Фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим устройством, содержащим прецизионную механику, многокомпонентные электрические схемы, а также «тонкую» электронику системы ЧПУ. Каждый из компонентов вносит свой вклад в общую функциональность станка. Обеспечение показателей скорости и качества обработки, заложенных производителем, невозможно, если хотя бы один компонент системы будет работать со сбоем.
Контактная механическая обработка заготовок предполагает срезание частиц материала. При этом неизбежно образуется стружка. Некоторые материалы дают сравнительно «безобидную» пластичную стружку. Однако хрупкие заготовки (доля которых среди всех фрезеруемых материалов, очень высока!) образуют мелкую ломкую стружку и пыль. За счёт малых размеров, отходы в виде стружки и пыли склонны покрывать корпус и внешние детали станков с ЧПУ, а также проникать к внутренним компонентам. Особенно опасна мелкая пыль от фрезеровки каменных заготовок, или графита.
«Области риска»
В принципе, загрязнение любой области корпуса и компонентов оборудования фрезерного станка с ЧПУ, крайне нежелательно. Мелкая стружка и пыль, покрывающая элементы станка, является источником статического электричества и может привести к поражению персонала электрическим током. Особенно опасна (в плане «статики») древесная и «пластиковая» стружка, образующаяся при фрезеровании органического стекла, акрила, ПВХ и т. п. Поэтому тщательная очистка корпуса является обязательным мероприятием, продиктованным требованиями техники безопасности. И хотя пыль и стружка на корпусе не влияют на работоспособность оборудования «напрямую», импульс статического электричества может повредить системе ЧПУ и прочим компонентам электроники.
В отличие от корпусных элементов, ряд узлов фрезерного станка с ЧПУ очень «боится» пыли. А их загрязнение может привести к аварийному отказу. Прежде всего, это относится к направляющим инструментального портала и подшипникам шпинделя. Подшипники работают в напряжённых условиях, т. к. шпиндели современных моделей станков с ЧПУ развивают значительные обороты и крутящий момент при обработке. А направляющие инструментального портала должны работать с низким трением — для обеспечения значительных ускорений портала и высокой точности позиционирования режущего инструмента над заготовкой. Для снижения трения, направляющие, естественно, покрыты смазкой. Это делает их отличной «ловушкой» для пыли и стружки. Именно поэтому, чистота направляющих и целостность смазочного слоя решающим образом влияет на исправное функционирование всего фрезерного станка.
Превентивная очистка
Хороший способ борьбы за чистоту — не допускать загрязнения в принципе. Однако, как описывалось выше, стружка и пыль является неотъемлемым следствием механической обработки. Полностью исключить образование стружки нельзя (конечно, если не держать станок выключенным!), но значительно снизить её распространение — можно. Для этого существуют системы улавливания стружки. Их конструкция весьма проста — на шпиндель одевается специальная насадка с жёстким ворсом, охватывающая область резания. К отверстию в насадке крепится отводящий шланг, соединённый с промышленным пылесосом. Под действием вакуума стружка и пыль из зоны обработки отводятся по гибкому шлангу и собираются в тканевые мешки-пылесборники. После наполнения мешки очищаются и могут использоваться многократно. Несмотря на простоту системы улавливания стружки, её применение позволяет значительно снизить разлёт пыли, защитить компоненты фрезерного станка и обеспечить чистоту воздуха в помещении.
Удалению стружки из зоны резания также способствует система СОЖ, отлично предохраняющая подшипники шпинделя от загрязнения мелкой пылью. Следует отметить, что применение любой системы удаления стружки не только защищает оборудование, но и снижает затраты на обработку деталей (за счёт очистки зоны резания, меньшего износа инструмента и станка в целом), а также повышает культуру производства. Помимо использования систем улавливания стружки, следует после каждой смены производить уборку производственного помещения и ни в коем случае не допускать скопления в цехе отходов (тех же мешков с пылью). Такое естественное (но, увы, редко соблюдаемое) правило даёт значительный эффект для поддержания безотказной работы оборудования.
Обслуживание фрезерного станка с ЧПУ
Правила эксплуатации станочного оборудования предусматривают наличие графика проведения регламентных работ на протяжении всего срока службы фрезерного станка. Выполнение работ, согласно графику обслуживания, должно проводиться через определённые периоды работы оборудования.
К профилактическим работам относятся:
- очистка корпуса, узлов и агрегатов станка от пыли;
- очистка направляющих инструментального портала от пыли и старой смазки;
- восстановление смазочного слоя направляющих;
- очистка и смазка подшипников шпинделя;
- продувка электроники.
Для направляющих рекомендуется применять силиконовую смазку. А рейки или ШВП покрывать «автомобильной» смазкой (с синтетическими добавками) для ШРУСов. Для подшипников шпинделя нужно использовать состав «МС 1000» или «Castrol LMX Li-Komplexfett 2» (отлично «держит» высокие температуры). Пластиковые шестерни (например, в системе перемещения стола) также можно покрывать силиконовой смазкой (она безопасна для пластика, в отличие от минеральных масел, которые его разъедают). Для пластика также можно применять полностью синтетические смазки, не содержащие растворителей (например, «LM40»).
Продувку электроники следует проводить именно выдуваемым воздухом (а не всасываемым, как при использовании пылесоса). Единственный «нюанс» — необходимо исключать разлёт выдуваемой пыли подходящим способом.
Ремонтные работы
Современные модели фрезерных станков с ЧПУ являются весьма надёжным оборудованием. При соблюдении всех предписанных мероприятий по регулярному ТО, станок может работать без ремонта в среднем 2 тыс. моточасов (или примерно один год при 5-ти дневной рабочей неделе и 8-ми часовой операционной смене). На практике, даже китайские станки перекрывают эту норму и работают по 2-3 года без замены узлов (естественно, при регулярной чистке). Если конкретная модель станка не имеет «врождённых» проблем с электроникой, срок безремонтной работы станка может составлять свыше 3 лет. Особенно при работе с «мягкими» материалами (акрилом, пластиком и т. п.).
После длительной работы фрезерного станка могут возникнуть проблемы с кабелями в кабелеукладчиках. Реже встречаются отказы линейных подшипников. При больших объёмах обработки древесины (особенно с изготовлением 3D-изделий) могут появиться стуки в креплении ШВП по оси Z. (устраняется путём разборки, чистки и смазки). Остальные проблемы больше относятся к особенностям конкретных станков и не носят всеобщий характер.