Если вы только открываете своё дело и не имеете опыта в этой области, выбор ЧПУ может поставить вас в тупик - так велико разнообразие на рынке промышленного инструмента. Только многолетний опыт и специфические знания позволяют специалистам осуществить выбор станков ЧПУ в соответствии с требованиями предъявляемыми к оборудованию. Многие просто теряются в этом обилии, поисковые системы переполнены запросами типа “выбор ”, “фрезерный чпу выбор”, “выбрать фрезерный станок” и “выбор фрезерного станка с чпу”. Это и неудивительно - выбрать лучший ЧПУ-станок бывает сложно даже профессионалам, если они не следят за новинками рынка инструментов, ассортимент которого постоянно расширяется и усовершенствуется.
По каким же критериям лучше всего выбрать ЧПУ станок? Это зависит от того, для чего он будет использоваться. От материалов, профиля работ, необходимой скорости и точности, от требуемого ресурса. Многие значимые характеристики таких станков напрямую зависят от их оснащения - от свойств их комплектующих и расходников, от конструктивных особенностей. Рассмотрим самые основные.
Шпиндель
Шпиндель - одна из главных частей фрезерного станка. Именно от шпинделя зависит то, какие фрезы смогут применяться именно с этим станком, под какими углами их можно будет закрепить и как именно применять. Привод шпинделя обычно вмонтирован - то есть, шпиндель представляет собой мощный компактный электродвигатель с цангой для зажима фрезы.
Многое прямо зависит и от качества шпинделя - хороший шпиндель прослужит долго, постоянно радуя вас качеством работы, плохой же может загубить не только изделие, но и повредить сам станок в случае аварии, а то и травмировать персонал. К выбору шпинделя следует подходить ответственно, всегда чутко прислушиваясь к рекомендациям производителя станка и обращая внимание в первую очередь на продукцию известных и зарекомендовавших себя производителей комплектующих.
Область фрезеровки
Это одна их важнейших характеристик станка ЧПУ - размер области фрезеровки определяет то, какого размера изделия сможет обрабатывать станок. Для каждой узкой области применения существуют свои требования по размерам, более универсальные станки имеют регулируемую область фрезеровки, либо заведомо превышающую требования по большинству часто встречающихся кейсов применения.
Имеет значение и устройство площадки - не должно вызывать затруднений закрепление и чёткое позиционирование детали заготовки, в противном случае возможен серьёзный брак.
Осуществляя выбор фрезерного станка ЧПУ для работы надо заранее определиться с размерами обрабатываемых деталей, чтоб не попасть впросак.
Виды станков
Все станки ЧПУ разделяются в первую очередь по материалу, который призваны обрабатывать, а так же по области применения. Потом - по конструктивным особенностям и новизне конструкции. Разделение довольно несложное и, при должном старании и желании, проштудировав несколько профильных ресурсов и определившись с бюджетом, выбрать станок ЧПУ не составит труда.
Металлообрабатывающие ЧПУ станки отличаются от прочих прежде всего прочностью и мощностью конструкции, которые позволяют им работать как с металлом, так и с большинством других материалов.
Для уменьшения износа и избегания заклинивания фрезы они часто оснащены подачей охлаждающей жидкости на фрезу, обычно - воды или масла, прямо в область рабочего контакта, а многие из них оборудованы мощным отсосом воздуха - конструктивно предусмотренным креплением раструба промышленного пылесоса, для автоматического устранения стружки с обрабатываемой поверхности.
ЧПУ станки для работы с деревом, а также композитами и пластиком, конструктивно мало отличается от станков для работы по металлу, но имеет чуть более простую конструкцию и меньшие требования по мощности и прочностным характеристикам, что естественным образом обусловлено спецификой материала.
Охлаждение фрезы в них встречается воздушное, а чаще и вовсе отсутствует, так как его наличие не критично. Устранение стружки тоже обычно не предусмотрено и осуществляется оператором вручную. Соответственно, и стоимость таких станков обычно несколько ниже, и обслуживание их проще и дешевле, а распространённость - больше.
Оборудование для производства корпусной мебели
Станки ЧПУ предназначенные для производства корпусной мебели имеют свои особенности - в частности, размеры области фрезеровки в них превышают таковые у других ЧПУ фрезерных станков, так как детали для обработки могут отличаться большей площадью, по сравнению с другими областями применения ЧПУ.
Соответственно, мебельный ЧПУ станок будет иметь большие размеры по всем измерениям, а также большую сложность и стоимость рамы и направляющих, чем аналогичный станок для работы с менее крупными объектами. В остальном они мало отличаются от станков для обработки дерева, пластика и композитных материалов.
Стеклообрабатывающие станки
Стеклообрабатывающие фрезерные ЧПУ станки станки отличаются от станков для обработки металла в основном тем, что фрезы в них применяются специальные, с твердосплавными, алмазными и корундовыми рабочими поверхностями. Фрезы бывают как со специальным покрытием, так и цельноспечённые - такие комплектующие создаются путём запекания алмазной крошки при высоких температурах и большом давлении, что даёт необычайно прочный и долговечный инструмент. Также, в станках обрабатывающих стекло, подача рабочей жидкости в область контакта фрезы с материалом обязательна - это обусловлено не только необходимостью охлаждения фрезы при работе с таким твёрдым материалом как стекло, но и обязательностью немедленного устранения отработанных фрагментов материала - чтобы они не мешали дальнейшей работе и не портили деталь попадая снова в место контакта фрезы с заготовкой, с одной стороны, и чтобы они не попали в воздух, которым дышит оператор станка.Помимо стекла такие станки могут обрабатывать поликарбонат, оргстекло различного состава и другие твёрдые материалы, а также металлические заготовки.
Выбрать станок ЧПУ для работы по стеклу можно исходя из его соответствия этим обязательным критериям.
Камнеобрабатывающее оборудование
Фрезерные ЧПУ станки для работы по камню предназначены для гравировки и выполнения сложных объёмных барельефов на таких твёрдых материалах, как природный камень различной породы - гранит, мрамор, песчаник, а также на искусственных каменных плитах из гранитной крошки с полимером. Специфика работы по камню предполагает одновременно и большие площади обработки, и высокую твёрдость материала, и повышенный вес заготовок. Также, камень характерен тем, что, при работе с ним существует необходимость одновременно и в постоянной циркуляции воды в рабочей зоне, и в устранении крошки и пыли пылесосом - сама по себе вода не спасает от пыли крупной фракции, характерной для минеральных материалов.
Такие станки могут с лёгкостью справляться и с другими материалами - от дерева и ПВХ, до, зачастую, даже стекла и металла, а потому пригодятся не только изготовителям изделий из камня, но и тем, чьи профессиональные интересы значительно шире.
Это самое совершенное, пожалуй, оборудование для фрезеровки с программным управлением, которое может в этой области производства почти всё, однако - излишне мощное, громоздкое и дорогое для большинства работ не связанных прямо с его предназначением.
Как бы ни был велик соблазн получить поистине универсальный фрезерный ЧПУ станок, если среди ваших задач нет обработки камня - подумайте над приобретением чего-то более специализированного, из перечисленного выше.
Это, пожалуй, самые основные моменты, о которых надо быть в курсе при выборе фрезерного ЧПУ станка. И пусть сначала кажется, что при необходимости купить фрезерный ЧПУ выбор непрост, всё не так страшно. В других статьях мы подробнее расскажем о специфике работы с каждой разновидностью фрезерных ЧПУ станков и их устройстве, это тоже может помочь с выбором, так что - не пропустите новые публикации.
Резьба по дереву всегда относилась к особому виду промысла. Это действительно оригинальное произведение искусства, которое выглядит и стоит дорого.
Однако настоящих мастеров не так много, а спрос значительно превышает предложение. Чтобы внедрить серийное производство резных изделий, был создан фрезерный станок по дереву с числовым программным управлением: ЧПУ.
В настоящее время на рынке конкурируют многие компании, которые занимаются производством станков. Одной из таких является компания MULTICUT, фрезерные станки с ЧПУ по дереву которой известны высоким качеством по всей России. На официальном сайте компании можно посмотреть все модели станков и ознакомиться с их характеристиками.
Управляемый 3Д фрезер, не что иное, как практическое применение пушкинской строки: «Поверил я алгеброй гармонию…». Резец обрабатывает заготовку не хуже, чем рука художника, а процесс выполняется с применением математических формул программного кода.
Что представляет собой фрезерный станок с ЧПУ по дереву?
Конструктивно, аппарат состоит из двух связанных систем:
Механическая часть
Oбычный фрезерный модуль по дереву с электроприводом, который с помощью шаговых двигателей перемещается в 3D плоскостях. Кроме того, подвижным бывает и стол, на котором закреплена деталь. Это помогает фрезерному станку быстрее выполнять деревообработку.
Вся конструкция закреплена на общей станине (раме), имеет фиксированное геометрическое положение элементов относительно друг друга. Фрезер ЧПУ по дереву – достаточно точный инструмент, механика выполняется из качественного металла с низкой степенью износа.
Электронная начинка
Управляет положением токарно-фрезерного шпинделя, скоростью вращения мотора, силой давления на дерево. Программатор с числовым управлением выбирает оптимальную траекторию фрезерного блока и болванки относительно осей координат.
Деревообрабатывающие центры могут иметь собственный компьютер, либо программироваться сторонней ЭВМ: вплоть до планшетов под управлением Android. Мини фрезерные установки часто оборудуются портом для карты памяти, в которую предварительно загружается программа.
Существуют и чисто механические копировально-фрезерные станки по дереву. При помощи зонда или щупа, оператор приводит в движение координатный механизм фрезера.
Обработка выполняется строго по шаблону, без возможности изменить конфигурацию детали. Фрезерный станок по дереву с модулем ЧПУ работает по виртуальной матрице, которая находится в электронных «мозгах». При этом, у оператора всегда есть возможность откорректировать программу.
Оборудование применяется как в домашней мастерской, так и в деревообрабатывающей промышленности. Например, фрезерный комплекс с ЧПУ «Бивер» (Beaver), получил прописку на крупных мебельных фабриках, по причине удачного сочетания цены и скорости обработки.
Появление станков с числовым программным управлением навсегда изменило подход к обработке, позволив существенно повысить ее точность и производительность. Такое оборудование не требует постоянного контроля оператора, в отличие от ручных аналогов, полностью избавлено от случайных ошибок, которые могут быть вызваны человеческим фактором, способно длительное время работать без перерывов и имеет высочайшую точность, добиться которой сможет не каждый, даже самый опытный мастер. Что уж говорить о скорости выполнения задач.
Вполне естественно, что подобные станки стоят дороже обычных, поэтому перед выбором подходящей модели стоит определиться с рядом важных критериев:
Габариты заготовки
Опытные специалисты знают, что для качественного выполнения работы необходимо за раз проходить всю обрабатываемую поверхность, в противном случае будет потрачено драгоценное время на переналадку и возможно снижение точности. Чтобы этого не произошло, нужно определиться с максимальными размерами используемых заготовок и исходя из этого подбирать модель с подходящим рабочим полем.
Стоит здесь также учитывать и длину хода шпинделя по оси Z, ведь именно от нее зависит толщина заготовки, которую сможет обрабатывать фрезерный станок. Для получения точного значения необходимо от длины хода отнять длину инструмента и патрона (ISO30 или цангового). Итоговый результат и будет максимально допустимой толщиной заготовки.
Портал
Важное значение для устойчивости инструмента во время работы, напрямую влияющей на качество обработки, имеет материал изготовления портала. В последнее время производители в целях снижения стоимости используют алюминий, но лишь цельнолитые чугунные порталы способны обеспечить необходимую жесткость и устойчивость к вибрациям.
Шпиндель
Немаловажную роль играет и электрошпиндель, являющийся самым дорогим узлом фрезерного станка. Чтобы он, как и положено, беспроблемно проработал свой срок службы, при соответствующем уходе составляющий минимум пять лет, не стоит пытаться экономить, приобретая продукцию малоизвестных компаний. В случае поломки, а то и полного выхода из строя, ремонт или замена может вылиться в существенные расходы, превышающие разницу в цене. Разумным выбором будут шпиндели хорошо зарекомендовавших марок, используемые в оборудовании ведущих мировых производителей и имеющие в России официальные сервисные центры.
Не стоит забывать и про мощность, напрямую зависящую от обрабатываемого материала и характера производимых работ. При этом, помимо соответствия нагрузкам, необходимо также иметь некоторый запас. Скажем, для фрезерования древесины, МДФ или пластика потребуется мощность от 800 Вт до 3,2 кВт в зависимости от размера и глубины проработки.
Чтобы снизить износ, шпиндели нередко снабжаются системой охлаждения. Для обработки камня или цветного металла предпочтительнее использование жидкостного охлаждения, для древесины, пластика или композитных материалов в большинстве случаев достаточно воздушного.
Также стоит отметить что существуют модификации промышленных фрезерных станков с ЧПУ с 2-мя шпинделями для повышения эффективности и скорости обработки. Например фрезерные станки VOLTER могут оснащаться таким шпинделем.
Двигатели портала
В современных фрезерных станках с ЧПУ для перемещения портала применяются шаговые или серводвигатели. Первые из них более дешевы и экономичны, но имеют выше погрешность и ниже скорость работы. Вторые полностью избавлены от «пропуска шага», характерного для шаговых моделей, поэтому обладают повышенной точностью. Выше у них и скорость работы. Естественно, что и стоимость серводвигателей будет дороже.
В случае, если планируется приобретение недорогого станка с наиболее популярными сегодня зубчатой реечной или шарико-винтовой передачами, то шагового двигателя будет вполне достаточно. Если же требуются максимальная скорость и точность, то стоит отдать предпочтение серводвигателям, желательно проверенных брендов.
Авто смена инструмента
Перед покупкой оборудования имеет смысл определиться с характером работ и необходимым для их выполнения инструментом. Для проведения однотипной обработки с нечастой его заменой вполне сгодятся модели с ручной сменой, в случае же необходимости регулярного выбора различного инструмента, целесообразнее будет приобретение станка с автоматической сменой или полуавтоматическим механизмом. Это позволит сократить не только время выполнения работ и но повысит точность.
Управление
На сегодняшний день во фрезерных станках с ЧПУ применяются два способа управления: при помощи подключаемого компьютера с соответствующим ПО или же специализированной стойки (По сути автономный блок управления станом с ЧПУ с дисплеем или пультом). При использовании компьютера используется программа как для моделирования, так и для проведения работ, возможна эмуляция процесса и его графическое отображение на дисплее. Автономные Стойки же обеспечивают лучшую интеграцию и стабильность так как непосредственно соединены с управляющей платой станка с ЧПУ, а также надежно защищены от пыли, что продлевает срок их службы. Именно поэтому в большинстве профессиональных станков вы встретите именно стойку.
Программное обеспечение
Не последнюю роль в удобстве работы имеет и поставляемая вместе с оборудованием программа для создания моделей. Часто встречающиеся Type3 и UcanCam были разработаны довольно давно и имеют не самые широкие возможности. К тому же их интерфейс выполнен на английском языке, что для ряда пользователей, не имеющих опыта работы конкретно с этими продуктами, может быть не совсем удобно. Одним из лучших решений, представленных сегодня на рынке, можно считать ARtCam, предоставляющий наглядный и интуитивно понятный доступ ко всем необходимым функциям.
Обслуживание
Когда все подготовительные расчеты проведены и подходящая модель выбрана, можно определяться и с поставщиком. Здесь ключевыми моментами становятся не только цена и удобство доставки, но и наличие квалифицированной сервисной службы. Именно она будет осуществлять шефмонтаж и пусконаладочные работы, а также послепродажное обслуживание. Крупные компании, не первый год занимающиеся реализацией оборудования, всегда имеют в своем штате соответствующий персонал и технику, необходимую для качественного выполнения настройки, диагностики и ремонта. Если же поставщик не способен предоставить подобные услуги, то от такого сотрудничества лучше воздержаться.
На фрезерном оборудовании можно выполнять широкий спектр металлообрабатывающих операций. Это фрезерование, сверление и нарезание резьбы. При использовании специальных приспособлений - изготовление зубчатых колес, обработка плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей и многое другое. Все эти операции могут выполняться с металлами любой твердости. Сразу необходимо отметить, что фрезерно-гравировальные станки, предназначенные для художественной обработки, работают только с более мягкими, цветными металлами и с материалами низкой плотности.
Выбирая конструкцию фрезерного станка, нужно ясно видеть свои будущие задачи, какие изделия вы будете изготавливать, их размеры, массу. Для того чтобы знать какое оборудование выбрать, необходимо иметь представление о видах фрезерных станков по металлу, их характеристиках и возможностях.
Основные типы фрезерных станков
В общем случае все фрезерное оборудование можно разделить на два класса: универсальные и с системой управления. Универсальные станки практически утратили свою актуальность и доля рынка составляет незначительную часть и хоббийные проекты. Станки с ЧПУ в виде фрезерных с ЧПУ, обрабатывающих центров выполняют практически все операции в промышленных масштабах.
Фрезерные станки с ЧПУ наиболее распространены. На них выполняют большинство технологических операций. Они в свою очередь делятся на вертикальные или горизонтальные. Чтобы выбрать необходимое оборудование, нужно будет отталкиваться от возможностей и производительности станка при изготовлении той или иной продукции. Современная система ЧПУ, высокодинамичные привода и моторы осуществляют ускоренные перемещения по трем и более осям одновременно.
Технологические и конструктивные аспекты выбора фрезерного станка
Чтобы выбрать необходимые станки, требуются инженерные знания и практическая подготовка. Первоначально разрабатывается технологическая карта производства с раскрытием пунктов:
- Необходимые операции и их последовательность.
- Периодичность повторяющихся действий.
- Временные интервалы на выполнение той или иной операции.
- Применяемые материалы и их свойства.
- Возможность использования автоматических технологических линий под управлением ЧПУ.
Важными критериями выбора вида фрезерного станка по металлу являются его конструктивные особенности. Для изготовления деталей, отличающихся по габаритам и массе, часто экономически и/или технологически целесообразно применять станки разных размерных групп и мощности. Этому положению отвечают такие характеристики, как высота портала и величина рабочего стола, то есть размеры обрабатывающей зоны.
Здесь нужно учитывать и необходимые расстояния для устройства крепления заготовки (тиски, прижимы, приспособления) на рабочем столе.
Использование ЧПУ значительно увеличивает производительность, повышает качество и повторяемость обработки. Заранее разработанная и «обкатанная» компьютерная программа задает режимы обработки, управляет сменой рабочего инструмента, используя обратную связь, своевременно корректирует технологические параметры.
При выборе шпинделя, вращающего рабочий инструмент, необходимо знать его скорость, мощность электропривода. На качество изготовления изделий влияет плавность разгона и торможения. Автоматическая смена рабочего инструмента пригодится при работе в составе технологических линий под управлением ЧПУ. Необходимо выяснить способ охлаждения шпинделя: воздушный или с помощью специальной жидкости.
Одна и та же модель станка может комплектоваться узлами, имеющими различные характеристики:
- Мощность шпинделя.
- Максимальный ход рабочего инструмента.
- Наличие поворотных устройств.
- Системы удаления стружки.
- Системы охлаждения рабочего инструмента.
- Устройства автоматической смены фрезы.
- Способы закрепления заготовки на рабочем столе.
- Использование электроприводов различного типа (асинхронные, шаговые или серводвигатели).
- Наличие систем ЧПУ.
Надо помнить, что мощное фрезерное оборудование потребляет большое количество электроэнергии. При слабой электросети возможны падения напряжения, что отрицательным образом будет влиять на работу как самого фрезерного станка, так и на окружающее технологическое оборудование.
Выбрать качественно изготовленную станину фрезерного станка - это значит избавиться от многих проблем в будущем. Ее конструкция и вес должны гасить неизбежно возникающие при работе вибрации.Литая станина, снизив до минимума колебания рабочей системы, позволит осуществлять обработку изделий с более высокой точностью. Сварные станины не рекомендуются к применению в промышленных масштабах. Станины из полимерного бетона пока не получили широкого распространения.
Если у вас возникли проблемы с определением вида необходимого оборудования, обратитесь к нашим специалистам, они помогут выбрать фрезерные станки того типа, который согласуется с вашими производственными задачами, имеющего все необходимые технические характеристики.