Фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) — это высокотехнологичный, полностью автоматизированный комплекс сложной конструкции, предназначенный для фрезерования заготовок из различных материалов. В их числе:
- металлические;
- деревянные;
- пластиковые;
- заготовки из камня.
Фрезероваться могут и многие другие материалы.
Из чего состоит фрезерный станок с ЧПУ
Конструкция фрезерного станка с ЧПУ станка состоит из электронной системы управления и механической части. Управление исполнительными механизмами происходит автоматически, при помощи заданной программы.
В конструкцию станка, входит электронный блок, который предназначен для автоматизированного управления параметрами обработки. Контроль процесса, так называемая «обратная связь», в зависимости от конструкции, осуществляется при помощи сигналов от специальных датчиков или заложен в управляющую программу.
Функции электронной системы
Базовыми принципами являются алгоритмы числового программного управления. Электронная система работает по алгоритму, заложенному в собственную программу управления, которая входит в комплект поставки.
Задача программного обеспечения заключается в перекодировании загруженного чертежа-рисунка детали, которую необходимо получить из заготовки, в G-коды. На основе этих кодов формируются команды электрическим двигателям, обеспечивающим перемещение подвижных компонентов.
Программный алгоритм работы станка представляет собой файл векторного графического формата, который можно построить, к примеру, в системах автоматизированного проектирования Corel Draw, AutoCAD.
Благодаря этому от оператора не требуется высокая квалификация как станочника. Достаточно владеть приемами управления программным обеспечением. Для осуществления рабочего цикла необходимо закрепить заготовку, запустить заранее введенную программу обработки и задать обороты вращения фрезы. Станок установит заданный режим работы (трехмерная, чистовая, черновая). Дальнейшего вмешательства не требуется.
Механическая часть
Механическая система включает в себя следующие компоненты:
- станина, своего рода каркас;
- рабочий стол с приспособлениями для крепления заготовки;
- портал со шпинделем, способный перемещаться в заданном направлении;
- цанговый патрон;
- цанга;
- шаговые электродвигатели;
- вспомогательные устройства.
Непосредственная обработка материала осуществляется при помощи фрезы. Ее режущая кромка может быть различных размеров и форм, которые варьируются в зависимости от материала заготовки и параметров фрезерования, что позволяет максимально точно выполнить поставленную задачу.
Цилиндрическая часть, так называемый «хвостовик», крепится к цанговому патрону с самозажимной фиксацией. Такое крепление обеспечивает минимальное радиальное биение и точную центровку фрезы. Патрон в свою очередь закреплен на вращающемся валу шпинделя. Вращение осуществляется при помощи электромотора. Фреза в процессе обработки воздействует на материал, удаляя его часть.
Сам шпиндель подвешен на инструментальном портале, который может перемещаться по трем координатным осям. Подвижность портала обеспечивают электромоторы станка. Таким способом осуществляется высокоточное позиционирование фрезы над столом, на котором закреплена заготовка. Стол поворотный, он добавляет степеней свободы.
Слаженными перемещениями всех подвижных элементов достигается возможность обработки под заданным углом, точное соблюдение размеров, реализация конфигураций любой сложности.
Преимущества фрезерных станков с ЧПУ
Профессиональное оборудование для фрезеровки с числовым программным обеспечением, например таких производителей как Elixmate, Rabbit, многофункционально, обеспечивает высокую производительность и прецизионную точность обработки. Основные достоинства:
- высокий уровень автоматизации производства;
- гибкость, что выражается легкой перенастройкой оборудования. Достаточно сменить программу;
- высокая точность, воспроизводимость результатов. Изделия одной серии фактически не отличаются друг от друга.
- возможность обработки сложных форм, недоступных для другого оборудования.
- надежность.
- высокое быстродействие.
Точность обработки достигается не только совершенной программой управления, но и рядом конструкторских решений, предпринимаемых для повышения жесткости сочленений. Положительный результат приносит уменьшение длины кинематических цепей, сокращение количества сопряжений.
Повышению жесткости способствует минимизация зазоров между деталями, увеличение быстродействия, меры по снижению трения между сопряженными поверхностями.
Высокий ресурс и безотказность достигается применением качественных материалов, способствующих уменьшению механического трения и потерь на нагрев. Действенная мера — одна составляющая скользящей пары выполняется из мягкого, а вторая из жесткого материала.
В частности, комбинация специальной стали и фторопласта нашла широкое применение. В подшипниках применяют ролики с предварительным натягом, что исключает биение, а следовательно преждевременный износ.
Дополнительное оборудование может включать в себя, к примеру, следующие узлы:
- вакуумный стол;
- система охлаждения для фрезы;
- переносной пульт или контроллер.
Существуют и другие дополнительные приспособления, существенно облегчающие управление фрезерным станком.
Работа на оборудовании
Функции оператора фрезерного станка с ЧПУ сводятся к выполнению следующих операций:
- закрепление заготовки, ее смена после завершения обработки;
- установка фрезы требуемого типа;
- инсталляция программы управления;
- запуск процесса.
В дальнейшем остается осуществлять визуальное наблюдение за ходом фрезеровки.
Предварительно, до начала работы, работоспособность оборудования необходимо проверить запуском тестовой программы. Важно убедиться, что крепление фрезы и заготовки надежно, и установлен нужный режущий инструмент.
Перед тем, как приступить к серийной обработке, после фрезерования первой заготовки необходимо убедиться в соответствии размеров указанным в чертеже. Эти меры позволят избежать массового отклонения в размерах.
