Содержание
Фрезерный станок с ЧПУ состоит из следующих элементов:
1. Станина. Бывает 2-х видов – литая и сварная. Первый вид имеет преимущества из-за большей жесткости и лучшей демпфирующей способности. В то же время, сваркой можно получить более сложную конфигурацию.
2. Направляющие. Существуют линейные направляющие и направляющие скольжения.
3. Шпиндель. Одна из самых важных частей станка. Обеспечивает главное движения резания. Первый вид – шпиндель установлен отдельно от привода и вращение передается с помощью ременной передачи или напрямую через муфту. Второй вид – шпиндель представляет собой электродвигатель, в роторе которого закрепляется инструмент. Первая разновидность наиболее распространена, так как значительно дешевле в изготовлении. Ее главным недостатком является невысокая скорость вращения (до 15 000об/мин). Для многих операций этот недостаток не является существенным, однако, при обработке сложных поверхностей штампов или пресс-форм высокая частота вращения необходима. Второй тип шпинделей может развивать скорость более 100 000об/мин.
4. Приводы подач. Высокомоментные электромоторы, вращательное движение которых превращается в линейные перемещения рабочих узлов станка с помощью шарико-винтовых пар (ШВП). Текущее положение определяется либо с помощью круговых датчиков на приводе, либо с помощью линейных датчиков, расположенных вдоль направляющей.
5. Система ЧПУ. Существует большое множество различных систем. Наиболее распространенные в мире это – Fanuc и Siemens.
6. Магазин для инструментов. Тип «Зонтик» — инструменты расположены вертикально. За каждым карманом жестко закреплен свой номер (недорогой, но медленный: время смены 8-15сек). Тип «Рука»- инструменты расположены горизонтально.
Программирование
Существует три основных способа разработки управляющих программ:
— ручное программирование(manual programming techniques),
— программирование на стойке ЧПУ(shop-floor),
— программирование при помощи CAM-систем.
Программа для станка с ЧПУ Fanuc выглядит следующим образом:
О _ _ _ _ Номер программы
_ _ _ _ _ _ Кадр
М30 Конец программы
В начале и конце программы ставиться знак «%». По этому символу система определяет область, где находится программа. Далее идет заголовок программы, обозначенный буквой «О» или «:» с последующим номером (максимум 4 цифры). Каждая строка программы называется кадром. Каждый кадр заканчивается символов «;». Концом программы является команда М2, М30 или М99.
Кадр состоит из следующих элементов:
 N 0000 |
 G00 |
 X000 Y000 Z000 |
 M00 |
 S00 |
 T00 |
| Порядковый номер | Подготовительная функция | Координаты | Дополнительная функция | Функция шпинделя | Функция инструмента |
N – порядковый номер кадра. Не обязателен для написания.
G – подготовительная функция. Отвечает, практически за все действия станка. Тип траектории перемещения, включение – выключение системы координат, выбор размерности подачи и т.д.
X, Y, Z – координаты перемещений.
S – дополнительная функция. Отвечает за включение – выключение рабочих узлов станка (шпиндель, насос СОЖ и т.д.), обозначает конец программы.
S – функция шпинделя. Задает частоту вращения шпинделя.
Т – функция инструмента. Задает номер инструмента.
F –функция подачи. Задает значение подачи.
Список G-функций для систем с ЧПУ.
| G00 | Позиционирование. Код G00 используется для выполнения ускоренного перемещения Ускоренное перемещение или позиционирование необходимо для быстрого перемещения режущего инструмента к позиции обработки или безопасной позиции. Ускоренное перемещение никогда не используется для выполнения обработки, так как скорость движения исполнительного органа станка очень высока и непостоянна. |
| G01 | Линейная интерполяция. Код G01 — это команда линейной интерполяции, обеспечивающая перемещение инструмента по прямой линии с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F словом данных. |
| G02 | Круговая интерполяция/винтовая интерполяция по часовой стрелке. Код G02 предназначен для выполнения круговой интерполяции, то есть для перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении часовой стрелки с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F словом данных. |
| G03 | Круговая интерполяция/винтовая интерполяция против часовой стрелке. Код G03 предназначен для выполнения круговой интерполяции, то есть для перемещения инструмента по дуге (окружности) против часовой стрелки с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F словом данных. |
Список дополнительных М-функций для станка Leadwell MCV-1100 с системой ЧПУ Fanuc 0i-MB:
Современный рынок фрезерных станков с ЧПУ предлагает оборудование различных типов, но, при всем широком диапазоне конфигураций, основные узлы всех агрегатов одинаковы. Исключение составляют механизмы поддержки и подвижного ползуна (хобота), которые есть в станках горизонтального типа и отсутствуют в вертикальных фрезерах.
Ключевые элементы фрезерного оборудования с ЧПУ
Устройство и основные узлы фрезерного оборудования консольного типа
Основание (опорная плоскость) – неподвижная цельнолитая конструкция из серого чугуна (преимущественно СЧ 21-40 и СЧ 15-32). Предназначена для фиксации станины, которая крепится болтами к верхней части основания. В подстанинном пространстве может быть размещена емкость для сбора охлаждающей жидкости и электронасосы.
Станина – важнейший элемент оборудования, который связывает воедино все узлы и механизмы станка и принимает на себя всю нагрузку. Представляет собой сварную или литую неподвижную конструкцию, усиленную ребрами жесткости. Внутри располагается коробка скоростей, объединенная с коробкой переключения, и блок с электрооборудованием. Для отливки используется серый чугун, для сварки – сталь 3 и 4. Стальные станины уступают в жесткости и надежности чугунным, зато отличаются меньшим весом.
Сварное основание станка и станина с ребрами жесткости
Направляющие – предназначены для линейного перемещения обрабатывающих инструментов и заготовок по осям оборудования. Изготавливаются из высоколегированной стали и крепятся непосредственно к станине. От качества их исполнения и фиксации зависит точность обработки изделий.
Линейные направляющие для фрезерных станков
Салазки – деталь станка, участвующая в перемещении рабочего стола и консоли (в консольном оборудовании).
Консоль – узел, присутствующий во фрезерных обрабатывающих центрах консольного типа. Отливается из чугуна и перемещается параллельно станине по вертикальным направляющим. На боковой поверхности консоли расположена коробка подачи, а верхней части размещаются салазки, по которым движется рабочий стол с закрепленной на нем заготовкой.
Стол – рабочая поверхность с прижимной оснасткой для фиксации заготовок, которая перемещается по салазкам. Может двигаться в продольном/поперечном/вертикальном направлениях и осуществляет подачу детали к режущему инструменту. Поскольку фрезерная обработка требует высокой точности, одним из основных требований к столу является жесткость поверхности. Плоскость стола не должна вибрировать при работе фрезы, прогибаться под весом заготовки или допускать иную пластическую деформацию.
Рабочий стол с защитным алюминиевым покрытием для фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ
Электрооборудование – в эту категорию входят элементы станка, которые отвечают за подвижность механических частей и работу вспомогательных элементов:
Шпиндель – относится к важнейшим узлам станка и предназначен для крепления фрезерного инструмента и придания ему вращательного движения. Представляет собой термически обработанный, сбалансированный вал из легированной стали, снабженный устройством для крепления фрезы. От качества шпинделя зависит то, насколько высокоточно будет обработана заготовка.
Шпиндель для фрезерного станка вертикального типа
Ползун (хобот) – элемент, который обеспечивает правильную установку и поддержку оправки с фрезерным инструментом во время обработки заготовки. Монтируется на горизонтальных салазках в верхней части станины.
Фрезерный станок с ЧПУ нашел сегодня применение в промышленной индустрии, многие организации используют данное оборудование для обработки самых разных материалов, это может быть металл, дерево пластик. Они в свою очередь используются для создания самых разных предметов, как для быта, так и для мелкого производства.
Преимущество системы заключается в том, что автоматика намного увеличивает производительность и сокращает необходимость ручного труда, чем ускоряют производственный процесс без потери качества. В некоторых случаях такие станки используются и в домашних мастерских, при определенных знаниях и умениях можно собрать установку самостоятельно.
Как и из чего собрать фрезерный станок с ЧПУ, рассказывают разработчики компании MULTICUT. На сайте производителя вы можете ознакомиться с ассортиментом фрезерных станков с ЧПУ по дереву и выбрать наиболее подходящий для вашего производства.
Приводная механика
За подвижность портального устройства отвечают сразу несколько элементов, это подшипники, линейные направляющие, шарико-винтовые пары, производителем которых является HIWIN. Эта организация на текущий день широко известна всему миру благодаря высококачественным изделиям.
Зубчатые рейки и шестерни приводной системы отличаются косозубой рабочей поверхностью, которая в свою очередь обеспечивает максимально мягкий и плавный вход зуба в зацепление. Подача осуществляется равномерно, без вибрации и всевозможных рывков, то есть на производстве можно эксплуатировать станок на предельной скорости и получить в конечном итоге качественно обработанную поверхность изделия.
Как направляющие, так и зубчатые рейки дополнительно имеют систему защиты, которая предотвращает всевозможные риски механического повреждения. Продукты обработки в процессе эксплуатации не попадают на эти комплектующие элементы, что и обеспечивает долгий срок службы.
Фрезерный станок с ЧПУ и его система централизованной смазки
Некоторые элементы станка регулярно нуждаются в смазке, в первую очередь то касается:
Для быстрого и максимально комфортного обслуживания и предусмотрена централизованная система, которая дает возможность работнику беспрепятственно и оперативно выполнять обслуживание станка.
Редукторы
- Ременной редуктор. Серводвигатель или шаговый ДВС отвечают за вращение зубчатой передачи и движение ШВП. Далее вращение может передаваться через данный вид редуктора, а в некоторых случаях через планетарный. Узел ременного редуктора оснащен регулятором зацепления зубчатой передачи и натяжение ремня, что во многом упрощает рабочий процесс для оператора. Ременная передача максимально снижает риски появления даже малейшего люфта, отличается простотой в уходе и имеет доступную цену.
- Планетарный редуктор. Устройство более точно позиционирует установку, обеспечивает плавный ход, что в свою очередь только положительно влияет на качество обработки заготовки.
Фрезерный станок с ЧПУ с ременным редуктором отлично подходит для обработки деревянных изделий, пластика и цветного металла.
Контроллер и шаговый привод
На оборудование MULTICUT в шаговом исполнении на текущий день приятно устанавливать контроллеры YAKO и приводную систему MIGE. В качестве комплектующих элементов нет причин сомневаться, многолетнее сотрудничество говорит о том, что компоненты уже давно проверены временем. Возможность получения подделки исключается, потому как все необходимые детали и компоненты поставляются на производство непосредственно с завода производителя.
Сегодня на крупногабаритное оборудование MULTICUT монтируются системы шагового привода, мощность которых может достигать 400 Вт. Если говорить о настольном фрезерно-гравировальном станке, то тут мощность может достигать 200 Вт. Благодаря тому, что привод имеет довольно высокий крутящий момент, оборудование является динамичным и его можно эксплуатировать при весьма серьезном ускорении.
Контроллер и сервопривод
- Delta. Серво вариант станка имеет провод и дополнительно контроллеры от концерна Delta. Производитель один из крупнейших разработчиков промышленных автоматических систем и привода. Весь процесс работы осуществляется по современным технологиям и на качественном оборудовании, что делает продукцию надежной. Квалифицированные сотрудники хорошо знают свою работу и имеют необходимый опыт для производства деталей, соответствующих всем стандартам. Поставки осуществляются отечественными представителями зарубежной компании с полной гарантией подлинности марки, то есть полностью исключается возможность получения некачественной подделки.
В станках MULTICUT используется сервосистема Delta Electronics ASDA-B2 Series, одна из новых разработок компании, которая отличается высоким разрешением энкодера. Это в свою очередь улучшает точность позиционирования привода и частоту управления системы. Все это в совокупности гарантируют высокую скорость обработки заготовок, оперативную реакцию на несоответствие и качественный конечный результат.
- Estun. Комплектующие элементы данного разработчика принято использовать для оборудования с повышенными мощностями и динамическими характеристиками. ESTUN ведет успешную деятельность на рынке уже 25 лет. Опыт, накопленный за многолетнюю практику, полностью отражается на готовой продукции.
Электрическая проводка и кабельные цепи
В некоторых случаях может страдать надежность оборудования, оснащенного подвижными элементами, к таким относят каретку или портал. Не всегда использование передовых технологий позволяет упростить процесс эксплуатации, если не уделить необходимого внимания кабельным цепям.
В современном фрезерном оборудовании чаще всего используют продукцию от OLFLEX и Nexans специализированной серии. Данная разновидность кабелей используется в подъемных кранах, в промышленной работе, для перемещения скоростных лифтов и в автоматических линиях производства. Что касается внешней защиты, то кабель имеет износостойкие траки, которые предотвращают механические повреждения, помимо этого имеются сальники и специальные рукава, выполненные из гофры.
Блок управления
В процессе компоновки блока разработчики уделяют внимание отдельным, довольно важным факторам:
- Помехозащищенность элементов.
- Учитываются тепловые режимы.
- Комфортность обслуживания.
- Надежная работа коммуникационных систем.
- Компактность.
- Возможность произвести монтаж дополнительных элементов, если потребуется расширение набора функций.
Система числового управления
Для самых разных задач установка может быть дополнительно оснащена качественными и известными на мировом рынке системами управления. Современные изготовители предлагают самые разные варианты ЧПУ, где вдобавок может быть несколько важных модификаций. На этом акцентировать внимание стоит, отталкиваясь от специфики работы.
- NK105. Данная система имеет ручной пульт и блок числового управления, который монтируется непосредственно на установку. На компьютере формируется задание на обработку заготовки, и передается все это посредствам USB интерфейса. Современный фрезерный станок с ЧПУ может хранить до ста заданий на обработку. Пульт управления отвечает за несколько важных функций, благодаря нему осуществляет позиционирование рабочего инструмента, устанавливается необходимый режим обработки и запускается программа.
- NC Studio. Эта система интегрируется в ПК плату, которая в свою очередь соединяется с установкой. Задание на обработку заготовки формируется с использованием уже готовых программ в G кодах. Что касается позиционирования, то тут оператор руководствуется клавиатурой, она же отвечает за запуск программы, режим обработки.
Эти системы не очень сложные в управлении, процесс обучения не занимает много времени, чаще всего на это требуется всего день. Если нужно выполнить сложные задачи по обработке, то всегда можно получить консультацию специалиста.
