Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками

Використання високочастотного трикоординатного фрезерного обладнання зайняло нішу в промисловості. Практично всі галузі, в яких необхідно виробництво високоякісних деталей, використовують такі установки. З їх допомогою виконуються фрезерні, растачивающие, а також свердлильні операції.

Зміст

  • 1 Застосування
  • 2 Основні характеристики
  • 3 Як вибрати центр з ЧПУ
  • 4 Переваги даного виду верстатів
  • 5 Вирішуються виробничі завдання
  • 6 Створення устаткування своїми руками
    • 6.1 Перший етап
    • 6.2 Другий етап
    • 6.3 Третій етап
    • 6.4 Четвертий етап
    • 6.5 П’ятий етап
    • 6.6 Шостий етап

Застосування

ЧПУ використовується для автоматизації виробничого процесу. Сукупність верстатів, обладнаних ЧПУ, здійснюють інтерполяцію рухів інструментів згідно з керуючою програмою. CNC передувало NC. Попередня модель дозволяла використовувати лише жорстко сформульовані схеми керування верстатами при обробці. Формування програми здійснювалося за допомогою перемикачів і штекерів. Види зберігання таких програм вичерпали себе у наш час, так як зовнішніми накопичувачами виступали перфокарти, магнітні стрічки.

Системи CNC здійснюються на базі мікропроцесорів, які володіють оперативною пам’яттю і операційною системою. Окремими мікроконтролерами здійснюється керування приводами. Програма, призначена для таких верстатів, може завантажуватися з різних видів зовнішніх носіїв. Автоматизація процесу дозволяє підвищити точність обробки, що в свою чергу зменшить кількість бракованої продукції.

Основні характеристики

Даний вид обладнання має схожу конструкцію з установками, які не мають програмного забезпечення. Класифікація відбувається за наступним рядом характеристик:

  • Одноинструментные або багатоінструментні.
  • Розташування шпинделя. Воно може бути вертикальним або горизонтальним.
  • Яким способом подаються інструменти: вручну або автоматично.
  • Число переміщень фрезерної бабки або столу.
  • Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками

    По компоновці розрізняють види установок:

  • Широкоуниверсальные. Крім виступає в якості базової, горизонтального шпинделя, є ще й додаткова голівка, оснащена шпинделем. Стіл здатний переміщатися як вертикально, так і горизонтально (створюючи прямий кут з віссю шпинделя). Здатні працювати з усіма видами металів. Можливо здійснювати роботу шпинделя і приставний головки роздільно в один момент часу. В окремих моделях наявність консолі не передбачено. В такому разі на вертикальних напрямних розташовується каретка, що має горизонтальні станини для санчат, оснащених пазами і вертикальною поверхнею. На таку конструкцію встановлюють додатковий пристрій.
  • Вертикально-фрезерні, мають хрестової стіл. Такі фрезерні верстати, шпиндель яких розташовується вертикально, у виняткових випадках, може повертатися. Поверхня столу пересувається вертикально або горизонтально осі шпинделя. Призначені для проведення обробки металу з використанням різних типів фрез. Таке обладнання не виключає проведення ремонтних робіт. Знайшли своє застосування в роботі з пазами, зубчастими контурами, рамками і кутами з видів кольорових металів, чавуну і, звичайно ж, стали. Зважаючи на те, що стіл рухається по напрямних, ці верстати мають велику жорсткість, що дозволяє отримати порівняльну точність. Шпиндель для ЧПУ виконує ще й функцію регулювання швидкості, його можна пересувати по напрямку осі.
    Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками
  • Поздовжньо-фрезерні. Шпиндель знаходиться в горизонтальному положенні і не переміщається. Стіл здатний змінювати своє положення або паралельно, чи перпендикулярно осі нерухомого шпинделя, здійснюючи рух у горизонтальній або вертикальній площині. В основному застосовується при обробці малогабаритних деталей. Завдяки своїй конструкції здатні працювати з плоскими, гвинтовими і фасонними, мають пази і кути поверхнями. Можливе застосування широкого асортименту фрез. Обробка при гвинтовому русі та розподілі здійсненна з допоміжними пристосуваннями.
  • Консольно-фрезерні. Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ має стіл, здатний здійснювати повороти під необхідними кутами.
  • Таке верстатне обладнання характеризується високошвидкісним різанням, надійністю і точністю координації інструментів, що досягаються за рахунок використання високоякісних комплектуючих від провідних світових виробників: Siemens, Timken, Star, Mitsubishi, Fagor та інших.

    Як вибрати центр з ЧПУ

    При купівлі центру з числовим програмним управлінням слід керуватися такими технічними характеристиками, як:

    • назва ЧПУ;
    • можливість переміщення столу по координатній осі, указується в міліметрах;
    • потужність в кіловатах;
    • розміри робочої зони, указується в міліметрах;
    • тип напрямних осей (кочення або ковзання);
    • швидкість переміщення осей, вказується в метрах за хвилину;
    • ширина діапазону повороту поверхні столу, вказується в градусах;
    • максимально можливе навантаження на поверхню столу, вказується в кілограмах;
    • максимальні діаметри свердління, кінцевий і торцевої фрези, вказуються в міліметрах;
    • тип, а також ємність инструментного магазину;
    • робочий хід, діапазон оборотів, здійснюваних шпинделем, та відстань до неї, вказуються в міліметрах і обертах за хвилину, відповідно;
    • розміри верстатного обладнання, вказуються в міліметрах.

    Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками

    Переваги даного виду верстатів

    Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ працює при стандартній напрузі, не вимагаючи підведення окремої високовольтної лінії. Якісні комплектуючі, неординарні інженерні рішення і передові технології дозволяють виготовляти верстати, що мають високу точність і надійність. Зручність експлуатації і низька вартість техобслуговування, теж входять у коло інтересів власників. Те, що фрезерна частина здатна пересуватися в трьох осьових напрямках, дозволяє працювати з нестандартними заготовками і друкованими платами.

    До переваг можна віднести:

    • надійність;
    • високий рівень продуктивності, в порівнянні з керованими вручну;
    • зниження потреби у великій кількості кваліфікованих кадрів;
    • значне зменшення тривалості переходу до виготовлення нових типів діячів;
    • простота і практичність технологічного оснащення;
    • зменшення тривалості виробничого циклу;
    • тривалу експлуатацію;
    • стабільні технічні характеристики.

    Вирішуються виробничі завдання

    Враховуючи факт того, що області застосування трехкоординатных центрів вельми різноманітні, завдання, які вони виконують, варіюються. Вони можуть використовуватися для виготовлення кліше та штампів, створювати форми для художньої продукції, виробляти поодинокі деталі при виготовленні меблів. З їх допомогою можна випускати унікальні сувеніри і обробляти складні поверхні.

    Створення устаткування своїми руками

    Мініатюрний варіант верстата, має програмне управління можна зробити власноруч. Як ЧПУ буде використаний комп’ютер. Всі необхідні деталі легко придбати в магазині. Створена техніка дозволить власнику наносити гравіювання на площину або друковану плату, фрезерувати і вирізати дерев’яні, пінопласти, пластикові та інші, зроблені з м’якого матеріалу, фігури. Розіб’ємо процес відтворення верстата на етапи.

    Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками

    Перший етап

    Створювати трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ потрібно з виготовлення рами. Це плоска поверхня, якій належить стати основою, що має U-подібної форми коліно. Вона буде служити опорою для осі Z. Як матеріал може виступити стандартна труба, наприклад, товщиною близько двох з половиною сантиметрів. Паля, для закріплення осі, може розташовуватися по центру або в іншій частині коліна. Головним її критерієм є міцність. Переконавшись в правильному розташуванні стиків, доречно використовувати герметик, для додання конструкції додаткової міцності.

    Другий етап

    Установка алюмінієвих направляючих, мають U-образні виїмки. При використанні параметрів труби з першого етапу, краще скористатися направляючими, що мають ширину виїмки 19 міліметрів. Під напрямними розташовуються шайби, там, де вони контактують з віссю. Між напрямними розміщується кроковий двигун. Він з’єднується з держателем завдяки шпильці, що кріпиться до валу своєї чвертю довжини. При цьому використовується термоусадка. Таким чином готується базис під рухому вісь у вигляді платформи.

    Третій етап

    Підготовка основи конструкції. Матеріалом платформи може послужити пластик, метал або ж оргскло. Потрібний за розмірами прямокутник кріпиться до рами, що має U-подібну виїмку. За допомогою стяжний гайки підшипник необхідно прикріпити до шматочку алюмінію. Завдяки підшипнику платформа буде кріпитися до X-направляючої. Стяжна гайка потрібна для забезпечення руху двигуна по платформі. Напрямні, як і стяжна гайка підлягають змащуванню. Тепер площину X вважається завершеною.

    Четвертий етап

    Створення платформи Y виробляється аналогічно попередньої. Напрямні розміщуються на раніше створеної платформі, перпендикулярно її напрямних. Як і раніше встановлюється двигун і підшипник.

    Трьохкоординатний фрезерний верстат з ЧПУ: застосування, створення своїми руками

    П’ятий етап

    За аналогією здійснюється монтаж площині Z. На цей раз додасться ще один профіль U-образної виїмкою. На даній осі розміщення стяжний гайки змінюється. На платформі потрібно розташувати чотири стійки для закріплення двигуна. Щоб платформа, здійснюючи вертикальні рухи, не зіскочила, на всіх кінцях, направляючих закріплюють підшипники.

    Шостий етап

    Закріпивши на платформі Z-площині двигун, вона встановлюється в раму. Тепер процес створення трикоординатної моделі практично завершено. Залишається лише підключити наявні двигуни до контролера, встановити на комп’ютері програму і запустити її.