Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ: полный обзор

Представляем вам полный обзор фрезерно-гравировальных станков ЧПУ, из которого вы узнаете об особенностях и возможностях этого оборудования, сможете понять, как правильно выбрать и купить фрезерно-гравировальный станок, ознакомитесь с их техническими характеристиками, а также нюансами настроек, обслуживания и эксплуатации

Ведь обработка заготовок из металла, пластика, дерева, камня и других материалов на таком станке является наиболее современным и эффективным способом. Вы получите оборудование «три в одном», потому что фрезерно-гравировальный станок умеет резать, фрезеровать и гравировать. И это не все его достоинства.

• точность обработки до 0,01 мм
• режет материалы большой толщины
• кромка резки цвет не меняет
• низкая стоимость фрезеровки и резки
• высокая конкурентоспособность
• надежность и долговечность
• высокая скорость резки
• объемная фрезеровка 3D, 4D
• большой выбор материалов
• высокая производительность
• автоматизация процессов
• режущие инструменты разной конфигурации

Фрезерно-гравировальный станок ЧПУ – весьма сложный механизм, наделенный огромным количеством функциональных возможностей. Поэтому в первую очередь при выборе станка надо определить потребности и финансовые возможности вашего бизнеса, объемы производства и какие задачи будет выполнять оборудование. У небольшой ювелирной фирмы, крупной мебельной фабрики и машиностроительного завода-гиганта все эти показатели будут существенно отличаться.

Важные характеристики фрезерно-гравировального станка:

• площадь и конструкция рабочего стола
• мощность и скорость вращения шпинделя
• двигатели перемещения портала
• система аспирации
• система смазки и охлаждения
• материал и жесткость станины

Материалы и область применения

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ замечательны еще и тем, что они практически всеядны. Какой материал им не подай – управятся с легкостью, да еще и добавки попросят. Особенное предпочтение отдают любым типам древесины, пластику, металлам и сплавам. Также режут, фрезеруют и гравируют следующие материалы:

• акрил,
• оргстекло,
• композитные панели,
• камень,
• ПВХ,
• фанера,
• поликарбонат,
• пенопласт,
• мягкие металлы,
• и многие другие.

Очень важно знать, какие материалы и каким способом вы будете обрабатывать на фрезерно-гравировальном станке. От этого зависит выбор инструментов и дополнительных приспособлений. Например, чтобы сделать гравировку 4D или фрезеровку цилиндрической заготовки, потребуется установить поворотное устройство, без которого сложно представить деревообрабатывающее производство.

Шахматные фигуры, балясины, резные ножки, колонны, декоративные элементы с резной гравировкой – лишь небольшой перечень изделий. Вращение передается заготовке от двигателей станка, к которым напрямую подключается поворотное устройство. Скорость и точность обработки при этом остаются на высоком уровне.

Отдельно остановимся на деревообрабатывающей и мебельной промышленности, в которых фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ играют первую скрипку. После обработки на них детали в местах соединений стыкуются между собой миллиметр к миллиметру, что обеспечивает высочайшее качество продукции.

• мебельные фасады из МДФ и массива,
• корпусная мебель,
• стеновой брус,
• объемные декоративные элементы и резьба,
• двери и окна,
• реечный плинтус,
• багетные рамы.

Фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ открывает огромные возможности и для рекламно-сувенирного бизнеса. Вы сможете удовлетворить пожелания даже самых взыскательных клиентов.

• POS-материалы,
• плоские и объемные буквы,
• рельефные изображения сложной формы,
• офисные таблички, тейбл-тенты,
• логотипы и прочая символика,
• рекламные конструкции и элементы.

Картина будет неполной, если не упомянуть о применении фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ в обработке металлических поверхностей. Это актуально практически для всех отраслей промышленности и строительства: станкостроение, авиационная промышленность, машиностроение и так далее. Невозможно собрать двигатель, автомобиль или самолет без деталей, изготовленных на фрезерных станках.

Фрезерный станок для обработки камня

Фрезерный станок обеспечивает высокую производительность, а также быструю окупаемость фрезерного агрегата.Фрезерная обработка станком различным материалов имеет целый ряд преимуществ:

• точность фрезерной обработки станками достигает 0,01 мм;
• фрезерный станок способен эффективно работать с материалами большой толщины, включая обработку камня;
• кромка резки станком получается очень аккуратной и не меняет цвет обрабатываемой детали;
• низкая стоимость фрезерных работ;
• высокая конкурентоспособность, которую имеет гравировально-фрезерный станок;
• надежность и долговечность фрезерного оборудования;
• высокая скорость фрезерной резки;
• объемная фрезеровка 3D, 4D, которую производит фрезерный станок;
• большой выбор материалов обработки от камня до пластика;
• высокая производительность, которой отличаются фрезерные станки;
• автоматизация процессов работы на станках;
• возможность использования фрез, сверл разной конфигурации, обеспечивающие качественную фрезерную работу.

На сегодняшний день предлагается большой выбор фрезерного оборудования. Для наиболее правильного выбора лучше обратиться за консультацией к специалистам через интернет. На сайте фирмы ООО «Лазеркат» можно подробно ознакомиться с каталогами, содержащими исчерпывающую информацию об оборудовании.

Кроме того, опытные специалисты с инженерным образованием помогут сделать правильный выбор. При этом наши менеджеры осуществляют индивидуальный подход, стараясь точно определить индивидуальные потребности клиента и конкретные задачи, которые будет выполнять фрезерный станок.

Небольшая домашняя индивидуальная мастерская, производственный цех, ювелирное производство, выпуск сувениров и гранитных памятников потребуют разное оборудование с разными производственными возможностями. Соответственно, желательно выбрать такие станки, которые могли бы производить большой ассортимент продукции по низкой цене.

Копировально-фрезерный станок для памятников

Большое значение для сувенирной продукции имеет фрезерная обработка камня. Работы по камню имеют большое значение для создания памятников. Станок по камню отлично решает задачи нанесения изображений и надписей на крупные памятники. С помощью такого оборудования для обработки камня можно решать сложные задачи за маленькую цену:

• станок по камню легко выполняет гравировку в полный рост;
• специальному станку по камню с ЧПУ под силу выполнение живописного пейзажа, нанесение станком сложного многомерного изображения, оформление и раскраска поверхности камня витиеватыми красивыми узорами.

Купить фрезерный станок по камню

Купить фрезерные станки по камню по выгодной цене лучше всего через интернет. На сайте компании Lasercut предлагается широкий выбор фрезерного оборудования по обработке камня: копировально-фрезерные станки по камню, фрезерный станок по камню с ЧПУ, гравировально-фрезерные станки по камню.

Наши специалисты высокой квалификации помогут сделать правильный выбор в соответствии с конкретными нуждами производства и личными предпочтениями клиентов. Все оборудование на сайте сертифицировано, изготовлено качественно в заводских условиях в Китае или странах Европы.

Предубеждение о том, что Китай производит фрезерное оборудование заведомо более низкого качества, не соответствует действительности. Разница в стоимости обусловлена особенностями производства и позволяет значительно сэкономить.

Управление

Основным режимом для работы фрезерно-гравировального станка с ЧПУ является режим автоматического управления, который не требует контроля со стороны оператора, экономит время и повышает эффективность производственного процесса.

Компьютер, который находится внутри станка, программа обработки и программируемый контроллер руководят всеми технологическими циклами. Это и есть ЧПУ – числовое программное управление.

Перед началом работы оператору достаточно заложить в станок алгоритм программы, задать необходимые параметры, установить на рабочий стол заготовку, выбрать подходящий инструмент, нажать кнопку пуска... И все, можно переходить к другим станкам.

Потому что один человек – опытный профессионал с отличной инженерной подготовкой - может одновременно обслуживать несколько фрезерно-гравировальных станков, которые работают практически автономно. Если нужно обработать разные детали, то просто меняется программа.

Что дает использование ЧПУ

• возможность более полно загружать оборудование
• прецизионность, стабильность, бесперебойность
• высокая производительность и универсальность
• сокращение влияния человеческого фактора
• снижение расходов на обслуживание станков
• возможность обработать детали со сложной пространственной формой

В стандартной комплектации вместе с оборудованием поставляется лицензионное программное обеспечение, без которого нельзя обойтись как без переводчика на встрече иностранных делегаций. Программное обеспечение любые графические файлы с векторными изображениями переводит в понятные для станка G-code – это условное обозначение языка программирования оборудования с ЧПУ.

Некоторые модели станков и обрабатывающих центров изначально оборудованы стойками ЧПУ, обеспечивающими доступ ко всем функциональным возможностям агрегата. В других случаях управление осуществляется с помощью компьютера, который подключается через USB-порт либо специальную плату.

Для тандема «станок – компьютер» необходима программная оболочка. Чаще всего для этого используется система управления NS Studio – обычное Windows-приложение с понятным интерфейсом PCI. Она не только совместима со всеми типами трехосевых фрезерно-гравировальных станков, но и разгружает процессор компьютера, что снижает требования к его мощности.

Вместо компьютера можно использовать популярный DSP-контроллер – пульт дистанционного управления. Если сравнить систему управления NS Studio с обычным стационарным телефоном, то DSP-контроллер – это как гарнитура к нему.

• Встроенная память сохраняет задачи
• Работает со стандартными G-code
• Низкая стоимость
• Простое и удобное управление
• Можно запускать задания с USB-карты
• Ускоряет и оптимизирует процесс
• Удобно использовать на рабочем поле от 1200х1200

Размер имеет значение

Огромное значение для эффективной обработки материалов на фрезерно-гравировальном станке имеют линейные размеры рабочего стола и площадь рабочей поверхности. При выборе оборудования необходимо учитывать максимальный размер заготовок, не забывая при этом и о перспективах развития производства – вдруг завтра у вас появятся наполеоновские планы.

Большая площадь рабочего стола имеет ряд преимуществ:

• Обработка деталей разных габаритов
• Раскрой широкоформатных заготовок
• Одновременная обработка нескольких однотипных заготовок
• Уменьшение издержек производства

Вакуум или струбцины

Любая заготовка требует фиксации на рабочем поле. Для этого есть два варианта, используемые либо по отдельности, либо комбинированно.

Механическое крепление	Вакуумный прижим
Крепление жесткого материала	Листовые, тонкие и хрупкие материалы с плоской поверхностью
Встроенные в станок Т-образные пазы с крепежными болтами	Рабочая поверхность стола разделена на вакуумные зоны, что позволяет крепить заготовки разных размеров
Глубина опускания рабочего стола	Не каждый станок им оборудован, надо покупать дополнительно
Фреза сломается, если во время работы попадет на струбцину	Обеспечивает надежную фиксацию, простой монтаж и демонтаж
Детали небольшого формата могут вылететь со стола	Удобство и высокая производительность
Дополнительное время на закрепление заготовки	Невозможно использовать системы охлаждения типа «Масляный туман» и СОЖ

Для обработки небольших заготовок обычно выбирают модели станков с подвижным рабочим столом и статичным шпинделем. А фрезерно-гравировальные станки с перемещающимся относительно поверхности порталом покажут высокую производительность при обработке больших площадей. Кроме того, горизонтальное и вертикальное движение шпинделя по трем осям при условии установки поворотного механизма дает возможность обработки 4D. Высота портала в этом случае не может быть менее 180 мм.

Технология Nesting – комплексная обработка.

Чтобы минимизировать отходы МДФ, ДСП и прочие, повысить КПД форматного раскроя, выполнить одновременно максимальное количество операций на одном станке и сократить расходы на организацию технологического процесса, существует замечательный способ автоматизации с помощью технологии Nesting.

Особенно актуален он для мебельного производства. Позволяет, например, эффективно выполнить прямолинейные и криволинейные раскрои цельной плиты, получить заготовки сложной формы, обработать кромки деталей и просверлить отверстия для фурнитуры. А затем собрать готовое изделие.

Двигатели прогресса

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ обычно оснащают двумя типами двигателей: шаговыми – электромеханическими устройствами, которые вращаются шагами и управляются импульсами. И серводвигателями с системой датчиков обратной связи и блоком управления. Их можно использовать в одной станочной системе как по отдельности, так и вместе.

Каждый занимается своими функциями, и они совершенно не конкурируют друг с другом. Рассмотрим некоторые их отличия, преимущества и недостатки. Выбор же двигателя зависит от конкретных задач производства.

Серводвигатель

Плюсы	Минусы	Особенности
прецизионные изменения положения и скорости движения	высокая стоимость	сложный электронный блок управления обеспечивает программирование станка на обработку деталей
высокая мощность и лучшие динамические характеристики	вал ротора не фиксируется самостоятельно	для скоростного раскроя листового материала на фрезерных станках с мощным шпинделем
снижает влияние инерционности нагрузки	сложная конструкция
бесшумность и плавность работы	сложная схема управления и настройки
погрешность при обработке равно нулю
надежность и безотказность

Шаговый двигатель

Плюсы	Минусы	Особенности
низкая стоимость	ограничения по мощности и скорости	лучше всего показывает себя там, где не требуется высокая динамика
прецизионное позиционирование и повторяемость	пропускает шаги при превышении номинальной нагрузки	поворачивается строго на заданный угол и не нуждается в обратной связи
высокая надежность определяется сроком службы подшипников	явление резонанса	для обработки на недорогих фрезерных станках с ЧПУ - дерево, легкие металлы, пластики, МДФ, ДСП.
позиционирование без обратной связи	затруднена работа на высоких скоростях
высокий крутящий момент на низких скоростях
жестко фиксируется в заданном положении

Фрезы разные важны, фрезы разные нужны

Классификация фрез поражает своим многообразием. Как их только не делят: по обрабатываемому материалу, по способу крепления, по профилю зубьев и их расположению относительно оси фрезы, по конструктивным особенностям и так далее.

Рассмотрим один из важных параметров, который не только влияет на точность и производительность обработки, но также определяет вид фрезерования, материалы и их жесткость. Это число заходов (или число зубьев фрезы).

Количество заходов	Применение	Особенности
Однозаходные Двухзаходные Трехзаходные	режут пластики (акрил, ПВХ и другие) и мягкие металлы; используют для обдирочной и черновой обработки материала	одна режущая кромка; без труда отводят из зоны резания сливную стружку; большая ширина канавок; обрабатывают материал с высокой скоростью
Многозаходные (4 и более заходов)	плавная обработка хрупких, твердых и сверхтвердых материалов; только многозаходные фрезы используют для чистовой обработки всех заготовок из металла	большое число режущих кромок; повышают производительность и точность обработки; размер канавок очень маленький

Выбирая фрезы для фрезерно-гравировального станка с ЧПУ следует обратить внимание на:

• объем производства;
• точность обработки;
• геометрию поверхности;
• скорость резания и подачи;
• скорость вращения шпинделя;
• качество обработки (черновая или чистовая);
• вид обрабатываемого материала, его особенности;
• учесть особые условия (необходимость подачи СОЖ и т. д.).

Сердце фрезерно-гравировального станка

Хотите, чтобы ваш фрезерно-гравировальный помощник беззаветно и преданно служил вам долгие годы? Тогда к выбору шпинделя – крайне важной части технического организма – следует подойти максимально ответственно.

Подвижный портал перемещает шпиндель с фрезой, закрепленной в цанге, по трем осям координат. Таким образом, без всяких искажений от промежуточных посредников, через этот элемент от двигателя подается вращательное движение на фрезу, поэтому большинство станков просто не сможет без него работать.

Выбирая оборудование, особое внимание стоит обратить на ряд технических параметров.

Скорость вращения

Вы можете представить скорость вращения 24000 оборотов в минуту? А для фрезы, которая обрабатывает материал, это сущие пустяки. Конечно, не всегда нужна такая высокая скорость. Все зависит от материала: чем он тверже и плотнее, тем больше оборотов требуется.

Скорость вращения шпинделя (об/мин.)	Материал
4000 – 6 000	Полистирол, стекло, пластик
18 000	Дерево, сталь, камень
20000 – 24 000	Металлы и твердые материалы: камень, текстолит
10000 – 60 000	Высокоскоростная обработка дерева, цветных металлов, пластика и стали, композитных материалов, различных видов стали. Обработка мелких деталей инструментами небольшого диаметра, малая глубина резки.

Режим, в котором работает фрезерно-гравировальный станок, определяется максимальным количеством оборотов. Основные – это гравировка, фрезеровка и раскрой. Дополнительно, с помощью специализированных инструментов, можно проводить и другие операции, например, фрезеровку V-образным гравером.

Инвертор

Чтобы обеспечить оптимальный режим обработки и эффективно управлять электродвигателем переменного тока, используется специальное устройство – инвертор, он же частотный преобразователь. Его диапазон мощности и частоты должны совпадать с характеристиками шпинделя, иначе один из них сломается. При установке более мощной модели шпинделя инвертор также подлежит замене.

Преобразователь регулирует скорость вращения двигателя путем изменения частоты напряжения электроэнергии. Это способствует ее сбережению за счет равномерного распределения в зависимости от нагрузки на двигатель.

• Защищает двигатель от перегрева, от утечек и обрыва фаз, от перегрузок и перепадов напряжения
• Плавно запускает двигатель и меняет направление движения
• Продлевает срок службы электродвигателя
• Экономия времени и затрат на техобслуживание
• Один инвертор может управлять одновременно несколькими двигателями
• Обеспечивает надежную эксплуатацию оборудования
• Доступная система регулировки скорости вращения

Системы охлаждения шпинделя

Некоторые любят погорячее – это в кино. А вот шпиндель в суровых производственных условиях предпочитает прохладу и излишки тепла от работы электродвигателя устраняет с помощью водяной или воздушной системы охлаждения.

Большинство современных моделей фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ оснащены воздушным охлаждением. Оно популярно благодаря тому, что не требует дополнительных устройств – тепло прогоняется через воздухозаборники, расположенные на корпусе шпинделя. Такая автономность особенно актуальна для ограниченного пространства.

Хотя сильно утруждаться ему и не придется: он рассчитан на скоростной режим до 20000 об/мин и работу с податливыми материалами: воск, дерево, пластик, мягкие металлы.

К минусам относятся:

• повышенный уровень шума
• опасность перегрева при пониженных оборотах
• быстрое загрязнение фильтров

Система жидкостного охлаждения устроена сложнее. С помощью насоса антифриз, тосол или обычная вода подается на шпиндель. Охлаждает его и отправляется в бак, где остывает и снова по кругу – эффективный замкнутый цикл. Очевидно, что использовать воду дешевле и проще, но здесь есть подводные камни в виде коррозии. Чтобы не чистить охлаждающие каналы от ржавчины, рекомендуется применять тосол или его смесь с водой.

Недостатки:

• много дополнительного оборудования
• опасность коррозии при использовании обычной воды

Охлаждать и смазывать!

Во фрезерно-гравировальном станке охлаждение необходимо не только электродвигателю, но и режущему инструменту, который при обработке твердых материалов сильно нагревается. Для этого используется смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

• уменьшает температуру и трение в зоне обработки
• препятствует порче инструмента и оборудования
• повышает его стойкость и точность работы
• продлевает срок службы
• снижение энергозатрат
• повышает качество продукции

Классификаций этого универсального средства великое множество, поэтому ограничимся двумя самыми простыми: когда жидкость под давлением направляется на саму фрезу и «масляный слой» - масло распыляется в виде тумана. Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала, качества используемой воды и конкретных операций с заготовками.

Подробную консультацию по этому и другим вопросам вы всегда сможете получить в отделе техподдержки компании Lasercut.

Мощность

Для определения материалов, с которыми может работать фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ, и выбора инструментов необходимо знать мощность шпинделя. Она должна коррелировать с уровнем нагрузки на оборудование.

Мощность (Вт)	Скорость вращения (об/мин)	Применение
малая - до 1 500	до 60000	Для небольших фрезерно-гравировальных станков. Полимеры, стекло, фанера, ДСП, МДФ, ювелирные работы, печатные платы.
средняя – от 1500 до 4000	до 24000	Станки средних размеров портального типа. Мягкие металлические сплавы, текстолит. Обработка 3 D твердой древесины и акрила.
высокая – от 4000 и выше	до 18 000	Станки крупных размеров и обрабатывающие центры. Подходят для обработки твердых материалов, в том числе камня и стали.

При выборе мощности шпинделя обязательно следует учитывать и остальные характеристики станка. Это и жесткость станины, и твердость и толщина заготовки, и возможности фрезы. А также насколько высокие требования к точности обработки.

Большой выбор фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ в нашем Интернет-магазине