Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Настольный фрезерный станок с ЧПУ – это мини-агрегат, с помощью которого можно легко, качественно и точно выполнить заготовки сложной формы из дерева, металла и сплавов, пластмассы, камня и керамики. Он не уступает промышленным большим аналогам в точности обработки и функциональности. Оборудование с числовым программным управлением упрощает и автоматизирует сложную обработку различных материалов, минимизирует долю ручного труда.

Выполняет операции: фрезерование, резку, сверление, точение, расточку, зенкерование, полировку, шлифовку, гравировку.

Содержание

Устройство и принцип работы

Важными для работы станка с ЧПУ комплектующими являются:

  • станина (рама);

  • рабочая область;

  • шпиндель;

  • комплект резаков по различным типам и видам материалов;

  • электромотор;

  • система управления на основе поворотных осей.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Последние работают, получая энергию вращения от шаговых двигателей, запитываемых посредством драйвера (контроллера), выдающего переменно-импульсный ток на соответствующие катушки по специальному алгоритму.

Шпиндель управляется от главного мотора, являющегося в составе станка наибольшим силовым узлом. В главном вращающем механизме станка располагается цанга, фиксирующая фрезу в неподвижном по одной из осей её движения состоянии. От качества работы шпинделя зависит тщательность резки материала в разных проекциях. Высококачественный шпиндель работает в течение ряда лет без заметных отклонений в худшую сторону, даже при ежедневной нагрузке длительностью от нескольких часов.

Низкокачественный шпиндель порой становится причиной поломки всего устройства в целом, наносит вред фрезам или представляет опасность для мастеров, работающих на нём.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Поставщик фрезеровального оборудования устанавливает мощность шпиндельного функционального узла, достаточную для проведения большинства стандартных видов работ. Фрезеровальные станки небольшой мощности, справляющиеся с трёхмерной гравировкой, обладают 800-, 1500- или 2200-ваттным двигателем шпинделя – такая мощность достаточна для работ по дереву, пластику, резине и композиту на основе этих трёх типов материала. Обработка МФД или ЛДСП, однако, требует не менее 3-х киловатт.

Конструктивные особенности постоянно нагруженных шпиндельных двигателей, на которые ложится основная нагрузка, требуют жидкостной или воздушной системы съёма тепла. Охлаждение при помощи жидкости, оправдавшее себя, к примеру, в мощных игровых компьютерах с полноценным системным блоком, даёт возможность не вносить дополнительные децибелы шума во время работы и простоя станка (перерывы в работе устройства). Возможно разогнать шпиндель до 10000 и более оборотов в минуту. От модели шпинделя зависит, под каким углом расположены резаки друг относительно друга, какое пространство рабочей зоны охватывает их эффективная работа во всех 3-х проекциях, и с какими материалами они справятся.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

У направляющих фрезерного станка немного иная задача. От их исполнения и качества работы зависит, насколько точной будет обработка, и как долго устройство сохранит жёсткость, достаточную для высококачественной обработки. Большинство станков нижнего и ценового диапазона ниже среднего оснащаются круглыми направляющими, подходящими для резки по дереву и пластмассе разных видов и разновидностей. К примеру, более твёрдые породы дерева требуют квадратно-профильных направляющих, полученных путём рельсопроката.

Малогабаритные станки комплектуются съёмным рабочим столом. Крупногабаритные обладают неотделяемой рабочей зоной. У вторых рабочий стол движется лишь по оси ординат и относится к вакуумным и Т-пазовым конструкциям. В первом случае обрабатываемые детали фиксируются за счёт мощности втягивающего насоса. В комплектацию насоса входит шнуровой уплотнитель, отсекающий излишки материала от обтачиваемой детали. Т-пазы в рабочем столе второго вида характерны для некрупногабаритных фрезеров – на таком станке лучше всего обрабатываются доски из натурального дерева, ДСП и МДФ. Достоинство станков на основе Т-пазового рабочего стола – сверхнадёжное закрепление обтачиваемой детали.

Для удобства такие станки комплектуются накладками из ПВХ, сменяемыми по мере изнашивания последних.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Двигатель с рабочей зоной 120х120 см – шаговый. Он поставляется в составе устройства заводом-изготовителем. Но широкая рабочая зона может быть укомплектована сервоприводом. Главные достоинства сервомотора – значительно большая динамика и повышенная точность обработки. Потери точности шага во время работы не происходит – в состав привода входит особый датчик, вовремя обнаруживающий неточность позиционирования. Благодаря его работе станок выправляет позицию режущих инструментов, вне зависимости от частоты вращения шпиндельного мотора. Повышенная точность необязательна для изделий, отличных, например, от точной механики – здесь со своими задачами справится фрезерователь с шаговым мотором.

Управление фрезеровочными станками производится при помощи программного обеспечения Mach 3. Этот вариант весьма прост по сравнению с другими брендами: HAAS, Heidenhain, Fanuc, Seikos, Syntec, Mori Seiki; те решают гораздо более продвинутые задачи. Для трёх- и четырёхмерной обработки используют контроллеры, работающие на основе ПО Mach 3, NC Studio, NK 105 и других. Например, раскрой или гравировка производится при помощи ПО NC Studio – стоимость подобного решения невысока. Альтернатива – DSP-контроллеры. Навыки мастера, работающего на подобном станке, не отличаются высокими требованиями в плане знаний, а работа на таком станке предельно проста. По цене это самое доступное решение.

Часть заводских станков, задействованных в поточной работе, укомплектована стойкой для смены резаков без долгой остановки всего процесса. Эти станки управляются с помощью системы Fanuc серии Oi и схожих решений. Количество координат достигает 8, а одновременно управляются все 4 оси.

Смазка механизмов во время работы – не менее важная составляющая процесса. Смазка нужна для повышения ресурса большинства деталей до десятков раз по сравнению с ее отсутствием. Автоматическая система смазки срабатывает по прошествии определённого интервала во время работы. Ручная смазка может потребовать остановки станка на время обслуживания.

Зона рабочего процесса – область фрезеровки, величина которой напрямую влияет на максимальные габариты обрабатываемого изделия. Конкретная сфера применения характеризуется своим, свойственным ей объёмом этого пространства.

Во избежание ошибок в дальнейшей работе, низкой производительности вашей деятельности или полной её невозможности, заблаговременно вычислите, какой размер рабочей зоны вам больше подойдёт. Избыточное значение также грозит неоправданными расходами.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Сфера применения оборудования

Область применения фрезерных станков ЧПУ весьма обширна. Это связано с тем, что фрезеровка и гравировка позволяют получать точные изделия, получившие весьма широкое распространение. Основной областью применения подобных фрезерных станков с ЧПУ назовем:

  • Машиностроительная область. Именно в цехах заводов машиностроительной области изготавливают корпусные и другие детали, которые можно получить только при фрезеровании. При этом достаточно важным параметром назовем производительность.
  • Сегодня в сфере производства бытовых приборов также встречаются подобные станки. Примером можно назвать выпуск телефоном. Это можно связать с тем, что в подобной сфере ценится высокая точность обработки и качество получаемой поверхности, степень автоматизации процесса.
  • Получил широкое распространение фрезерно-гравировальный станок по металлу с ЧПУ. Для украшения поверхности часто проводится нанесение рисунка. Гравирование также проводится по заданной программе.
  • Домашние мастерские. Сегодня можно встретить подобное оборудование и в домашних мастерских, для чего производятся специальные модели. Они характеризуются относительно невысокой производительностью и габаритами, а также более низкой стоимостью.

Фрезерный станок по металлу с ЧПУ на производстве

В целом можно сказать, что сфера применения рассматриваемого оборудования весьма обширна. Именно этот момент определил появление просто огромного количества различных моделей, которые характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками.

Как работает ЧПУ станок?

Процесс изготовления деталей на фрезерном станке с ЧПУ состоит из нескольких важных этапов.

  • Проработка дизайна изделия. С помощью специализированного ПО создается двух или трехмерная модель детали.
  • Создается программа для ЧПУ. В моделях, оснащенных САМ-системами, модель детали самостоятельно преобразовывается в g-код. В стандартных моделях программа разрабатывается оператором и подгружается в систему.
  • Следующий этап – настройка фрезерного станка. Процедура производится в несколько шагов:
  • Проверка комплектации. Нужно убедиться, что все технические жидкости присутствуют в достаточном объеме.
  • Проверьте рабочую зону и уберите лишние предметы с рабочей поверхности.
  • Включите компрессор и проверьте давление в системе.
  • Запустите станок, включив кнопку питания.
  • Загрузите инструменты в барабан в порядке, указанном в программе для ЧПУ.
  • Установите деталь в тиски или укрепите на рабочем столе аппарата.
  • Установите параметр коррекции исполнительного органа.
  • Загрузите программу ЧПУ в управляющий блок.
  • Фрезеровка. Перед тем как приступить к производству, следует сделать пробный прогон. После завершения работы выньте деталь из тисков и отключите станок от питания.

икона из дерева

пример изделия

Современные компьютерные технологии активно внедряются в производство. Например, фрезерные станки с ЧПУ позволяют быстро и эффективно обработать любые участки изделий без привлечения ручного труда операторов. Сферу использования станка с ЧПУ при этом определяет его устройство и принцип работы, поэтому, перед тем как выбрать оборудование для предприятия, следует определиться с тем, какие изделия и из каких материалов на нем будут производиться.

  • 05 октября 2020
  • 187

Плюсы и минусы

Фрезерователь для домашне-гаражного применения успешно решает задачи гравировки. Более крупные в размере промстанки применяют для решения куда более серьёзных задач. Домашний станок гораздо более прост в обслуживании, работает от простой сети с напряжением 220 вольт, трёхфазная линия ему не нужна. Он потребляет значительно меньше электричества, отнимает небольшую площадь (даже весь верстак он не займёт). Он не издаёт повышенный шум во время работы, обладает всем необходимым для простого потребителя функционалом защиты от нештатных ситуаций.

Управление станком осуществляется на основе программных решений Makerspaces, FabLabs и Education, где неважен постоянный контроль процесса. Небольшой вес станка позволяет переместить его в другое помещение. Не самая высокая стоимость делает его доступным многим пользователям – благодаря такому решению эти же потребители могут заняться малым бизнесом.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Обрабатывающие центры консольного типа

Главная особенность их конструкции – движущаяся несущая часть (портал, станина) при зафиксированном в одном положении шпинделе. За счет такого строения отличаются сравнительно высокой жесткостью, способствующей точности выполнения технологических операций. Наиболее популярны, разделяются на несколько подвидов, каждый из которых заслуживает рассмотрения.

горизонтально фрезерный станок с чпу

Обладающие широкой универсальностью

Это и сверлильные, и токарные, и фрезерно-расточные станки с ЧПУ – сразу несколько моделей в одной, способной осуществлять все виды обработки металлов, сплавов, пластиков, древесины и других материалов. Они особенно востребованы в массовом и крупносерийном производстве, так как могут похвастать многозадачностью. У них сразу две шпиндельные головки (вторая – на выдвижном хоботе, так что ее не проблема разместить под любым углом), плюс еще одна накладная. Такое конструктивное решение позволяет быстро выпускать и/или подготавливать детали самой сложной формы – по принципу «один инструмент снимает лишний материал, другой в это же время – растачивает отверстие».

В качестве примеров такого оборудования можно привести:

  • JET JMD-939GH;
  • НГФ-110-Ш4+ВГФ;
  • СФ-676 (675).

Отдельного внимания заслуживает просто универсальный фрезерный станок с ЧПУ, который относится немного к другой категории. В отличие от моделей с широкой функциональностью (их важно не путать), он востребован в мелкосерийном и единичном производстве, часто устанавливается в небольших мастерских и цехах. Позволяет подготавливать все поверхности, углы и пазы нетяжелых заготовок – спиралей, моделей штампов и тому подобное. Все его элементы расположены на станине, оправку с режущим инструментом поддерживает хобот с подвесками. Консоль у него перемещается вверх-вниз, стол на салазках – влево-вправо (в соответствии со шпиндельной осью), что обеспечивает высокую скорость решения задач.

В числе популярных примеров:

  • XN6336C;
  • Optimum MF1 Vario;
  • PROMA FVV-30.

Горизонтального типа

По сфере применения, принципу функционирования и конструкции похож на универсальный: все основные узлы фрезерного станка с ЧПУ размещены на направляющей, а коробка подачи и магазин для инструментов – на портале. Ключевая разница в том, что нет поворотного устройства. Поэтому стол таких моделей может перемещаться либо только перпендикулярно шпинделю, либо только параллельно. Поэтому для выполнения операций, подразумевающих деление или винтовое движение, требуется применять дополнительные приспособления.

Остаются востребованными при подготовке фасонных и винтовых поверхностей, пазов и углов – с помощью цилиндрических и дисковых, концевых и торцевых, угловых режущих головок.

В списке востребованного сегодня оборудования:

  • 6П80Г;
  • НГФ-110-Ш4;
  • 6М82ГБ (на базе 6М82Г).

Вертикального типа

Это может быть координатно-фрезерный станок с ЧПУ, точность программ которого сочетается с широкими возможностями. Технологичность достигается в том числе благодаря расположению шпинделя, допускающему некоторое смещение вдоль оси и небольшой поворот по горизонтали.

Еще одна особенность – оправка в виде конуса Морзе (если следовать советскому стандарту) или ISO-40 (у зарубежных брендов) для установки концевого режущего инструмента.

Оборудование бесконсольной конструкции

Принципиальное различие в том, что в данном случае могут перемещаться и стол, и шпиндельная головка, причем независимо друг от друга. Это позволяет быстрее и проще подготавливать заготовки нестандартных размеров, крупных габаритов, большой массы. Подразделяется на два подвида.

настольный фрезерный станок с чпу по металлу

Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ

На нем проводится резка и точение зубчатых колес, рамок, углов, пазов и подобных им деталей, выполненных из стали, чугуна, цветмета, сплавов. Так как консоль у такой модели отсутствует, стол со всеми функциональными узлами движется прямо по направляющим станины, и это при шпинделе с установочным перемещением по вертикали (который, вместе с гильзой, допустимо немного сдвигать по оси).

Преимущество такой конструкции заключается в предельной жесткости, улучшающей точность проведения технологических операций.

Классически популярными продолжают считаться следующие модели:

  • 6Р12П;
  • Кратон WMM-2,55;
  • 6Р13.

Горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ

По своей конфигурации похож на предыдущий тип, с той разницей, что шпиндельная головка у него расположена по горизонтали. Такое решение дает столу возможность передвигаться в трех направлениях, перпендикулярных по отношению друг к другу (по направляющим станины и стойки), но без изменения угла наклона.

На практике имеет смысл предназначать их для подготовки крупногабаритных деталей, так как, за счет жесткости, точность технологических операций сохраняется даже на высоких скоростях вращения вала. Удобны тем, что можно дополнительно оснастить их тисками, делительной головкой и другими приспособлениями для расширения спектра решаемых задач. Выпускаются многими брендами, в том числе швейцарским JET и немецкими Optimum Maschinen GmbH и Heinbohr.

Какие работы можно производить на станке?

Домашний станок-фрезерователь даёт ряд возможностей.

  • Резка, гравировка по дереву, пластику. Изготовление сувениров и мебели становится доступным каждому пользователю.

  • Вытачивание двух- и трёхмерных деталей из композитных материалов. Не проблема, к примеру, выточить композитные и световые зубные пломбы.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

  • Нанесение узоров, рисунков на оргстекло.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

  • Если вместо резака станок снабдить лазером, то станет возможным, например, выжигание по дереву. Разлиновка исходного рисунка и копирование, перенос его «по клеточкам» не потребуется. Возможно также изготовление печатных (макетных) плат для электронных самоделок.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Станки с мощностью в 2-4 кВт годятся для фигурной резки металла. Станки, обладающие сервоприводом и имеющие аналогичную мощность, а также оснащённые лазерно-излучающей головкой, годятся даже для изготовления ювелирных изделий (например, бижутерии) из металлизированного композита, бронзы, латуни и иных дешёвых сплавов.

А вот обработка серебра и золота – максимально ответственный процесс, где один небольшой брак, дефект чреват обратной переплавкой забракованных золотых украшений в слиток с целью повторной его переработки.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Конструктивные особенности

Малогабаритные модели станков фрезерной группы, которые часто называют настольными, отличаются некоторыми конструктивными особенностями. Модели таких станков, выпускаемых под разными торговыми марками, могут иметь между собой определенные различия, относящиеся к их функциональности и техническим характеристикам, но принцип их работы и особенности конструкции остаются неизменными.

Преимущественное большинство малогабаритных фрезерных станков, оснащенных системой ЧПУ, подключается к электрической сети с напряжением 220 В. Благодаря этому использовать такие устройства можно не только на производственных предприятиях, но также в домашних мастерских или в гараже.

Компактный станок портального типа

Компактный станок портального типа

Рабочим органом любого такого станка является шпиндель, скорость вращения которого регулируется по бесступенчатой схеме. Обработка заготовок, выполненных из металла, а также других материалов на таких станках осуществляется за счет вращения режущего инструмента и его перемещения по осям X, Y и Z. В отдельных моделях малогабаритных настольных станков движения по осям X и Y могут обеспечиваться благодаря движению рабочего стола.

Если говорить о фрезерной обработке на станках подобного типа, то для ее выполнения может быть использован инструмент цилиндрического, дискового или торцевого типа. Для обработки отверстий в шпиндель устройства можно установить сверло, метчик, развертку и другие инструменты. Соответственно, для выполнения гравировки рабочий орган такого станка необходимо оснастить гравировальной головкой.

Так как на малогабаритных моделях фрезерных станков преимущественно обрабатывают небольшие детали из металла и ряда других материалов, все перемещения рабочих органов в них осуществляются за счет шарико-винтовых передач, обеспечивающих высокую точность и плавность хода.

Все конструктивные элементы малогабаритного фрезерного оборудования размещают на его станине, которая может быть сборной или изготовленной методом литья. Компьютерная система управления таким станком помещается в отдельный наружный короб, что позволяет надежно защитить ее от вибраций и загрязнений, а также делает ее обслуживание простым и удобным.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

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.

mini-frezer-s-chpu1

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.

Лучшие модели

Китайские и российские бренды таких типов, как центровальный, гравировально-фрезерный и пильно-сверлильный станки, должны отличаться по качеству. В Китае, к примеру, марка Syil, в частности, линейки моделей x3, x4 и x5 поставлены на поток. Качество недорогих китайских станков, к сожалению, оставляет желать лучшего: максимальный срок их службы – не более 3-х лет. Российские станки, к примеру, марки «Калибр» этого же ценового диапазона проработали бы не менее 5 лет.

Нижний ценовой диапазон – станки со стоимостью до 65 тыс. руб. Цены до 500 тыс. руб. относятся к средним расценкам. Эти изделия, в свою очередь, могут проработать до 20 лет, так как рассчитаны в основном на крупносерийное производство – все детали изготовлены из высококачественной инструментальной и быстрорежущей стали высокого качества.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Большинство новичков берёт наиболее дешёвые станки. Когда точность выделки достигает 0,1% от любых размеров и габаритов вытачиваемой детали в любой из проекций, то станок считается малопригодным для дальнейшего использования. Распространены случаи, когда малый предприниматель заказал станок за 150 тыс. руб., окупил его раз 10 – и не жалко выбросить, ибо затраты на устройство давно покрыты.

Ассортимент российских или китайских магазинов ориентирован больше на китайские модели. Дело в том, что даже такой именитый бренд, как «Калибр», давно переехал как завод в Китай.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Как выбрать?

Для дома станок выбирается не только в зависимости от его цены. Несколько конкретных характеристик окончательно определят конечный выбор потребителя.

Потребляемая мощность – проводка в доме или квартире чаще всего рассчитана на 16 ампер при 220 вольтах (порядка 3500 ватт). Именно эту мощность выдержат автоматы в квартире. Если проводка имеет существенно большее сечение, и в прихожей рядом со счётчиком установлены автоматические предохранители на 25 ампер, а счётчик позволяет выдержать импульсный ток более 5 кВт, что указано на его лицевой стороне, то разрешённая мощность вырастает именно до данного предела.

Примечание: все электроприборы, кроме станка, должны быть обесточены, чтобы не перегреть провода до пожароопасного состояния.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Габариты – станок должен поместиться в любой комнате. Он может занять столько же места, сколько и небольшой диван либо одно-двуспальная кровать. Комната должна быть довольно большая. Размещать станковое оборудование в квартире не рекомендуется – шум и вибрации легко передаются через стены многоквартирного дома.

Возможность резки и стачивания, сверления и пиления металлов. Лучшей окажется модель, рассчитанная на обработку сталей. Но и стоит она недёшево.

Шумовой уровень – вряд ли соседям понравится, если ваш станок предназначен для не самых шумных работ, а его звуки в действительности громче пилорамы, болгарки или перфоратора. Уровень шума в децибелах может быть указан конкретно.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Чем смазывать?

Чаще всего для смазывания нагруженных трением механизмов применяют машинное масло для швейных машинок и дверных замков. Можно попробовать летнее или зимнее автомасло – от компаний Castrol, StatoilHydro, Mobil-1 или отечественный «Лукойл». Температурный диапазон указан на фляге или канистре. Например, в межсезонье или зимой, если станок стоит во дворе, в подсобке, имеет смысл применить масло с вязкостью 5W-30 от суббренда Castrol Edge.

Некоторые пользователи в труднодоступных местах, например, на подшипниках двигателя, используют солидол, «Литол-24» от «Газпрома» или графитовую смазку. Чем гуще смазка (она не является маслом), тем дольше её слой прослужит.

Набив подшипниковый узел ею, можно полгода не разбирать двигатель для обслуживания – даже при ежедневной работе порядка нескольких часов.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Разновидности мини-фрезеров с ЧПУ

В зависимости от конструктивных решений все мини-фрезеры делятся на 2 типа:

  • Консольные. В данном решении деталь крепится к консоли – подвижному элементу. Консоль перемещается по направляющим станины. Все операции совершает неподвижный шпиндель, на котором закреплена фреза.
  • Бесконсольные. Стол совершает продольно-поперечные перемещения и на нем закреплена деталь. Шпиндель в данном решении подвижный, он обрабатывает заготовку в разных направлениях, в том числе и в вертикальном.

В зависимости от модели шпиндель может быть расположен вертикально или горизонтально.

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.

Популярные модели для дома с примерными ценами на них

Настольные фрезерные станки с ЧПУ могут быть деревообрабатывающими или по металлу. Для обработки дерева чаще всего применяются бесконсольные агрегаты с небольшим рабочим столом.

mini-frezer-s-chpu2

Используются в столярных и токарных мастерских, на мебельном производстве. Станки по металлу чаще всего используются в автомобильных мастерских и небольших серийных производствах.

По дереву

Среди наиболее популярных моделей мини-станков по дереву:

  • CNC 3018. Размер рабочего стола – 300х180 мм. Выполняет гравировку, резку, фрезерование, сверление по дереву, а также лазерную гравировку по коже и пластику. Ориентировочная цена – 16 тысяч рублей.
  • Компактный станок со сменными рабочими модулями. Станок сделан их адонированного алюминия, поэтому конструкция отличается надежностью и долговечностью. Производитель установил цену в 530$.
  • Piranha FX. Модульный компактный станок, который свободно выполняет фрезерование, 3Dпечать, гравировку. Стоимость начинается от 2500 долларов в зависимости от комплектации.

Настольные станки по дереву в зависимости от возможностей и комплектации могут быть разной ценовой категории. Различаются и технические характеристики.

mini-frezer-s-chpu3

По металлу

Качественные станки по металлу с небольшим рабочим пространством также популярны среди небольших производств и частных предпринимателей:

  • AMAN 2030 200w. Рабочий стол – 300х200х60 мм. Обрабатывает заготовку в трех координатных осях. Шпиндель до 8000 об/мин. Стоимость 105 тысяч рублей.
  • Weiss Machinery WMD16V. Предназначен для работы с черным и цветным металлом, расточки, фрезеровки, сверления. Вес станка – 60кг. Стоимость – 98 тысяч рублей.3. JET JUM-X2. Широкоуниверсальный настольный станок. Снабжен вертикальным и горизонтальным шпинделем. Стоимость – 120 тысяч рублей.

Некоторые виды металла вполне могут обрабатывать и станки по дереву. Но для чугуна и стали нужно использовать более жесткое оборудование.

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.

mini-frezer-s-chpu4

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.

Маленькие труженики мини фрезерные станки по металлу и дереву для домашнего творчества и производства

Назначение и конструктивные особенности портального фрезерного станка с ЧПУ

Основные характеристики

Характеристиками станков с ЧПУ являются:

  • общие габариты и объём, занимаемый устройством в помещении;

  • объём рабочей зоны, общая площадь рабочего стола, габариты вытачиваемых деталей;

  • частота оборотов шпиндельного двигателя, мощность, тип мотора;

  • класс точности, погрешность при работе координатно-шаговой системы;

  • класс и функционал защиты от нештатных ситуаций;

  • класс влагозащиты программно-процессорного блока, электрики и механизмов;

  • перечень видов и типов, разновидностей работ, выполняемых на станке – указывается производителем в рекомендательном плане;

  • быстродействие и другие параметры программного блока;

  • многомерность – 3D-станок откроет перед вами возможности по изготовлению 3D-изделий практически неограниченной сложности (его иногда называют своеобразным 3D-принтером).

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Определившись, какие значения параметров вам наиболее близки как профессионалу, выберите приемлемую модель станка по разбросу цен. Нежелательно экономить на качестве и функциональности, особенно когда потребитель планирует начать предпринимательскую деятельность.

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.

Управляющая программа задаёт не только координаты движения фрезы, но и команды для шпинделя — раскрутить или остановить, а также, скорость движения инструмента и вращения шпинделя.

Из совокупности этих программ формируется G-код.

Он передаётся на контроллер, который отвечает за дальнейшие действия станка. Существует огромное множество систем управления станком — DSP-контроллеры, NC Studio, Mach3, Moriseiki, Syntec, Weyhong, Fanuc, HAAS, Seikos, Heidenhain и др.

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.

Достоинства

Мини-фрезеры с программным управлением используют как индивидуальные мастера и небольшие мастерские, так и промышленные предприятия. Такое распространение они получили вследствие того, что:

  • Компактное оборудование удобно для обрабатывания некрупных деталей из различных материалов.
  • Для эксплуатации не требуются большие помещения, мощные фундаменты, высокая мощность электрооборудования.
  • Возможно получать высококачественные трехмерные узоры и изготавливать сложные по форме детали.

обработка дерева на настольном фрезерном станке чпу

  • Высокая точность обработки заготовок – расхождение с требуемыми размерами не более 0,02…0,05 мм.
  • Для работы на станке достаточно иметь представление о технологическом процессе, освоить управление основными операциями и инструментами.
  • Автоматизация обработки материалов повышает производительность труда на 20-25%. Падает себестоимость, улучшаются основные производственные показатели.
  • Станки мобильны, их можно перемещать.
  • Стоимость их гораздо ниже больших промышленных агрегатов.

Производители для удобства потребителей выпускают наборы для сборки настольных станков своими руками с возможностью подобрать нужную комплектацию. Это удешевляет приобретение оборудования, а в случае необходимости можно дополнительно купить недостающие составляющие, например, числовое управление для 4 оси.

Настольный фрезер с чпу по металлу

Настольные фрезерные станки с ЧПУ расширили перспективы в обработке материалов для небольших предприятий, цехов и мастерских. Функциональные возможности позволяют использовать их для изготовления объемных и сложных деталей, декоративных элементов и проведения высокоточной обработки изделий. Невысокая цена делает доступной мини-станки широкому кругу потребителей – от владельцев небольших предприятий до домашних умельцев. Разместить оборудование можно даже в гараже.

Различия контурной фрезеровки и 3d

2d фрезеровка

А настройки УП для неё 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 этом случае макет создаётся в специализированных программах — 3ds Max и Solidworks.

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

Бывает так, что фрезеровку нужно делать в несколько этапов — сначала снять верхний слой толстой фрезой, а затем нанести тонкий рисунок, для чего большая фреза точно не годится.

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.

Исключение — станок Wattsan M4 S 1325 с 4-мя фрезами. У него нет автосмены фрезы, зато есть сразу 4 шпинделя и функция измерения длины инструмента за одну операцию для каждого из них. То есть, каждый шпиндель со своим инструментом подъезжает к специальному датчику, где проходит калибровку, после чего инструменты работают на одной высоте.

Порядок и очерёдность работы каждого инструмента задаётся в управляющей программе.

Как заготовка крепится на рабочем столе фрезерного станка?

Существуют различные способы — струбцина или саморезы на столе с Т-образными пазами или – вакуумный стол. Рассмотрим два этих вида столов. Итак,

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:

  • Не получится закрепить небольшие заготовки;
  • Он несовместим с системой охлаждения инструмента, системой удаления стружки;
  • Для закрепления дерева, МДФ, ДСП потребуется насос мощностью от 5 Квт, вследствие чего будут большие затраты на электроэнергию.

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 подойдёт стола с Т-пазами.

Обычно на него устанавливаются накладки из ПВХ, которые иногда меняются вследствие износа. Другое название этого стола — “жертвенный”.

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”

Внешне похожа на напильник. Даёт мелкую пылевидную стружку на композитах — стеклостолите и карбоне.

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

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.

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.

Чем различаются фрезеры Aи M1?

Станки с конфигурацией M1 считаются более профессиональными, чем A1.

Линейка M1 имеет высоту портала по оси z — 300 мм, что позволяет обрабатывать высокие заготовки. Кроме того, на таких моделях есть планетарные редукторы.

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 фрезенрные 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.

Фрезер с 5-ю степенями свободы даёт возможность работать, как на большом мебельном производстве, так и с мелкими деталями. Из достоинств такого оборудования — высокое качество и скорость работы, и он полное исключение человека из производственного процесса.

Бывает ЧПУ оборудование и с ещё большим количеством степеней свободы — роботизированные манипуляторы.

Рекомендации по выбору фрезерного оборудования

Уточнять у менеджеров данные о модели

В частности, информацию о том, с какими материалами работает станок.

Всё наше оборудование проходит тройной контроль качества. И этот процесс записывается на видео, которое можно попросить у менеджеров перед покупкой станка.

Посетить демонстрацию

Проверьте комплектацию

Когда вы определились с выбором станка, обязательно проверьте комплектацию узлов оборудования. Должен присутствовать блок программного управления станком, шнуры с разъёмами соответствующей конфигурации и диски с ПО.

Всё это и не только можно сделать в процессе пусконаладочных работ, которые проводятся в нашем сервисном центре квалифицированными инженерами.

Мы надеемся, что помогли вам в выборе фрезерного ЧПУ станка.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий