Выбор универсального станка с чпу для деревообработки

Мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву для домашней мастерской

Самыми доступными и популярными материалами для обработки считаются древесина и металл. Фрезерный станок с ЧПУ по дереву относится к новому поколению современных станков для обработки древесины, характеризует его высокая производительность с многофункциональностью.

Мини фрезерный станок с ЧПУ – отличный вариант для дома, успешно применяется в таких сферах:

• строительстве;
• дизайне интерьеров;
• мебельном производстве, столярном деле.

Мини оборудование помогает создавать резные фигуры из деревянного материала, мебель из таких материалов, как МДФ, ОСП и фанеры.

С помощью настольного фрезерного станка с ЧПУ возможно изготовление декоративных элементов лестниц, балясин, дверей, решеток, деревянных икон, картин, барельефов, подарочных шкатулок и различных памятных сувениров.

Таким образом, можно запустить домашнее производство деревянной продукции, хобби превратить в успешный бизнес. Ведь деревянные изделия всегда востребованы.

Критерии выбора станка для деревообработки

Выбор подобного оборудования представляет определенные сложности, так как необходимо учитывать не только текущие задачи по обработке деревянных изделий, но и возможности совершенствования и переналадки того или иного станка в будущем. Деревообрабатывающие станки с ЧПУ могут отличаться своей производительностью, сферой использования и возможностями по их дальнейшему применению для обработки различных деревянных заготовок. О том, как выбрать деревообрабатывающий станок для дома читайте в этой статье.

Сегодня в продаже можно найти различные модели станков для фрезеровки дерева с ЧПУ: начиная от простейших моделей, которые подключены к компьютеру и предназначены в том числе и для бытового домашнего использования, и заканчивая сверхдорогими универсальными и сложными в использовании агрегатами, которые применяются на суперсовременных деревообрабатывающих фабриках и мебельных производствах. Работа таких станков полностью контролируется автоматикой, а сверхточная система координат позволяет обеспечить микронную точность выполненной обработки.

Мощности и вид шпинделя

При выборе деревообрабатывающего оборудования необходимо в первую очередь обратить внимание на показатели мощности и разновидность шпинделя. Шпиндель представляет собой мощный привод, который отвечает за обработку деревянных деталей

В зависимости от показателя его мощности и класса принято выделять как станки с ЧПУ для резьбы по дереву для бытового использования, так и мощные агрегаты, которые комплектуются асинхронными электродвигателями, способными осуществлять работу на протяжении 8 часов и более.

Для изготовления небольших по своим размерам деревянных ювелирных изделий, сувениров и накладных изразцов можно выбрать недорогие деревообрабатывающие станки с ЧПУ с 3 D моделированием, мощность шпинделя у которых составляет 2−2,5 кВт. Фрезерование фторопласта, фанеры и других аналогичных материалов может выполняться легкими станками, шпиндели которых имеют показатель мощности в 1,6 кВт. А вот если требуется раскрой МДФ или фрезерование на глубину более 7 см, то следует выбирать установки с мощностью шпинделя более 3 кВт.

Также при выборе необходимо обратить внимание на охлаждение шпинделя, которое может выполняться воздушным или водяным способом. Наибольшую популярность сегодня получили модели станков, в которых используется водяное охлаждение

Это эффективное и одновременно простое в использовании оборудование, имеющее улучшенные показатели производительности работы.

Современные деревообрабатывающие станки с ЧПУ — это надежное и высокотехнологичное оборудование, которое отличается простотой в эксплуатации, позволяет с легкостью выполнять сложную обработку деревянных заготовок, с возможностью быстрой и упрощенной переналадки такой техники. Можно с легкостью подобрать различные по своему классу и назначению фрезеровальные и шлифовальные станки с ЧПУ, которые будут полностью соответствовать задачам и требованиям по выполняемым ими работам.

Устройство

Основа

Станина выполняет несущую функцию. Должна иметь стабильность свойств, обеспечивать обработку материалов с необходимой точностью и режимом, хорошую производительность. От проектирования и качества изготовления станины зависит точность обработки станка. Материалы, применяемые для изготовления станин:

• Чугун служит материалом для изготовления литых станин, которые отличаются устойчивостью к вибрации, жёсткостью и теплостойкостью.
• Из углеродистой стали изготавливаются сварные станины. Они обладают меньшим весом по сравнению со станинами, произведенными из чугуна. При этом показатели жёсткости будут одинаковыми.
• Бетон характеризуется хорошими демпфирующими показателями и более низкой восприимчивостью к колебаниям температуры. Недостатки:
  Станину из подобного материала необходимо защищать от попадания масла и воды, иначе она изменится в объёмах.
  Для достижения нужной жёсткости стенки станины делаются очень толстыми.
• Полимерные материалы отличаются высокой устойчивостью к коррозии, лёгкостью производства и ремонта, низким коэффициентом скольжения и увеличенным модулем упругости по сравнению с другими материалами, используемыми для производства станины. Вероятность возникновения резонанса у станины из полимерных материалов значительно ниже, чем у стальной станины, следовательно, станок отличается большей точностью.

Полимерные станины

1,2 — полимербетон. 3,4,5 — полимергранит.

Из синтетического гранита изготавливают станины для станков с высокой точностью. Отличительной особенностью синтеграна (синтетического гранита) является то, что он практически не подвержен температурным деформациям.

Ещё один полимерный материал для производства станины – полимерный бетон. Стабильность температуры и демпфирующие (гасит колебания) свойства примерно в 6 раз выше, чем у чугуна. Полимерный бетон является самым современным материалом для изготовления неподвижных деталей станков.

Эпоксидный гранит – это изменённое название полимерного бетона.

Ещё одним преимуществом станины из полимерного материала является скорость её изготовления. Из стали и чугуна отливаются грубые заготовки и это занимает времени от 1 месяца. Изготовление деталей из полимеров происходит в течение несколько дней. Стоимость подобных станин примерно на 30% дешевле чугунных и стальных.

Механика и электроника

• Рабочий стол предназначен для закрепления заготовки. Это поверхность с перемещающейся над ней фрезой, гравёром, то есть рабочим инструментом. Важнейшими параметрами рабочего стола являются ровность поверхности и возможность закрепления заготовки в любом месте.
• Приводы осей состоят из двигателей и драйверов двигателей.Двигатели связывают электронную и механическую часть станка. Бывают шаговые моторы и серводвигатели. Драйвер двигателя получает команды с контроллера и преобразует их во вращательные движения вала.
• Передача осей (трансмиссия) — один из важнейших показателей, влияющих на точность станка. Конкретный вид трансмиссии производится с определённой точностью. Класс точности указывается изготовителем и на основании этого определяется погрешность в работе станка.
• Направляющие отвечают за движение рабочего инструмента по назначенной линии. Качественные характеристики направляющих и их присоединение к станине также существенно влияют на точность. Бывают скольжения, качения и комбинированные.
• Шпиндель служит для закрепления режущего (или обрабатывающего деталь) инструмента и для передачи крутящего момента.

Личностные качества и требования к квалификации оператора станков с ЧПУ

К профессии оператора станков с программным управлением предъявляются весьма высокие требования. Он должен знать:

1. устройство и назначение различных станков с ЧПУ;

2. правила наладки станков и составление программ;

3. код и правила чтения программ для станка;

4. способы установки и выверки деталей перед началом производственного цикла;

5. систему допусков и посадок для изделий различного типа;

6. правила чтения чертежей для различных деталей;

7. методы использования контрольно-измерительных приборов.

Работник высокой квалификации должен уметь разбираться во всех видах станков с ЧПУ, включая наиболее сложные, производящие детали сложной формы и требующие большого количества переходов.

Для подобной работы требуется внимательность, технический склад ума и умение разбираться в компьютерной технике, высокая дисциплинированность, аккуратность. Работодатели крайне приветствуют навыки программирования (знание параметрического программирования), познания в электротехнике, полупроводниковых схемах.

Применение

Станок для деревообработки с числовым программным управлением необходим при выполнении сложных работ, требующих существенных трудовых ресурсов. Устройство способно обеспечить серийное производство компонентов. С их помощью изготовляются:

• мебель;
• паркет;
• двери;
• декоративные элементы;
• накладки;
• фасады;
• детали наружной рекламы.

Станок для фрезеровки позволяет получить детали меньшего объема с большим многообразием форм, такие как:

• фигурные запчасти для лестниц;
• иконы из дерева;
• рамы резного типа, украшающие зеркала, картины, настенные часы;
• багеты, накладки, кронштейны;
• отдельные компоненты мебели;
• запчасти, имеющие резьбу художественного исполнения.

Характеристика изготовленного компонента определяет, насколько сложной будет работа, и сколько денежных средств потребуется для ее выполнения. Наиболее дорогостоящими являются детали, имеющие небольшие размеры.

Квалификационные разряды для операторов станков с ЧПУ по ЕТКС

В Едином тарифно-квалификационном справочнике работ и профессий рабочих перечислены четыре разряда таких рабочих (со 2 по 5).

Оператор станков с программным управлением 3 разряда

Обрабатывает детали по 8 – 11 квалитетам с большим количеством переходов, проводит обмер готовой детали. Может проводить подналадку отдельных несложных узлов станка.

Оператор станков с программным управлением 4 разряда

Работает на станках, обрабатывающих детали по 7 – 10 квалитетам. Умеет обслуживать многоцелевые станки с ЧПУ и манипуляторы, перемещающие деталь на рабочее место. Может управлять группой станков, ставить рабочий инструмент в блоки и т.д.

Оператор станков с программным управлением 5 разряда

Проводит те же операции, но уже по 6 – 7 квалитетам обработки деталей. При этом может заниматься обработкой деталей особо сложной формы (коробки скоростей, корпуса двигателей и т.д.)

Возможности современных фрезерных станков с ЧПУ

По виду выполняемых работ фрезерные станки бывают:

• гравировально-фрезерные,
• сверлильно – фрезерные,
• токарно-фрезерные и многие другие виды.

Фрезерованием можно обрабатывать такие материалы, как:

• дерево,
• пластик,
• графит,
• а также все виды металлов и их сплавов (сталь, чугун, алюминий, латунь, бронзу, медь и т.д.)

Используемый режущий инструмент, фрезы, также отличаются большим разнообразием. Сложная конструкция станков позволяет производить на них широкий спектр операций по обработке материалов: гравировку, сверление, фрезерование, резьбу, раскрой плит больших размеров и многое другое.

Принцип работы фрезерного станка таков, что позволяет в рамках одной выполняемой программы автоматически менять инструмент – фрезу, менять скорость вращения фрезы и угол поворота шпинделя. Все перечисленные функции и свойства оборудования открывают очень большие возможности по использованию фрезерных станков в самых различных областях и производствах. На них можно выполнять как порезку и раскрой габаритных плит, так и тонкую обработку мельчайших деталей.

Так например, фрезерно-гравировальный станок, несмотря на внушительность и массивность своей конструкции, может выполнять кроме сверления, резки раскроя материалов, очень деликатную гравировку, точно и четко перенося на заготовку мельчайшие детали исходного изображения. Точность гравировки правильно отлаженного станка составляет доли миллиметра.

Фрезерные станки последнего поколения позволяют обрабатывать не только плоские детали, но и обрабатывать заготовки по 3D программам, создавая объемные формы. Такие универсальные возможности станков с ЧПУ по достоинству оценили производители современной мебели. Станки позволяют воплотить в жизнь самые сложные дизайнерские решения: гнутые мебельные фасады, резные мебельные накладки, сложные раскрои мебельных плит, декоративная фрезеровка с двух сторон мебельной плиты.

Невозможно обойтись без фрезерных станков и на деревообрабатывающих предприятиях, специализирующихся на загородном домостроении. Резные лестницы с вычурными балясинами из ясеня, дуба или ореха, двери со сложным орнаментом, деревянные арки и другие декоративные и функциональные элементы интерьера невозможно выполнить без применения универсальных фрезерных станков с ЧПУ.

Огромные достоинства такого универсального оборудования как фрезерные станки с ЧПУ открыли им дорогу во все сферы современного производства. Среди наиболее важных достоинств стоит отметить высокую производительность и технологичность изготовления различной продукции, легкое управление, быстрое вхождение в работающую производственную линию, почти полное отсутствие брака при изготовлении деталей, так как фрезерные станки с ЧПУ управляется компьютером, что исключает человеческий фактор влияния на производство.

Принцип работы оборудования

Сначала необходимо составить программу, по ней будет работать станок. Составляется программа в специальном пакете программного обеспечения. Алгоритм операций обязан учитывать габариты заготовки, способы перемещения фрезерной головки, частоту оборотов шпинделя, размеры используемого инструмента и другие, необходимые для работы параметры.

Затем устанавливается и закрепляется заготовка. Осуществляется ввод программы и распознание ее оборудованием. Включается станок и задается пробный режим работы.

Если нет никаких сбоев в работе, запускается процесс обработки деревянной заготовки в автоматическом или полуавтоматическом режиме, согласно составленной программе. Режимы выбираются в зависимости от параметров обработки, программу следует корректировать при необходимости.

Стоит отметить, что автоматизация процесса подразумевает минимальное участие человека. Его задачей является контроль технологического процесса обработки, корректировки процесса при необходимости и соответствующие действия при выходе из строя компонентов оборудования.

Принцип работы станка с ЧПУ

Главный рабочий элемент станка – вращающийся вал. На него устанавливаются сменные фрезы разной конфигурации. Резцы могу вращаться вокруг заготовки, передвигаться вдоль, смещаться под определенный градус. Свободу передвижения обеспечивает подвижная каретка.

При помощи специальных программ задаются определенные рабочие параметры, благодаря чему достигается точная обработка детали и придание ей любой формы и объема.

Чаще всего консоль фиксирует деталь. Обработка происходит подвижной фрезой. При подвижной консоли шпиндель неподвижен. Фрезеры без консоли, напротив, снабжены подвижным шпинделем. Обычно стол может перемещаться по двум осям: строго вертикальной и строго горизонтальной.

Что нужно учитывать при выборе?

При выборе необходимо обратить внимание на основные технические характеристики оборудования. Не стоит брать мощный станок, если предполагаемый рабочий процесс этого не требует

Так можно сэкономить не только деньги при покупке, но и уменьшить энергозатраты.

Все характеристики должны отвечать требованиям, которые предъявляются к конкретному рабочему процессу. При некоторых вариантах обработки достаточно шпинделя с небольшой мощностью, а при работе с тяжелым металлом и крупными заготовками, требуемая мощность увеличивается.

Мини-фрезерный станок с ЧПУ – высокотехнологичное оборудование, которое подходит для небольших серийных производств и использования в домашних условиях. При этом точность обработки и надежность агрегатов держится на высоком уровне. Основное преимущество – компактность и экономия в энергозатратах.

О фрезерных устройствах ЧПУ

При любой фрезеровке металла, как правило, осуществляется обработка поверхностей, учитывая технологические возможности оборудования ЧПУ, какие обычно связаны техническими характеристиками самих станков, их строением, уровнем точности, компоновкой. Фрезерование на станке с ПУ позволяет достигать высокой производительности производства, получая изделия совершенно идеальных геометрических поверхностей, используя фрезы, которые оснащены современными резательными приспособлениями. Причем фрезерование при помощи этих установок можно вполне заменить операцией шлифовки.

Фрезерные работы под программным управлением находят применение в самых разных производственных сферах:

• гравировка рекламных текстов объемными буквами;
• деревообрабатывающая промышленность;
• изготовление сувениров;
• рекламный бизнес;
• металлообработка на любом производстве;
• художественная резка по дереву.

О достоинствах фрезеровки на устройствах ЧПУ

Фрезерование деталей, удовлетворяющих требованиям качества и срокам исполнения, обладает рядом преимуществ:

• получение максимальной точности требуемых изображений;
• высокая скорость раскройки материала;
• наличие возможности получения объемных конструкций;
• чистота поверхностей обрабатываемого материала (отсутствие следов оплавления, нагара);
• возможность создавать детали с достаточно сложными поверхностями;
• выполнение фрезеровочных работ любых объемов.

Наиболее популярные модели

Деревообрабатывающий фрезерный станок с ЧПУ может иметь множество модификаций. Но наиболее востребованными являются модели:

• CNC-3520-1R-350;
• 1318-3HR-300.

У первой модели имеется сваренная станина цельного типа. Благодаря ей станок обладает хорошей устойчивостью. Эта особенность обеспечила возможность обработки деталей с большими габаритами и весом. Длина заготовок может достигать двух тысяч миллиметров. При этом сохраниться возможность осуществления трехмерной резьбы.

Вторая модель изготовлена в виде трехшпиндельного станка. С его помощью осуществляется фрезеровка и токарная обработка. Длина заготовок может достигать полутора тысяч миллиметров, а диаметр – двести пятьдесят миллиметров. Особенность конструкции позволяет быстро переходить от одного режима к другому.

Другие модели ЧПУ отличаются по конструкции, обеспечивающее их возможности. Модификации агрегатов могут предполагать:

• наличии столов вакуумного типа;
• наличие различного количества шпинделей;
• оснащение лазерными системами;
• комбинирование нескольких инструментов;
• возможность одновременного выполнения нескольких задач.

Основные параметры установок

Современные станки с ЧПУ, предназначенные для деревообработки, могут отличаться рядом параметров, которые непосредственно влияют на возможности по использованию такой техники. К таким параметрам установки можно отнести следующее:

• Скорость вращения осей и производительность линии.
• Способ управления технологическими процессами.
• Длина оси и габариты стола.
• Тип и мощность шпиндельного узла.
• Параметры надежности узлов.

Все вышеперечисленные характеристики необходимо учитывать при выборе такого оборудования, так как от этих параметров напрямую будут зависеть функциональные возможности используемого оборудования.

В зависимости от способа управления принято разделять три типа станков с ЧПУ:

• С автономным пультом.
• С компьютером и платой управления.
• С компьютером и портом для передачи данных.

Модели, в которых используется компьютер и порт, в большей степени предназначаются для бытового использования. А вот промышленные станки обычно оснащаются автономным пультом, что позволяет обеспечить полную интеграцию используемого программного обеспечения и ЧПУ с деревообрабатывающим станком.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СТАНКИ С ЧПУ

Это достаточно обобщенное понятие. С той или иной долей точности к промышленным станкам можно отнести до 80% всех портальных станков на рынке. Многие деревообрабатывающие компании используют несколько таких станков одновременно, для производства разноформатной фрезерованной продукции — дверей, табличек, фасадов и т.п. Такие станки самые большие по размеру и наиболее дорогие. Однако цена компенсируется долгой наработкой на отказ, надежностью в тяжелых условиях и т.п. Это делает привлекательными промышленные станки в глазах людей, приобретающих станок для извлечения прибыли — простой производства и срыв сроков могут оказаться гораздо более весомыми, чем некоторая переплата за станок. Именно промышленные станки с ЧПУ снабжены максимальным количеством усовершенствований для увеличения производительности и отдачи, таких как ATC(automatic tool changer) — система автоматической смена режущего инструмента шпинделя(фрез, граверов), отдельные стойки ЧПУ с продвинутым управляющим ПО, вакуумные столы, автоматическая система подачи и фильтрации СОЖ, защита направляющих и передач от отходов фрезеровки и пыли, и т.п. На промышленных станках стоят дорогие и зачастую очень мощные шпиндели с малым радиальным биением вала. И, разумеется, спектр обрабатываемых материалов не ограничивается только деревом — все зависит от постановки задач клиентом. К покупке промышленного станка с ЧПУ стоит отнестись максимально ответственно, и как следует проработать характеристики, которые необходимо получить от станка в результате.

Деревообрабатывающие станки своими руками

Оборудование данного типа, оснащенное числовым программным управлением, может быть изготовлено самостоятельно. Такой тип деревообрабатывающий станков подойдет тем, кому они нужны для осуществления бытовых работ или малого бизнеса.

Агрегат, собранный своими руками, будет стоить гораздо дешевле, профессионального прибора. Но его функционал и надежность будут менее разнообразными. Качество обработки также может быть хуже. Если же оборудование требуется для серийного производства, а не домашней деятельности, то без модернизированных агрегатов не обойтись. С промышленными работами сможет справиться станок, способный выполнять сразу несколько работ в автоматическом режиме.

Изготовление резных изделий из дерева на основе 3Д моделей

Остановимся подробнее на последовательности создания трехмерных изображений на станках ЧПУ. Для того чтобы станок вырезал объемную фигуру на плоскости или отдельно стоящий элемент без фона, необходимо запустив на компьютере специальную программу создать трехмерную (3D) модель нужного изделия. Сегодня современные САМ программы создают G код по которому станок будет изготовлять объемное изображение. Оператору или обычному пользователю нужно задать правильные параметры для заготовки: глубину, ширину резки и выбрать фрезу. Далее необходимо сохранить программу на карту памяти и вставить в порт станка. Остальная работа по изготовлению 3D изделия выполняется уже без вашего участия. Если процесс отрисовки трехмерной модели создает трудности или вам попросту некогда, то вы всегда можете воспользоваться готовыми 3D моделями. С помощью трехмерного проектирования создаются удивительной красоты предметы декора, домашнего обихода и мебели — настенные резные панно, иконописное творчество, вазы, кухонная утварь в качестве декора, различные подарки, элементы мебели (ножки, столешницы, ручки), статуэтки и многое другое.

Технология подготовки ЧПУ станка к работе

Чтобы запрограммировать станок на выполнение нужного изделия необходимо выполнить следующие шаги:

— в специальных программах для моделирования CAD и 3D max прорисовывается будущая модель;

— затем макет импортируется в программу ArtCAM для прорисовки вектора фрезы, как правило, целую модель разделяют на разные траектории;

— оператором задаются технические параметры: ширина, глубина, скорость, толщина стружки, высота фрезы;

— после того как программа и параметры заданы, лучше всего посмотреть на движение фрезы на мониторе для возможности поправить заданное;

— убедившись в правильности данных, сохраняем их и получаем G код для загрузки в порт станка;

— на рабочую поверхность станка ставим заготовку и запускаем станок;

— после окончания работы лучше всего отшлифовать изделие ручным способом для сохранения рельефа.

Разновидность оборудования

Современные модели станков с ЧПУ для работы с деревом имеют множество модификаций и разновидностей. Их отличие заключается в комплектации и технических характеристиках.

Критериями при выборе оборудования служат габариты и форма обрабатываемых заготовок, а также их положение во время работы станка. Поэтому оборудование бывает с жесткой установкой заготовки и с возможностью горизонтально или вертикально закрепить обрабатываемую деталь.

Фрезерный станок с жесткой установкой

На этот момент, среди разновидностей оборудования такого типа следует выделить 2 основных вида станков с ЧПУ для деревообработки:

• Консольные станки – конструкция станков такого типа подразумевает, что фрезерная головка жестко закреплена и не имеет возможности перемещаться. Но, в компенсацию этого, перемещается рабочий стол. Он легко двигается как в продольном, так и в поперечном направлении. Однако, эта конструкция имеет существенный недостаток – это ограниченные габариты обрабатываемых заготовок.
• Бесконсольные станки – фрезерная головка закреплена на каретке, перемещающейся во всех направлениях. Движение осуществляется по продольным и поперечным направляющим. Кроме того, движение осуществляется и по вертикали, в зависимости от типа заготовки.

На что способны деревообрабатывающие станки с ЧПУ

Назначение фрезеровочных малогабаритных (маленьких) станков

Оборудование отличается широкими функциональными возможностями и выполняет следующие виды работ: расточка, сверление, гравировка, фрезерование. Станки возможно применять практически на любом производственном предприятии. Компактный размер и небольшой вес позволяют использовать малогабаритные станки и в домашних условиях, а также для небольших мастерских.

В продаже имеются модели для обработки металла, дерева. Также на мини-станках можно работать с пластиком, пластмассой. При наличии гравировальной головки на заготовки из дерева и металла можно наносить любые узоры и украшения, что позволяет создавать декоративные изделия.

Какими дополнительными возможностями обладают станки?

Удобное применение оборудования обеспечивается не только наличием большого количества функций, необходимых непосредственно для работы с деталями, так и дополнительных возможностей, которые делают работу станка более эффективной и бесперебойной:

1. Стабилизатор напряжения промышленного типа предназначаются для защиты от повышенных нагрузок при перенапряжении электросети и перегрева;
2. Специальное программное обеспечение с уникальным набором рабочих инструментов, которые требуются для тщательной обработки исходного материала и моделирования нужных изделий. Возможность самостоятельно задавать и регулировать числовое значение параметров позволяет в короткий срок изготавливать 2D или 3D-продукцию разных размеров.

Именно гибкость в эксплуатации, а также многофункциональность делают станок с ЧПУ незаменимым как на небольших, так и на крупных предприятиях, специализирующихся на производстве деревянной продукции.

Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это оборудование, предназначенное для механической обработки различных листовых материалов при помощи специального инструмента – фрезы. Фрезерованием обрабатывается самый различный материал: пластик, графит, алюминий, медь, чугун, сталь или дерево.

Фрезы — это металлические инструменты различной формы с несколькими режущими зубьями. По форме фрезы бывают:

• конические,
• цилиндрические,
• концевые,
• торцевые и других видов.

Материал, из которого изготавливается режущая часть, должен быть намного прочнее обрабатываемого материала, потому для фрез подбираются твердые сплавы быстрорежущей стали, может быть использована также минералокерамика или алмаз. Кроме того фрезы различаются по конструкции и типу зубьев: они могут быть:

• цельные (или монолитные, так называемые «пальчиковые фрезы»),
• со сварным режущим элементом,
• сборным или с напаянным режущим элементом.

Вращаясь с большой скоростью, они обрабатывают материал, разрезая, высверливая, раскраивая и гравируя его в соответствии с заданной программой под контролем оператора ЧПУ.

В зависимости от расположения рабочего инструмента, фрезерование может быть горизонтальным или вертикальным. Большое распространение получили универсальные станки, дающие возможность фрезеровать сложные детали под любым углом, применяя разные фрезы.

Фреза, закрепленная в цанге, является основным элементом, находящимся в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом. Цанга с закрепленной в ней фрезой устанавливается в шпиндель, обеспечивающий вращение фрезы.

В свою очередь шпиндель с фрезой установлен на подвижной балке — портале, который перемещает шпиндель и фрезу в трех осях координат над обрабатываемым материалом, укрепленном на рабочем столе. Перемещение портала, а также перемещение шпинделя по порталу обеспечивают три микрошаговых двигателя.

Портал, станина, двигатели, шпиндель и фреза представляют собой механическую часть фрезерного станка. Каждый двигатель обеспечивает перемещение портала и шпинделя по своей оси по заданной программе.

Управляющие станции фрезерных станков с ЧПУ представляют собой электронную часть оборудования и поставляются вместе со станком. Программное обеспечение станка обрабатывает векторные изображения из графических файлов, переводит их в G-коды, управляющие работой микрошаговых двигателей.

Таким образом, для изготовления той или иной детали необходимо её построение в графическом редакторе такой компьютерной программы, как, например, AutoCad или Corel Draw.

Числовое программное управление позволяет автоматизировать сложные технологические процессы по обработке тех или иных материалов. Станок с ЧПУ в процессе работы не требует никаких сложных действий от оператора. Станок работает по программе, заложенной в него до начала процесса обработки.

Ввод программы осуществляется оператором с пульта, предназначенного для управления станком в ручном режиме. В случае аварийной ситуации пульт используется для отключения станка.

Вся текущая информация о работе станка отображается на панели оператора, который визуально контролирует выполнение технологических операций.

Фрезерные станки с ЧПУ – это высокотехнологичное современное оборудование, способное обеспечить необходимую производительность труда и отменное качество обработки материала. Применение станков с ЧПУ повышает уровень безопасности и культуры производства и не требует от станочника виртуозности и высокого профессионализма.

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

• Написание программы вручную или в текстовом редакторе ПК.Необходимый этап в подготовке специалистов для работы на станках с ЧПУ. Подходит также как основной способ программирования на производствах, где в течение длительного времени выпускают несколько простых деталей, не прибегая к перестройке оборудования.
• Составление и ввод программы на стойке ЧПУ. Пульт управления большинства современных систем управления содержит клавиатуру и дисплей, что позволяет программировать и просматривать виртуальную имитацию процесса обработки непосредственно на рабочем месте. Многие системы позволяют производить ввод программ в «фоновом» режиме, когда станок занят обработкой заданной детали.
• Использование возможностей CAD-CAM систем компьютеризированной подготовки производства. Специальное программное обеспечение позволяет создать трехмерную модель детали, рассчитать и подготовить программу для ее производства. А также виртуально «изготовить» требуемую деталь, используя реальные данные о кинематике конкретного станка. Этот метод позволяет создавать управляющие программы быстро и точно, практически исключить ошибки программирования и связанную с этим порчу заготовок. Особенно высока эффективность данного способа при создании УП для изготовления особо сложных деталей.

Структурно программа в G-кодах состоит из кадров. Так называют группы команд, которые предназначены для совершения какого-либо завершенного действия. Кадры могут состоять и из одной команды. Об окончании каждого «кадра» сообщает знак перевода строки (ПС/LF). Каждая программа начинается с пустого «кадра», который состоит их знака «%», а заканчивается кодами М02 или М30, обозначающими соответственно финиш программы или окончание имевшегося в памяти информационного блока.

Указанная структура и язык подготовки программ для оборудования с ЧПУ закреплены в международных стандартах RS2740, ISO-6983-1.82, а также ГОСТ СССР 20999-83. Отечественные профильные специалисты часто используют обозначение «ИСО-7 бит», которое закрепилось за программами в G-кодах еще со времен СССР. Программисты компаний, которые разрабатывают и производят станки с ЧПУ, при подготовке программного обеспечения обязаны придерживаться требований мировых стандартов.

В некоторых случаях, когда разработчики наделяют свои системы дополнительными возможностями и некоторыми специальными функциями, могут иметь место определенные отклонения программного обеспечения от стандарта создания программ в G и M кодах. В таких случаях следует внимательно изучить документацию, которая должна быть предоставлена производителем оборудования.