Обзор копировально-фрезерных станков

Копировально-фрезерный станок используется для изготовления деталей сложной формы. С помощью такого оборудования изготавливают пресс-формы, лопасти винтов, а также металлические отливки и гибочные штампы. Копировальная машина разрабатывается на основе фрезерных станков. В случае если нужно скопировать деталь из дерева или металла на предприятиях, в небольших мастерских и на производстве используют копировально-фрезерное оборудование. Основное назначение агрегатов — это создания деталей, максимально идентичных к исходному образцу.

На больших производственных предприятиях и в небольших мастерских часто возникает необходимость создать несколько одинаковых деталей по одному образцу. Для этого используют оборудование подобного типа, которое позволяет делать одинаковые детали большими партиями, и по качеству, не уступающему исходному образцу.

Устройство станков

Копировально-фрезерные станки используют для обработки заготовок фрезерованием двух типов:

1 – плоскостное – обработка профилей;

2 – объемное – обработка поверхностей с рельефом.

В качестве рабочего инструмента используются фрезы, которые при обработке заготовки в точности повторяют контур исходной детали, повторяя движения копира. Рабочий инструмент приводится в действие, в случае станков с ручным управлением, с помощью пневматических, гидравлических и механических элементов. Эти элементы необходимы для формирования усилия от копира на рабочий инструмент станка.

В качестве шаблона используется плоская контурная или пространственная модель, контурные чертежи или эталонная деталь. Элемент, который считывает форму и размеры модели называется копировальный палец, ролик, щуп или фотоэлемент. Эталонная деталь и обрабатываемая заготовка располагают на вращающемся рабочем столе сверлильно-фрезерного станка. Деталь-эталон изготавливают из алюминия. Также используют другой металл, пластик или дерево.

Рабочий орган станка приводится в движение при помощи винта, соленоида, золотникового клапана, электромагнитной муфты или дифференциала. Кроме этого, для усиления применяют специальные реле, которые бывают электрооптические, гидравлические или электромагнитные.

Исполнительная цепь любой модели сверлильно-фрезерного станка состоит из гидравлического цилиндра и электродвигателя.

Некоторые модели станков оснащаются пантографом – приспособление, которое обеспечивает копирование детали в заданном масштабе. Конструктивно узел состоит из направляющего пальца, оси, инструментального шпинделя и оси вращения. Направляющий палец и шпиндель смонтирован на одной рейке. Масштаб копирования задается соотношением плечей данной рейки.

Процесс копирования детали происходит следующим образом:

— палец движется по контуру эталонной детали и приводит в движение рейку, которая в свою очередь вращается на оси;

— на другой стороне рейки шпиндель совершает аналогичные движения, тем самым обрабатывая заготовку.

Устройство

Знание конструкции станка позволяет избежать ошибок в эксплуатации оборудования. Устройство:

Обработка заготовок производится с помощью фрезы.
Оснастка приводится в движение с помощью шпинделя.
Одинаковые детали изготавливаются с помощью задающего устройства (копир).
Каркас. Представляет собой направляющие, по которым передвигаются рабочие части.
Станина, на которой закрепляются остальные детали. Это литая конструкция.

Дополнительно на копировально-фрезерном оборудовании устанавливается пантограф. С его помощью задаётся рабочий процесс в определённом масштабе.

Копировально-фрезерное оборудование

Классификация оборудования

В зависимости от применяемого в конструкции типа привода копировально-фрезерное оборудование делится на следующие виды:

станки с пантографом, дают возможность обрабатывать заготовки в двух или трех измерениях;
станки с копиром, который закреплен на поворотной рейке, перемещающейся в вертикальной плоскости;
станки с несколькими шпинделями, оснащенные поворотными столами круглой или прямоугольной формы;
станки, подача на которых обеспечивается за счет механических, электрических, гидравлических устройств;
фотокопировальное оборудование.

Кроме этой классификации, оборудование делят по способу фиксации заготовки, а также по степени автоматизации.

Ручные или настольные. В данном случае заготовка фиксируется механическим способом. Такие станки позволяют рассверливать отверстия различной формы в соответствии с шаблоном.
Стандартные автоматические станки. Фиксация заготовки происходит при помощи зажимов пневматического типа. Такие станки служат для обработки заготовок из алюминия.
Стационарные автоматические станки с пневматическими зажимами. Такое оборудование оснащается головкой с тремя шпинделями. Станки дают возможность рассверливать тройные отверстия.
Станки карусельного типа. Предназначены для обработки дерева в столярном производстве. При помощи такого станка изготавливают – ноги, спинки, подлокотники и другие криволинейные детали стульев. Производительность составляет более 1000 деталей за смену. Также используется при изготовлении филенок дверей и фасадов.
Продольно-фрезерные копировальные. Станок оборудован кареткой, которая перемещается между фрезерными и шлифовальными элементами.

Применение копировально-фрезерных станков

Копировально-фрезерные станки предназначены для выполнения копировальных работ в объеме и на плоскости. Применяются при работах с использованием объемных моделей и соответствующих копиров, для гравирования разных фасонных профилей, узоров, орнаментов и надписей. Главное преимущества оборудования заключается в изготовлении сложных узоров.

Станки способны обрабатывать сталь, чугун, цветные металлы. Для обработки используются быстрорежущие и твердосплавные инструменты при крупно- и мелкосерийном производстве. На копировально-фрезерных станках изготовляют гребневые винты судов, лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, рабочие колеса гидротурбин, вырубные и ковочные штампы, прессовые и литейные формы, штампы, пресс-формы, металлические модели и заготовки.

Также агрегаты используют для сверления отверстий под рукоятки, замки, шпингалеты, металлические петли. Кроме того, можно изготавливать рамки для зеркал и каналов на пластиковых и алюминиевых профилях.

Копировально-фрезерный станок используется для фрезерования криволинейных деталей. Использование шаблонов исключает влияние человеческого фактора. При этом все готовые изделия имеют одинаковую форму и параметры.

Для точного повторения детали на копировально-фрезерный станок устанавливают пантограф. Его функция заключается точной передаче движения копирующей головки вдоль профиля режущего устройства. Использование данного элемента позволяет с высокой точностью изготавливать несколько идентичных деталей, которые будут такими же, как исходный образец.

Технические характеристики

Технические характеристики копировально-фрезерных станков определяют его функциональные возможности. Поэтому при выборе оборудования необходимо учитывать следующие технические параметры:

габариты и форму;
вес;
тип питания;
наличие числового программного управления;
размеры рабочего стола;
мощность электрического двигателя;
количество шпинделей.

Кроме этого, расширить функциональные возможности копировального устройства можно посредством дополнительных узлов и элементов, к которым относятся:

— поворотный рабочий стол;

— поворотные тиски.

Эти элементы дают возможность обрабатывать заготовки под разными углами.

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ: полный обзор

Представляем вам полный обзор фрезерно-гравировальных станков ЧПУ
, из которого вы узнаете об особенностях и возможностях этого оборудования, сможете понять, как правильно выбрать и купить фрезерно-гравировальный станок, ознакомитесь с их техническими характеристиками, а также нюансами настроек, обслуживания и эксплуатации.

Билл Гейтс уверен: если вас нет в интернете, значит, вас нет в бизнесе. Солидарны с самым богатым человеком планеты и добавим, что, если на вашем производстве нет фрезерно-гравировального станка с ЧПУ, значит, вы лишаетесь многих конкурентных преимуществ и высокой прибыли.

Ведь обработка заготовок из металла, пластика, дерева, камня и других материалов на таком станке является наиболее современным и эффективным способом. Вы получите оборудование «три в одном», потому что фрезерно-гравировальный станок умеет резать, фрезеровать и гравировать. И это не все его достоинства.

точность обработки до 0,01 мм
режет материалы большой толщины
кромка резки цвет не меняет
низкая стоимость фрезеровки и резки
высокая конкурентоспособность
надежность и долговечность
высокая скорость резки
объемная фрезеровка 3D, 4D
большой выбор материалов
высокая производительность
автоматизация процессов
режущие инструменты разной конфигурации

Фрезерно-гравировальный станок ЧПУ

– весьма сложный механизм, наделенный огромным количеством функциональных возможностей. Поэтому в первую очередь при выборе станка надо определить потребности и финансовые возможности вашего бизнеса, объемы производства и какие задачи будет выполнять оборудование. У небольшой ювелирной фирмы, крупной мебельной фабрики и машиностроительного завода-гиганта все эти показатели будут существенно отличаться.

Важные характеристики фрезерно-гравировального станка:

площадь и конструкция рабочего стола
мощность и скорость вращения шпинделя
двигатели перемещения портала
система аспирации
система смазки и охлаждения
материал и жесткость станины

Материалы и область применения

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ замечательны еще и тем, что они практически всеядны. Какой материал им не подай – управятся с легкостью, да еще и добавки попросят. Особенное предпочтение отдают любым типам древесины, пластику, металлам и сплавам. Также режут, фрезеруют и гравируют следующие материалы:

акрил,
оргстекло,
композитные панели,
камень,
ПВХ,
фанера,
поликарбонат,
пенопласт,
мягкие металлы,
и многие другие.

Очень важно знать, какие материалы и каким способом вы будете обрабатывать на фрезерно-гравировальном станке. От этого зависит выбор инструментов и дополнительных приспособлений. Например, чтобы сделать гравировку 4D или фрезеровку цилиндрической заготовки, потребуется установить поворотное устройство, без которого сложно представить деревообрабатывающее производство.

Шахматные фигуры, балясины, резные ножки, колонны, декоративные элементы с резной гравировкой – лишь небольшой перечень изделий. Вращение передается заготовке от двигателей станка, к которым напрямую подключается поворотное устройство. Скорость и точность обработки при этом остаются на высоком уровне.

Единственное условие – это наличие на рабочем столе свободного места не менее 300 мм, а также высота портала от 180 мм.

Отдельно остановимся на деревообрабатывающей и мебельной промышленности, в которых фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ играют первую скрипку. После обработки на них детали в местах соединений стыкуются между собой миллиметр к миллиметру, что обеспечивает высочайшее качество продукции.

мебельные фасады из МДФ и массива,
корпусная мебель,
стеновой брус,
объемные декоративные элементы и резьба,
двери и окна,
реечный плинтус,
багетные рамы.

Фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ открывает огромные возможности и для рекламно-сувенирного бизнеса. Вы сможете удовлетворить пожелания даже самых взыскательных клиентов.

POS-материалы,
плоские и объемные буквы,
рельефные изображения сложной формы,
офисные таблички, тейбл-тенты,
логотипы и прочая символика,
рекламные конструкции и элементы.

Картина будет неполной, если не упомянуть о применении фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ в обработке металлических поверхностей. Это актуально практически для всех отраслей промышленности и строительства: станкостроение, авиационная промышленность, машиностроение и так далее. Невозможно собрать двигатель, автомобиль или самолет без деталей, изготовленных на фрезерных станках.

Фрезерный станок для обработки камня

Фрезерный станок обеспечивает высокую производительность, а также быструю окупаемость фрезерного агрегата.Фрезерная обработка станком различным материалов имеет целый ряд преимуществ:

точность фрезерной обработки станками достигает 0,01 мм;
фрезерный станок способен эффективно работать с материалами большой толщины, включая обработку камня;
кромка резки станком получается очень аккуратной и не меняет цвет обрабатываемой детали;
низкая стоимость фрезерных работ;
высокая конкурентоспособность, которую имеет гравировально-фрезерный станок;
надежность и долговечность фрезерного оборудования;
высокая скорость фрезерной резки;
объемная фрезеровка 3D, 4D, которую производит фрезерный станок;
большой выбор материалов обработки от камня до пластика;
высокая производительность, которой отличаются фрезерные станки;
автоматизация процессов работы на станках;
возможность использования фрез, сверл разной конфигурации, обеспечивающие качественную фрезерную работу.

На сегодняшний день предлагается большой выбор фрезерного оборудования. Для наиболее правильного выбора лучше обратиться за консультацией к специалистам через интернет. На сайте можно подробно ознакомиться с каталогами, содержащими исчерпывающую информацию об оборудовании.

Кроме того, опытные специалисты с инженерным образованием помогут сделать правильный выбор. При этом наши менеджеры осуществляют индивидуальный подход, стараясь точно определить индивидуальные потребности клиента и конкретные задачи, которые будет выполнять фрезерный станок.

Небольшая домашняя индивидуальная мастерская, производственный цех, ювелирное производство, выпуск сувениров и гранитных памятников потребуют разное оборудование с разными производственными возможностями. Соответственно, желательно выбрать такие станки, которые могли бы производить большой ассортимент продукции по низкой цене.

Копировально-фрезерный станок для памятников

Большое значение для сувенирной продукции имеет фрезерная обработка камня. Работы по камню имеют большое значение для создания памятников. Станок по камню отлично решает задачи нанесения изображений и надписей на крупные памятники. С помощью такого оборудования для обработки камня можно решать сложные задачи за маленькую цену:

станок по камню легко выполняет гравировку в полный рост;
специальному станку по камню с ЧПУ под силу выполнение живописного пейзажа, нанесение станком сложного многомерного изображения, оформление и раскраска поверхности камня витиеватыми красивыми узорами.

Купить фрезерный станок по камню

Купить фрезерные станки по камню по выгодной цене лучше всего через интернет. На сайте компании Lasercut предлагается широкий выбор фрезерного оборудования по обработке камня: копировально-фрезерные станки по камню, фрезерный станок по камню с ЧПУ, гравировально-фрезерные станки по камню.

Наши специалисты высокой квалификации помогут сделать правильный выбор в соответствии с конкретными нуждами производства и личными предпочтениями клиентов. Все оборудование на сайте сертифицировано, изготовлено качественно в заводских условиях в Китае или странах Европы.

Цена на качественный фрезерный станок разных производителей может отличаться. Например, цена на качественный Китай будет ниже, чем на немецкий станок. На все оборудование предоставляется гарантия, а также предлагается сервисное обслуживание.

Предубеждение о том, что Китай производит фрезерное оборудование заведомо более низкого качества, не соответствует действительности. Разница в стоимости обусловлена особенностями производства и позволяет значительно сэкономить.

Управление

Основным режимом для работы фрезерно-гравировального станка с ЧПУ является режим автоматического управления, который не требует контроля со стороны оператора, экономит время и повышает эффективность производственного процесса.

Компьютер, который находится внутри станка, программа обработки и программируемый контроллер руководят всеми технологическими циклами. Это и есть ЧПУ – числовое программное управление.

Перед началом работы оператору достаточно заложить в станок алгоритм программы, задать необходимые параметры, установить на рабочий стол заготовку, выбрать подходящий инструмент, нажать кнопку пуска… И все, можно переходить к другим станкам.

Потому что один человек – опытный профессионал с отличной инженерной подготовкой — может одновременно обслуживать несколько фрезерно-гравировальных станков, которые работают практически автономно. Если нужно обработать разные детали, то просто меняется программа.

Что дает использование ЧПУ

возможность более полно загружать оборудование
прецизионность, стабильность, бесперебойность
высокая производительность и универсальность
сокращение влияния человеческого фактора
снижение расходов на обслуживание станков
возможность обработать детали со сложной пространственной формой

В стандартной комплектации вместе с оборудованием поставляется лицензионное программное обеспечение, без которого нельзя обойтись как без переводчика на встрече иностранных делегаций. Программное обеспечение любые графические файлы с векторными изображениями переводит в понятные для станка G-code – это условное обозначение языка программирования оборудования с ЧПУ.

Международный промышленный стандарт G-code прекрасно ладит со всеми популярными CAD/CAM программами. Одна из самых удобных и распространенных – это Type 3 – интуитивно понятная управляющая программа для построения траектории фрезы. Она установлена на большинстве наших фрезерно-гравировальных станков.

Некоторые модели станков и обрабатывающих центров изначально оборудованы стойками ЧПУ, обеспечивающими доступ ко всем функциональным возможностям агрегата. В других случаях управление осуществляется с помощью компьютера, который подключается через USB-порт либо специальную плату.

Для тандема «станок – компьютер» необходима программная оболочка. Чаще всего для этого используется система управления NS Studio – обычное Windows-приложение с понятным интерфейсом PCI. Она не только совместима со всеми типами трехосевых фрезерно-гравировальных станков, но и разгружает процессор компьютера, что снижает требования к его мощности.

Вместо компьютера можно использовать популярный DSP-контроллер – пульт дистанционного управления. Если сравнить систему управления NS Studio с обычным стационарным телефоном, то DSP-контроллер – это как гарнитура к нему.

Встроенная память сохраняет задачи
Работает со стандартными G-code
Низкая стоимость
Простое и удобное управление
Можно запускать задания с USB-карты
Ускоряет и оптимизирует процесс
Удобно использовать на рабочем поле от 1200х1200

Размер имеет значение

Огромное значение для эффективной обработки материалов на фрезерно-гравировальном станке имеют линейные размеры рабочего стола и площадь рабочей поверхности. При выборе оборудования необходимо учитывать максимальный размер заготовок, не забывая при этом и о перспективах развития производства – вдруг завтра у вас появятся наполеоновские планы.

Большая площадь рабочего стола имеет ряд преимуществ:

Обработка деталей разных габаритов
Раскрой широкоформатных заготовок
Одновременная обработка нескольких однотипных заготовок
Уменьшение издержек производства

Вакуум или струбцины

Любая заготовка требует фиксации на рабочем поле. Для этого есть два варианта, используемые либо по отдельности, либо комбинированно.

Механическое крепление	Вакуумный прижим
Крепление жесткого материала	Листовые, тонкие и хрупкие материалы с плоской поверхностью
Встроенные в станок Т-образные пазы с крепежными болтами	Рабочая поверхность стола разделена на вакуумные зоны, что позволяет крепить заготовки разных размеров
Глубина опускания рабочего стола	Не каждый станок им оборудован, надо покупать дополнительно
Фреза сломается, если во время работы попадет на струбцину	Обеспечивает надежную фиксацию, простой монтаж и демонтаж
Детали небольшого формата могут вылететь со стола	Удобство и высокая производительность
Дополнительное время на закрепление заготовки	Невозможно использовать системы охлаждения типа «Масляный туман» и СОЖ

Для обработки небольших заготовок обычно выбирают модели станков с подвижным рабочим столом и статичным шпинделем. А фрезерно-гравировальные станки с перемещающимся относительно поверхности порталом покажут высокую производительность при обработке больших площадей. Кроме того, горизонтальное и вертикальное движение шпинделя по трем осям при условии установки поворотного механизма дает возможность обработки 4D. Высота портала в этом случае не может быть менее 180 мм.

Технология Nesting – комплексная обработка.

Чтобы минимизировать отходы МДФ, ДСП и прочие, повысить КПД форматного раскроя, выполнить одновременно максимальное количество операций на одном станке и сократить расходы на организацию технологического процесса, существует замечательный способ автоматизации с помощью технологии Nesting.

Особенно актуален он для мебельного производства. Позволяет, например, эффективно выполнить прямолинейные и криволинейные раскрои цельной плиты, получить заготовки сложной формы, обработать кромки деталей и просверлить отверстия для фурнитуры. А затем собрать готовое изделие.

Двигатели прогресса

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ обычно оснащают двумя типами двигателей: шаговыми – электромеханическими устройствами, которые вращаются шагами и управляются импульсами. И серводвигателями с системой датчиков обратной связи и блоком управления. Их можно использовать в одной станочной системе как по отдельности, так и вместе.

Каждый занимается своими функциями, и они совершенно не конкурируют друг с другом. Рассмотрим некоторые их отличия, преимущества и недостатки. Выбор же двигателя зависит от конкретных задач производства.
Серводвигатель

Плюсы	Минусы	Особенности
прецизионные изменения положения и скорости движения	высокая стоимость	сложный электронный блок управления обеспечивает программирование станка на обработку деталей
высокая мощность и лучшие динамические характеристики	вал ротора не фиксируется самостоятельно	для скоростного раскроя листового материала на фрезерных станках с мощным шпинделем
снижает влияние инерционности нагрузки	сложная конструкция
бесшумность и плавность работы	сложная схема управления и настройки
погрешность при обработке равно нулю
надежность и безотказность

Шаговый двигатель

Плюсы	Минусы	Особенности
низкая стоимость	ограничения по мощности и скорости	лучше всего показывает себя там, где не требуется высокая динамика
прецизионное позиционирование и повторяемость	пропускает шаги при превышении номинальной нагрузки	поворачивается строго на заданный угол и не нуждается в обратной связи
высокая надежность определяется сроком службы подшипников	явление резонанса	для обработки на недорогих фрезерных станках с ЧПУ — дерево, легкие металлы, пластики, МДФ, ДСП.
позиционирование без обратной связи	затруднена работа на высоких скоростях
высокий крутящий момент на низких скоростях
жестко фиксируется в заданном положении

Фрезы разные важны, фрезы разные нужны

Классификация фрез поражает своим многообразием. Как их только не делят: по обрабатываемому материалу, по способу крепления, по профилю зубьев и их расположению относительно оси фрезы, по конструктивным особенностям и так далее.

Рассмотрим один из важных параметров, который не только влияет на точность и производительность обработки, но также определяет вид фрезерования, материалы и их жесткость. Это число заходов (или число зубьев фрезы).

Количество заходов

Применение

Особенности

Однозаходные

Двухзаходные

Трехзаходные

режут пластики (акрил, ПВХ и другие) и мягкие металлы;
используют для обдирочной и черновой обработки материала

одна режущая кромка;
без труда отводят из зоны резания сливную стружку;
большая ширина канавок;
обрабатывают материал с высокой скоростью

Многозаходные

(4 и более заходов)

плавная обработка хрупких, твердых и сверхтвердых материалов;
только многозаходные фрезы используют для чистовой обработки всех заготовок из металла

большое число режущих кромок;
повышают производительность и точность обработки;
размер канавок очень маленький

Выбирая фрезы для фрезерно-гравировального станка с ЧПУ следует обратить внимание на:

объем производства;
точность обработки;
геометрию поверхности;
скорость резания и подачи;
скорость вращения шпинделя;
качество обработки (черновая или чистовая);
вид обрабатываемого материала, его особенности;
учесть особые условия (необходимость подачи СОЖ и т. д.).

Сердце фрезерно-гравировального станка

Хотите, чтобы ваш фрезерно-гравировальный помощник беззаветно и преданно служил вам долгие годы? Тогда к выбору шпинделя – крайне важной части технического организма – следует подойти максимально ответственно.

Подвижный портал перемещает шпиндель с фрезой, закрепленной в цанге, по трем осям координат. Таким образом, без всяких искажений от промежуточных посредников, через этот элемент от двигателя подается вращательное движение на фрезу, поэтому большинство станков просто не сможет без него работать.

Выбирая оборудование, особое внимание стоит обратить на ряд технических параметров.

Скорость вращения

Вы можете представить скорость вращения 24000 оборотов в минуту? А для фрезы, которая обрабатывает материал, это сущие пустяки. Конечно, не всегда нужна такая высокая скорость. Все зависит от материала: чем он тверже и плотнее, тем больше оборотов требуется.

Скорость вращения шпинделя (об/мин.)	Материал
4000 – 6 000	Полистирол, стекло, пластик
18 000	Дерево, сталь, камень
20000 – 24 000	Металлы и твердые материалы: камень, текстолит
10000 – 60 000	Высокоскоростная обработка дерева, цветных металлов, пластика и стали, композитных материалов, различных видов стали. Обработка мелких деталей инструментами небольшого диаметра, малая глубина резки.

Режим, в котором работает фрезерно-гравировальный станок, определяется максимальным количеством оборотов. Основные – это гравировка, фрезеровка и раскрой. Дополнительно, с помощью специализированных инструментов, можно проводить и другие операции, например, фрезеровку V-образным гравером.

Для каждого материала требуется определенное количество оборотов, поэтому практичнее выбрать шпиндель с запасом вращающей скорости.

И важный момент: грамотные вариации в скоростных режимах помогут снизить себестоимость и увеличить объемы выпускаемой продукции, что неизбежно приведет к повышению конкурентоспособности.

Инвертор

Чтобы обеспечить оптимальный режим обработки и эффективно управлять электродвигателем переменного тока, используется специальное устройство – инвертор, он же частотный преобразователь. Его диапазон мощности и частоты должны совпадать с характеристиками шпинделя, иначе один из них сломается. При установке более мощной модели шпинделя инвертор также подлежит замене.

Преобразователь регулирует скорость вращения двигателя путем изменения частоты напряжения электроэнергии. Это способствует ее сбережению за счет равномерного распределения в зависимости от нагрузки на двигатель.

Защищает двигатель от перегрева, от утечек и обрыва фаз, от перегрузок и перепадов напряжения
Плавно запускает двигатель и меняет направление движения
Продлевает срок службы электродвигателя
Экономия времени и затрат на техобслуживание
Один инвертор может управлять одновременно несколькими двигателями
Обеспечивает надежную эксплуатацию оборудования
Доступная система регулировки скорости вращения

Системы охлаждения шпинделя

Некоторые любят погорячее – это в кино. А вот шпиндель в суровых производственных условиях предпочитает прохладу и излишки тепла от работы электродвигателя устраняет с помощью водяной или воздушной системы охлаждения.

Большинство современных моделей фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ оснащены воздушным охлаждением. Оно популярно благодаря тому, что не требует дополнительных устройств – тепло прогоняется через воздухозаборники, расположенные на корпусе шпинделя. Такая автономность особенно актуальна для ограниченного пространства.

Массивность конструкции шпинделя с воздушным охлаждением позволяет увеличить нагрузки и ресурс.

Хотя сильно утруждаться ему и не придется: он рассчитан на скоростной режим до 20000 об/мин и работу с податливыми материалами: воск, дерево, пластик, мягкие металлы.

К минусам относятся:

повышенный уровень шума
опасность перегрева при пониженных оборотах
быстрое загрязнение фильтров

Система жидкостного охлаждения устроена сложнее. С помощью насоса антифриз, тосол или обычная вода подается на шпиндель. Охлаждает его и отправляется в бак, где остывает и снова по кругу – эффективный замкнутый цикл. Очевидно, что использовать воду дешевле и проще, но здесь есть подводные камни в виде коррозии. Чтобы не чистить охлаждающие каналы от ржавчины, рекомендуется применять тосол или его смесь с водой.

При том, что шпиндели с водяным охлаждением почти бесшумные, компактных размеров и дешевле воздушных, работники из них получаются что надо: на скоростном режиме до 24000 об/мин с легкостью обрабатывают прочные материалы, в том числе и металлы.

Недостатки:

много дополнительного оборудования
опасность коррозии при использовании обычной воды

Охлаждать и смазывать!

Во фрезерно-гравировальном станке охлаждение необходимо не только электродвигателю, но и режущему инструменту, который при обработке твердых материалов сильно нагревается. Для этого используется смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

уменьшает температуру и трение в зоне обработки
препятствует порче инструмента и оборудования
повышает его стойкость и точность работы
продлевает срок службы
снижение энергозатрат
повышает качество продукции

Классификаций этого универсального средства великое множество, поэтому ограничимся двумя самыми простыми: когда жидкость под давлением направляется на саму фрезу и «масляный слой» — масло распыляется в виде тумана. Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала, качества используемой воды и конкретных операций с заготовками.

Подробную консультацию по этому и другим вопросам вы всегда сможете получить в отделе техподдержки компании Lasercut.

Мощность

Для определения материалов, с которыми может работать фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ, и выбора инструментов необходимо знать мощность шпинделя. Она должна коррелировать с уровнем нагрузки на оборудование.

Мощность (Вт)	Скорость вращения (об/мин)	Применение
малая — до 1 500	до 60000	Для небольших фрезерно-гравировальных станков. Полимеры, стекло, фанера, ДСП, МДФ, ювелирные работы, печатные платы.
средняя – от 1500 до 4000	до 24000	Станки средних размеров портального типа. Мягкие металлические сплавы, текстолит. Обработка 3 D твердой древесины и акрила.
высокая – от 4000 и выше	до 18 000	Станки крупных размеров и обрабатывающие центры. Подходят для обработки твердых материалов, в том числе камня и стали.

При выборе мощности шпинделя обязательно следует учитывать и остальные характеристики станка. Это и жесткость станины, и твердость и толщина заготовки, и возможности фрезы. А также насколько высокие требования к точности обработки.

Большой выбор фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ в нашем Интернет-магазине

Основные операции, выполняемые на станках

Копировально-фрезерные станки производят фрезеровку металлической заготовки, считывая заданную форму с эталонной детали при помощи копировального инструмента. Фрезеровальное устройство позволяет фрезеровать поверхность заготовки. Для копира используют деталь-эталон, на основании которой устройство копирует контуры на заготовку.

Копировально-фрезерное оборудование используется для следующих операций:

создание орнаментов, фигурных надписей, узоров и контуров;
фрезерование по контуру;
гравировка поверхности.

Оборудование промышленной группы имеет более широкие возможности и используется для создания сложных фигур и узоров на любых плоскостях.

Принцип работы

Возможность значительного ускорения процесса производства сложных изделий обуславливается особенностями работы, которыми обладает копировально-фрезерный станок. Как и при обработке металла, при работе по дереву используется режущий инструмент под названием «фреза».

Основными моментами работы можно назвать:

Фреза проводит создание контура или поверхности, которые задаются при помощи копира.
Связующим звеном между режущим инструментом и устройством слежения становится механическая, гидравлическая, пневматическая система. Станок по дереву чаще всего имеет механическую систему подачи и управления.
Копиром может служить плоский шаблон, ранее созданная эталонная модель, пространственная модель, фотоэлемент, контурный чертеж. В некоторых случаях подобные станки оснащаются ЧПУ, что делает их широкоуниверсальными.
Образцы, выступающие в качестве шаблона, могут быть изготовлены из металла, древесины, пластмассы или другого материала.

Копировально-фрезерный станок работает следующим образом: устанавливается образец различного типа, к нему подводится следящее устройство, которое через определенный вид связи передают нужное усилие на режущий инструмент.

Как выбрать копировально-фрезерный станок?

Перед тем как купить копировально-фрезерное устройство необходимо определить перечень необходимых операций. Далее определяются оптимальные технические характеристики, а также конструктивные особенности.

Важно определить главные параметры, которыми следует руководствоваться при выборе модели копировально-фрезерного станка. Прежде всего, нужно определить габариты устройства и размеры рабочего стола, на котором крепятся и обрабатываются заготовки.

В случае если станок будет использовать не часто, то необязательно выбирать дорогое брендовое оборудование. Большинство бюджетных моделей обладают необходимым количеством функций. При этом не требуют больших вложений при покупке, а также недорогие в обслуживании и эксплуатации. Стоит помнить, что высоким уровнем производительности и функциональности обладают только оборудование промышленного класса. При этом отмечается большое количество потребляемой электроэнергии.

Также необходимо обратить внимание на комплектацию и конструктивные особенности. От этого зависит, полноценно ли будет использоваться устройство. Современные модели «из коробки» укомплектованы необходимыми узлами и приспособлениями, которые делают оборудование копировально-фрезерной группы многофункциональным.

Часто производители ограничивают возможности оборудования, не устанавливая необходимые узлы и элементы. При этом перед покупкой следует убедиться возможно ли докупить необходимы узлы у того же производителя. Использование неоригинальных деталей, узлов или устройств может привести к нарушению работы всего станка, а также к возникновению аварийных ситуаций.

Процесс создание станка своими руками

Чертежи самодельного мини-фрезерного станка по дереву

Покупка копировально-фрезерного станка по дереву, особенно оснащенного ЧПУ, выгодна для крупных производителей, в остальных случаях проще создать его самостоятельно.

Перед изготовлением станка необходимо создать чертеж и определиться с тем, как будет использоваться устройство. Если планируется работать с большими изделиями, то размер станка тоже должен быть большим, чтобы фреза производила меньше вибраций. Кроме этого, нужно подобрать электрический двигатель достаточной мощности. Выбор зависит от плотности материала, с которым планируется работать.

Количество осей тоже определяется на стадии макета, так как изменение конструкции готового станка может оказаться проблематичным. Для работы с плоскими деталями достаточно двух осей: с продольным и поперечным движением. Заготовки с небольшим рельефом требуют еще и перпендикулярно перемещающуюся ось. Для обработки более сложных изделий могут понадобиться и четыре, и пять осей.

Существует множество конструкций фрезерного станка, но все они состоят из трех элементов:

Копировально-фрезерный станок — устройство

рабочая поверхность;
станина;
фрезерная головка.

Конструкция рабочей поверхности копировального станка должна предусматривать регулировку по высоте, а фрезерная головка должна быть высокооборотной и оснащаться электрическим приводом.

Компоновка копировально-фрезерного станка по дереву может быть вертикальной или горизонтальной. От этого зависит комфортность работы с инструментом и выгрузка готовых деталей.

Пантограф

Самодельный пантограф — чертеж

Самый дешевый вариант, для изготовления которого нужны несколько досок и фрезер. Предназначен для плоской резьбы.

По форме напоминает параллелограмм. Благодаря такой конструкции при перемещении узловые точки описывают эквидистантные кривые. Чтобы масштабировать устройство, удлиняется звено.

Сторона параллелограмма в два раза короче общей длины с копирующим наконечником. Из-за этой особенности при копировании наконечником какой-либо детали фреза вдвое ее уменьшит, что сокращает погрешность копира.

Модель с плоскопараллельным механизмом

Используется для контурного фрезерования. В отличие от предыдущей модели, криволинейной траектории добиваются, складывая две перпендикулярные друг другу оси. Третья ось внедряет фрезу в заготовку.

Чтобы уравновесить систему, в конструкции предусмотрен противовес на другой стороне поворотной рамы. Чтобы иметь возможность регулировки, его лучше размещать на резьбовой шпильке.

Копировально-фрезерный станок с плоскопараллельным механизмом

Модель для объемной фрезеровки

На таком устройстве фрезерная головка размещается на качающейся раме, которая во время обработки перемещается на роликовых каретках по перпендикулярным направляющим. Модель и деталь крепятся на двух поворотных узлах внизу основания. Открытая станина позволяет легко вычищать опилки.

Копировально-фрезерный станок для объемной фрезеровки

Дупликарвер-2

Серийный копировально-фрезерный станок по дереву, предназначенный как для плоскорельефной, так и для скульптурной резьбы. Конструкцией предусмотрено пять управляемых осей:

боковые рычаги;
поворотная рама;
фрезерная головка;
рабочие столики;
поперечное перемещение головки.

Довольно легкий (масса около 28 кг) для одного человека.

Дупликарвер-2

Дупликарвер-3

Конструкция этой модели похожа на Дупликарвер-2, но имеет две добавочные направляющие скалки (еще одна линейная ось), а поворотные столики установлены вертикально. Благодаря таким изменениям стало возможно работать с длинномерной объемной резьбой.