Фрезерно-гравірувальний верстат з ЧПУ — класифікація, виготовлення своїми руками

Серед різноманіття універсального обладнання фрезерної групи фрезерно-гравірувальний верстат з ЧПУ виділяється цілу низку переваг. Особливо актуальне використання такого пристрою в тих ситуаціях, коли необхідно виконати високоточну обробку деталей, що відрізняються складною конфігурацією. До слова сказати, домогтися таких результатів обробки, використовуючи верстати з ручним керуванням, досить складно.

Компактний фрезерно-гравірувальний верстат

Ціна на обладнання даної категорії визначається такими параметрами, як функціональність, технічні характеристики, торгова марка, під якою випущений верстат. Щоб серйозно заощадити на придбанні такого функціонального пристрою, можна виготовити його своїми руками, що вже реалізували багато домашні умільці.

Область застосування верстатів

Фрезерно-гравірувальний верстат, оснащений системою ЧПУ, можна зустріти на підприємствах багатьох галузей промисловості. Така висока популярність пояснюється не тільки технічними можливостями і функціональністю даного обладнання, але ще і тим, що його використання зводить практично до нуля шлюб при обробці заготовок.

Спочатку обладнання даного типу стали застосовувати машинобудівні підприємства. На таких підприємствах з металообробних верстатів формувалися виробничі лінії, на яких здійснювалася обробка однотипних деталей. Саме таким шляхом йшла автоматизація процесу виробництва.

Активне зростання попиту на споживчі товари різного призначення призвів до того, що на ринку стали з’являтися численні виробничі підприємства, що працюють в сфері малого бізнесу. Такі підприємства або індивідуальні підприємці, як правило, виробляють свою продукцію дрібними серіями або в одиничних екземплярах, а саме для таких умов виробництва оптимально підходять фрезерно-гравірувальні верстати, оснащені системою ЧПУ.

Доцільність застосування верстатів фрезерно-гравіювання групи в умовах дрібносерійного і одиничного виробництва пояснюється наступними перевагами даних пристроїв:

  • винятковою функціональністю;
  • зручністю і простотою обслуговування;
  • високою якістю обробки;
  • високим рівнем продуктивності;
  • надійністю.

Завдяки таким характеристикам фрезерно-гравірувальні верстати успішно застосовуються в різних сферах діяльності. З їх допомогою виробляють меблі та ювелірні вироби, сувенірну і рекламну продукцію, а також вироби будь-якого іншого призначення. За допомогою таких верстатів можна виконувати складну гравіювання на поверхні металу, скла, деревини, каменю, пластику і слонової кістки, що не могло залишитися поза увагою сучасних виробників.

Більша модель фрезерно-гравірувального верстата в порівнянні з варіантом на першому фото

Окрему категорію складають лазерні гравірувальні верстати, робочим інструментом яких є промінь лазера. Використовуючи такий інструмент, можна виконувати написи і малюнки навіть на таких матеріалах, як тканини, штучна і натуральна шкіра, картон, шпон, різні види пластику, гума та ін.

Як влаштований фрезерний верстат

На сучасному ринку представлена ??велика різноманітність оснащених ЧПУ верстатів, за допомогою яких можна виконувати написи, малюнки та візерунки на поверхні виробів, виготовлених з різних матеріалів, а також здійснювати розкрій листового металу. Вартість такого обладнання залежить від ряду факторів: конструктивних особливостей верстата, його функціональних можливостей та торгової марки.

Виділяють три типи таких верстатів:

  • настільні верстати, фіксація заготовки на яких здійснюється механічним способом;
  • автоматичні верстати, здатні фіксувати заготовку за рахунок пневматичних притисків;
  • автоматичні верстати з пневматичною фіксацією заготовки, на яких встановлена ??трехшпіндельная головка.

На підприємствах машинобудівної галузі використовуються фрезерно-гравірувальні апарати з ЧПУ, у яких робоча головка може бути розташована в різних площинах — це горизонтально і вертикально-фрезерні верстати. Виготовити такі складні верстати самостійно можливо, але для цього вам буде потрібно додаткове обладнання і комплектуючі.

Для вирішення серйозних виробничих завдань по обробці металу бажано придбати серійне пристрій. У тому ж випадку, якщо вам потрібно невеликий настільний верстат фрезерно-гравірувального типу, за допомогою якого ви плануєте виконувати роботи по алюмінію і інших м’яких матеріалів, є сенс самостійно виготовити таке обладнання.

Збірка верстата своїми руками

До планування робіт з виготовлення фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ слід підходити дуже відповідально. Перш за все, необхідно визначити, для вирішення яких завдань вам необхідно таке обладнання. Від відповіді на це питання буде залежати вибір конструктивних елементів для вашого верстата, його електричної та електронної складових. Відповідно, впливати такий вибір буде і на кінцеву вартість вашого майбутнього настільного обладнання.

Схема каркаса і розташування двигунів в портальному фрезерному верстаті з ЧПУ

Верстат, який використовується для обробки деревини і металу, відрізняється не тільки своїми конструктивними наповненням, а й ступенем жорсткості, що, природно, безпосередньо впливає на вибір комплектуючих для його виготовлення. Визначившись з призначенням, можна вибрати варіант конструктивного виконання і приступити до підготовки креслень.

Конструктивне виконання обладнання

Настільний верстат фрезерно-гравірувального типу, оснащений системою ЧПУ, може бути зібраний з двох конструктивних схем:

  • верстат з рухомим робочим столом;
  • верстат, рухомий частиною якого є портал.

Приклад зробленого своїми руками фрезерного верстата з ЧПУ

У першому випадку робочий стіл фрезерно-гравірувального верстата із закріпленою на ньому заготовкою здійснює переміщення по горизонтальних напрямних. За вертикальної осі переміщується робоча головка пристрої, закріплена на нерухомому порталі.

Верстати такого типу відрізняються простотою і високою жорсткістю своєї конструкції, але мають і ряд істотних недоліків (необхідність в досить великий вільної площі навколо обладнання; неможливість обробки заготовок, що володіють великою вагою і значними габаритами).

Подібних недоліків позбавлений верстат з рухомим порталом. Такий пристрій можна з успіхом використовувати навіть в невеликих майстерень. На що володіють високою жорсткістю і нерухомих робочих столах верстатів цього типу можна розміщувати навіть дуже важкі заготовки. Високою жорсткістю також відрізняються елементи рухомого порталу такого пристрою і напрямні, по яких він здійснює свої переміщення.

При виготовленні своїми руками фрезерно-гравірувального верстата з рухомим порталом слід дуже відповідально підходити до вибору комплектуючих для нього: вони повинні володіти винятковою якістю і надійністю.

Розбираємося в механічної частини верстата

Найважливішим елементом фрезерно-гравірувального верстата з рухомим порталом є робоча головка з ріжучим інструментом, яка переміщається по спеціальних напрямних, які мають форму рейки або круглий перетин. Для саморобного пристрою переважно вибираються напрямні круглого перетину, які мають досить високою жорсткістю. Використовуючи напрямні такого типу, можна зібрати настільний верстат для нанесення гравіювання на вироби з алюмінію, міді та їх сплавів.

Переміщення робочої головки фрезерно-гравірувального верстата по напрямних може здійснюватися за рахунок пластикових втулок або підшипників лінійного типу. Важливий момент: втулки при переміщенні робочої головки НЕ перекочуються, а ковзають по напрямних, що вимагає додаткових витрат потужності з боку приводу. Невисока вартість таких втулок не є великою перевагою, так як міняти їх доводиться значно частіше, ніж підшипники. Крім того, в процесі зносу пластикових втулок в вузлі переміщення робочої головки утворюється сильний люфт, який значно зменшує точність виконання обробки.

Компактний саморобний верстат з корпусом з оргскла

Саме з цих причин навіть для настільних верстатів з ЧПУ краще використовувати підшипники. Важливою перевагою застосування підшипників є і те, що вони дозволяють оснащувати обладнання кроковими двигунами меншої потужності, тим самим ви економите на електроенергії і на вартості таких комплектуючих.

Мабуть, найважливішим елементом приводного механізму фрезерно-гравірувального верстата, в тому числі і оснащеного ЧПУ, є ходовий гвинт, що перетворює крутний момент крокових двигунів в поступальне переміщення робочої головки з інструментом або в рух рухомого стола. Гайка, яка переміщається по такому гвинта, може ковзати або котитися по ньому. Збираючи власноруч такий верстат, треба враховувати цей нюанс і вибрати варіант, який буде оптимальним саме для вас.

Крім того, вибираючи ходовий гвинт і гайку для настільного верстата, важливо звертати увагу на те, як залежить величина переміщення робочої головки від числа обертів крокової двигуна. Даний параметр визначає, наскільки дрібні деталі гравіювання ви зможете виконувати за допомогою свого обладнання.

Електронна частина фрезерно-гравірувального верстата

Працездатність і ефективність вашого саморобного фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ буде залежати від того, наскільки правильно ви виконали всі попередні розрахунки і на їх основі підібрали відповідні комплектуючі.

Вибір крокового двигуна для верстата слід робити тільки після того, як вся конструкція зібрана і вам вже відомий крок різьблення ходового гвинта. Чим більше буде цей параметр, тим потужніший і, відповідно, більш дорогий кроковий двигун вам буде потрібно.

Що дуже важливо, для точного позиціонування положення вала крокового двигуна немає необхідності в датчику зворотного зв’язку, воно відбувається відповідно до вхідного сигналу. Такий сигнал на кроковий двигун надходить від контролера або мікропроцесора, що є невід’ємним елементом системи ЧПУ.

Саморобка з корпусом з дерева

Для оснащення фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ можна використовувати контролери, випущені китайськими виробниками. При досить високій надійності стоять такі контролери дуже недорого. Для забезпечення роботи контролера вам необхідно буде подбати про блок живлення для нього.

Після остаточного складання фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ необхідно налаштувати його електронну систему управління і виконати обробку тестової заготовки. Таку обробку слід виконувати з мінімальним навантаженням на всі вузли і механізми обладнання.

Рекомендації по роботі з фрезерно-гравірувальні верстатом

Важливим моментом при комплектації і експлуатації фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ, зробленого своїми руками, є вибір робочого органу. Так, для нанесення написів, малюнків і візерунків на вироби з металу використовують звичайну бормашину. Якщо ви збираєтеся обробляти на своєму саморобному верстаті деталі з деревних матеріалів, то в якості інструменту слід використовувати фрезу, яка надійно закріплюється в патроні.

Верстат, оснащений системою ЧПУ, виконує тільки ті робочі команди, які закладені в його керуючої програмою. Щоб переналаштувати такий пристрій на виконання інших технологічних операцій, необхідно не тільки час, але і спеціальне обладнання.

Робочі органи фрезерно-гравірувального верстата з ЧПУ, на якому виконується обробка деталей з алюмінію і його сплавів, зазнають значного нагрівання. Саме тому виконувати обробку таких деталей слід тільки з використанням змащувально-охолоджуючих рідин.

Ссылка на основную публикацию