Устройство и комплектация фрезеров с ЧПУ

Принцип работы фрезеров с ЧПУ основан на системе позиционирования по координатам трех осей: X, Y, Z. Все передвижения каретки с резаком производятся под руководством ЧПУ по осям. Как правило, система реализуется таким образом:

• Y-ось — вдоль плоскости рабочего стола;
• X-ось — поперек плоскости рабочего стола;
• Z-ось — в вертикальной плоскости.

Система позиционирования по каждой оси состоит из:

• электромотора;
• системы приводов;
• опорно-направляющих устройств.

От свойств опор и направляющих зависит точность позиционирования и качество конечной продукции. Направляющие должны быть выполнены из высоколегированной стали и могут быть с прямоугольным или круглым сечением.

Устанавливаются направляющие следующим образом:

• по Х-оси для движения портала с двух концов стола;
• по Y-оси на портале для передвижения каретки с фрезой;
• по Z-оси на каретке для передвижения самой фрезы.

Кроме перечисленных деталей в конструкции присутствуют:

• суппортное устройство;
• валовый механизм;
• рабочий стол;
• станина;
• набор режущих инструментов (ножи, фрезы);
• струбцины для крепления деталей.

Резаки прикрепляются на вал с помощью конусного или цангового патрона, идущего в комплектацию.

Электродвигатель передает движение суппортам, балкам (порталам) и шпинделям посредством зубчатой или винтовой передачи. Шпиндель оснащается воздушным или водяным охлаждением.

Для осуществления прямолинейного фрезерования дополнительно используют линейное направляющее устройство, снабженное прижимными механизмами.

Тип электродвигателя

На фрезерных станках с ЧПУ по дереву устанавливаются электромоторы:

• шагового типа;
• с обратной связью (серводвигатели).

Тип электромотора зависит от планируемых задач и мощности станка.

Шаговый электромотор трансформирует импульсы электросигналов в механическое движение ротора с остановкой в нужном положении. Такой тип электродвигателя обеспечивает точный контроль над скоростью и позиционирование без использования контроллера обратной связи. Он очень прост в обслуживании и обходится сравнительно недорого. При этом скорость двигателя не превышает 1000 оборотов в минуту, а при максимальных нагрузках существует вероятность потери шага.

Серводвигатели в отличие от шаговых не крутятся постоянно, а получив сигнал, совершают движение и останавливаются до следующего сигнала. Сервоприводы обладают механизмом обратной связи, который позволяет исправлять ошибки. Это означает, что если надавить на привод, он будет сопротивляться, пытаясь вернуться в нужную точку.

Серводвигатели вращаются быстрее, они мощнее и точнее. Но значительно удорожают стоимость фрезера. Обслуживание их требует специальных навыков, поэтому доверяется квалифицированным кадрам. Управлять серводвигателями также сложнее.

Фрезер с сервоприводом необходим для высокоскоростной обработки материалов (чаще раскроя листов) или при изготовлении матриц высокой точности.

Дополнительные приспособления

По специальному заказу фрезер с ЧПУ комплектуется дополнительными устройствами, расширяющими функционал:

• четвертая поворотная ось: позволяет изготавливать детали сферической, конической или цилиндрической формы, украшенные резьбой. Например, колонны, столбики, балясины, ножки для мебели сложной формы;

• вакуумная столешница: необходима при частом выкраивании листов ДСП, МДФ, фанеры на элементы сложной формы. Стол с вакуумной помпой плотно удерживает вырезанные заготовки без использования механики.