Фрезерно-гравірувальний верстат з ЧПУ володіє певними перевагами перед аналогічними обробними механізмами. Числове програмне керування дозволяє добитися високої точності обробки деталі.
Це особливо важливо в тому випадку, коли заготовка має складну конфігурацію і на верстаті з ручним керуванням досягти такої ж якості дуже важко. Ціна фрезерно-гравірувального верстата визначається технічними характеристиками, призначенням та брендом, під яким він зроблений. Практика останніх років показує, що верстат з ЧПУ можна зібрати своїми руками, і він буде відповідати заявленим вимогам.
Сфера використання Фрезерно-гравірувальні прилади з ЧПУ по металу застосовуються в різних сферах діяльності. Перші зразки цього обладнання стали застосовувати у машинобудівній галузі. Металорізальні верстати об'єднувалися в спеціалізовані технологічні лінії.
Таке об'єднання дозволяло автоматизувати процес виробництва конкретної деталі. Можливості числового програмного керування дозволили знизити кількість бракованих виробів практично до нуля. У зв'язку з бурхливим розвитком малого бізнесу виробництво споживчих товарів отримало пріоритет. І ця обставина поміняло ситуацію на ринку.
Фрезерно-гравірувальні верстати з ЧПУ користується попитом на підприємствах, які займаються дрібносерійним і індивідуальним виробництвом. Цей факт пояснюється наступними характерними особливостями даного обладнання: • широким набором функцій; • простотою обслуговування;
• високою якістю обробки матеріалів; • високою продуктивністю; • високою надійністю.
Даний тип обладнання успішно застосовується у виробництві меблів, ювелірній та сувенірній продукції. Гравірування на поверхні скла, металу, пластику, слонової кістки та інших матеріалів користується стійким попитом у споживачів.
Конструкція фрезерного верстата Сьогодні на ринку металообробного обладнання можна вибрати фрезерний верстат з ЧПУ для гравіювання написів або розкрою матеріалів з листового металу. Ціна такого верстата буде визначатися конструкцією і набором функцій.
Конструктивно верстати поділяються на такі типи: • настільні з механічним притиском заготовки; • автоматичні з пневматичним притиском заготовки; • автоматичні з пневмоприжимом і 3-шпиндельної головкою.
Настільний верстат при наявності навичок і комплектуючих елементів можна зібрати своїми руками. У машинобудівній галузі використовуються горизонтальні та вертикальні фрезерні верстати з ЧПУ. Для того щоб відтворити подібні конструкції своїми руками в умовах слюсарній майстерні, буде потрібно обзавестися додатковим устаткуванням. При такої потреби переважніше придбати фрезерний верстат потрібного типу і вирішувати поставлені виробничі завдання. Інша справа, коли для роботи потрібно мініатюрний фрезерно-гравірувальний верстат, за допомогою якого буде виконуватися гравірування по алюмінію та інших матеріалів.
Як зібрати верстат? Перш ніж приступати до роботи по збірці фрезерно-гравірувальні верстати з ЧПУ своїми руками, потрібно чітко уявляти, для яких робіт він буде використовуватися. Від цього залежить вибір конструкційних матеріалів, електричних елементів і електронної системи управління. Якщо верстат буде використовуватися в меблевому виробництві для обробки деталей з деревини - це один варіант. Коли фрезерної обробки будуть піддаватися елементи з металу, то вимоги до жорсткості конструкції будуть значно вище. Відповідно і ціна на складові вузли й агрегати виросте.
Після чіткої постановки завдання треба вибрати конструкцію верстата і виготовити креслення.
Вибір конструкції В даний час фрезерно-гравірувальні верстати з ЧПУ при виготовленні своїми руками компонуються за двома наступними схемами: • з рухомим столом; • з рухомим порталом.
У першому варіанті оброблювана деталь фіксується на столі, який переміщається по одній з координат. Переміщення ріжучого інструменту по другій координаті забезпечує головка верстата, закріплена на нерухомому порталі. Як позитивних особливостей такого рішення вважаються простота компонування і жорсткість всієї конструкції. До недоліків можна віднести великі габарити верстата і обмеження оброблюваних заготовок за вагою. Масивні деталі на такому верстаті не обробляються.
Фрезерно-гравірувальний механізм з ЧПУ, що має рухливий портал, володіє більш жорсткою конструкцією і меншими габаритами. Цей параметр важливий для майстерень, розташованих в тісних приміщеннях. На відео показано, що на такому верстаті можна обробляти деталі великої довжини. На жорстко закріпленому столі можна надійно фіксувати заготовки великої ваги. Направляючі елементи, по яких переміщається портал, повинні мати відповідну жорсткість. Цю конструкцію цілком під силу зібрати своїми руками. При цьому треба мати на увазі, що комплектуючі вироби будуть потрібні більш якісні і ціна їх буде, відповідно, вище середніх ринкових.
Механічна складова верстата Якщо подивитися на фрезерно-гравірувальний верстат з ЧПУ неупередженим поглядом, то ніяких складних елементів в його конструкції немає. Для переміщення головки з ріжучим інструментом використовується металевий профіль у формі рейки або у вигляді кола. Для верстата, який збирається своїми руками, циліндричні направляючі використовуються частіше. На них і ціна нижча, і працювати з ними зручніше. При цьому вони володіють достатньою жорсткістю при виконанні гравіювання по алюмінію чи бронзі. Переміщення головки з фрезою по напрямних виробляється з використанням пластикових втулок або лінійних підшипників.
При використанні втулок головка ковзає по направляючої деталі. З теорії опору матеріалів відомо, що тертя ковзання вимагає додаткових зусиль при переміщенні. Ціна втулок значно нижче, ніж вартість підшипників. У той же час вони зношуються швидше. У результаті чого з'являється наднормативний люфт, і точність обробки деталей помітно знижується. Для фрезерно-гравірувального механізму з ЧПУ, який збирається своїми руками, має сенс застосувати підшипники. Коефіцієнт тертя у них значно нижче, ніж у втулок, і це дозволяє використовувати крокові двигуни меншої потужності.
Важливим елементом у приводному механізмі фрезерно-гравірувального приладу з ЧПУ є ходовий гвинт. Він призначений для того, щоб перетворювати обертальний рух крокового двигуна в поступальне переміщення головки з інструментом або столу із закріпленою деталлю. Ціна ходового гвинта визначається особливістю переміщення гайки. Вона може ковзати або котитися. Збираючи установку своїми руками, на цьому етапі потрібно зважити всі сильні і слабкі параметри конкретного гвинта. Тут важливо узгодити число оборотів крокового двигуна з величиною переміщення інструменту. На відео показаний гравірувальний верстат, який «малює» найдрібніші елементи заданої фігури.
Вибір електронних компонентів При конструюванні фрезерно-гравірувального механізму з ЧПУ доводиться приймати рішення тільки після попередніх розрахунків. Кроковий двигун вибирається після того, як вся конструкція вже в загальних рисах скомпонована. Відомий крок різьби ходового гвинта. Чим ширше цей крок, тим потужніше повинні бути двигуни. Відповідно, і ціна більш потужного двигуна буде вище.
Крокові двигуни мають особливістю виконувати точне позиціонування без сигналу зворотного зв'язку. Управління кроковими двигунами виконується з використанням контролера або мікропроцесора. Управління обертанням крокових двигунів на фрезерно-гравірувальних механізмах з ЧПУ виконується за допомогою спеціальних контролерів. Виробництво таких контролерів налагоджено в Китаї. На сьогоднішній день вони мають мінімальну вартість у порівнянні з іншими аналогами.
Для стабільної роботи контролера потрібен спеціальний блок живлення. Налаштування системи управління виконують після остаточного складання верстата. Обробку тестової деталі потрібно виконати з мінімальним навантаженням на всі вузли та агрегати.
Деякі тонкощі і нюанси На відео представлена робота саморобного фрезерно-гравірувальні верстати з ЧПУ. При збірці конструкції необхідно звернути особливу увагу на вибір шпинделя для кріплення різального інструменту. При гравірування написів по металу використовується бормашина. Якщо має обробка корпусних деталі, то для цього потрібно повноцінна фреза.
І кріпити її потрібно в надійному патроні. Переналадка верстата з однієї програми на іншу вимагає часу і відповідного оснащення. Коли виконується фрезерування деталей з алюмінієвих сплавів, потрібно використовувати мастильно-охолоджуючу рідину.
