2 Лазерные фрезерно гравировальные станки
Одним из самых удобных в использовании при резке и гравировке материала является лазерный станок. Такое устройство имеет ряд преимуществ перед обычными станками с механическим воздействием на обрабатываемую деталь.
2.1 Принцип работы
После того как заготовка закрепляется на рабочем столе станка, происходит ее обработка (резка, гравировка) по заранее определенной схеме или программе на станках с ЧПУ.
Процесс гравировки по заранее заданной программе
Воздействие на материал производится лазерным лучом, имеющим очень высокую температуру, который прожигает насквозь или на определенную глубину заготовку.
Движение лазерной головки происходит в двух направлениях — продольном и поперечном с возможностью подъема/опускания по вертикали. Различные модификации имеют несколько вариантов перемещения лазерной головки:
- вертикальном (в любом типе);
- горизонтальном — продольно столу и поперечно по направляющим, которые находятся над ним;
- горизонтальном — поперечно столу, а продольно передвигается сам стол;
- горизонтальном — и поперечно и продольно передвигается только стол.
2.2 Разновидности лазерных головок
Твердотельная головка — разогрев происходит при помощи высоковольтных разрядных ламп, которые могут генерировать импульсную или постоянную энергию.
Лазерная головка гравировально-фрезеровочного станка
Головка с диодной накачкой — в ней, вместо разрядных ламп, используются светодиоды высокой мощности.
СО2 лазерная головка — наиболее используемая, так как позволяет работать практически с любым материалом.
2.3 Удобство использования
При работе такого станка, не нужно выполнять своими руками никакую ручную работу. Оператору необходимо лишь следить за выполнением заданной программы, и своевременно менять заготовки, убирая готовые детали своими руками.
При обработке материала лазером, отходов обработки практически не возникает. Использование предварительного планирования раскроя плоских поверхностей позволяет по максимуму использовать всю площадь заготовки, что также, удобно и экономно.
2.4 Достоинства
К таковым, в первую очередь, относится отсутствие механического воздействия на деталь, что позволяет проводить ее обработку своими руками с очень высокой точностью.
Гравировка или раскрой могут иметь абсолютно любую конфигурацию по готовому изделию. Буквы, узоры, изображения будут иметь вид четкого, хорошо просматривающегося рисунка, а при вырезании плоских конфигураций ограничений в сложности кривизны линии реза просто отсутствуют.
Присутствует экономный расход материала для будущих изделий за счет того, что однотипные фрагменты на большой поверхности можно расположить в оптимальном порядке при помощи специальных программ.
Поверхность изделия после лазерной резки не требует дополнительной обработки
Небольшой вес и скромные габариты станка, позволяют размещать оборудование без использования больших производственных площадей и специально подготовленного фундамента.
2.5 Универсальность
Такое оборудование позволяет производить обработку практически любого материала, начиная от мягких структур, таких как поролон или ткань, и заканчивая трудно поддающимися обработке металлами, таких как нержавейка.
При смене режимов работы, в зависимости от обрабатываемого материала, оборудование не требует проводить особых наладочных и тестовых процессов своими руками. Достаточно программно внести изменения и настольныи станок sd 3025 сделает перенастройку самостоятельно.
Конструкция
Всевозможные разновидности фрезерных, гравировальных станков с ЧПУ мало чем отличаются – это видно даже на фото. Состоят они из:
- Станины, она располагается на массивной опоре. Эти элементы должны не только выдерживать вес заготовок, а и быть достаточно жесткими – это предотвращает вибрации, что повышает качество. То есть гравировка, другая операция будет выполнена практически без погрешности.
- Портала – это балка, расположенная над рабочим столом. К ней крепится шпиндель, передвигающийся вдоль портала. Этот элемент бывает подвижным, неподвижным. Увидеть такой компонент можно на любом фото.
- Рабочей поверхности, она оборудуется направляющими, которые позволяют закреплять заготовки различных размеров перед обработкой.
- Шпинделя. К этому валу крепится рабочий инструмент (фреза). У автоматических станков 3 шпинделя, что позволяет использовать различный инструмент без вмешательства человека.
- Электрического привода (электродвигателя).
- Блока управления.
Само управление представляет собой контроллер, который подключен к компьютеру. Эти два компонента управляют движениями механизмов, а также контролируют их. Поэтому любая гравировка отличается точностью – это подтвердит любое фото готовой детали.
Гравировка, фрезеровка с помощью станка с ЧПУ – преимущества
Гравировально-фрезерный станок, укомплектованный ЧПУ дает владельцу следующее:
- максимально высокую точность обработки. Погрешность не превышает 0,01 мм;
- низкую себестоимость работ – это обеспечивают невысокое потребление электроэнергии, скорость обработки, автоматизация операций, к тому же квалификация оператора может быть любой, а это тоже экономия;
- возможность обрабатывать заготовки всевозможных размеров, разной толщины;
- широкий выбор рабочих инструментов.
Также особенностями являются простая эксплуатация, несложное обслуживание
При резке края заготовки не меняют свой цвет, что важно во многих процессах. На сегодня уже далеко не один гравировально-фрезерный станок с ЧПУ по дереву, металлу способны изготавливать 3D, 4D модели, то есть гравировка, любая другая операция может быть объемной, что может подтвердить даже фото
Чему уделяют внимание присматривая гравировально-фрезерный агрегат с ЧПУ
Современные гравировальные станки с ЧПУ дадут ожидаемый эффект, если обратить внимание на такие моменты:
- На мощность. Недостаточно мощный агрегат не обработает прочный материал (металл, камень), а излишне мощный приведет к удорожанию себестоимости изготовленных деталей.
- Какую станок занимает площадь – под оборудование отводится достаточно много места, поэтому следует убедиться, что помещение будет подходящим.
- Какая площадь рабочего стола – желательно, чтобы заготовка полностью размещалась на этой поверхности. Так будет более рентабельно и удобно.
- На материал станина, показатели ее жесткости. Если этот элемент недостаточно жесткий, то точность обработки будет невысокой. Причина: большая вибрация.
- На мощность двигателя, перемещающего портал.
- На наличие систем охлаждения – это касается оборудования, которое будет эксплуатироваться в тяжелых условиях.
- На способ крепления заготовки – они удерживаются механически, с помощью вакуума. Первый вариант более экономичный, второй необходим при обработке заготовок большого размера, серийном производстве.
- На качество шпинделя, количества подшипников – их должно быть три, если меньше, то появится вибрация, из-за которой гравировка, любая другая операция будет некачественной.
Фрезерный станок по дереву с ЧПУ – что это такое
Фрезерование – процесс обработки древесины, в котором рабочий инструмент станка, двигаясь по 3-ём и более осям, обрабатывает детали по строго заданному алгоритму. Современные модели станков могут двигаться по 4-ём и большему количеству направляющих. Они позволяют обрабатывать деталь, не меняя её положения.
Станки с ЧПУ могут обрабатывать различные материалы: дерево, металл, пластик, стекло.
Такие станки используются практически на всех производствах, предполагающих выточку деталей и сложных элементов. Кроме того, на подобных станках легко выполнить фигурную или объемную резку.
Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ
Современный станок с ЧПУ представляет собой сложный автоматизированный комплекс для фрезерования заготовок из дерева, пластика, металла, камня и пр.
Автоматизированный комплекс, помимо «классических» механизированных узлов включает в себя электронные компоненты автоматического контроля и управления режимами обработки.
Электронная система базируется на алгоритмах числового программного управления (ЧПУ) и в значительной степени упрощает работу на оборудовании (станок функционирует по заранее введённой программе и в течение рабочего цикла не требует вмешательства оператора).
Одним из главных элементов станка, непосредственно осуществляющих обработку заготовки, является фреза. Режущая часть фрезы бывает различных форм и размеров — в соответствии с задачами обработки и видом материала заготовки. Цилиндрическая часть фрезы (т. н.
«хвостовик») через цангу закрепляется в цанговом патроне, который, в свою очередь, закреплён на валу шпинделя. Электромотор шпинделя передаёт крутящий момент и сообщает фрезе вращательное движение. Соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, фреза снимает слой материала.
Шпиндель подвешен на подвижном портале. Электромоторы станка, по командам от контроллера ЧПУ, перемещают портал по трём координатным осям и позиционируют фрезу над поворотным столом с закреплённой заготовкой.
Таким способом и осуществляется фрезерование заготовки с целью получения готового изделия заданных форм и размеров.
Электронная часть станка включает в себя контроллер ЧПУ, вспомогательные электронные компоненты и их соединения. Для управления системой, станок может комплектоваться специальным DSP-контроллером, или подключаться к PC.
Электронная «начинка» станка работает под управлением собственного программного обеспечения (поставляется вместе с оборудованием). Задачей этого «софта» — перекодировать загруженную программу (чертеж-рисунок требуемой детали) и транслировать её в специфические G-коды — электрические команды двигателям станка.
Таким образом, программным алгоритмом для функционирования станка является файл векторного графического формата (к примеру, построенный в AutoCAD, Corel Draw).
Записав файл-программу в оперативную память контроллера, оператору остаётся выбрать режим работы станка (черновая, чистовая, трёхмерная) и частоту оборотов — в соответствие с видом материала заготовки и применяемой для обработки фрезы.
Преимущества оборудования
Современные станки с ЧПУ обладают широким спектром возможностей, обеспечивают быструю и высокоточную обработку, обладают достаточным запасом надёжности и удобством эксплуатации.
Точность обработки является не только следствием прецизионного автоматизированного управления, но и организацией специальных конструктивных мероприятий, направленных, прежде всего, на повышение жёсткости системы.
Увеличение жёсткости достигается за счёт уменьшения длины кинематических цепей и количества механических передач, уменьшения зазоров между деталями, снижения потерь на трение, а также увеличения быстродействия.
Для этого в частности скользящие направляющие изготавливаются в виде «твёрдый материал — мягкий» (например, сталь/чугун по пластику/фторопласту).
Сопрягаемые пары качения (в наплавляющих, подшипниках) отличаются ещё меньшими потерями и повышенной долговечностью. В качестве рабочих тел используются ролики с преднатягом, исключающим биение и износ.
Дополнительные системы, такие как вакуумный стол, улавливатель стружки, охлаждение режущего инструмента, переносной пульт (DSP-контроллер) и ряд других, значительно облегчают управление фрезерным комплексом и увеличивают культуру производства.
Работа на оборудовании
Функции оператора станочного комплекса, оборудованного ЧПУ, сводятся к смене и закреплению заготовок, установке требуемого типа фрезы, инсталляции управляющей программы, активации процесса и общим наблюдением за процессом работы станка.
Перед началом обработки работоспособность станка проверяется запуском специальной тестирующей программы. Оператору следует проверить надёжность крепления заготовки и фрезы, её соответствия обрабатываемому материалу.
Перед началом серийного цикла следует обработать первую заготовку, проконтролировать размеры и убедиться в их соответствии чертежу.
Новые функции и свойства станков
Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ производятся в различных моделях, что дает возможность потребителю подобрать оптимальное устройство. Многие варианты предусматривают наличие технологии бесшовной сварки, а также отличаются хорошей прочностью и стабильностью работы. Передовая система управления рукояткой DPS обеспечивает комфортную самостоятельную резьбу, точно повторяющую каждую делать подготовленного эскиза.
Модель СС-М1325А
Некоторые фрезерно-гравировальные станки имеют функцию памяти точки остановки, благодаря чему в устройстве останавливается подача питания в конкретный момент, а при необходимости станок запускается и продолжает работу. Среди подобных вариантов можно выделить модель СС-М1325А, рисунок которой представлен ниже. Станок предназначен для обработки различных дверей, окон и других элементов интерьера. Кроме этого, оборудование подходит для изготовления сложных мастер-моделей.
Советы по подбору аппарата
Станки для работы по дереву должны выбираться правильно, в соответствии с разработанными рекомендациями специалистов данной области. Сделать самостоятельный выбор для некомпетентного человека непросто, поскольку необходимо изучить большой ассортимент предлагаемых устройств, которые постоянно изменяются и усовершенствуются в плане технических характеристик. Существует ряд определенных советов, которые помогут приобрести подходящий станок с ЧПУ и обеспечат его надлежащую работоспособность.
Для начала нужно выявить главные задачи будущего станка.
Важно продумать процесс работы и определиться с направлением изготавливаемой продукции, чтобы приобрести оборудование со всеми необходимыми функциональными возможностями.
Желательно обсудить с рабочей командой предполагаемые размеры заготовок, за счет чего получится обеспечить обработку детали за один рабочий цикл.
Рекомендуется изучить специфику функционирования и конструкции станка.
Портал должен быть изготовлен из прочной стали, что предотвратит вибрацию заготовки во время работы и, соответственно, ее деформацию.
Величина шпинделя – еще один важный момент, поскольку от него зависит толщина получаемой заготовки.
Необходимо заранее ознакомиться с ЧПУ, чтобы в дальнейшем не возникло проблем с пониманием команд.
Обслуживание станка лучше доверять специалистам, поэтому целесообразно подобрать оптимальную сервисную службу для осуществления ремонта при необходимости.
Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ применяются в разнообразных областях производства и включают в себя три основных компонента: координатный стол, шпиндель и управляющую станцию. Данное устройство очень ценится, поскольку оно характеризуется многогранностью выполняемых функций. Базовые свойства обеспечивают максимально гибкий и высокотехнологичный процесс обработки заготовок, что значительно ускоряет и упрощает работу мастера. Внедрение фрезерно-гравировального оборудования позволяет увеличить продуктивность производства, ведь работа автомата происходит более оперативно, чем ручная.
Инструкция для начинающих операторов станков ЧПУ – «СПРУТ-Технология»
Это и называется параметрическое моделирование.
Для знакомства с такими программами перейдите по ссылкам: Inventor SolidWorks OnShape Компас 3D Creo
Рокомендуеемые программы (CAD системы): при выборе программы стоит думать не тоько о простоте но и перспективности и функцианальности. Проектировщикам без опыта Я советуею рисовать 3D модели в веб приложении Tinkercad. Tinkercad работает в браузерах, которые поддерживают 3D функционал: Chrome, Firefox, Yandex.
Этап II — объяснить станку как обрабатывать заготовку для получения детали
После получения модели, вам необходимо объяснить станку как (с какой скоростью, каким инструментом а главное, по какой траектории) обрабатывать заготовку для получения запланированной детали. Все это называется технологический процесс. Для написания техпроцесса используются CAM системы ли как ее называют — программа для ЧПУ .
Для написания техпроцесса Я рекомендую Вам использовать программу SprutCAM. Это полнофункциональная профессиональная CAM система от отечественного разработчика, незаменима при программирование станков с чпу для начинающих
- Задача — объяснить станку как обработать деталь
- Решение — написать техпроцес в CAM системе
В CAM системе определяется траектория движения инструмента, далее эта информация переводится в специализированный язык G кодов (на рисунке), которые понимает сам станок с ЧПУ.
3 Гравировальный станок своими руками – выбор конструкции
Самодельное оборудование разрешено компоновать по-разному. Можно сделать станок с ЧПУ с подвижным порталом либо с подвижным рабочим столом. Первая схема дает возможность изготовить своими руками более компактную установку. Но она обязательно должна иметь достаточно жесткую конструкцию.
Станок с подвижным порталом идеален для малых по площади производственных мастерских. С его помощью допускается обрабатывать большие по длине и массе заготовки и тесное помещение тому не помеха. Важный момент! Все составляющие такого оборудования делаются из прочных материалов, которые способны выдерживать большую массу фрезеруемых деталей.
Станок для фрезерно-гравировальных работ с подвижным порталом
Станок с подвижной рабочей поверхностью имеет большие габариты. На таком агрегате с ЧПУ обрабатываемая заготовка размещается и фиксируется на рабочем столе. Он передвигается по одной координате, а рабочий инструмент – по второй. Перемещение режущего приспособления обеспечивается головкой установки, которая крепится на специальном портале (он неподвижен).
Что такое станок для гравировки и фрезерования?
Фрезерно-гравировальный — это промышленное оборудование, которое может выполнять ряд технологических операций:
- резку заготовок.
- обработку торцов;
- сверление отверстий;
- выборку пазов;
- фрезеровку.
С помощью этого оборудования выполняют 2D, 3D фрезеровку. Станки комплектуются программным управлением. Это позволяет создавать необходимые алгоритмы работы подвижных элементов, уменьшать ручной труд при эксплуатации фрезеров.
Технические параметры
Возможности фрезерно-гравировального агрегата зависят от его характеристик. К основным параметрам относятся:
- Габариты рабочей поверхности. От этого будет зависеть допустимый размер обрабатываемой заготовки.
- Мощность шпинделя. Этот показатель влияет на возможность обработки различных материалов. Менее мощные модели не справятся с обработкой легированных сталей.
- Скорость перемещения рабочей часть. Влияет на эффективность оборудования.
- Скорость работы шпинделя.
- Система управления. Станки настраиваемые вручную менее точные и производительные. Новые модели оборудуются ЧПУ.
Как устроен фрезерный станок?
Агрегат с программным управлением имеет схожее строение с обычными станками. К ключевым элементам относятся:
- Станина. Устойчивое основание заглушает вибрации, создаваемые электромотором.
- Рабочий стол. Поверхность, на которой закрепляется заготовка, проводится основная обработка.
- Направляющие. По ним передвигается рабочая часть фрезерно-гравировального станка.
- Шпиндель. Главный элемент рабочей части. Передаёт вращательное усилие на оснастку.
- Система управления. ЧПУ. Соединение нескольких электромоторов, дисплея и клавиш управления.
Усовершенствованные модели могут комплектоваться двумя, тремя и более шпинделями, что позволяет ускорить производственный процесс.
5 Подбор электроники и других элементов – важные нюансы
Покупка всех деталей, которые требуются для самостоятельного изготовления гравировально-фрезерного оборудования для частного применения, производится после тщательного расчета всех технико-экономических показателей станка. Если вы не можете сами выполнить такие вычисления, посмотрите готовые решения на интернет-сайтах. Мы же дадим вам несколько важных рекомендаций:
- Модель двигателя (он обязательно должен быть шаговым) подбирается по шагу резьбы описанного выше винта. Мощность движка берется тем выше, чем больший шаг винта запроектирован. Шаговые установки берутся потому, что они способны качественно позиционировать инструмент без обратного сигнала.
- Управление двигателем производится посредством микропроцессора либо специального контроллера. При сборке станка своими руками лучше (и дешевле) использовать последний. Смело покупайте недорогой контроллер китайского производства. Он отлично справляется со своими задачами и характеризуется достаточным уровнем эксплуатационной надежности.
- В обязательном порядке приобретите и установите блок питания для контроллера. В этом случае вся система будет работать действительно стабильно.
- Корпусные изделия обрабатываются фрезами, а для нанесения надписей и рисунков на поверхность заготовок требуется установить на станочное оборудование бормашину.
Бормашина для нанесения надписей и рисунков
Плюсы использования станка
Гравировальный станок по дереву с ЧПУ имеет массу преимуществ перед ручным. Для начала данное оборудование значительно быстрее справляется с поставленной целью и проявляет себя точно и стабильно в работе при любых условиях. Большинство моделей обладают компактными размерами, что без проблем разместятся даже в небольшой комнате. Это позволяет экономить место, обеспечивая высокий уровень работы. Заготовка не нуждается в перемещении с одного станка на другой, поскольку она надежно фиксируется в соответствующих пазах. Все эти достоинства только доказывают целесообразность приобретения станка с ЧПУ и замены ручной работы на автоматику.
Как выбрать фрезерно-гравировальный станок?
Прежде, чем купить фрезерный станок с ЧПУ, следует обратить внимание на такие характеристики, как: площадь рабочего стола, материал станины, мощность и скорость вращения шпинделя, система охлаждения шпинделя, двигатели, драйвера, качество комплектующих. Выбор опций для обработки – тоже ответственная задача
Например, при изготовлении сложных резных балясин или статуй необходимо поворотное устройство с 4-х осевой системой управления, позволяющее переключить производство с плоскостной обработки на цилиндрическую. Для таких целей можно выбрать фрезерный ЧПУ станок с поворотной осью на столе, внутри или сбоку стола.
При работе по камню, где требуется создание высоко художественных работ с хорошо проработанными узорами и текстом, необходима точная гравировка. Фрезерный многоцелевой станок по камню, применяемый в сфере ритуальных услуг, должен быть оснащен тяжелой конструкцией с высокой грузоподъемностью рабочего стола, системой охлаждения жидкостью инструмента, гофрозащитой по всем осям для предотвращения от попадания абразивной грязи и пыли на привода, а также мощным шпинделем водяного охлаждения. Применение данной комплектации позволяет сохранить конструкцию станка на долгий период с избежанием деформации станины и разрушения основных узлов, а также сохранит ресурс обрабатывающего инструмента.
При раскрое листового материала (МДФ, ДСП, полимеры и другие) следует выбирать фрезерные станки с широким рабочим полем по осям X и Y с возможностью использования вакуумно-прижимного стола.
При обработки заготовок из массива, например, гравировки барельефного рисунка на фасадах или столешницах, потребуется соответствующая коническая спиральная фреза.
Как видно из примеров, фрезерно-гравировальный станок может решать самые разные задачи. Вместе с тем, есть основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе оборудования для целей раскроя, фрезерования или гравировки.
Управление
В производстве любого масштаба наибольшую популярность имеет фрезерный станок с ЧПУ. Данная система управления значительно повышает эффективность производственного процесса, поскольку не требует постоянного контроля со стороны оператора, что значительно экономит время. Один человек может одновременно обслуживать несколько станков. За все технологические циклы в станке с ЧПУ отвечают компьютер, программа и программируемый контроллер. На фрезерный станок с ЧПУ цена зависит от комплектации, мощности шпинделя и других технических характеристик. При своей эффективности и многофункциональности это оборудование считается вполне доступным и быстро окупается. Оборудование, оснащенное системой ЧПУ обладает такими преимуществами, как:
- высокая точность, стабильность, бесперебойность;
- возможность обрабатывать даже очень сложные детали;
- высокая производительность, универсальность;
- снижение расходов на обслуживание оборудования;
- возможность обрабатывать даже очень сложные детали;
- минимизация влияния человеческого фактора.
Размер рабочей поверхности
При выборе размера станины следует учитывать максимальный размер материала. Большая площадь стола позволит осуществить раскрой широкоформатных заготовок. Если Вы решили купить фрезерный станок для серийного оборудования, то стоит рассмотреть нестандартный размер стола, который позволяет разместить сразу несколько листов материала на рабочей поверхности. Одновременная обработка сразу нескольких заготовок позволит увеличить мощности производства.
Для фиксации заготовки на рабочей поверхности можно использовать механическое крепление (встроенные в станок Т-образные пазы с крепежными болтами). Для листовых, тонких и крупных материалов хорошо подходит вакуумный прижим, который можно заказать отдельно.
Мощность шпинделя
При выборе шпинделя нужно учитывать материал заготовки. Чем он плотнее, тем больше оборотов шпинделя потребуется для обработки. Для того, чтобы двигатель мог выдержать большие нагрузки на протяжении длительного периода времени, нужно особенно внимательно подойти к его выбору. Можно руководствоваться простым правилом: чем больше мощность шпинделя, тем лучше. Шпиндель, имеющий мощность свыше 1,5 кВт, позволяет производить обработку практически любых материалов.
При выборе станка стоит обращать внимание на базовую комплектацию, а также на дополнительные опции, которые может в случае необходимости предложить производитель. От качества комплектующих во многом зависят эксплуатационные характеристики оборудования
