4-х координатные фрезерные станки с ЧПУ: как работают, преимущества и области применения

4-х координатные фрезерные станки с ЧПУ — это современное решение для многогранной обработки заготовок, где требуется не только перемещение инструмента по трем осям, но и вращение детали вокруг оси A. Для бизнеса, связанного с изготовлением 3D-деталей, такой станок открывает совершенно новые возможности. В этой статье подробно расскажем, как работает 4-х координатный станок, в чём его преимущества, чем он отличается от 3-х координатной версии, а также где применяется.

Что такое 4-х координатный станок

Автоматизированное оборудование предназначено для точной обработки твёрдых материалов. В базовом варианте (3 координаты) он управляет движением инструмента по трем осям: X, Y и Z.

4-х координатный ЧПУ-станок добавляет ещё одну ось — чаще всего это ось A, которая отвечает за вращение заготовки относительно одной из координат. Такая конструкция позволяет обрабатывать поверхность изделия со всех сторон, включая наклонные и боковые плоскости. При этом переустанавливать деталь вручную не нужно.

Как работает 4-х координатный ЧПУ-станок

Программа задаёт путь движения инструмента и поворот детали. Управление осуществляется через встроенный контроллер, куда загружается управляющий файл, созданный в CAD/CAM-программе.

Оси X, Y и Z обеспечивают линейные перемещения (вдоль, поперёк и по вертикали). Ось A вращает заготовку, обеспечивая возможность наклонной или боковой обработки.

Сравнительная характеристика 3-х и 4-х координатных станков

Параметр	3-х координатный станок	4-х координатный станок
Оси	X, Y, Z	X, Y, Z + A
Обработка боковых сторон	Только с переустановкой	Без переустановки
Сложные формы	Ограниченные возможности	Расширенные возможности
Производительность	Средняя	Повышенная
Подходит для	Плоских изделий	Объемных и наклонных

Если вы ищете 4-х координатный фрезерный станок, обратите внимание на Elixmate 1313 SX. У него есть 4 ось вращения, поэтому он подходит для фрезеровки круглых заготовок: балясин, ножек мебели, статуэток, элементов лестниц, колонн и декоративных фигур. Станок имеет рабочее поле 1300х1300 мм, а также 4 шпинделя по 3 кВт с воздушным охлаждением.

Главное преимущество 4-й координаты — это возможность непрерывной обработки заготовки со всех сторон, при этом не нужно поворачивать ее вручную. Такой подход значительно ускоряет производство, исключает погрешности при переустановке деталей. Кроме того, можно делать сложные 3D-объекты в один проход.

Преимущества 4-х координатного станка

• Обработка сложных форм и поверхностей

С четвертой осью появляется возможность обрабатывать изделия не только с одной стороны, но и по кругу — выполнять фрезеровку под разными углами, создавать цилиндрические и спиральные формы. Это особенно важно при производстве деталей с асимметричной геометрией, шестерен, валов, резьб, барельефов и скульптур.

• Снижение количества перенастроек

На традиционных 3-х осевых станках для обработки со всех сторон заготовку нужно переустанавливать вручную, что увеличивает время производства и риск погрешностей. 4-х координатный станок обрабатывает изделие за один установ.

• Повышение точности и повторяемости

Деталь можно вращать, не снимая с рабочего стола. Таким образом удается добиться высокой точности позиционирования. Программа задаёт все движения в автоматическом режиме, что минимизирует влияние человеческого фактора и повышает стабильность результата, особенно при серийном производстве.

• Подходит для 3D-гравировки и художественной обработки

Возможность наклонять и вращать заготовку делает 4-х координатные фрезерные станки отличным решением для объемной гравировки, художественных проектов, сувенирной продукции и элементов декора. Это оборудование активно применяется в сфере рекламы, архитектуры и дизайна.

Особенности конструкции

• Усиленная рама и направляющие, способные выдерживать дополнительную нагрузку при вращении заготовки.
• Серводвигатели с высоким разрешением, обеспечивающие плавную и точную работу по оси A.
• Программное обеспечение с поддержкой 4-х координатной интерполяции и функциями симуляции.
• Возможность автоматической смены инструмента (в моделях высокого класса).

3-х координатный станок можно превратить в 4-х координатный. Для этого необходимо подключить дополнительное оборудование — поворотную ось A.

Например, поворотное устройство D125-L610 позволяет трансформировать 3-х координатный станок в 4-х координатный с вращательной осью. Благодаря диапазону вращения 0°–360° устройство позволяет обрабатывать заготовки с круговой подачей, выполнять угловую фрезеровку, нарезку спиралей, создание винтовых канавок, резьбы и сложных 3D-контуров.

Основой механики служит гибридный шаговый двигатель, который обеспечивает плавное и стабильное вращение при высокой точности позиционирования. А корпус устройства выполнен из прочного материала, что гарантирует долгий срок службы даже при интенсивной эксплуатации. С диаметром 125 мм и длиной 610 мм модель подходит для широкого диапазона заготовок: от тонких балясин и ножек мебели до массивных декоративных элементов.

Что даёт 4 ось

• Добавляется возможность вращения заготовки, обычно вокруг оси X или Y.
• Расширяется диапазон обработки, особенно для создания сложных 3D-деталей.
• Это особенно актуально в деревообработке, изготовлении колонн, балясин, 3D-гравировке и других задачах, требующих круговой обработки.

Что важно учесть при модернизации

• Контроллер должен поддерживать управление 4-й осью.
• Потребуется настройка управляющей программы (G-кода).
• Станина и шаговые двигатели должны выдерживать дополнительные нагрузки.

Где применяется 4-х координатный станок

1. Авиастроение и автомобилестроение.
   Обработка таких конструкций, как обвесы, кронштейны, каркасы.
2. Производство пресс-форм.
   Изготовление объёмных форм с высокой точностью и повторяемостью.
3. Деревообработка.
   Производство мебельных фасадов, балясин, колонн, элементов лестниц.
4. Ювелирная и сувенирная продукция.
   Рельефная гравировка, создание декоративных изделий с высокой степенью детализации.
5. Медицинская и стоматологическая техника.
   Создание протезов, имплантов, анатомических моделей по индивидуальному заказу.

Какие материалы можно обрабатывать

• Алюминий и цветные металлы
• МДФ, массив дерева, фанера
• Пластик, композиты, пенополиуретан
• Восковые и модельные материалы

Как выбрать 4-х координатный станок с ЧПУ

При выборе стоит учитывать:

• Рабочее поле. От его размера зависит, какие заготовки вы сможете обрабатывать.
• Тип шпинделя. Важно учитывать обороты и мощность в зависимости от материала.
• Надежность конструкции. Убедитесь в наличии усиленной оси A и качественной системы фиксации заготовки.
• Поддержка ПО. Станок должен быть совместим с популярными CAM-системами.
• Сервис и гарантия. Обратите внимание на производителя, наличие сервисного центра и расходников.