Как работает 3d фрезерный станок с ЧПУ по дереву?

Содержание

Фрезерный станок с ЧПУ по металлу и дереву, другим материалам

Станок чпу по металлу

Для получения корпусных и других деталей на сегодняшний день применяется фрезерный станок с ЧПУ. Развитие технологий привело к тому, что компьютеры стали обширно применяться в промышленности. На многих промышленных площадках проводится модернизация, которая заключается именно в установке станков с блоком числового программного управления.

Какими бывают ЧПУ-станки и как их выбрать?

Станки с ЧПУ – главное средство станочной массовой обработки деталей. Оно является важной составляющей систем автоматического проектирования. Принцип создания ЧПУ – упрощение производства однотипных деталей.

Что можно делать на фрезерном станке с ЧПУ по дереву

Сегодня фрезерные станки с ЧПУ по дереву являются машиной, которая применяется на многих предприятиях. Все подробности о данном станке в одной статье.

  • Достоинства
  • Стружкообразование и как с ним бороться
  • Фрезеровка древесины твердых пород
  • Обработка мягких пород древесины
  • Чистовая обработка древесины
  • Гравировка дерева
  • Как выбрать породу дерева для последующей обработки

Фрезеровка – это механическая обработка древесины, в процессе которой фрезерный станок с ЧПУ по дереву, а если точнее, фреза (рабочий инструмент), двигаясь по 3 и более осям, срезает определенный слой материала с поверхности обрабатываемой заготовки, которая в свою очередь также может двигаться. В наше время инструмент фрезерных станков может передвигаться в 3 направлениях: вдоль обрабатываемой заготовки, поперек неё и вверх-вниз относительно рабочего стола, а на более продвинутых машинах имеется 4 и более осей, которые позволяют обрабатывать материал со всех сторон, не прибегая к его перестановке на столе.

В наше время инструмент фрезерных станков может передвигаться в 3 направлениях: вдоль обрабатываемой заготовки, поперек неё и вверх-вниз относительно рабочего стола, а на более продвинутых машинах имеется 4 и более осей, которые позволяют обрабатывать материал со всех сторон, не прибегая к его перестановке на столе.

фрезерный станок с чпу по дереву

Благодаря таким передвижениям, появляется возможность проводить обработку сложных форм и деталей с высокой точностью. В основном из дерева в настоящее время производятся различные предметы декора, фасады, филенки для мебели, лестницы, колонны, балясины, элементы интерьера, моделирования, а также сувенирная продукция.

Практически в любой сфере, в которой производится большое количество однотипных изделий применяются именно фрезерные станки по дереву с ЧПУ в силу значительного удешевления процесса, повышения качества и уменьшения времени, затрачиваемого на единицу продукции.

ЧПУ в хоббийной мастерской (часть 1)

Работа программиста имеет один существенный недостаток: как правило, мы не можем потрогать результат своего труда. Можем наслаждаться красотой кода, восторгаться оригинальностью алгоритма, но пощупать программу, увы, никак. Меня этот нюанс профессии всегда расстраивал. Чтобы как-то компенсировать виртуальность результата в основной сфере деятельности, несколько лет назад я завел себе вполне материальное хобби — столярничество. По началу все шло хорошо, но очень скоро стали сказываться профессиональные болезни любого программиста — лень и перфекционизм. Особенно, добивал тот факт, что когда нужно сделать 10 одинаковых деталей я не мог качественно сделать одну и скопировать ее еще 9 раз. В общем, вы поняли, через некоторое время в мастерской появился ЧПУ. Этот рассказ о двухлетнем опыте владения этим чудом техники.

Как программируют станки на заводах

Программисты востребованы везде, даже на производстве. Дело в том, что изготавливать каждую деталь вручную долго, поэтому нужна автоматизация. А где автоматизация, там программы и алгоритмы. Сегодня покажем вам направление в ИТ, о котором мы ещё не говорили: программирование станков с ЧПУ.

Как программируют станки на заводахТокарный станок с ЧПУ, который вытачивает детали из металла.

Что такое станок с ЧПУ: устройство и принцип работы

Выбирая оборудование для проведения фрезерных, токарных и других подобных работ, каждое предприятие стремится найти максимально надежную, производительную, удобную модель. Стремясь облегчить эти поиски, подробно рассмотрим, что такое ЧПУ-станок: как он устроен, по каким принципам программируется и функционирует, каких видов может быть и так далее. Максимум информации – чтобы вам было проще определиться и решить, вкладываться в такую технику или нет.

Сразу отметим: сегодня они востребованы, причем во всех основных отраслях. На них проводят металлообработку, вытачивая детали с особой точностью (даже если у заготовок сложная поверхность), изготавливают предметы мебели и деревянные панно, макеты, сувениры, игрушки из пластиков и многое другое. Активно используют их преимущества, в том числе и высокую производительность.

Отдельно скажем, как расшифровываются ЧПУ-станки: аббревиатура означает Числовое Программное Управление, то есть компьютеризированную систему, задающую условия нормального функционирования стола, суппорта, шпинделя в течение технологического процесса. Контроль осуществляется за счет специальных и своевременно поданных команд – кодов G и M-типа.

В результате 1 единица такого оборудования так же эффективна, как 5-6 обычных. Оператору остается только включить нужную схему, наладить ее и проследить за ее выполнением – ему необязательно быть квалифицированным токарем или фрезеровщиком.

что такое чпу станок

Станок с ЧПУ по дереву: принцип работы и краткий обзор моделей

Резьба в большинстве случаев рассматривается как ручная работа, но это не всегда так – для этого существуют ЧПУ станки по дереву, с помощью которых можно вырезать любой рельеф на плоскости. Автоматизация процесса позволяет поставить такую работу на поток, следовательно, вы увеличите производство изделий, то есть, заняться этим на профессиональном уровне, делая различные панно, розетки, багеты, перила и так далее.

Мы сейчас расскажем вам, как работают такие агрегаты, проведём короткий обзор и посмотрим тематическое видео в этой статье.

Резьба по дереву на станках с ЧПУ – розетка

Резьба по дереву на станках с ЧПУ – розетка

Принцип работы

Применение фрезерного оборудования позволяет проводить обработку самых различных заготовок. Сегодня выполняется фрезерование следующих материалов:

  1. Керамики.
  2. Древесины.
  3. Цветных и черных металлов.
  4. Искусственного и природного камня.
  5. Полимеров самого различного типа.

Рассматривая принцип работы, стоит отметить следующие моменты:

    Заготовка закрепляется в специальном столе. При механической обработке может оказываться серьезное воздействие на заготовку. Именно поэтому она должна быть закреплена надежно и при фрезеровании оставаться неподвижной.
  1. Отличительной чертой фрезеровального оборудования можно назвать то, что основное вращение передается установленному инструменту. Варианты исполнения с ЧПУ могут отличаться тем, что после выполнения одной из операций проводится перебазирование заготовки. Для этого стол снабжается приводом.
  2. Изделие устанавливают на фрезеровочный стол. После этого проводится внесение программного кода, по которому и будет вестись обработка. Стоит учитывать, что станки могут иметь и сверлильный инструмент. За счет особого приспособления проводится быстрая смена режущего инструмента на момент выполнения работы.

Встречается и настольный бытовой тип оборудования, когда заготовка во время работы постоянно находится в неподвижном состоянии. Отличие подобных моделей также заключается в относительно небольших размерах и малом весе. Мини-фрезерный станок по металлу с ЧПУ может устанавливаться в небольшой мастерской для выполнения основных операций.

Целесообразность применения

Необходимо учитывать, что это сравнительно дорогостоящая техника. В условиях современного производства станок с числовым программным управлением выгодно покупать и эксплуатировать в следующих ситуациях:

  • Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.
  • Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.
  • Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.
  • Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.
  • Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.

Достоинства

Главными преимуществами станка, контролируемого компьютерной программой, являются точность и скорость деревообработки, которые дают возможность производить обработку как плоских деталей (2d) так и объемных (3d), имеющих самые разнообразные по размеру и сложности элементы. Сам процесс полностью автоматизирован, что полностью исключает человеческий фактор из процесса фрезерования.

фрезер по дереву с чпу

Также неоспоримым плюсом можно назвать визуализацию, которая позволяет увидеть готовое изделие на мониторе компьютера еще до начала фрезеровки. Благодаря этому можно быть полностью уверенным в том, что на выходе получится именно то изделие, которое вы видели на экране.

Описание конструкции

Существует много видов фрезерных ЧПУ станков для работы с древесиной. Они отличаются друг от друга, но схожи по строению.

Основные детали – станина, суппорты, фрезерный стол, шпиндель, режущий инструмент. В некоторых аппаратах присутствует дополнительная комплектация, главной частью которой является каретка. Она позволяет работать под разными углами.

схема фрезерного станка с чпу по дереву

  1. Фрезерный стол – основа конструкции, рабочая площадь
  2. Суппорты – используются для закрепления рабочих инструментов.
  3. Станина – скрепляет детали конструкции.
  4. Шпиндель – устройство закрепляющее обрабатываемую заготовку при работе. Вращает заготовку при работе. Чем выше скорость вращение, тем выше качество изделий.
  5. Режущий инструмент – используется для обработки материала.

суппорт чпу станка

Режущие инструменты отличаются в каждом виде оборудования. В основном используются ножи, диски, фрезы и сверла.

Ещё одна деталь: если вы приобретаете агрегат для проведения высокоточной обработки, то обратите внимание на шпиндель. Скорость вращения напрямую влияет на точность обработки.

Ещё одним преимуществом фрезерных ЧПУ станков является безопасность. Инструменты имеют безопасное строение и расположение.

Преимущества машины

Станки оборудованы ЧПУ. То есть все осуществляет машина, а человеку нужно лишь поучаствовать в этапе моделирования. А для этого надо на компьютере запустить специальную программу, которая обычно продается в наборе с агрегатом. Далее флешка помещается в сам станок, и начинается работа. После окончания работы станка, нужно осмотреть изготовленную деталь со всех сторон, чтобы доработать ее, если требуется. Также есть возможность скачать в интернете бесплатные программы для ЧПУ 3d станков по дереву.

Машина ЧПУ 3d по дереву может быть бытовой и промышленной. Функции промышленных почти безграничны. Вес их может достигать 100 тонн! А бытовые машины имеют вес и размер меньше, и применяются для изготовления небольших деталей. Для изготовления изделий для личных целей можно приобрести настольный 3д фрезерный станок с ЧПУ по дереву.

3d фрезерный станок с ЧПУ по дереву

Удобно пользоваться машиной, чтобы изготовить множество одинаковых деталей. Ведь вручную идентичные изделия «сотворить» практически невозможно. Станок может делать нужную модель, заданную программой, просто бесконечное количество раз.

Деревообрабатывающие 3д станки с ЧПУ для резьбы по дереву вполне могут резать пластиковый материал и мягкий металл. Только стоит не брать слишком жесткие материалы, ставить маленькую скорость работы машины и величину стружки.

Стоимость изделия в итоге понижается в разы.

Виды фрезерных станков

Общие функции и строение одинаково у большинства видов оборудования. Однако каждая модель имеет уникальные особенности, из-за чего и предназначается для определенных видов работ. Учитывайте это при выборе оборудования.

Популярные виды фрезерных станков:

  1. Фрезерный станок с ЧПУ.
  2. Токарно-фрезерный станок.
  3. Ручной аппарат.
  4. Копировальный станок.
  5. Бытовой станок.
  6. Станок с вертикальным расположением.
  7. Двухсторонний.
  8. Настольный.
  9. С горизонтальным креплением.

Перед тем как выбирать станок, внимательно ознакомьтесь с моделью и характеристиками. У каждой модели они различаются.

большой фрезерный чпу станок по дереву

Различные конструктивные исполнения

Встречаются станки, оснащенные ЧПУ, в различных конструктивных исполнениях. Автоматическая обработка определяет то, что конструкция должна обладать особыми свойствами. Все оборудование можно разделить на две основные группы:

  1. Консольный тип.
  2. Бесконсольные конструкции.

К консольным станкам можно отнести следующие станки:

  1. Универсальные.
  2. Вертикальные.
  3. Горизонтальные.

Каким бывает фрезерный станок с ЧПУ

Бесконсольные станки бывают вертикального и горизонтального типа. Делать изделия корпусного типа многие решают на фрезерном оборудовании консольного типа. Особенностями можно назвать следующие моменты:

  1. Шпиндель с инструментом находится в неподвижном состоянии.
  2. Консоль служит для крепления заготовки. При этом конструкция находится в подвижном состоянии и может изменять свое положение относительно режущего инструмента.

В случае бесконсольной конструкции основного узла нет, так как рабочий стол и режущий инструмент могут находиться в подвижном состоянии. Подобное оборудование могут сделать только известные производители. Гравировальный станок зачастую выполнен в бесконсольном виде.

Принцип работы станка с чпу

Лучшие модели

Модель 1325 – один из лучших станков с ЧПУ, созданный как устройство начального уровня овладения навыками станочного специалиста. Невелик по затратам на обслуживание – относится к классу Start (для новичков). Выполняет трёхосевую гравировку заготовок из дерева. Способен нанести несложные узоры с двусторонней симметрией. Спецподготовка для новичка при работе на таком устройстве не нужна.

Рабочая зона 130х250х200 см. Запускается от межфазного напряжения 380 вольт. Управляется средствами системы Mach3, оснащён охлаждаемым шпиндельным механизмом, работает от управляющего инвертора, развивает оборотистость до 24000 оборотов ежеминутно. Смазывается при работе вручную. Управляется на базе ПО Artcam, режет МДФ и дерево, акрил и другие (включая композит) чисто неметаллические материалы.

Модель 2040 УВД с ЧПУ. Работает на основе ЧПУ с АТС. Есть встроенный магазин резаков, который позволяет с лёгкостью выбрать нужный резак. Режет, штробит неметаллические материалы, нарезает в них канавки и штампует заготовки, фрезерует их. Смена инструментов – автоматическая. Карусельно-фрезерная модель ATC CNC с рабочей зоной в 200х400х20 см. Питается от трёхфазной сети. Шпиндель потребляет от сети мощность до 9 кВт, оснащён японскими сервоприводами на 11 кВт.

Построен на основе Т-образного вакуумного рабочего стола, в рабочую и зону крутящихся механизмов автоматически вводится смазка. Вакуумный насос удаляет стружку из рабочей зоны, помогая этим поддерживать относительную чистоту рабочего места. Мощность вакуумного насоса – 3 кВт. Станок годится для обточки алюминия.

Модель 1625 обладает рабочей зоной площадью 2х5 м. А также работает от трёхфазной сети. Настольный аппарат с характеристиками, аналогичными предыдущему варианту. Отличие – в наличии осцилляторного резака, позволяющего разрезать кожу и материю. Фрезы позволяют работать с алюминием и любыми неметаллическими простыми и составными материалами. Точность разрезания – 10 микрометров. Есть возможность продолжить гравировку неметаллов и алюминия с места прерывания операции.

Другие модели позволяют работать со сталью, бронзой, дюралем, однако их мощность, габариты и оснащение оборачиваются как минимум в несколько раз более высокой стоимостью, чем три вышеописанные модели. Они поддерживают 5-осевой (управление по 5 координатам) режим работы. Самые дорогие аппараты оснащены лазерной пушкой, формирующей до сотен ватт мощности в точке диаметром менее 1 мм, что позволяет резать сталь с высочайшей точностью.

Стружкообразование и как с ним бороться

Фрезеровка дерева на ЧПУ проводится в несколько заходов. Первые несколько проходов являются черновыми, при которых инструмент срезает много материала, оставляя лишь очертания будущего изделия. Далее следует чистовой проход, в процессе которого изделие обретает готовый вид и необходимую чистоту поверхности. Чистовая обработка обычно проводится конусной или цилиндрической фрезой с мелкими зубами, вращающейся с высокой скоростью и с большим количеством проходов, расположенных один за одним.

В процессе работы фрезе нередко необходимо врезаться в материал на большую глубину. Чтобы фреза не забивалась стружкой и не перегревалась, нужно обеспечить ей нормальные режимы резания, для этого нужно учитывать твердость дерева, скорость погружения, и не врезаться на большую глубину за один раз. Лучше это делать за несколько подходов.

станок чпу фрезерный по дереву

Так как в процессе обработки деревянной заготовки образуется очень много стружки, пыли и других отходов, необходимо установить на фрезер с ЧПУ по дереву устройство, которое будет убирать стружку прямо от места реза. Работает оно по принципу пылесоса и устанавливается на оси Z, как можно ближе к рабочему инструменту.

Благодаря системе улавливания пыли можно надолго продлить срок службы направляющих, ходовых винтов, подшипников, а также двигателей, которые тоже очень чувствительны к различного рода загрязнениям, как все станки с ЧПУ по дереву, так и не имеющие числового программного управления.

Покупка

Цена кусалась и я уже не был уверен хочу ли этих жертв. Но помог случай: совершенно неожиданно со мной расплатились по одному старому проекту на котором я уже давно поставил крест. Сумма примерно соответствовала стоимости станка. Это был знак свыше, в тот же день сделал заказ и перечислил 50% стоимости на счет производителя.

Спустя месяц поехал забирать свой девайс. Компания располагалась на территории какого-то завода. Похоже, спрос на ЧПУ в Москве хороший: помимо моего станка в коридоре стояло еще с десяток готовых станков поменьше.

Что на производстве можно запрограммировать

Запрограммировать можно всё, в чём есть блок ЧПУ — хоть станок для работы по дереву, хоть установку для лазерной резки, хоть манипулятор с точечной сваркой. Главное, чтобы нужные части производственного агрегата были снабжены приводами и датчиками.

Привод — это то, что заставляет что-либо двигаться. Например, чтобы сделать роборуку, н​​ужно 5–6 приводов, которые будут приводить в движения сочленения роборуки. Приводу можно сказать: «Разогнись на столько-то градусов» или «Повернись так-то», и он будет приводить в движение то, что к нему присоединено.

Датчик — это штука, которая собирает какие-то данные. Например, скорость вращения, температуру, нажим, угол сгиба. Благодаря датчикам можно сказать: «разгибай привод такой-то, пока не почувствуешь датчиком нажима такую-то силу нажима».

Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются

Возможности такого оборудования довольно широки, сферы применения тоже, поэтому и классификация достаточно разнообразна. Но практически все модели, вне зависимости от конструкции, обладают следующими отличительными характеристиками:

  • Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.
  • Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.
  • Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.
  • Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.
  • Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.
  • Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.

станок с чпу что это

Заключение

Конечно, имея фрезерный и токарный станок по дереву ЧПУ можно наладить производство различных декоративных изделий из пиломатериалов, зарабатывая этим себе на жизнь или сделав это просто дополнительным заработком. Но не забывайте о том, что масштабная деятельность такого типа облагается государственным налогом.

Имеет ли недостатки фрезерный станок 3d по дереву с ЧПУ?

Существенных недостатков у машины нет, но стоит обратить внимание на ряд нюансов.

  1. Высокая стоимость. В первую очередь волнует вопрос, а сколько стоит станок. Для промышленного использования от 300 тысяч рублей, для домашней мастерской от 80 тысяч рублей. Но, даже если использовать планируется 3д фрезерный станок с ЧПУ по дереву для домашней мастерской, агрегат окупит себя спустя недолгое время при плодотворной работе.
  2. Доработка. После изготовления нужных деталей, требуется ее шлифовка руками, потому что машинная шлифовка может затереть весь рисунок.
  3. Есть некачественные машины. В том плане, что, можно купить станок дешевле, однако он будет оставлять «глухие» места на деталях. Поэтому рекомендовано приобретать станок ЧПУ 3d по дереву с осью 4,5, который стоит дороже в несколько раз.

Разновидности программ обработки

Фрезер с ЧПУ по дереву или металлу может работать по программе, которая составляется и вноситься в блок памяти. Все программы могут разделяться на несколько основных групп:

  1. Позиционные программы применяются для фиксации координатных точек, по которым выполняется фрезерование. Подобные программы составляются для управления станком расточной и сверлильной группы. Сделать несколько отверстий, расположенных на определенном расстоянии относительно друг друга с высокой точностью, можно при применении оборудования, работающего от блока числового программного управления.
  2. Контурные характеризуются тем, что применяются для управления траекторией обработки. Зачастую программа подобного типа составляется для управления станком круглошлифовальной группы.
  3. Комбинированные программы на сегодняшний день получили широкое распространение, так как позволяют выполнять контурную и позиционную обработку. Они применяются для управления станками многоцелевого применения.
  4. Многоконтурные программы — самый сложный тип ПО, который применяется для управления самыми современными станками. За счет сложности программы она может использоваться в случае совмещения нескольких операций, к примеру, фрезерование и сверление.

Настольный фрезерный станок с чпу

Координатный станок по металлу получил широкое распространение. Он устанавливается для создания различных отверстий на определенном расстоянии друг от друга. Кроме этого, обработка может проводиться по различной траектории.

Комплектующие

Обычная комплектация станков с ЧПУ включает в себя раму (станину), коробки переключения скоростей и узел подачи, переднюю и заднюю шпиндельные бабки, стержневой механизм и суппорт. На раме станка закрепляются все детали и узлы, без которых это устройство работать не сможет. КПП (коробка переключения передач) ответственна за передачу крутящего усилия от шпиндельного привода. Далее передаваемый крутящий момент воспринимается суппортовым функциональным узлом.

Передняя шпиндельная бабка включает в себя коробку переключения скоростей и сам шпиндель, фиксаторы и вращающие детали, которые поворачивают обтачиваемую комплектующую. С помощью задней бабки обтачиваемая деталь закрепляется с противолежащей стороны – в моменты обработки центральной части заготовки. Стержнем служит развёрточная деталь или сверлящий резак, задающий центровку.

Этот элемент жёстко соединён с задней бабкой. Суппорт определяет, насколько жёстко зафиксирован резак, и в каких направлениях он перемещается. Комплектность ЧПУ-устройства дополнена вакуумным столом, вакуумным насосом, собирающим стружку, а также устройством охлаждения режущих инструментов. Чтобы иметь возможность ненадолго отойти от рабочего места, рабочий (оператор станка) применяет портативный пульт.

Фрезеровка древесины твердых пород

Твёрдыми породами дерева являются дуб, бук, ясень, тополь, акации и несколько других, которые в нашей стране практически не встречаются. Продукция, изготовленная из них, имеет ряд преимуществ, таких как: долговечность, высокая прочность, износостойкость (если речь идет о половых покрытиях), так же они имеют довольно красивый внешний вид даже без финишной отделки лакокрасочным слоем.

фрезер чпу по дереву

Обычно черновую обработку по дереву с ЧПУ проводят на высоких скоростях подачи для экономии времени. Но если превысить допустимую скорость для конкретного материала, на поверхности заготовки начинают появляться задиры и ворсистость, что не есть хорошо и может не убраться впоследствии чистовой обработки.

Обрабатывая древесину твердой породы, необходимо правильно располагать заготовку, учитывая направление волокон на ней, поскольку продольная и поперечная обработка значительно отличаются между собой. Особенно это отличие заметно при фрезеровании углублений и пазов.

Затраты на электроэнергию, амортизацию оборудования и оплату труда при фрезеровании твердых пород дерева значительно выше, чем при обработке мягкой древесины, что может повлечь за собой увеличение себестоимости конечного изделия.

Первый запуск и первый облом

Для станка еще нужен компьютер. У себя в закромах нашел старый Pentium4 с LPT портом. Будучи в душе линуксоидом в качестве управляющего софта я выбрал CNC Linux (http://www.linuxcnc.org/). Быстро был скачен/установлен дистрибутив. С некоторым волнением включаю тумблер, станок ответил оптимистичным жужжанием.

Вот оно будущее, уже рядом! Нажимаю Reset и пытаюсь клавишами курсора подвигать каретку. Тут случился первый облом: по осям Y и Z все работает прекрасно, но с X серьезные проблемы. Дело в том, что в моем станке на оси X два шаговых двигателя (по одному на правой и левой направляющей) и при попытке перемещения крутился один из них, а второй мертво стоял на месте. Таким образом, родной конфиг, который прилагался к станку не работал в среде CNC Linux.

Следующие несколько часов прошли в изучении форумов и курении доков. Но максимум чего удалось добиться, чтобы задвигались оба шаговика, но делали они это нехотя и с разной скоростью. По не характерному звуку и по тому как дергается портал, в какой-то момент, я понял, что такими темпами я скоро сломаю, к чертям, эту дорогущую железку и усилием воли прекратил эксперименты с CNC Linux.

Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения

Маркировка выпускаемых моделей осуществляется с помощью букв и цифр. Они и формируют артикул, который отражает назначение оборудования, степень его автоматизации, класс его точности. Разделение ведется по нескольким глобальным признакам – рассмотрим каждый из них подробнее.

как расшифровывается чпу станки

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

  • фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;
  • токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;
  • зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;
  • шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;
  • многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.

Каждой группе присваивается свой номер – обращайте внимание на первую цифру в артикуле станка ЧПУ, эта расшифровка помогает сразу сориентироваться.

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

  • назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;
  • вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;
  • характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;
  • количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.

В артикуле степень автоматизированности указана в конце – как Ф с номером (или буквой). Разберемся, что означает ЧПУ-станок со следующей маркировкой после Ф:

1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;

2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;

3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

Ц – циклическая, отличающаяся дешевизной и простотой алгоритма, но весьма удобная для серийного выпуска однотипных заготовок.

Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:

  • Р – посредством поворота головки револьверного типа;
  • М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

Техника безопасности при работе с фрезером ЧПУ

При работе с техническим оборудованием придерживайтесь определенных правил. Это связано не только с эффективностью работы, но и с безопасностью.

Работа с техническим оборудованием опасна, а соблюдение техники безопасности снижает риск причинения вреда здоровью.

Неоспоримые преимущества ЧПУ

За счет применения блока числового программного управления существенно увеличивается сложность конструкции и ее стоимость. Именно поэтому токарно-фрезерный станок по дереву своими руками изготовить практически невозможно. К преимуществам станков с ЧПУ можно отнести следующие моменты:

  1. Существенно увеличивается показатель скорости обработки примерно в 2−3 раза. Именно поэтому проводится установка станков с ЧПУ в случае наладки крупносерийного производства. Показатель производительности увеличивается по причине того, что при ручной обработке оператор тратит много времени на измерения и другие процессы.
  2. Повышается показатель точности обработки. При изготовлении современных станков, которые работают под управлением ЧПУ, соблюдается высокая точность позиционирования всех узлов относительно друг друга. За счет этого отклонения размеров составляет всего несколько долей миллиметра.
  3. Минимизируется объем выполняемых ручных работ. При модернизации производственных линий или при создании новых установка станков ЧПУ уменьшается количество обслуживающего персонажа. Один оператор сможет обслужить несколько станков, за счет чего существенно снижаются затраты организации.
  4. На подготовку заготовки к обработке требуется намного меньше времени. Современные фрезеровальные станки могут самостоятельно изменять положения заготовки по нескольким осям.

Что касается недостатков, то их относительно немного:

  1. Высокая стоимость. За счет установки блока программного управления стоимость станков возрастает многократно. Это связано с тем, что при изготовлении конструкции выдерживается высокая точность, применяются современные технологии и самые качественные материалы.
  2. Низкокачественное оборудование, выпускаемое некоторыми производителями, не может применяться для фрезерования и выполнения других операций с заданной точностью.
  3. Ремонт и обслуживание может проводиться только специалистом.

Кроме этого, не стоит забывать о том, что для создания программы требуется определенные знания и опыт.

Основные параметры

Взглянем, что такое станок с ЧПУ с точки зрения производства. Его ключевые характеристики зависят от того, к какой технологической группе он относится:

  • для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;
  • для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;
  • для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.

Сферы применения

Применение станков с ЧПУ оправдано в камне- и деревообрабатывающей промышленности, в металлообрабатывающем производстве и даже в автосервисе, где, к примеру, к карбюраторным моторам автомобилей вытачиваются сменные детали. Но станок с ЧПУ поможет в изготовлении декоративных фигур, ювелирных украшений, а также отфрезерует, либо разрежет с помощью лазера заготовки из любых сталей. На ЧПУ выполняется, к примеру, раскрой МДФ-дверей (дверного полотна), обточка деталей для замков и противовзломной фурнитуры металлопластиковых окон. Список этот грозит стать бесконечным. Один из характерных примеров – вытачивание бронзовых статуэток по портретам выдающихся личностей, отрисованным в трёхмерном формате.

Чистовая обработка древесины

После грубой обработки производится замена фрезы агрегата на более мелкую (чаще всего коническую или шарообразную), которая сможет произвести чистовую фрезеровку с достижением необходимого качества готовой поверхности.

Скорость чистовой обработки очень низкая, из-за чего общая производительность значительно снижается. Также на время очень сильно влияет время, затрачиваемое на смену инструмента при чистовой обработке, так как обычно фрезеровка производится несколькими фрезами.

Себестоимость готового изделия так же вырастает в разы, поскольку она зависит чаще всего от времени работы ЧПУ фрезера по дереву и трудозатрат на разработку программы обработки.

Как выглядит программа для ЧПУ

Если мы заглянем в код, то увидим такое:

N1 G17 G20 G34 G40
N2 T1 M16
N3 S8600 M2
N4 G54
N5 M8

N-код отвечает за номер строки — они могут пригодиться, если нам нужно перепрыгнуть на какую-то определённую строку или пропустить часть команд. M отвечают за детали, например, команда N3 S8600 M2 означает, что нужно раскрутить рабочий шпиндель (за него отвечает M2) до скорости 8600 оборотов в минуту (команда S8600).

Так команда за командой станок выполняет определённые действия, и на выходе получается нужная нам деталь.

Предложение компании GCC Jaguar

В последнее время большой популярностью пользуется оборудование, выпускаемое под брендом GCC Jaguar. Известная компания занимается выпуском самых различных станков:

  1. Для работы с древесиной и металлом различного типа.
  2. Универсальные варианты исполнения, предназначенные для фрезерования и выполнения других операций, а также гравирования.
  3. Станки электроэрозионного типа.
  4. Оборудование фрезерно-токарной группы.

Компания характеризуется тем, что изготавливает программный продукт наиболее высокого качества, который может реализовать потенциал станков.

Продукция GCC Jaguar характеризуется следующими качествами:

  1. Высокая надежность.
  2. Качество сборки на самом высоком уровне.
  3. Применение самых передовых технологий.
  4. Высокая точность обработки.
  5. Есть возможность синхронизации станков с компьютерами.

В заключение отметим, что с появлением программ трехмерного моделирования станки с ЧПУ получили самое широкое распространение. Это связано с тем, что блок числового программного управления может перемещать рабочие узлы с учетом трехмерного пространства.

Наладка и модернизация

Наладка станка к работе выполняется по следующей схеме.

  • Подберите резак согласно вашей решаемой задаче. Проверьте остроту его режущих кромок.
  • Установите резак в предназначенный для него зажимной патрон. Проверьте, надёжно ли он зафиксирован.
  • Запустите станок без заготовок.
  • Запрограммируйте устройство. Старые ЧПУ-агрегаты программируются при помощи перфокарт, более новые – с помощью всё той же AutoCAD (ввод параметров вытачиваемой детали).
  • Приостановите станок, и поместите заготовку на предметный стол, включите насос. Запустите станок повторно.
  • Обточив деталь, остановите станок и извлеките обточенную заготовку. Поместите следующую. При необходимости измените введённые параметры, и запустите станок.
  • Если предстоит множественное вытачивание (копирование) деталей, то поместите нужное количество заготовок в рабочую зону, запрограммируйте ЧПУ-устройство, и запустите шпиндель. Обточка деталей выполняется автоматически.

Если станок не предусматривает автоматическую подачу масла, то согласно инструкции вводите эту смазку самостоятельно, например, после обточки каждой детали.

Модернизации поддаются не все модели станков. На первом этапе возможно лишь установить более высокопроизводительный одноплатный бортовой компьютер – и сменить Windows, к примеру, на систему Linux.

Возможна установка зажимного патрона под большие диаметры хвостовиков фрез и свёрл, но это также потребует более высокооборотистого и/или мощного мотора на шпиндель.

О том, как выбрать станок с ЧПУ, смотрите в следующем видео.

Гравировка дерева

Гравировка – это фрезерование различных надписей, рисунков, узоров на деревянную или иную поверхность, поддающуюся обработке.

чпу фрезерный станок по дереву

В основном гравировка производится при помощи сферической фрезы высокого качества, которая должна быть надежно закреплена в фрезерный станок по дереву, (для уменьшения вибраций и повышения качества исходной поверхности) или же при помощи специальных граверов. Граверы бывают U и V типа. Граверы U типа предназначены для фрезеровки текста, а V типа – для фрезеровки специальных 3д изображений, которая производится V образной фрезой.

После чистовой обработки поверхность твердых пород дерева выходит гладкой, имеет приятный блеск и не нуждается в последующей обработке и полировке.

Особенность программирования станков

В отличие от компьютера, где для каждой программы и переменной выделяется новый и пустой участок памяти, в станках всё по-другому. Дело в том, что программа в момент запуска не знает, в каком положении находятся резцы, закреплены ли направляющие и так далее. Если просто запустить программу без подготовки, ЧПУ, например, может подвинуть ещё левее резец, который и так находится в самом левом положении, и тогда может сломаться привод или крепление резца.

Чтобы такого не было, перед каждым запуском в программу встраивают команды обнуления и инициализации, чтобы каждый элемент вернуть в исходное положение. Это лучше, чем просто проверить, что где находится — после обнуления мы точно будем знать, что все элементы станка находятся в известной нам позиции и программа сможет с ними правильно работать.

Также важно понимать, что станки работают с живым материалом: металлом, деревом, акрилом, камнем и т. д. Материал несовершенен, может иметь внутренние дефекты, может плавиться и трескаться. Резцы и шпиндели тоже сделаны из каких-то материалов, у которых есть пороги нагрева, прочности и скорости. Если в компьютерном коде ошибиться и вызвать переполнение памяти, то компьютер просто зависнет. Ты его перезагрузишь, и всё. А у станка можно сломать резец или повредить шпиндель. А стоит это хозяйство будь здоров.

Станки фрезерные с ЧПУ

Очень популярны, предназначены не только для резки заготовок любой формы (и простой плоской, и сложной пространственной), но и для раскройки металлических листов, для выборки пазов, для загибания углов. Могут содержать до 300 инструментов в одном магазине. Также отличаются обширной классификацией.

По расположению шпинделя выделяют:

  • вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;
  • горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.

По конструкции модель бывает консольной и нет, с одним или несколькими деталями, с контролем по 2,3 и более координатам одновременно.

Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:

  • позиционным – для сверлильных работ;
  • контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;
  • смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.

Конструктивные особенности

Сравнительно мощные корпус и станина – за счет ребер жесткости, также обеспечивающих повышенные показатели прочности шпинделя. В комплектацию таких устройств входят точные винты и рельсы – для быстрого перемещения инструментов по горизонтали.

Все это обеспечивает одинаково хорошее качество выполнения технических операций как при попутном, так и при встречном направлении движения.

То, что можно сделать на ЧПУ станке, зависит от конкретной его модели, а их в номенклатуре фрезерной группы сразу несколько сотен. Есть габаритные варианты, длина рабочего стола которых превышает 10 м. Или наоборот – миниатюрные, предназначенные для мелкосерийного производства и частных мастерских, выпускающих типовые заготовки из металла и пластика, дерева и других материалов. Обычно они маломощные (до 750 Вт), но все равно сравнительно надежные, оснащенные сервоприводом, поворотные во всех угловых направлениях, регулируемые по высоте. Естественно, в их базовую комплектацию также входит ПО для контроля, которое можно загрузить, подключив оборудование к персональному компьютеру.

Как выбрать породу дерева для последующей обработки

От материала зависит многое, начиная от износа режущего инструмента, заканчивая качеством готового изделия. Рассмотрим подробнее, на что в первую очередь необходимо обратить внимание:

Получается, это такое же программирование и алгоритмы, как и на других языках?

Независимо от того, программируем ли мы сервер или станки на заводе, в основе всего лежат алгоритмы: логика работы, переменные, циклы, подпрограммы и проверки условий. Поэтому если вы знаете, как устроены алгоритмы и можете программировать на любом языке программирования, то и освоить программирование для ЧПУ будет намного проще.

Как работает ЧПУ-станок токарного типа

Его основной орган – резец со сменными пластинами, зафиксированный в держателе, который может быть кассетным и совершенно точно является важной частью суппорт-узла, вместе с поворотной плитой и салазками. Деталь крепится в патроне, который расположен на вращающемся валу, приводные механизмы заставляют перемещаться инструменты (до 12 сразу), со скоростью вспомогательного хода выше, чем основного.

как работать на станке с чпу

Классификация по характеру выполняемых задач

  • центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;
  • патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;
  • универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;
  • карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).

Конструктивные характеристики

Их компоновка обычно либо вертикальная, либо с крутым наклоном, благодаря чему из функциональной зоны проще удалить стружку. Сравнительно компактны, к ним не проблема подключить почти любое автозагрузочное устройство.

Несущие конструкции отличаются повышенной жесткостью, достижимой утолщением металла и введением дополнительных ребер. Оснащены сменными магазинами для инструментов и/или револьверными головками, устанавливаемыми на позицию держателя.

Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа

Это настоящие центры, выполняющие комплексную обработку заготовки (без перебазирования) и оборудованные комбинированными системами ПО. Они предназначены для нарезки фасок и резьбы, зенкерования, расточки, раскроя, фрезерования. Подходят для действий как с плоскими поверхностями, так и со сложными криволинейными формами.

Конструктивные особенности

Зачастую укомплектованные сменными магазинами, делающими доступной предварительную настройку инструментов. Обычно обладают поворотными столами, нужными для перемещения детали, а также переналаживаемыми вспомогательными устройствами-спутниками.

Принцип работы станков с ЧПУ многоцелевого типа базируется на универсальности операций, которая возможна благодаря высокомоментному, но малоинерционному двигателю с хорошим быстродействием. Даже на небольших частотах он развивает крутящий момент до серьезных величин, что позволяет обеспечить производительность труда.

По вариантам компоновки могут быть:

  • вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;
  • горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).

Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

  • производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;
  • выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;
  • шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;
  • изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.

Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.

Проблемы

Минусы – в нюансах постпроцессирования: даже несмотря на то, что G- и М- коды универсальны, каждый программист компонует их по-своему. Поэтому возможны нестыковки при запуске ПО, которые требуется отдельно отлаживать.

Зачастую сложна ситуация с кадрами. Молодые и начинающие специалисты прекрасно понимают, как работает станок с ЧПУ, но им неизвестны практические свойства дерева или металла. Опытные слесари, фрезеровщики и токари, наоборот, «на ты» с материалами, но почти не знают компьютера.

Действия наладчика и оператора

  • подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;
  • определить нужные размеры;
  • зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;
  • установить переключатель в позицию «от»;
  • выполнить проверку на холостом ходу;
  • убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;
  • закрепить деталь, включить режим «по программе»;
  • обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;
  • повторить техпроцесс, сравнить габариты;
  • переключить машину в позицию «автомат».

Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:

  • менять смазочные материалы и намасливать патроны;
  • очищать зону проведения операций;
  • проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.

Также ему необходимо запустить тестовое ПО, а после убедиться в надежности всех креплений и отсутствии отклонений. Если все в порядке, можно:

  • фиксировать заготовку;
  • вводить программу;
  • заправлять перфоленту;
  • нажимать «Пуск»;
  • замерять деталь, сравнивая с образцом.

На специальных курсах подробно расскажут и покажут, как научиться работать на станке с ЧПУ. На такую профильную подготовку просто необходимо отправить своих сотрудников, если вы хотите установить столь производительное оборудование на своем предприятии и эффективно использовать его преимущества.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий