Современные фрезерные станки с ЧПУ отличаются высокой скоростью и точностью обработки, а также универсальностью — способностью эффективно работать с заготовками из широкого класса материалов. Во многом это объясняется особенностями конструкции — фрезерные станки имеют внушительное «вооружение» из станины повышенной жёсткости, облегчённого инструментального портала из алюминиевого сплава, высокоточных линейных направляющих с низким коэффициентом трения, а также мощных шпинделей с широким диапазоном скоростей вращения.
За чёткость взаимной работы узлов и систем фрезерного станка отвечает система ЧПУ, рассчитанная на тесное взаимодействие с персональным компьютером. Для подключения ПК к фрезерному станку могут использоваться различные системы. Одной из самых удобных и широко распространённых аппаратно-программных средств для интеграции ПК в систему ЧПУ станка является комплекс NC Studio. NC Studio содержит плату для установки в силовой шкаф фрезерного станка, РС-плату для инсталляции в компьютер, соединительный кабель для этих плат, а также программную оболочку — графический интерфейс работы с комплексом NC Studio из-под ОС Windows.
Что такое инвертор?
Для современных стратегий обработки характерны «жёсткие» режимы фрезерования. Фрезерные станки с ЧПУ имеют внушительный «запас прочности», а значит, допускают работу с высокими скоростями подачей инструмента. Такая форсировка оправдана увеличением темпа производства изделий. Современный режущий инструмент из твёрдых сплавов также прекрасно адаптирован к форсированным режимам обработки.
Однако для заготовок из разного материала оптимальные режимы резания будут значительно отличаться. Именно поэтому, станки рассчитаны на широкий диапазон изменения режимов работы. В частности шпиндель подавляющего большинства моделей фрезерных станков может работать с частотой вращения от 0 до 18/24 или даже 36 тыс. об/мин. Для плавного изменения частоты вращения шпинделя служит специальное устройство — инвертор.
Инвертор (распространённое название частотного преобразователя) предназначен для изменения частоты переменного электрического тока, подаваемого на асинхронный электродвигатель шпинделя. В соответствии с этим скорость вращения ротора шпинделя (а значит и фрезы) плавно изменяется в заданных пределах. Эти пределы лимитируются конструкцией шпинделя и ограничиваются максимальной частотой сигнала «на выходе» инвертора.
Кроме того, инвертор должен обеспечивать стабильность сигнала на выходе, невзирая на изменения нагрузки на шпиндель (при переменном движении фрезы в процессе обработки). А также выполнять ряд вспомогательных функций, облегчающих работу (к примеру, допускать подключение внешнего пульта управления, легко настраиваться и т. п.).
Подключение инвертора
При подключении инвертора следует тщательно соблюдать рекомендации инструкции. В противном случае есть риск повредить сам инвертор, или электрические компоненты фрезерного станка (а как «меньшее из зол» просто не добиться правильной работы системы).
Очень важным моментом является требование вначале запрограммировать инвертор, и только затем проводить его электрическое подключение к шпинделю. Если поступить наоборот, можно «спалить» шпиндель (поскольку в программных ячейках инвертора должны быть занесены верные параметры по предельной частоте/напряжении питающего шпиндель тока).
Итак, для программирования инвертора следует клавишами на лицевой панели активировать режим настройки, а затем «прописать» в соответствующих ячейках памяти нужные параметры. Самые важные из них — предельная частота переменного тока на выходе, лимитирующая максимальные обороты шпинделя, шаг изменения частоты, напряжение питания шпинделя и т. п. После завершения настройки и проверки корректности параметров рекомендуется в меню инвертора установить блокировку — чтобы случайно не сбить запрограммированные параметры.
Некоторые модели инверторов оснащены функцией автоопределения электрических характеристик шпинделя. Однако полагаться на них на 100% не следует — все значения следует сверять с технической документацией фрезерного станка.
Как не спалить шпиндель?
Очень часто при подключении инвертора «неизвестной модели» (а к оборудованию из Китая порой сложно найти инструкцию даже на английском!) вращение шпинделя сопровождается его быстрым разогревом (корпус нагревается градусов до 60) и появлением дыма. Если вовремя не «отловить» данную ситуацию, то шпиндель запросто выходит из строя. И это притом, что ни шпиндель, ни инвертор не содержат неисправностей! Просто они некорректно настроены.
Каждый инвертор представляет собой универсальный прибор, используемый не только для питания шпинделя фрезерного станка. Поэтому заводские установки инвертора предельно «абстрактные» (либо вовсе отсутствуют — ячейки памяти инвертора пустые). Вот почему выше по тексту указывалось на необходимость первичного программирования инвертора под характеристики электродвигателя шпинделя, а уж затем его физического подключения.
Если поступить наоборот — попытаться сразу подключить шпиндель к инвертору и проверить «крутиться ли?», инвертор, не настроенный на мощность электромотора шпинделя, выдаст слишком большой ток. Обмотка шпинделя разогреется и может сгореть. Поэтому прежде чем запускать шпиндель от инвертора, последний надо настроить — прописать в ячейках памяти корректные характеристики электродвигателя шпинделя фрезерного станка.