Портальний фрезерний верстат ЧПУ: види, застосування, конструкція

Портальний фрезерний ЧПУ верстат – це високотехнологічне обладнання, призначене для виконання таких завдань, як свердління, рельєфне і площинне фрезерування, гравірування. Для цього необхідно створити креслення в спеціальному редакторі, завантажити його в керуючий модуль верстата, після чого машина сама виконає всі необхідні дії. Фрезерними ЧПУ верстатами можна обробляти дерево, метал, пластик, камінь і деякі інші матеріали.

Зміст

  • 1 Гідності ЧПУ верстатів
  • 2 Різновиди та сфера застосування
    • 2.1 Портальні ЧПУ верстати промислового типу
    • 2.2 ЧПУ верстати для малих підприємств
    • 2.3 Багатоосьові верстати з ЧПУ
    • 2.4 Саморобне обладнання
  • 3 Конструкційні особливості

Переваги верстатів ЧПУ

Портальні верстати з ЧПУ здатні швидко виконувати високоточні фрезерні роботи, при цьому вони не вимагають участі більшої кількості робочої сили. Один оператор може обслуговувати одночасно кілька машин. Його завдання, зазвичай, полягає в закріпленні (зняття) заготовки і запуску керуючої програми.

Використання на виробництві фрезерного портального верстата з ЧПУ дозволяє значно скоротити час, що витрачається на цикл виготовлення продукту, в порівнянні з тим же процесом на звичайному обладнанні, що вимагає залучення кваліфікованого персоналу.

Придбання фрезерного верстата з числовим програмним управлінням обійдеться підприємству дешевше, ніж закупівля кількох звичайних верстатів.

Швидкість виготовлення продукції та її якість будуть вище. З’явиться можливість виробляти широкий асортимент виробів і економити на зарплаті кваліфікованого персоналу, що дозволить в стислі терміни окупити кошти, витрачені на обладнання.

Різновиди та сфера застосування

Фрезерні портальні ЧПУ верстати відрізняються по функціоналу і сфери використання. Деякі пристрої призначені для виконання широкого спектру завдань. Наприклад, на гравірувально-фрезерних портальних верстатах можна виготовляти вироби з різного роду матеріалів: від твердих сплавів до пінопласту. Це може бути 2D або 3D обробка, різною мірою точності і деталізації. У той же час фрезерними верстатами можуть оброблятися виключно друковані плати.

Портальний фрезерний верстат ЧПУ: види, застосування, конструкція

Портальні ЧПУ верстати промислового типу

Це найбільш дороге і часто великогабаритне устаткування, що в значній мірі компенсується надійністю і функціоналом. Експлуатація в промислових умовах висуває ряд вимог до станків ЧПУ. Безперебійна робота на відмову протягом тривалого терміну, в умовах високих навантажень, точність, можливість обробки великих деталей. До того ж такі пристрої комплектуються всією можливою оснащенням, такий як вакуумні столи, системи водяного охолодження шпинделя і зміни інструменту. Управління промислового ЧПУ обладнання реалізовано у вигляді окремих консолей, на яких встановлено просунуте.

ЧПУ верстати для малих підприємств

Це наступний за промисловим вид портальних верстатів з числовим програмним управлінням, що не завжди означає їх меншу функціональність або продуктивність щодо своїх старших побратимів. Вони зроблені по тим же принципам і часто з таких же комплектуючих.

Відмінності можуть бути в першу чергу в розмірах і оснащенні. Комплектація включає в себе найнеобхідніше, ні про які карусельних системах зміни різального інструменту мови бути не може, якщо, звичайно, пристрій не було придбано для завдань, що вимагають наявність подібної функції. Управління роботою пристрою найчастіше здійснюється за допомогою комп’ютера через LTP-порт або за допомогою адаптерів, підключених до USB або LAN.

Середні ЧПУ фрезера популярні в малому бізнесі, серед індивідуальних підприємців і в приватному використанні. Їх використовують для фрезерування деревини і МДФ в столярній або меблевому виробництві, виготовленні пам’ятників (гравірування по каменю), рекламної продукції, печаток. Купівля великих дорогих ЧПУ агрегатів для подібних потреб не виправдана і принесе скоріше збитки, ніж прибуток.

Багатоосьові верстати з ЧПУ

Для ЧПУ фрезера обов’язково наявність як мінімум трьох осей: дві для позиціонування на площині і одну для переміщення шпинделя з ріжучим інструментом у вертикальному напрямку. Подібний функціонал верстата дозволяє обробляти деталь в так званому 2,5 D форматі. Це передбачає рельєфну опрацювання площині, без фрезерування внутрішніх ділянок деталі.

На портальному фрезерному верстаті четверта вісь – це зазвичай токарний патрон, кріпиться до поверхні робочого столу. У нього затискують заготовку, і обробка відбувається за допомогою обертання деталі і руху шпинделя уздовж неї. Цей спосіб часто застосовують у виготовленні балясини для сходів. Однак вважати токарний патрон четвертою віссю помилково, тому що в більшості випадків він підключається до контролера, який до цього керував однією з площинних осей (найчастіше X). Обертання патрона імітує переміщення по цій осі.


Портальний фрезерний верстат ЧПУ: види, застосування, конструкція

Фрезерна обробка повноцінних 3D об’єктів можлива, якщо ЧПУ має 5 осей. Такі пристрої застосовують для виготовлення макетів, декоративних моделей, скульптур.

Існують ЧПУ фрезера з декількома (2 і більше) шпинделями. Подібні рішення допомагають прискорити виробництво однакових деталей.

Саморобне обладнання

Проект і креслення для таких пристроїв роблять самостійно. Конструкцію, як правило, намагаються робити максимально простою схемою. У виготовленні використовують підручні засоби (наприклад, крокові двигуни з DVD плеєрів). Частина вузлів можна виготовити на замовлення, щось купити в мережі.

Портальний фрезерний верстат ЧПУ: види, застосування, конструкція

Конструкційні особливості

Портальна конструкція ЧПУ верстатів передбачає наявність п-образного порталу. Його переміщення вздовж робочої площини, забезпечує обробку деталі по осі Y. По осі Х деталь обробляється за допомогою переміщення шпинделя вздовж балки порталу.

Верстати з ЧПУ складаються з наступних елементів:

  • Станина. Знаходиться під порталом, на ній розташований робочий стіл, а також напрямні, по яких рухається п-подібна конструкція.
  • Портал. Переміщається над станиною. На ньому розміщені робочі вузли і механізми ЧПУ верстата;
  • Крокові двигуни (серводвигуни). Приводять у рух механізми, що забезпечують переміщення обробного інструменту по заданої осі;
  • Напрямні. Зазвичай рейкового або трубного типу. Забезпечують точне прямолінійне переміщення рухомих вузлів верстата в заданому напрямку;
  • Механізми переміщення. Бувають двох видів: шарово-гвинтова пара або комплект рейка-шестерня. Обертання крокових двигунів за допомогою цих механізмів перетворюється в рух вузлів верстата.
  • Шпиндель агрегату. Забезпечує обертання ріжучого інструменту.
  • Керуюча система. Для повноцінного числового програмного керування верстатом, необхідна окрема стійка, зі спеціально розробленим. Бюджетні машини можуть управлятися з звичайного ПК.

Портальний фрезерний верстат ЧПУ: види, застосування, конструкція