Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ – конструкция и основные особенности

Широко представленные на современном рынке малогабаритные фрезерные станки с ЧПУ, отличающиеся компактностью и высокой функциональностью, пользуются особой популярностью у компаний, которые производят различную продукцию мелкими сериями. Удобно использовать такие станки и для оснащения домашней мастерской, если в ней часто приходится выполнять обработку заготовок из металла, а также других материалов.

Малогабаритный фрезерный станок с ЧПУ — компактность и функциональность

Сфера использования

сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ

Настольные станки оснащаются полноценной системой числового программного управления. Они применяются в качестве обучающего оборудования в университетах и колледжах, работают в лабораториях, научных центрах, станциях техобслуживания, небольших ремонтных мастерских.

Станок с ЧПУ выполняет следующие операции:

• сверления;
• зенкерования;
• фрезерования;
• обозначения отверстий;
• раскроя;
• гравировки.

Кроме стандартной программы управления фрезерный станок работает с графическими и дизайнерскими программами, простыми в использовании. Как правило, навыки работы с ЧПУ появляются уже в конце первого дня использования. К компьютеру оборудование подсоединяется через порт USB.

Оборудование вертикальной подачи изготавливает 2D и 3D детали из мягких металлов, древесины различной плотности, полимеров, фанеры, пробкового дерева, линолеума, текстолита, акрила, полистирола, оргстекла, капролона, ДСП, МДФ.

На малогабаритном фрезерном оборудовании в условиях собственного балкона можно создавать:

• бижутерию;
• аксессуары;
• полезные мелочи для дома;
• печатные платы;
• номерки;
• выполнять гравировки;
• модели 3D для термоформовки;
• маркировать изделия.

Весь процесс изготовления полностью контролируется электроникой. Поэтому работать на таком оборудовании может человек, не имеющий навыков токаря.

Особенности и преимущества оборудования

В качестве значимых преимуществ таких устройств стоит отметить не только их компактный размер, который позволяет с высокой эффективностью использовать их даже в условиях ограниченной рабочей площади, но и доступную стоимость, особенно если сравнивать ее с ценой на фрезерные станки обычных размеров.

Функциональность, которой отличается такое оборудование, дает возможность эффективно применять его для выполнения различных видов обработки металла: фрезерования, сверления, расточки, гравировки и др. Система ЧПУ, отвечающая за выполнение всех технологических операций на подобном станке, позволяет осуществлять обработку деталей сложной конфигурации и делать это с высокой точностью и производительностью.

Современные производители, выпускающие фрезерные станки, оснащенные системами ЧПУ, предлагают большое разнообразие модификаций подобных устройств, особое место среди которых занимает оборудование, предназначенное для выполнения гравировальных работ. С помощью таких станков, рабочим органом которых является гравировальная головка, можно не только наносить различные изображения, надписи и узоры на поверхность заготовок, выполненных из металла, а также других материалов, но и выполнять на них сложнейшую разметку.

Многие домашние умельцы, руководствуясь естественным желанием сэкономить на достаточно высокой стоимости серийных моделей малогабаритных станков с ЧПУ, собирают их своими руками и успешно используют для решения технологических задач различной степени сложности.

Любой фрезерный станок, в том числе и с системой ЧПУ, предназначен для обработки заготовок, выполненных из различных материалов, при помощи вращающегося режущего инструмента. Сама заготовка в процессе обработки не перемещается, она находится в неподвижном состоянии, а все команды на технологические перемещения инструмента задаются либо вручную, либо поступают от специальной электронной системы — ЧПУ. Кроме технологических операций, описываемых выше, такой станок позволяет выполнять расчет расстояния между отверстиями, которые необходимо выполнить в обрабатываемой заготовке.

Малогабаритный станок от производителя Wabeco

Благодаря высокой функциональности, точности и качеству обработки встретить станки фрезерной группы, оснащенные системой ЧПУ, можно практически на любом производственном предприятии. Преимущественно на крупных промышленных предприятиях используются типовые модели станков, которые по сравнению с малогабаритным фрезерным оборудованием способны решать более сложные задачи.

Между тем малогабаритные модели фрезерного оборудования с ЧПУ обладают целым рядом значимых преимуществ. Естественно, основным преимуществом таких устройств является их компактный размер и небольшой вес, благодаря которым их легко обслуживать и эксплуатировать. Все малогабаритные модели фрезерных станков с ЧПУ отличаются малошумностью в работе, что особенно важно для условий домашней эксплуатации. Кроме этого, такие мини станки потребляют незначительное количество электроэнергии, что делает их использование очень экономичным.

Большим плюсом подобных станков является то, что их подключают к стандартной электрической сети с напряжением 220 В. С полным основанием малогабаритные модели можно назвать мобильными, так как их легко перенести на другое место и оперативно настроить для работы, если в этом возникла необходимость. Несмотря на свои скромные габариты, такие станки обладают высокой функциональностью, что дает возможность успешно использовать их для решения даже сложных технологических задач. Ну и, конечно, говоря о достоинствах малогабаритного фрезерного оборудования с ЧПУ, нельзя не сказать о его доступной стоимости, особенно привлекательной, если сравнивать ее с уровнем цен на станки обычных размеров.

Устройство и комплектация

Компактный станок с ЧПУ работает на прецизионном шаговом электромоторе мощностью не менее 600 Вт. Скорость вращения шпинделя до 24 тыс. оборотов в минуту, мощность от 1,5 кВт. Рабочий орган передвигается в трехмерном пространстве.

Рабочая поверхность изготавливается из легких алюминиевых сплавов, иногда покрывается защитным полимерным слоем. Максимальный размер рабочей поверхности 90х60х15 см. Небольшие струбцины крепко удерживают материал на рабочей плоскости за счет предусмотренных пазов.

Станина станка может быть литой или сборной. При выборе следует отдать предпочтение литой, она более надежна, жестко удерживает механизмы, не расшатается со временем. Тяжелая литая станина обеспечивает устойчивость и исключает вибрацию, а это важно при изготовлении мелких деталей.

Конструкция компактного настольного станка с ЧПУ основана на шарико-винтовых передачах, удобных и маневренных для работ с мелкими изделиями.

Настольное оборудование комплектуется датчиком толщины материала, позволяющего не тратить лишнее время для измерений и работать с высокой точностью. Опция особенно важна при гравировочных работах с мелкими деталями коническим гравером.

Модуль ЧПУ, как правило, располагается в наружном коробе. Такое размещение предохраняет его от вибрации и загрязнения, облегчает ремонт и обслуживание.

В электрическую схему входит фильтр электропитания, модуль питания, плата интерфейса, модули контроля шаговыми электромоторами, инвертор, вентилятор, шпиндель, концевые датчики, тумблер аварийной остановки, световой индикатор работы.

В комплектацию мини-станка с ЧПУ включены:

• рабочий стол из легкосплавного профиля с протекторным полимерным слоем, пазами и струбцинами для фиксации на столешнице материала;
• сенсорная система определения толщины сырья;
• цанги;
• набор фрез;
• программное обеспечение;
• инструкция по использованию;
• паспорт.

Как выбрать качественный фрезерный станок для домашней мастерской

Профессионалы рекомендуют оценивать их по параметрам, оказывающим существенное влияние на удобство их эксплуатации, обслуживания и многовариантность решаемых задач.

В первую очередь, это типы комплектующих, являющихся базовыми для станка. Затем оцениваются:

• доступные размеры обрабатываемых заготовок;
• Конструктивные особенности и качество сборки (ручная сборка и фрезеровка хуже автоматической в данном случае);
• Вид и тип установленного двигателя. В отличии от шаговых, серводвигатели обеспечивают повышенное качество изготавливаемой продукции.
• Программное обеспечение. Обязательно необходимо уточнить, какое обеспечение загружено в блок ЧПУ, имеет ли оно совместимость с популярными программами.

Основными преимуществами мини-станков является простота эксплуатации, обслуживания, запуска. Практически все они работают от штатной однофазной сети 220/240 В.

На рынке представлено много модульных моделей для домашнего использования. это позволяет человеку самостоятельно подобрать оптимальную для него комплектацию, не переплачивая за возможности, которые им использоваться не будут.

Пример. При использовании данного оборудования для деревообработки достаточно выбрать модель в исполнении.

Рассматриваемое оборудование позволяет производить широкий ассортимент продукции:

• художественно обработанные накладки;
• фасады;
• логотипы;
• объёмные буквы;
• иную рекламную или сувенирную продукцию.

Особенности

настольный гравировально-фрезерный станок

Главное предназначение маленьких фрезерных станков это обработка металлов посредством фрезы. При этом материал закрепляется в неподвижном положении, двигается только фреза. Ею руководит компьютер через электронный модуль.

Шпиндель у настольных фрезерных станков оснащен бесступенчатым контроллером скорости движения.

Используются фрезы различных конструкций: цилиндрические, торцевые и дисковые.

При выборе компактного фрезерного оборудования следует обратить внимание на:

• заземление электронной части и наличия модуля бесперебойного энергоснабжения. Если станок не оборудован электромагнитной наводкой, модуль автоматики можно установить подальше от компьютера;
• количество инструментов, которые можно применять;
• размещение оси шпинделя;
• виды крепежа рабочего органа;
• виды работ, выполняемые станком;
• уровень автоматизации, стандарт программирования и особенности используемой программы;
• возможность управления вручную.

Принцип работы фрезерных станков

Практически все фрезерные станки работают по одинаковому принципу. Отличия могут быть только в их функциональных возможностях.

Основные элементы фрезерного станка

Основными конструктивными элементами таких станков являются: несущая станина, рабочий стол, прижимные элементы, цанга и цанговый патрон, в котором закрепляется рабочий инструмент, портал с закрепленным на нем шпинделем, который имеет возможность перемещаться, приводной электродвигатель.

Рабочим инструментом любого фрезерного станка является фреза, конструкция и размеры которой зависят от того, какой конфигурации деталь подлежит обработке. Рабочий инструмент закрепляется в цанговом патроне при помощи хвостовика, а вращение ему передается от приводного электродвигателя через систему передач. Основным назначением фрезы является снятие лишнего слоя металла с заготовки, в чем, собственно, и заключается суть обработки на таком станке.

Шпиндель станка размещается на подвижном портале, перемещениями которого управляют специальные контроллеры, если речь идет об оборудовании с ЧПУ. Электронная система такого оборудования включает в себя контроллеры ЧПУ (числовое программное управление), вспомогательные элементы системы и соединительные детали. Принцип работы моделей станков с ЧПУ заключается в следующем: специальная программа считывает чертежи детали, которую необходимо получить в результате обработки, формирует электронные команды, которые передаются на рабочий орган станка.

Отдельного внимания заслуживают широкоуниверсальные станки, которые представляют собой гибрид моделей горизонтального и вертикального типа. В их конструкции также имеется цанга, цанговый патрон и зажимы, но коробка передач таких станков передает все движения от одного электродвигателя. Их отличительной особенностью является наличие ручного режима, с помощью которого можно контролировать работу ходового блока.

Пример кинематической схемы (консольно-фрезерный станок)

Дополнительные элементы имеют в своей конструкции пятикоординатный фрезерный станок по металлу и гравировальное оборудование. Такое оборудование оснащено дополнительными зажимными элементами, которые позволяют установить на нем гравировщик. Инструмент такого оборудования вращается за счет карданного вала, которым он напрямую соединен с электродвигателем.

Самыми простыми по своей конструкции являются ручные фрезерные станки по металлу. Такое оборудование обладает невысокой мощностью, а его конструкция состоит из цанги с цанговым патроном, ротора, головки привода и электродвигателя. Естественно, функциональные возможности такого станка тоже ограничены: с его помощью можно выполнять только самые простые фрезерные операции.

Ресурс работы, которым обладает станок фрезерной группы ручного типа, также невысок и составляет не более 10 000 часов. Наиболее слабыми узлами в таком оборудовании, которые первыми выходят из строя, являются цанга и цанговый патрон, прижимы, приставка и шпиндель. Но его невысокую надежность и долговечность вполне компенсирует низкая стоимость. Приобретать его есть смысл в том случае, если пользоваться им вы планируете нерегулярно.

Преимущества

Настольные фрезерные станки с ЧПУ это оптимальное оборудование для изготовления единичных изделий или мелких партий.

• они удобны и просты в использовании;
• обеспечивают высокое качество работ;
• занимают мало места;
• подключаются к стандартной электросети 220 В.
• немного весят, легко перемещать;
• работают тихо;
• экономичны, так как потребляют мало электроэнергии;
• простота устройства обеспечивает длительную работу без перебоев;
• приемлемая цена.

Работа профессионального малогабаритного станка в видеоролике:

Обзор и сравнение моделей

LCV 30A

LCV 380D

PCV 400