Фрезерные станки — это целая группа оборудования для обработки различных материалов.
Фрезеры бывают:
- Универсальные
- Горизонтально-фрезерные консольные
- Широкоуниверсальные
- Вертикально-фрезерные
- Бесконсольные
- С передвижным порталом
- Копировальные
- Карусельно-фрезерные
- Барабанно-фрезерные
Каждый тип станков обладает своей спецификой, применяемой под определенные задачи и материалы. В теории любой тип станков можно оборудовать системой ЧПУ, однако мы рассмотрим самые популярный вид данного оборудования — портальный. Портальные ЧПУ станки бывают трёх- четырёх- и пяти-осевые, без системы автоматической смены инструмента; с линейной, барабанной и карусельной системой автоматической смены инструмента. Также одним из важных типов комплектации станка является тип стола, он бывает с T-слотом или вакуумным прижимом.
Как подобрать ЧПУ фрезер исходя из задач производства?
В теории на фрезеровщиках можно обрабатывать практически любые материалы, в основном это древесина и материалы на ее основе, металлы, пластики, композитные материалы, полимеры. Важно понимать, что основным фактором обработки является сам режущий инструмент, который должен быть выбран в соответствии с обрабатываемым материалом и с учетом конструктива станка.
Какие виды фрезеровки существуют
В основном это плоскостная фрезеровка и 3д-фрезеровка. В плоскостной резке есть три основных операции: профильная обработка вдоль линии, выборка внутри контура, сверление.
От чего зависит точность и скорость фрезеровки
Основные факторы точности и скорости фрезеровки — прочность и жесткость станка, должное качество инструмента, хорошо закрепленная заготовка, правильно выбранный режим обработки. Выбор режимов обработки идёт через величину, называемую «подача на зуб», которая выбирается исходя из множества факторов: тип материала, тип инструмента, мощность шпинделя и двигателей линейного перемещения.
Шпиндели
Шпиндели делятся по типу охлаждения: водяное и воздушное. Шпиндели с водяным охлаждение, как правило, являются более надежными. Воздушное охлаждение влечёт за собой увеличение шумовой нагрузки. Также сильно влияет качество и тип подшипников. Мощность шпинделя влияет на усилие, которое может преодолеть шпиндель без потери в производительности. Мощность следует подбирать с небольшим запасом от поставленной задачи.
Станина
Бывает литая и сварная. Литая стабильнее и надежнее, однако сильно дороже чем сварная. Также вариант сварного изготовления станины позволяет делать более сложные схемы построения станины. Конструкция станины влияет на жесткость станка, точность, соответственно, качество итогового изделия, на максимально возможные нагрузки.
Портал (от чего зависит высота по оси Z, из каких материалов производится, самые важные характеристики)
Большое влияние на характеристики станка оказывает конструктив портала, а именно: вес портала, его жесткость, длина и высота. Чем больше высота портала, тем больше «плечо» нагрузки, соответственно ниже максимальные нагрузки. Портал состоит из боковых стоек и поперечной балки. В основном изготавливают литые боковые стойки портала и балку из профильной трубы.
Системы управления
Систем управления множество различных. В основном их можно категоризировать как:
- Системы управления станком через ПК (NC Studio, Mach3)
- DSP контроллеры в формфакторе пульта (Rich Auto, NK105)
- Контроллеры в формфакторе стойки с экраном (Syntec, NK260, Heidenhain, Siemens Sinumerik и т.д.)
Сложно и долго можно дискутировать о преимуществах и недостатках различных контроллеров, но можно выявить основные тезисы:
-
- Системы управления на базе ПК хороши для новичков, так как многие параметры станка отображены на экране компьютера, прямо из программы можно сделать наглядную симуляцию. Также такие системы довольно дешевы в установке и обслуживании.Однако такие системы подвержены рискам ошибок со стороны компьютера и его периферийных устройств, зачастую такие системы имеют ограничение в производительности в силу используемых портов и шин компьютера.
DSP контроллеры в виде пульта имеют большие преимущества относительно предыдущей группы контроллеров. В основном это высокая скорость обработки и передачи данных, надежность, меньшее количество независимых факторов, влияющих на стабильность системы.
Недостатком можно считать отсутствие визуализации на большинстве пультов, управление и контроль ведется через комбинации клавиш и заведении данных оператором. Соответственно среди требований к работе с таким контроллером появляется требование к уровню знаний оператора станка.
- Системы управления промышленного типа безусловно являются лучшим выбором, они обладают высокой скоростью обработки данных, расширенным функционалом, возможностью визуализации и симуляции, высокой надежностью и стабильностью работы.Недостатком можно считать высокую стоимость и сложность в обслуживании.
Двигатели
Двигатели в основном делятся на
- Шаговые двигатели (двух- и трех-полюсные)
- Гибридные шаговые двигатели (с установленным энкодером для обратной связи)
- Серводвигатели (щеточные, бесщеточные)
Шаговые двигатели обладают низкой стоимостью и высокой точностью.
Гибридные двигатели обладают более высокой точностью из-за постоянной проверки реального положения двигателя с помощью обратной связи, но требуют более дорогого драйвера.
Серводвигатели обладают высокими скоростными и мощностными характеристиками, высокой точностью, но при этом высокой стоимостью.