Появление станков с числовым программным управлением навсегда изменило подход к обработке, позволив существенно повысить ее точность и производительность. Такое оборудование не требует постоянного контроля оператора, в отличие от ручных аналогов, полностью избавлено от случайных ошибок, которые могут быть вызваны человеческим фактором, способно длительное время работать без перерывов и имеет высочайшую точность, добиться которой сможет не каждый, даже самый опытный мастер. Что уж говорить о скорости выполнения задач.
Вполне естественно, что подобные станки стоят дороже обычных, поэтому перед выбором подходящей модели стоит определиться с рядом важных критериев:
Габариты заготовки
Опытные специалисты знают, что для качественного выполнения работы необходимо за раз проходить всю обрабатываемую поверхность, в противном случае будет потрачено драгоценное время на переналадку и возможно снижение точности. Чтобы этого не произошло, нужно определиться с максимальными размерами используемых заготовок и исходя из этого подбирать модель с подходящим рабочим полем.
Стоит здесь также учитывать и длину хода шпинделя по оси Z, ведь именно от нее зависит толщина заготовки, которую сможет обрабатывать фрезерный станок. Для получения точного значения необходимо от длины хода отнять длину инструмента и патрона (ISO30 или цангового). Итоговый результат и будет максимально допустимой толщиной заготовки.
Портал
Важное значение для устойчивости инструмента во время работы, напрямую влияющей на качество обработки, имеет материал изготовления портала. В последнее время производители в целях снижения стоимости используют алюминий, но лишь цельнолитые чугунные порталы способны обеспечить необходимую жесткость и устойчивость к вибрациям.
Шпиндель
Немаловажную роль играет и электрошпиндель, являющийся самым дорогим узлом фрезерного станка. Чтобы он, как и положено, беспроблемно проработал свой срок службы, при соответствующем уходе составляющий минимум пять лет, не стоит пытаться экономить, приобретая продукцию малоизвестных компаний. В случае поломки, а то и полного выхода из строя, ремонт или замена может вылиться в существенные расходы, превышающие разницу в цене. Разумным выбором будут шпиндели хорошо зарекомендовавших марок, используемые в оборудовании ведущих мировых производителей и имеющие в России официальные сервисные центры.
Не стоит забывать и про мощность, напрямую зависящую от обрабатываемого материала и характера производимых работ. При этом, помимо соответствия нагрузкам, необходимо также иметь некоторый запас. Скажем, для фрезерования древесины, МДФ или пластика потребуется мощность от 800 Вт до 3,2 кВт в зависимости от размера и глубины проработки.
Чтобы снизить износ, шпиндели нередко снабжаются системой охлаждения. Для обработки камня или цветного металла предпочтительнее использование жидкостного охлаждения, для древесины, пластика или композитных материалов в большинстве случаев достаточно воздушного.
Также стоит отметить что существуют модификации промышленных фрезерных станков с ЧПУ с 2-мя шпинделями для повышения эффективности и скорости обработки. Например фрезерные станки VOLTER могут оснащаться таким шпинделем.
Двигатели портала
В современных фрезерных станках с ЧПУ для перемещения портала применяются шаговые или серводвигатели. Первые из них более дешевы и экономичны, но имеют выше погрешность и ниже скорость работы. Вторые полностью избавлены от «пропуска шага», характерного для шаговых моделей, поэтому обладают повышенной точностью. Выше у них и скорость работы. Естественно, что и стоимость серводвигателей будет дороже.
В случае, если планируется приобретение недорогого станка с наиболее популярными сегодня зубчатой реечной или шарико-винтовой передачами, то шагового двигателя будет вполне достаточно. Если же требуются максимальная скорость и точность, то стоит отдать предпочтение серводвигателям, желательно проверенных брендов.
Авто смена инструмента
Перед покупкой оборудования имеет смысл определиться с характером работ и необходимым для их выполнения инструментом. Для проведения однотипной обработки с нечастой его заменой вполне сгодятся модели с ручной сменой, в случае же необходимости регулярного выбора различного инструмента, целесообразнее будет приобретение станка с автоматической сменой или полуавтоматическим механизмом. Это позволит сократить не только время выполнения работ и но повысит точность.
Управление
На сегодняшний день во фрезерных станках с ЧПУ применяются два способа управления: при помощи подключаемого компьютера с соответствующим ПО или же специализированной стойки (По сути автономный блок управления станом с ЧПУ с дисплеем или пультом). При использовании компьютера используется программа как для моделирования, так и для проведения работ, возможна эмуляция процесса и его графическое отображение на дисплее. Автономные Стойки же обеспечивают лучшую интеграцию и стабильность так как непосредственно соединены с управляющей платой станка с ЧПУ, а также надежно защищены от пыли, что продлевает срок их службы. Именно поэтому в большинстве профессиональных станков вы встретите именно стойку.
Программное обеспечение
Не последнюю роль в удобстве работы имеет и поставляемая вместе с оборудованием программа для создания моделей. Часто встречающиеся Type3 и UcanCam были разработаны довольно давно и имеют не самые широкие возможности. К тому же их интерфейс выполнен на английском языке, что для ряда пользователей, не имеющих опыта работы конкретно с этими продуктами, может быть не совсем удобно. Одним из лучших решений, представленных сегодня на рынке, можно считать ARtCam, предоставляющий наглядный и интуитивно понятный доступ ко всем необходимым функциям.
Обслуживание
Когда все подготовительные расчеты проведены и подходящая модель выбрана, можно определяться и с поставщиком. Здесь ключевыми моментами становятся не только цена и удобство доставки, но и наличие квалифицированной сервисной службы. Именно она будет осуществлять шефмонтаж и пусконаладочные работы, а также послепродажное обслуживание. Крупные компании, не первый год занимающиеся реализацией оборудования, всегда имеют в своем штате соответствующий персонал и технику, необходимую для качественного выполнения настройки, диагностики и ремонта. Если же поставщик не способен предоставить подобные услуги, то от такого сотрудничества лучше воздержаться.
Если вы только открываете своё дело и не имеете опыта в этой области, выбор ЧПУ может поставить вас в тупик - так велико разнообразие на рынке промышленного инструмента. Только многолетний опыт и специфические знания позволяют специалистам осуществить выбор станков ЧПУ в соответствии с требованиями предъявляемыми к оборудованию. Многие просто теряются в этом обилии, поисковые системы переполнены запросами типа “выбор ”, “фрезерный чпу выбор”, “выбрать фрезерный станок” и “выбор фрезерного станка с чпу”. Это и неудивительно - выбрать лучший ЧПУ-станок бывает сложно даже профессионалам, если они не следят за новинками рынка инструментов, ассортимент которого постоянно расширяется и усовершенствуется.
По каким же критериям лучше всего выбрать ЧПУ станок? Это зависит от того, для чего он будет использоваться. От материалов, профиля работ, необходимой скорости и точности, от требуемого ресурса. Многие значимые характеристики таких станков напрямую зависят от их оснащения - от свойств их комплектующих и расходников, от конструктивных особенностей. Рассмотрим самые основные.
Шпиндель
Шпиндель - одна из главных частей фрезерного станка. Именно от шпинделя зависит то, какие фрезы смогут применяться именно с этим станком, под какими углами их можно будет закрепить и как именно применять. Привод шпинделя обычно вмонтирован - то есть, шпиндель представляет собой мощный компактный электродвигатель с цангой для зажима фрезы.
Многое прямо зависит и от качества шпинделя - хороший шпиндель прослужит долго, постоянно радуя вас качеством работы, плохой же может загубить не только изделие, но и повредить сам станок в случае аварии, а то и травмировать персонал. К выбору шпинделя следует подходить ответственно, всегда чутко прислушиваясь к рекомендациям производителя станка и обращая внимание в первую очередь на продукцию известных и зарекомендовавших себя производителей комплектующих.
Область фрезеровки
Это одна их важнейших характеристик станка ЧПУ - размер области фрезеровки определяет то, какого размера изделия сможет обрабатывать станок. Для каждой узкой области применения существуют свои требования по размерам, более универсальные станки имеют регулируемую область фрезеровки, либо заведомо превышающую требования по большинству часто встречающихся кейсов применения.
Имеет значение и устройство площадки - не должно вызывать затруднений закрепление и чёткое позиционирование детали заготовки, в противном случае возможен серьёзный брак.
Осуществляя выбор фрезерного станка ЧПУ для работы надо заранее определиться с размерами обрабатываемых деталей, чтоб не попасть впросак.
Виды станков
Все станки ЧПУ разделяются в первую очередь по материалу, который призваны обрабатывать, а так же по области применения. Потом - по конструктивным особенностям и новизне конструкции. Разделение довольно несложное и, при должном старании и желании, проштудировав несколько профильных ресурсов и определившись с бюджетом, выбрать станок ЧПУ не составит труда.
Металлообрабатывающие ЧПУ станки отличаются от прочих прежде всего прочностью и мощностью конструкции, которые позволяют им работать как с металлом, так и с большинством других материалов.
Для уменьшения износа и избегания заклинивания фрезы они часто оснащены подачей охлаждающей жидкости на фрезу, обычно - воды или масла, прямо в область рабочего контакта, а многие из них оборудованы мощным отсосом воздуха - конструктивно предусмотренным креплением раструба промышленного пылесоса, для автоматического устранения стружки с обрабатываемой поверхности.
ЧПУ станки для работы с деревом, а также композитами и пластиком, конструктивно мало отличается от станков для работы по металлу, но имеет чуть более простую конструкцию и меньшие требования по мощности и прочностным характеристикам, что естественным образом обусловлено спецификой материала.
Охлаждение фрезы в них встречается воздушное, а чаще и вовсе отсутствует, так как его наличие не критично. Устранение стружки тоже обычно не предусмотрено и осуществляется оператором вручную. Соответственно, и стоимость таких станков обычно несколько ниже, и обслуживание их проще и дешевле, а распространённость - больше.
Оборудование для производства корпусной мебели
Станки ЧПУ предназначенные для производства корпусной мебели имеют свои особенности - в частности, размеры области фрезеровки в них превышают таковые у других ЧПУ фрезерных станков, так как детали для обработки могут отличаться большей площадью, по сравнению с другими областями применения ЧПУ.
Соответственно, мебельный ЧПУ станок будет иметь большие размеры по всем измерениям, а также большую сложность и стоимость рамы и направляющих, чем аналогичный станок для работы с менее крупными объектами. В остальном они мало отличаются от станков для обработки дерева, пластика и композитных материалов.
Стеклообрабатывающие станки
Стеклообрабатывающие фрезерные ЧПУ станки станки отличаются от станков для обработки металла в основном тем, что фрезы в них применяются специальные, с твердосплавными, алмазными и корундовыми рабочими поверхностями. Фрезы бывают как со специальным покрытием, так и цельноспечённые - такие комплектующие создаются путём запекания алмазной крошки при высоких температурах и большом давлении, что даёт необычайно прочный и долговечный инструмент. Также, в станках обрабатывающих стекло, подача рабочей жидкости в область контакта фрезы с материалом обязательна - это обусловлено не только необходимостью охлаждения фрезы при работе с таким твёрдым материалом как стекло, но и обязательностью немедленного устранения отработанных фрагментов материала - чтобы они не мешали дальнейшей работе и не портили деталь попадая снова в место контакта фрезы с заготовкой, с одной стороны, и чтобы они не попали в воздух, которым дышит оператор станка.Помимо стекла такие станки могут обрабатывать поликарбонат, оргстекло различного состава и другие твёрдые материалы, а также металлические заготовки.
Выбрать станок ЧПУ для работы по стеклу можно исходя из его соответствия этим обязательным критериям.
Камнеобрабатывающее оборудование
Фрезерные ЧПУ станки для работы по камню предназначены для гравировки и выполнения сложных объёмных барельефов на таких твёрдых материалах, как природный камень различной породы - гранит, мрамор, песчаник, а также на искусственных каменных плитах из гранитной крошки с полимером. Специфика работы по камню предполагает одновременно и большие площади обработки, и высокую твёрдость материала, и повышенный вес заготовок. Также, камень характерен тем, что, при работе с ним существует необходимость одновременно и в постоянной циркуляции воды в рабочей зоне, и в устранении крошки и пыли пылесосом - сама по себе вода не спасает от пыли крупной фракции, характерной для минеральных материалов.
Такие станки могут с лёгкостью справляться и с другими материалами - от дерева и ПВХ, до, зачастую, даже стекла и металла, а потому пригодятся не только изготовителям изделий из камня, но и тем, чьи профессиональные интересы значительно шире.
Это самое совершенное, пожалуй, оборудование для фрезеровки с программным управлением, которое может в этой области производства почти всё, однако - излишне мощное, громоздкое и дорогое для большинства работ не связанных прямо с его предназначением.
Как бы ни был велик соблазн получить поистине универсальный фрезерный ЧПУ станок, если среди ваших задач нет обработки камня - подумайте над приобретением чего-то более специализированного, из перечисленного выше.
Это, пожалуй, самые основные моменты, о которых надо быть в курсе при выборе фрезерного ЧПУ станка. И пусть сначала кажется, что при необходимости купить фрезерный ЧПУ выбор непрост, всё не так страшно. В других статьях мы подробнее расскажем о специфике работы с каждой разновидностью фрезерных ЧПУ станков и их устройстве, это тоже может помочь с выбором, так что - не пропустите новые публикации.
Типы фрезерных станков ЧПУ
В «природе» существует масса типов фрезерных станков, отличающихся по конструкции и области применения: ручные, напольные, настольные, консольно-фрезерные: вертикально- и горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные, карусельно-фрезерные станки и т.п.
В данной статье мы поговорим о фрезерных станках производства КНР. На что обратить внимание «новичку» при выборе станка под различные задачи: обработка (раскрой, гравировка, изготовление 3D деталей) дерева, фанеры, цветных и черных металлов, работа с пластиками, ювелирным воском, камнем и т.п.
«Начинка» фрезерного станка:
Фрезерные станки производства КНР представлены на рынке в широкой гамме с различными опциями, также станки могут быть оснащены различной по типу электроникой, направляющими, программным обеспечением. Поговорим подробнее, что мы можем встретить в комплектации станка.
- По типу станка - напольные и настольные.
- Шпиндель - водяное или воздушное охлаждения.
- Направляющие могут быть круглые или квадратные профильные.
- Рабочий стол может быть подвижным или нет, двигается сам портал.
- На станке может присутствовать централизованная система смазки.
- На станках установлены шаговые или серво-двигатели.
- По типу управления станком: DSP контроллер RZNC, NCStudio – PCI плата, Mach 3 – интерфейсная плата (LPT).
- Станок может быть оснащен СОЖ.
- Станки с автоматической сменой инструмента ATC.
- Станок может быть укомплектован вакуумным столом или только струбцинами, Т-пазами.
- Перемещение может происходить за счет ШВП, косозубой рейки, прямой рейки.
На что же обратить внимание при выборе фрезерного станка?
Основное – это жесткость всей конструкции. Чем меньше в конструкции станка соединенных деталей между собой посредством болтов, тем меньше будет люфтов. При недостаточной жесткости конструкции мы получаем на выходе малую скорость обработки, низкую производительность, а вследствие возникающих вибраций ломаем инструмент, в частности - граверы.
Шпиндель можно выбрать абсолютно любой, исходя из задачи – воздушного или водяного охлаждения. Шпиндели водяного охлаждения менее шумные, могут «работать» на минимальных оборотах, не боятся перегрева в отличии от шпинделей воздушного охлаждения. Например, обработка (гравировка) магния происходит на 12000-15000 об/мин. Для шпинделя до 3 квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz, свыше 3 квт - подключение 380 вольт. Изначально в конструкции станка под определенные задачи производитель закладывает ту мощность шпинделя, которая необходима. Например, станки малого формата для 3D гравировки (изготовление клише для тиснения, пломбираторы, медали) всегда будут оснащены шпинделем 800, 1.5, 2.2 кВт. Для таких работ не требуется силовая обработка. Если это станок для раскроя того же ДСП, МДФ (мебельное производство), то смысл ставить шпиндель от 3 кВт и выше.
К выбору направляющих нужно отнестись серьезно, от этого зависит точность обработки и в целом жесткость конструкции. Наиболее бюджетные станки имеют круглые направляющие, но и это позволяет с легкостью обрабатывать дерево, пластики, ювелирный воск и т.д. Для более точной обработки нужно выбирать квадратные профильные рельсовые направляющие таких известных брендов, как AMT-PMI, Hiwin, THK и другие.
Рабочие столы , как правило, подвижные только на станках небольшого формата – 200х300, 300х400 мм. На остальных станках большего формата стол всегда неподвижен, перемещается портал – ось Y.
Очень важной особенностью в конструкции станка является централизованная система смазки. Она может быть ручной и автоматической. Смазка важна для смазывания трущихся деталей станка – направляющих. Автоматическая система смазки удобна, работает по таймеру. Система смазки ставится на станки, начиная с формата 1200х1200 мм и более.
Выбор двигателя не всегда зависит от покупателя, станки с малым рабочим полем до 1200х1200 мм практически всегда оснащены шаговым мотором. На станках с большим рабочим полем 2000х3000 мм можно установить шаговые и серводвигатели. Сервопривод дает большую динамику, более точное позиционирование, но самое главное – он не теряет шаги (встроен датчик (энкодер), которой фиксирует нарушения, и затем система вносит коррективы в движения механизмов) на высоких скоростях (не сбивается координата). Конечно, предпочтительнее ставить на станок сервопривод, но это ведет к существенному удорожанию оборудования. Например, под какие-то задачи по изготовлению фасадов в мебельном производстве можно работать на станке, оснащенном шаговыми двигателями. Приведем несколько примеров:
- Скорость перемещения: ШД (шаговый двигатель) – 20-25 м/мин, сервопривод может перемещаться от 60 м/мин и более.
- Скорость разгона: ШД – до 120 об/мин за 1 секунду, сервопривод – до 1000 об/мин за 0,2 секунды
В природе существует множество систем управления станком, начиная от «любительских» Mach 3 и заканчивая собственными разработками компании производителей оборудования – Fanuc, HAAS, Moriseiki, Syntec, Seikos, Heidenhain. Простые контроллеры Mach 3, NC Studio и пр. способны работать только c 3-4 координатами. Профессиональное (промышленное) оборудование оснащено собственными «стойками», что позволяют сменить инструмент во время работы. Для управления таким оборудованием используется система управления Fanuc серии Oi, которая рассчитана на 6-8-ми координатные станки и позволяет одновременно управлять 4-мя осями. Для раскроя, выборки и гравировки можно использовать недорогие аналоги: NC Studio, DSP контроллеры. Они прекрасно справляются с поставленными задачами, требуют минимум знаний, просты в использовании и стоят не дорого.
Станки, которые рассчитаны на обработку металла всегда будут оборудованы СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) .
Станок с автосменой (ATC) инструмента целесообразно использовать на «коротких» циклах обработки 5-15 мин, где используется более 2 инструментов. В основном это будет 2D обработка – раскрой, выборки. Например, изготовление межкомнатных дверей. Станки с автосменой в основном идут с форматом стола 1500х3000 мм и более.
Заготовку на фрезерном станке можно крепить самыми различными способами. Это может быть струбцина, вакуумный стол, саморезы. Вакуумный стол позволяет закреплять заготовку на рабочем столе фрезерного станка, используя при этом силу вакуумного насоса. Так же в конструкцию вакуумного стола входит уплотнительный шнур, который позволяет «отсекать» не нужные участки, если, к примеру, заготовка имеет размер не на все рабочее поле станка.
К недостаткам такого стола можно отнести следующее:
- невозможно закрепить маленькие заготовки;
- несовместимость с некоторыми системами (в частности с системой охлаждения инструмента, системой улавливания стружки);
- некоторые материалы, как МДФ, ДСП, дерево, вакуумник не «притягивает», поэтому здесь нужен достаточно мощный насос порядка 5 кВт, что приводит к увеличению потребления электроэнергии, а также сравнительно повышает стоимость. Поэтому производственник должен взвесить все «за и против» и сделать свой выбор сам.
Второй вид стола, который можно встретить в конструкции станков небольшого формата – стол с Т-пазами
. Очень удобен для работы с МДФ, ДСП и деревом. Преимущества данного стола в надежном креплении заготовки. Как правило, на стол устанавливаются накладки из ПФХ, которые нужно будет менять в дальнейшем в виду их износа. Такой стол называют «жертвенный».
Для механического перемещения в приводах исполнительных органах станка с ЧПУ могут быть применены: ШВП (шарико-винтовая передача), зубчатая рейка – косозубая и прямая. В некоторых самодельных станках можно встретить передачу винт-гайка. У каждой системы перемещения существуют свои плюсы и минусы. Передача с прямым зубом может быть использована на малых и средних скоростях, ее никогда не ставят на станок, оснащенный сервоприводом. Передача с косым зубом дает большую скорость перемещения и высокую точность позиционирования. Такими системами перемещения оснащены станки с полем от 1200х2400 мм и более.
Шарико-винтовые передачи для ЧПУ применяются только для средних и малых станков формата 200х300 и до 1200х1200 мм. Это связано с возможностью прогиба винта при расположении корпуса в его средней части. В настоящее время максимально допустимая длина ШВП составляет 1,5 м. Есть отличный пример покупки с виду одинаковых станков, но по стоимости различных: на одном станке формата 900х600 мм будет установлена ШВП 8 мм в диаметре, а на втором 16 мм. Более тонкая ШВП при высоких рабочих подачах начнет вибрировать (резонанс) по всей длине, что приведет к поломке инструмента, а возможно и поломке узлов станка. А ШВП диаметром 16 мм на тех же рабочих параметрах скорости будет без проблем работать и перемещать узлы станка. И такой станок будет производительней.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: любой станок, подобранный правильно под определенные задачи, под которые он был сконструирован, будет исправно, быстро и точно работать без поломок. Правильный выбор всегда помогут сделать специалисты компании ЮСТО. Звоните по бесплатному телефону 8-800-555-79-69, и мы подберем станок именно под ваши задачи.
В приводе оси с ЧПУ передача используется для преобразования вращательного движения вала двигателя в поступательное движение вдоль оси. Для того, чтобы вам было проще выбрать передачу для ЧПУ, ниже перечислены наиболее широко используемые виды передач в станках ЧПУ. Экзотические для DIY-сектора передачи, такие как линейный серводвигатель и линейный шаговый двигатель , останутся за пределами данной статьи по причинам практического характера, и будут рассмотрены самые распространенные.
Передача винт-гайка
Под передачей винт-гайка подразумевается пара стальной винт с трапецеидальной или метрической резьбой и гайка. Данный вид передачи является передачей с трением скольжения и на практике в свою очередь имеет несколько разновидностей.
- Строительная шпилька и гайка. Самый бюджетный вариант. Строительная шпилька вообще не предназначена для использования в станкостроении, техпроцесс её изготовления нацелен на применение в строительной сфере, вследствие чего данный вид передачи обладает самым полным набором недостатков - высокой погрешностью, низкой прямолинейностью, малыми нагрузочными характеристиками, малой износостойкостью, высоким трением и т.д. Однако, все же применяется в DIY-станках, изготавливаемых в учебных целях, вследствии низкой себестоимости. Если Вы решили во что бы то ни стало сэкономить на передаче и поставить строительную шпильку, обязательно предусмотрите возможность замены её на трапецеидальный винт или ШВП! Скорее всего, станок на строительной шпильке не оправдает Ваших надежд.
- Приводной винт с трапецеидальной или прямоугольной резьбой. Винт с трапецеидальной резьбой - наиболее распространный вид передачи в металлообрабатывающих станках в прошлом веке и по настоящее время. Трапецеидальные винты производятся их разных видов конструкционных углеродистых сталей путем нарезки резьбы на стальном прутке или её накатки. Накатные винты имеют существенно лучшие характерстики, чем нарезные. Широкое применение трапецеидальных винтов обусловливается их широкой номенклатурой, доступностью на рынке винтов разных классов точности, от C10 до С3. Гайка на винт изготавливается из износостойких материалов, таких, как полиамиды (капролон, нейлон), тефлон, бронза. Правильно рассчитанные и изготовленные трапецеидальные передачи отличаются высокой износостойкостью, т.к. трение идет с малым давлением(вследствие сравнительно большой поверхности трения). На многих все еще работающих станках советского производства пары стоят с момента выпуска станка, и не менялись уже 30-40 лет. Также на таких ходовых винтах возможно использование разрезных гаек, что позволяет с помощью сжатия гайки регулировать натяг и выбирать появляющийся со временем люфт. Из минусов стоит отметить, как ни странно, простоту изготовления винта, что автоматически означает наличие множества производителей, с очень широким разбросом показателей качества. Бюджетные серии винтов изготавливаются из стали #45 без закалки поверхности, что может привести к нарушению прямолинейности винта(иначе говоря, винты малого диаметра мягкие и часто гнутся в процессе транспортировки). К минусам и плюсам одновременно относится высокое трение в передаче. С одной стороны, это снижает КПД, требуется более мощный двигатель для вращения винта. С другой - трение несколько демпфирует вращательные колебания винта, что может быть полезным в случае использования шаговых двигателей(см. резонанс шаговых двигателей). Данный эффект, правда, проявлен достаточно слабо, и для борьбы с резонансом нужны другие способы. Подводя итог, можно сказать, что трапецеидальный винт еще не утратил своего значения в качестве передачи станка с ЧПУ и с успехом используется в станках всех классов.
- Шарико-винтовая передача () ШВП , или шарико-винтовая передача(также называют "шарико-винтовая пара"), в настоящий момент является стандартом де-факто при строительстве станков с ЧПУ. Стальной винт с беговыми дорожками для шариков, подвергнутый индукционной закалке и последующей шлифовке, и специальным образом подогнанная гайка с циркулирующими внутри шариками. При вращении винта гайки катятся по беговым дорожкам, передавая усилие на корпус гайки. Такая передача отличается высокой точностью, высокими КПД (80, 90% и более) и ресурсом. ШВП чаще используется в станках с ЧПУ, так как его использование позволяет использовать двигатели меньшей мощности(не требуются столь существенные усилия страгивания, как в случае с передачей винт-гайка). ШВП поставляется как законченная пара, не требует подгонки гайки и зачастую не требует обработки концов для установки в опоры - это делает производитель, т.е. ШВП зачастую соответствует принципу plug and play, тогда как в случае использования трапецеидальных винтов гайки и винты зачастую изготавливаются в разных местах, и могут потребовать тщательной подгонки, без которой могут возникнуть зазоры, люфты, повышенное трение, износ и т.п. ШВП хуже переносит опилки,пыль и отсутствие смазки, чем передача винт-гайка, при попадании инородного тела даже очень малого размера передача может подклинивать, т.к. соседние шарики в канале вращаются в противоположном направлении. Часто требуется дополнительная защита винта с помощью гофроматериалов. ШВП, также как и трапецеидальный винт, имеют ограничения по длине - слишком длинный винт провисает под собственным весом и при вращении винта(скорость вращения винта с шагом 5 мм в портальных станках достигает 10-15 об/сек и выше) ведет себя как скакалка, от чего станок вибрирует, а узлы, фиксирующие винт, испытывают ударные нагрузки, их ресурс быстро снижается, в посадочных местах появляются зазоры, что в свою очередь усиливает вибрацию станка и снижает качество производимых изделий. Опыт показывает, что отношение диаметра ШВП к его длине не должно быть менее числа 0.022, а также не рекомендуется превышать длину винта в 2000 мм. Для устранения эффекта "скакалки" применяются конструкции с неподвижным винтом и вращающейся гайкой, но такие узлы, как правило, существенно дороже и сложней в изготовлении, а также требуют места, что не всегда возможно реализовать на компактных порталах. Если Вы планируете иногда отключать двигатели приводов и работать на станке в ручном режиме, то лучше не использовать ШВП - передача без самоторможения может доставить Вам уйму хлопот. О разновидностях ШВП и их особенностях смотрите основную статью.
Зубчатая передача
Зубчатые передачи , применяемые в станках с ЧПУ, бывают 2 видов 
Как выбрать передачу для станка с ЧПУ
Для того, чтобы выбрать передачу для ЧПУ станка
, выбор должен базироваться на тех характеристиках, которые для Вашего станка наиболее критичны. Передачи винт-гайка применяются там, где нет высоких требований по точности и скорости перемещений, если от передачи требуется самоторможение, а также в случае жестких ограничений по бюджету. ШВП обладает наибольшим спектром применения, вы можете купить ШВП с нужным Вам классом точности, шагом, возможностью создания преднатяга и без неё. Единственный случай, когда ШВП не может быть использовано - если от передачи требуется самоторможение, однако если речь о торможении передачи в целях безопасности (удержание шпиндельной бабки), то вопрос решается использованием электромагнитного тормоза на двигателе, противовесом и т.п. Рейка и ремень применяются в станках с большим рабочим полем - от 1.5 квадратных метров и больше - прежде всего для достижения большой скорости раскроя и холостых перемещений. На станках таких размеров не ставится цель достигнуть точности в десятки микрон, 0.2-0.3 мм в большинстве случаев более чем достаточно, поэтому растяжимость ремня и точность реечной передачи не являются препятствием для их применения.
Итого, если у вас большой раскроечный станок - вам стоит выбрать зубчатую рейку или ременную передачу. Если у вас настольный фрезерно-гравировальный станок для учебных или хоббийных целей, Вам подойдет передача винт-гайка. Если вы строите станок среднего формата для бизнеса, на производство, оптимальным выбором будет ШВП. После выбора типа, вам следует определиться с конкретными параметрами передачи.
(с) 2012 сайт
Копирование разрешено с указанием прямой ссылки на источник
Выбор оборудования для организации производства – это непростая задача, требующая специальных инженерных знаний и профессиональной подготовки. Каждый вид оборудования подбирается, исходя из конкретных нужд и задач производства. При грамотной организации производства составляется технологическая карта операций, где расписано:
- Какие необходимо выполнить операции
- Какова последовательность выполнения операций
- Какова периодичность выполнения повторяющихся операций
- Сколько времени необходимо на выполнение каждой из операций
- Какие материалы и какое оборудование необходимо для выполнения операций.
Развитие производства ставило разные задачи по обработке заготовок, потому конструкции фрезерных станков также менялись и развивались, что привело к огромному количеству типов и моделей данного вида оборудования. Фрезерные станки бывают горизонтальными, вертикальными, консольными и бесконсольными, продольными, универсальными и т. п. Название станка, как правило, отображает расположение шпиндельной оси или способ фрезерования деталей.
На фрезерных станках можно использовать различные типы фрез в зависимости от поставленной производственной задачи. Существует несколько типов фрез:
- шпоночные,
- фасонные,
- цилиндрические,
- концевые,
- торцевые,
- дисковые.
Фрезы имеют одну или несколько режущих поверхностей. Каждый тип предназначен для выполнения конкретной операции. Шпоночные фрезы, например, выбирают паз под шпонку, цилиндрические - обрабатывают плоскости, отрезные - прорезают канавки и пазы и т. д.
Критерии выбора фрезерного станка с ЧПУ
При выборе типа станка необходимо определить те задачи, которые способен выполнить приобретаемый станок. Критериями при выборе фрезерного станка с ЧПУ могут быть следующие:
- Способы управления станком
- Характеристики шпинделя
- Комплектация станка
Высота портала и размеры рабочей зоны
Важным критерием при выборе фрезерного станка является высота портала и размер рабочей зоны. Малогабаритные изделия можно обрабатывать на малогабаритном станке, а для обработки крупногабаритных заготовок необходим полноразмерный станок. Рабочая площадь станка в любом случае должна быть больше габаритов заготовки для того, чтобы была возможность заготовку закрепить струбцинами. Если станок имеет вакуумный стол, то необходимость в закреплении заготовки отпадает, размеры рабочей зоны станка могут быть одинаковыми с размерами заготовки.
Высота портала зависит от толщины заготовки и от необходимости устанавливать поворотную ось. Высота измеряется от рабочего стола до цанги. Так если высота портала 100 мм, а фреза из цанги выступает на 30 мм, то толщина заготовки не может быть больше 70 мм. Чем больше высота портала и диапазон движения шпинделя, тем лучше, т.к. со временем небольшая высота портала может стать непреодолимым препятствием в использовании станка.
Способы управления станком
Фрезерные станки могут управляться различными способами:
- С помощью персонального компьютера, когда станок подключается к компьютеру при помощи специальной платы. При этом на компьютер устанавливается управляющие программы, в которых задаются частота вращения шпинделя и скорость подачи заготовки. Такой способ управления идеален для индивидуального производства, так как управлять станком и создавать управляющие программы можно, пользуясь одним ПК.
- С помощью DSP контроллера – небольшого пульта, управляющего станком. Такое управление удобно для серийного производства большого ассортимента стандартных деталей. Управляющие программы вводятся в контроллер с флэш-носителя. Это удобно при серийном производстве тем, что управляющие программы не меняются так долго, пока есть спрос на серию выпускаемых деталей.
- С помощью специальных систем управления станком, позволяющих управлять сменой инструмента в автоматическом режиме, программно корректировать длину инструмента, обеспечивать обратную связь с серводвигателями и многое другое.
