Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для высокопроизводительной автоматической обработки изделий. В процессе фрезерования участие оператора сводится лишь к общему наблюдению — станок «самостоятельно» выполняет заданную программу. Программой для фрезерного станка с ЧПУ служит компьютерный файл, содержащий коды перемещения режущего инструмента. Считывая эти коды, контроллер ЧПУ формирует управляющие импульсы для исполнительных элементов — электродвигателей инструментального портала. Их вращение через ременную передачу преобразуется в сложное пространственное движение режущего инструмента (одновременно в горизонтальной плоскости — над столом с закреплённой заготовкой, и в вертикальной плоскости). Таким образом, станок с ЧПУ воплощает в материале заготовки программную модель, которая строится на основании чертежей и/или 3D-модели изделия.
Ошибки выполнения программы
Коды программного файла считываются контроллером ЧПУ последовательно — строчка за строчкой. Соответствующим образом движется и режущий инструмент, воплощая заданную траекторию обработки. Однако в случае сбоя (к примеру, при внезапном отключении электропитания) контроллер и инструмент могут получить рассогласование — либо фреза потеряет свою позицию, либо контроллер «проскочит» нужную программную строчку.
Следствием подобных ошибок может быть серьёзное нарушение качества обработки. Особенно опасно данное явление при фрезеровке 3D-изделий или сложных художественных рельефов. При сбое программы очень сложно вернуть инструмент в нужную позицию, а без этого на готовом изделии могут появиться риски, несовпадения — вплоть до необратимой порчи изделия!
Тем не менее способность «безболезненно» возвращаться к выполнению прерванной программы очень важна. И не только в случае аварийных сбоев — любое не завершение процесса (к примеру, в конце рабочей смены) должно допускать его возобновление без потери качества обработки заготовки.
Дефекты заготовки
Программный сбой не обязательно может проявиться в виде полной остановки процесса фрезерования. Вполне вероятно, что после завершения обработки на заготовке могут обнаружиться «локальные» дефекты. Бывает и так, что общий фон заготовки «делится надвое» — когда одна часть заметно отличается по оттенку (или даже высоте).
«Виновником» такого дефекта может стать незамеченная «риска»-вектор в программе, воспринимаемый контроллером как неотъемлемый элемент обработки. При значительном «перепаде высот» исправить рельеф заготовки, скорее всего не удастся. Однако при небольшом дефекте (воспринимаемом как разница в цвете фона) можно попытаться «спасти» заготовку.
Самым надёжным способом (но и самым сложным и трудоёмким) является ручное исправление рельефа. Этот метод подходит далеко не всем, ибо требует навыков профессионального резчика. Несколько автоматизированный способ подобного решения — воспользоваться концевой фрезой и (не снимая заготовку с рабочего стола) запустить дополнительный этап обработки по специальной программе — обведя векторами все «проблемные» места. Трудоёмкость такого метода значительно ниже — понадобится лишь аккуратная подготовка «лечебной» программы. Единственное «но» — требование как можно точнее выставить «ноль» инструмента. Сделать это бывает непросто — особенно если учесть смену типа фрезы между основным и «лечебным» фрезерованием.
Описанные способы хорошо подходят для исправления деревянных заготовок — особенно когда предполагается нанесение лака или воска (защитное покрытие гарантированно скроет оставшиеся «огрехи» поверхности).
«Без сучка и задоринки»
Досадным явлением при фрезеровании деревянных заготовок (к примеру, склеенных щитов под иконы или художественные панно) может стать незаметный маленький сучок в толще материала. При проходе фрезы резкое изменение плотности приводит к порче режущего инструмента, или даже вырыву сучка «с мясом» (правда для мелких, незаметных сучков такой серьёзный дефект заготовки не столь вероятен). Но в любом случае, даже если фреза и заготовка останутся целы, общий вид изделия будет испорчен (темный сучок будет притягивать внимание к локальному дефекту).
Для исправления изделия рекомендуется следующий алгоритм. Сперва нужно высверлить «непрошенный» сучок. При этом следует проявить аккуратность, чтобы не «рвать» края поверхности заготовки при высверливании. Затем в получившееся углубление нужно забить шкант и нанести слой шпатлёвки. После высыхания можно вернуть программу обработки на несколько шагов назад (в точку начала сбоя) и повторно запустить фрезеровку. Фреза «пройдётся» по зашпатлёванному месту и обеспечит хорошее качество и незаметность дефекта — особенно после финального тонирования изделия.
Особенности локального исправления деревянных заготовок
При наличии локального дефекта заготовки из дерева всегда можно вырезать «проблемный» участок и заделать паз тем же материалом. Заделка будет видна лишь по торцевому срезу, но основная поверхность изделия будет смотреться как единое целое. Именно поэтому — в качестве визуального приёма — рекомендуется делать выборку фрезой на всю ширину изделия. В этом случае вклеенная «ремонтная» рейка после финальной обработки фрезой под основной рельеф будет менее заметна, чем ограниченная по площади «заплатка» посреди поверхности. Кроме того, рейку нужной длины (по ширине заготовки) легче подогнать под размер, чем «заплатку» произвольной площади. В качестве клея рекомендуется использовать специальный двухкомпонентный состав для МДФ или ПУР (клея ПВА лучше избегать — со временем на «его» шве заметно растрескивание лака).
Если же размер заготовки или форма дефекта не дают возможности сделать выборку по всей ширине, рекомендуется фрезеровать паз под заделку с овальными краями. И чем больше будет длина овала (вдоль древесных волокон), тем незаметнее переход от «заплатки» к основной плоскости заготовки.
Для придания отремонтированной заготовке долговечности необходимо строго учитывать направление волокон. Дело в том, что степень расширения древесины вдоль и поперёк волокон неодинакова (вдоль практически отсутствует, а поперёк достигает значительной величины). Поэтому при ремонте заготовки необходимо чтоб градиент расширения для основного материала и «заплатки» совпадали. Иначе со временем окружающая влажность воздуха «расшатает» заплатку и отремонтированный участок станет заметным.