обработки и жёсткость конструкции фрезерного станка.

Круглые рельсовые

Они, как правило, идут в комплектации бюджетных станков. На них можно обрабатывать дерево, пластики, ювелирный воск и многое другое.

Прямоугольные профильные рельсовые

Это более качественные направляющие таких брендов, как AMT, PMI, Hiwin, THK. Они применяются для обработки, которая требует наибольшей точности.

Централизованная система смазки фрезерного станка

Она упрощает смазку направляющих и подшипников. С автоматической системой смазки вам не придётся ходить с масленкой и смазывать каждую направляющую и подшипник отдельно.

Достаточно просто наполнить маслом небольшой бак и отогнать портал по диагонали в одну сторону и обратно. И всё смазано! Система смазки значительно экономит время на техобслуживание.

Кроме того, её можно настроить по таймеру.

Автоматическая система смазки ставится на станки с рабочим полем от 1200х1200 мм.

СОЖ фрезерного станка

Это смазочно-охлаждающая жидкость. Она есть во всех станках, которые предназначены для обработки металлов. СОЖ охлаждает место фрезеровки.

В состав смазочно-охлаждающей жидкости могут входить эмульсии с добавлением дисульфида и молибдена, масла с противоизносными присадками, добавками йода, серы, хлора и фосфорорганических соединений, а так же масла с добавками серы, хлора, фосфорорганических соединений.

СОЖ выглядит таким образом.

Таким образом, СОЖ не только охлаждает зону фрезеровки, но и, смазывая инструмент, предотвращает его натирание.

Двигатели для перемещения портала фрезерного станка

Их выбор зависит от размера рабочего поля фрезерного станка. До 1200х1200 мм — достаточно шаговых двигателей, к станку с рабочим полем 2000х3000 мм — подойдут как шаговые двигатели, так и серводвигатели. Чем они различаются между собой?

Шаговые двигатели

Они бюджетные и простые в управлении. Их можно использовать для многих небольших производств — шкатулки, иконы, фрески и т.д.

Но шаговые двигатели шумят и с ростом скорости могут работать неправильно.

Поэтому они не используются на производстве, где нужна высокая скорость работы, например, при резке на промышленных машинах.

Сервоприводы

У серводвигателей есть обратная связь с управляющей программой. Это исключает вероятность сбоя шагов, не сбиваются координаты на высоких скоростях, динамика работы выше, а позиционирование более точное.

Для работы на высокой скорости на крупном производстве рекомендуем вам оснащать станок серводвигателями.

Сравнение шаговых двигателей и сервопривода:

Управление станком

Как устроена управляющая программа?

Она представляет из себя текстовый txt-файл, где каждая строка задаёт новое перемещение фрезы по оси X, Y или Z. А инструмент в свою очередь переходит из одной точки в другую.

Из совокупности этих программ формируется G-код.

Программное обеспечение

Как правило, векторный чертёж для фрезеровки создаётся в Vectric Aspire. Но есть и другие программы, например, ArtCAM, Vcarve, SheetCAM и многие другие.

Выбор программного обеспечения зависит в том числе и от того, какую вы хотите делать фрезеровку. Она бывает контурной и 3d, рассмотрим их особенности.

Различия контурной фрезеровки и 3d

2d фрезеровка

Векторный макет для плоской фрезеровки можно сделать в AutoCAD или CorelDraw.

А настройки УП для нее не отличаются множеством команд, ведь фреза идёт в одну сторону, затем, скругляется и направляется в другую.

Размер макета для 2d фрезеровки обычно весил несколько килобайт.

3d фрезеровка

В отличие от 2d, при 3d фрезеровке инструмент, кроме движения по двум плоскостям, меняет ещё и высоту положения. Также, при 3d обработке дерева чаще меняется рельеф, чем при 2d.

В управляющей программе каждое такое изменение отмечается, как точка. Соответственно фреза переходит из одной точки в другую, при этом не только двигаясь влево-вправо, но и повышаясь и понижаясь. Так создаётся 3d модель.

Размер макета для 3d фрезеровки составляет несколько мегабайт.

Структурно эти два вида фрезеровки ничем не различаются. Есть отличия только в поведении станка, и они являются следствием особенностей чертежа в управляющей программе.

Автоматическая смена инструмента во фрезерном станке

В процессе резки больше не нужно менять фрезу вручную, потому что есть система автоматической смены инструмента, которая представляет из себя, так называемую, станцию, расположенную над шпинделем.

На ней закрепляется несколько необходимых для работы инструментов. А управляется она в программе, где задаётся, что и какой фрезой резать. Перед каждой сменой инструмента шпиндель возвращается к станции.

Станки с размером рабочего поля от 1500х3000 мм обычно идут с автоматической сменой инструмента, они используются на циклах обработки 5-15 мин для контурной резки.

Порядок и очерёдность работы каждого инструмента задаётся в управляющей программе.

Как заготовка крепится на рабочем столе фрезерного станка?

Вакуумный стол

Он закрепляет заготовку на рабочем столе силой вакуумного насоса. К нему прилагается уплотнительный шнур, который позволяет отсекать части заготовки, не влезающие на рабочее поле станка.

У вакуумного стола есть несколько недостатков:

Но для фрезеровки больших заготовок других материалов вакуумный стол будет оптимальным выбором.

Стол с Т-образными пазами

А вот МДФ, ДСП и дерево надёжно закрепится при помощи стола с Т-пазами.

Обычно на него устанавливаются накладки из ПВХ, которые иногда меняются вследствие износа.

Инструмент для фрезерного станка

Это фреза, и она выбирается в зависимости от задач, обрабатываемого материала и его толщины.

Фрезы изготавливаются из быстрорежущей стали (HSS) или карбида вольфрама. Стальные фрезы быстро тупятся под нагревом. А карбидные не так сильно тупятся, они острее, но более хрупкие.

Давайте рассмотрим основные виды фрез:

“Кукуруза”

Спиральная

Такие фрезы удаляют стружку засчёт движений вверх/вниз. Они бывают, как с одной, так и несколькими кромками. И чем их больше, тем фреза жёстче.

Однозаходными фрезами режут мягкие материалы, например, фанеру. А длинная фреза позволяет разрезать толстое дерево, но при этом, может погнуться и сломаться. Фрезы с несколькими кромками используют для обработки металла.

Если, к примеру, вы режете много деталей при отсутствии вакуумного стола, то лучше оставлять стружку. Таким образом, она будет закреплять маленькие детали на листе. Это гораздо удобнее, чем оставлять между ними перемычки, ведь так они могут выскочить и прыгать по всему рабочему столу, попадая под фрезу.

Прямая фреза

Имеет прямую режущую кромку и оставляет стружку в поле реза.

Алмазная фреза

На её поверхность нанесена алмазная крошка. Такой фрезой можно резать и гравировать стекло и камень. Но не рекомендуем работать алмазной фрезой “на сухую”, иначе она быстро испортится и оставит после себя много пыли.

Граверная фреза

Представляет из себя срезанную наполовину иголку с очень хрупким кончиком. Будьте осторожны, если вы режете граверной фрезой под малым углом.

Они применяются для нанесения надписей и тонких углублений.

Спиральная фреза с полусферическим наконечником

У неё полусферический кончик, который оставляет едва заметные “ступеньки”, в отличие, от фрез с плоским концом. Таким инструментом режут чистовой слой у ЗД барельефов.

Элементы механических перемещений

Рассмотрим плюсы и минусы различных способов:

Шарико-винтовая передача (ШВП)

Она применяется только для станков с небольшим рабочим полем до до 1200х1200 мм. На больших станках корпус будет расположен в средней части винта, поэтому возможен прогиб.

Максимально допустимая длина ШВП 1,5 м.

Давайте сравним два варианта станков с ШВП с размером рабочего поля 900х600 мм. Допустим, на одном из них установлена ШВП 8 мм, а на втором 16 мм. При высокой скорости работы на тонкая шагово-винтовая передача будет вибрировать по всей длине, что может привести к поломке узлов станка и инструмента.

А ШВП диаметром 16 мм при той же скорости будет исправно перемещать узлы станка. Это позволит увеличить производительность.

Если вы работаете на высокой скорости, рекомендуем комплектовать станок толстой ШВП.

Зубчатая рейка

Она используется на малых и средних скоростях на станках с рабочим полем от 1200х2400 мм и никогда не ставится на станок с сервоприводом.

Зубчатая передача даёт большую скорость перемещения и высокую точность позиционирования.

Система удаления стружки

При изготовлении мебельных фасадов, гравировке декора и барельефа обычно остаётся много пыли и стружки.

Избавится от пыли поможет система вакуум-аспирации.

Она похожа на большой мешок, который при помощи гофры, присоединяется к шпинделю. Гофра ограждена специальной щёткой, защищающей от стружки. Так же, рядом со станком стоит отдельный мешок, который всасывает пыль.

Дополнительно можно заказать систему удаления стружки, которая представляет из себя строительный пылесос. Например, у Wattsan M1 1325 она есть.

Таким образом, при резке фанеры стружка полетит в этот пылесос.

Обязательно ли устанавливать систему удаления стружки? Конечно, нет. Но тогда будьте готовы стоять в стружке по колено.

А при обработке карбона и стеклотекстолита рекомендуем её не вдыхать. Поэтому устанавливайте пылесос с хорошими фильтрами. Обычный бытовой пылесос не подойдёт.

Чем различаются фрезеры A1 и M1?

Станки с конфигурацией M1 считаются более профессиональными, чем A1.

Так же, модели М1 оснащены мощными шаговыми двигателями и качественными драйверами Leadshine. Рельсы таких станков увеличены, и возможен их выход за пределы рабочего поля.

Станки M1 отличаются устойчивостью конструкции, отсутствием вибраций на высокой скорости работы, хорошей производительность и долгим сроком службы.

Многоосевые фрезерные станки

Это отдельная линейка станков для профессионалов.

Например, станки с 4-ой осью, на которую можно поставить изделие, и оно будет обрабатываться по кругу.

Кроме того, бывают 5-ти координатные фрезеры с 5-ю степенями свободы, и они универсальны. На таком оборудовании можно выполнять 2d и 3d резку или гравировку на любых материалах.