Фрезерный гравировальный станок с ЧП управлением

Среди обилия универсального оборудования фрезерной категории фрезерно-гравировальный станок (ФГС) с ЧПУ (числовым программным управлением) отличается рядом заметных преимуществ. Крайне актуально использование подобного устройства в тех случаях, когда требуется произвести высокоточную шлифовку деталей, которые отличаются сложной конфигурацией. Следует сразу оговориться, что достигнуть таких результатов обработки, применяя станки с ручным управлением, довольно сложно.

Стоимость оборудования указанной категории обусловливается следующими параметрами:

• функциональность;
• технические характеристики;
• торговая марка, под которой выпущен станок.

Чтобы всерьез сэкономить на покупке такого функционального агрегата, можно создать его своими руками, тем более что уже многие реализовали его в домашних условиях.

Сфера использования ФГС

ФГС, который оснащен системой ЧПУ, можно увидеть на предприятиях большого количества отраслей промышленности. Эта высокая популярность обусловлена не только техническими потенциалом и практичностью этого оборудования, но еще и тем, что его эксплуатация сводит буквально к нулю брак при обрабатывании заготовок.

Первоначально оборудование данного вида стали использовать машиностроительные заводы. На таких производствах из металлообрабатывающих станков основывались производственные линии, где осуществлялось изготовление однотипных деталей. Именно по этому пути и шло автоматизирование процесса производства.

Динамичный рост спроса на потребительские изделия разного назначения привел к тому, что на рынке начали появляться множественные производственные предприятия, действующие в сфере малого бизнеса. Подобные предприятия или отдельные предприниматели, как правило, изготавливают свою продукцию небольшими партиями или в единичных экземплярах, а ведь именно для таких условий изготовления лучшим образом могут подойти ФГС, оснащенные ЧПУ.

Целесообразность использования агрегатов фрезерно-гравировальной группы в обстоятельствах мелкосерийного и розничного изготовления обуславливаются такими положительными моментами этих устройств:

• исключительной практичностью;
• легкостью и удобством обслуживания;
• высшим качеством обработки;
• отличным коэффициентом производительности;
• прочностью и надежностью.

В силу таких характеристик ФГС с успехом употребляются во всевозможных направлениях деятельности. С их поддержкой изготавливают:

• рекламную продукцию;
• сувениры;
• ювелирные изделия;
• мебель.

С помощью таких станков вполне возможно осуществлять даже самую сложную гравировку на поверхности таких материалов, как:

• металл;
• стекло;
• древесина;
• камень;
• пластик;
• слоновая кость.

Эти возможности никак не могли ускользнуть от пристального внимания сегодняшних производителей.

Отдельную группу представляют лазерные гравировальные станки, основным инструментом работы которых представляет собой луч лазера. Применяя такой инструмент, можно наносить надписи и изображения даже на тканях, искусственной и натуральной кожи, картоне, шпоне, различных видах пластика, резины и проч.

Устройство фрезерного станка

На нынешнем рынке существует большое большой выбор оснащенных ЧПУ станков, при помощи которых можно наносить узоры, рисунки и надписи на внешней стороне изделий из различных материалов, а также выполнять раскрой листового металла. Стоимостное выражение такого оборудования находится в зависимости от ряда факторов:

• торговой марки;
• его функциональных возможностей;
• конструктивных особенностей станка.

Можно выделить 3 разновидности таких станков:

• настольные агрегаты, закрепление заготовки на которых выполняется механическим методом;
• автоматизированные станки, крепящие заготовку пневматическими прижимами;
• автоматизированные агрегаты с пневматической фиксацией заготовки с трехшпиндельной головкой.

На производствах в машиностроительной отрасли применяются аппараты, рабочая головка у которых может быть размещена в нескольких плоскостях: такими являются горизонтальные и вертикальные фрезерные станки. Произвести такие непростые станки своими руками возможно, однако для этого понадобится вспомогательное оснащение и комплектующие части.

Для выполнения серьезных производственных заданий по обработке металла рекомендуется закупить серийное устройство. Если же понадобится небольшой гравировальный станок настольного типа, посредством которого планируется выполнять работы по мягким материалам (к примеру, алюминию), имеет смысл изготовить такое оборудование своими силами.

Сборка станка своими руками

К планированию работ по изготовлению такого оборудования с ЧПУ требуется подходить крайне ответственно. В первую очередь следует определить, для решения каких именно задач такое оборудование будет необходимо. Ответ на данный вопрос будет обусловливать выбор конструктивных составляющих для будущего станка, его электронной и электрической составляющих. Следовательно, влиять этот выбор будет и на финальную стоимость будущего оборудования.

Конструктивное исполнение оборудования

Настольный станок фрезерно-гравировального типа, который оснащен ЧПУ, может быть составлен по 2 конструктивным схемам:

• агрегат с подвижным столом для работы;
• станок с подвижной частью-порталом.

В первом варианте рабочий стол станка с прикрепленной к нему заготовкой перемещается по горизонтальной плоскости. По вертикальной оси передвигается рабочая головка механизма, которая закреплена на портале неподвижного типа.

Станки подобного типа выделяются высокой жесткостью и простотой своей конструкции, однако имеют и несколько существенных недостатков:

• необходимость в довольно обширной свободной площадке рядом с оборудованием;
• неосуществимость обработки заготовок, которые обладают значительными весом и габаритами.

Аналогичных отрицательных качеств лишен станок, который оснащен подвижным порталом. Данное устройство можно результативно применять даже в компактных мастерских. На станках с неподвижными рабочими столами и высокой жесткостью можно распределять даже весьма увесистые заготовки. Высокой жесткостью точно также отличаются элементы мобильного портала и направляющие, на которых он выполняет свои перемещения.

При выборе производства ФГС собственными руками, оснащенного подвижным порталом, рекомендуется весьма ответственно подходить к подбору для него комплектующих: они должны отличаться высоким качеством и прочностью.

Обзор механической части

Основной элемент фрезерно-гравировального станка с мобильным порталом — это рабочая режущая головка, которая передвигается по специальным направляющим, которые имеют конфигурацию рельсы или круглого сечения. Для самостоятельно выполненного устройства предпочтительно выбирать направляющие сферического сечения, которые бы обладали достаточно высоким показателем жесткости. Применяя направляющие подобного типа, можно смонтировать настольный станок для гравировки на изделия из меди, алюминия, а также их сплавов.

Передвижение рабочей головки станка по направляющим может исполняться благодаря подшипникам линейного типа или пластиковым втулкам.

Важно учитывать, что при перемещении втулки рабочей головки скользят по направляющим, а не перекатываются, а это предполагает дополнительные затраты мощности со стороны привода. Низкая цена подобных втулок не выступает в данном случае каким-то большим преимуществом, поскольку их приходится значительно чаще менять по сравнению с подшипниками. Помимо этого, в процессе изнашивания пластиковых втулок в точке передвижения рабочей головки создается сильный люфт, который заметно понижает верность проведения обработки.

Именно по упомянутым причинам даже при выборе настольных устройств надежнее применять подшипники. Главным преимуществом подшипников является также и то, что они дают возможность оборудовать оснащение шаговыми двигателями более низкой мощности, благодаря чему можно хорошо сэкономить и на стоимости таких комплектующих, и на электроэнергии.

Самым важным компонентом приводного механизма такого станка, включая и оснащенного ЧПУ, представляет собой ходовой винт, который преобразует крутящий элемент шаговых движков в поступательное перемещение режущей головки с инструментом или в перемещении мобильного стола. Гайка, движущаяся по такому винту, имеет возможность как скользить, так катиться по нему. Составляя такой станок собственноручно, следует принимать во внимание этот нюанс и правильно выбирать вариант, который станет оптимальным именно для вашего случая.

Также при выборе ходового винта и гайки для настольного механизма, важно заострить внимание на то, каким образом зависят границы перемещения рабочей головки от количества витков шагового двигателя. Этот параметр устанавливает, насколько маленькие детали гравировки можете будет выполнять при помощи своего нового самодельного оборудования.

Эффективность и работоспособность самодельного гравировального станка будет обусловливаться тем, насколько грамотно были выполнены все подготовительные расчеты и на их базе выбраны надлежащие комплектующие.

Подбор шагового двигателя для агрегата необходимо начинать лишь после завершения монтажа основной конструкции, когда уже определен шаг резьбы ходового винта. Здесь определяющее значение имеет именно этот параметр, и чем он выше, тем более мощный (и, значит, дорогостоящий) шаговый двигатель нужно будет приобрести.

Для точного расположения вала шагового двигателя не обязательно использовать датчик обратной связи, оно примет нужное положение в соответствии с входным сигналом. Он, в свою очередь, поступит на шаговый двигатель от микропроцессора, который является неотъемлемым компонентом ЧПУ, или от контроллера.

Для оборудования фрезерно-гравировального станка с ЧПУ можно применить контроллеры, изготовленные производителями. При довольно высокой надежности они имеют довольно невысокие цены. Для обеспечения функционирования контроллера оператору будет необходимо заранее побеспокоиться о блоке питания для него.

По окончании финальной сборки агрегата будет нужно произвести настройки его электронной системы управления и произвести тестовую обработку заготовки. Ее необходимо следует выполнять при минимальной нагрузке на все механизмы и узлы оборудования.

Рекомендации по использованию

Важно правильно подобрать рабочий орган. Так, например, для нанесения узоров, рисунков и надписей на металлические изделия применяют элементарную бормашину. Если предполагается обработка деталей из древесных заготовок, то в качестве рабочего механизма рекомендуется применить фрезу. Она должна быть накрепко закреплена в патроне.

Станок с ЧПУ исполняет лишь те рабочие команды, какие указаны в его управляющей программе. Перенастроить такое устройство на совершение каких-либо других технологических операций, потребуется не только длительная пауза в работе время, но и соответствующее оборудование.

Рабочие аппараты агрегата с ЧПУ, на котором осуществляется обработка заготовка из алюминия и сплавов, оказываются под большим нагревом. В связи с этим совершать обработку такого рода деталей необходимо лишь с применением охлаждающе-смазывающих жидкостей.