Гравировальный фрезерный станок по металлу с ЧПУ: как выбрать и собрать своими руками

Введение.

Я думаю, что в последнее время вы стали часто замечать уже надоевшую рекламу «Чехлов с уникальным дизайном и технологией нанесения». На самом деле вся уникальность заключается в наличие у начинающего бизнесмена гравировального станка и коммерческой жилки.

Гравёр (Гравировальный станок при.ред Darxton) обрабатывает заготовку уже по готовой модели , загруженной оператором в его ПО — это означает, что вам не придётся во время работы самому следить,что то подкручивать и подправлять . Полностью автоматизированная работа ЧПУ исключает человеческий фактор, что избавляет конечный продукт от большинства дефектов и брака. Т.е вы сможете дать волю своей фантазии и с помощью гравера нанести хоть портрет Мона Лизы на заготовку.

1. Степень автоматизации

Преимущество фрезерных станков с числовым программным управлением  – полная  возможность автоматизации производства. При полной автоматизации применяют практически «безлюдный режим работы» – это такая степень автоматизации, при которой станок, производственный участок, цех или завод могут работать автоматически в течение хотя бы одной смены без участия человека.

1 .2. Энергоёмкость

Прошло не так много времени, когда для организации изготовления  даже мелкосерийных и среднесерийных негабаритных изделий требовались большие корпуса цехов с большими эксплуатационными затратами на обслуживание и производство площадей. С объёмными и энергоёмкими  станками.

Так, например: для переналадки на новое изделие требовалось много времени, а это сказывается на высоких накладных расходах и очень дорогой стоимость единицы продукции.  В настоящее время многие предприятия работают по принципу — минимум затрат, максимум продукции высокого качества.

Взяв в пользования такой станок, можно решить множество проблем и получить массу выгод, а именно: уменьшение времени обработки детали, повышение качества работ, возможность работать без брака, а также возможность уменьшить количество работников на производстве.

3. Конкурентоспособность

В условиях высокой конкуренции бессмысленно предлагать потребителям и клиентам изделия невысокого качества. Это можно решить только системной работой над снижением себестоимости продукции – и это притом, что нельзя жертвовать качеством.

Для определения конкурентных преимуществ современных станков проводят сравнение технических характеристик. Так, к примеру, сравнить два гравировально-фрезерных станка модели «CNC-1418ST-S» и «CNC-3050AL-S».  Оба представителя предназначены для 2D/3D обработки дерева, пластика, текстолита, камня, цветных металлов, композитных и других материалов.

Даже если сравнивать по пяти составляющим, видно, что конкурентом для других представителей на рынке будет являться станок CNC-1418ST-S. Также можно сказать  и про другие станки, то есть, чем выше показатели и технические характеристики станка, тем больше он будет  конкурентоспособным.

1 Ударные (фрезерные) гравировальные станки.

Для изготовления резьбы на поверхностях из различных пород древесины, пластика и мягких видов металла используются фрезы граверы по дереву. Инструменты применяются для точного прорезания средних, боковых и наклонных частей рельефа, вырезания лепестков и подрезки линий на пересечениях.

Для эффективного результата гравировки и предотвращения быстрого выхода из строя расходного инструмента выбор фрезы должен основываться на совокупности следующих параметров:

• назначение оснастки;
  
• количество оборотов шпинделя;
  
• скорость подачи заготовки.
  

В линейке твердосплавных инструментов фреза гравер по металлу занимает особое место. Большое давление на острие требует от инструмента повышенной прочности, позволяющей выдерживать нагрузку при изготовлении рельефов на поверхностях из твёрдой стали или металлических сплавов.

Классификацию режущего инструмента для ЧПУ определяет форма режущей кромки, в зависимости от которой фрезы относят к категориям:

• Алмазные. Имеют режущую кромку из поликристаллического алмаза. Применяются для поверхностной обработки стекла, металла, натурального и искусственного камня.
• Сферические. Используются для максимально точной детализации при изготовлении трехмерного рельефа.
• Конические. Имеют плоское лезвие, заточенное под конус. Применяются для снятия фаски и обработки мелких деталей. Отличаются высокой износостойкостью.
  
• Прямые. Граверы отличает способность придавать особенную гладкость поверхности при обработке мелких элементов на 3D изделиях
  .
• Пирамидка. Фреза подходит для широкого спектра гравировки. Применяется для обработки материалов с высокой твёрдостью и отсутствием пластичности (алюминий, сталь, медь, гранит).

3d фрезеровка

В этом случае макет создаётся в специализированных программах — 3ds Max и Solidworks.

В отличие от 2d, при 3d фрезеровке инструмент, кроме движения по двум плоскостям, меняет ещё и высоту положения.  Также, при 3d обработке дерева чаще меняется рельеф, чем при 2d. 

В управляющей программе каждое такое изменение отмечается, как точка. Соответственно фреза переходит из одной точки в другую, при этом не только двигаясь влево-вправо, но и повышаясь и понижаясь. Так создаётся 3d модель. 

Размер макета для 3d фрезеровки составляет несколько мегабайт.

Структурно эти два вида фрезеровки ничем не различаются.  Есть отличия только в поведении станка, и они являются следствием особенностей чертежа в управляющей программе. 

2. Ступенчатое и бесступенчатое регулирование скорости

В станках с числовым программным управлением привод главного движение может иметь бесступенчатое и ступенчатое регулирование скорости.

         В ступенчатом применяют «АКС»- автоматические коробки скоростей, в комбинации многоскоростными и односкоростными нерегулируемыми  электродвигателями. «АКС» имеет автоматическое регулирование: скорости, пуск, реверс и торможение при помощи электромагнитных муфт.

         В бесступенчатом,  регулирование частот вращения происходит при помощи тиристорного двигателя постоянного тока. Они чаще всего используются в станках с числовым программным управлением. Преимущества: легкое управление и простота конструкций.

Автоматическая смена инструмента во фрезерном станке

Бывает так, что фрезеровку нужно делать в несколько этапов — сначала снять верхний слой толстой фрезой, а затем нанести тонкий рисунок, для чего большая фреза точно не годится.

В процессе резки больше не нужно менять фрезу вручную, потому что есть система автоматической смены инструмента, которая представляет из себя, так называемую, станцию, расположенную над шпинделем.

На ней закрепляется несколько необходимых для работы инструментов. А управляется она в программе, где задаётся, что и какой фрезой резать. Перед каждой сменой инструмента шпиндель возвращается к станции. 

Станки с размером рабочего поля от 1500х3000 мм обычно идут с автоматической сменой инструмента, они  используются на циклах обработки 5-15 мин для контурной резки.

Исключение — станок Wattsan M4 S 1325 с 4-мя фрезами. У него нет автосмены фрезы, зато есть сразу 4 шпинделя и функция измерения длины инструмента за одну операцию для каждого из них. То есть, каждый шпиндель со своим инструментом подъезжает к специальному датчику, где проходит калибровку, после чего инструменты работают на одной высоте.

Порядок и очерёдность работы каждого инструмента задаётся в управляющей программе.

Вакуумный стол

Он закрепляет заготовку на рабочем столе силой вакуумного насоса. К нему прилагается уплотнительный шнур, который позволяет отсекать части заготовки, не влезающие на рабочее поле станка. 

У вакуумного стола есть несколько недостатков:  

• Не получится закрепить небольшие заготовки;
• Он несовместим с системой охлаждения инструмента, системой удаления стружки;
• Для закрепления дерева, МДФ, ДСП потребуется насос мощностью от 5 Квт, вследствие чего будут большие затраты на  электроэнергию. 

Но для фрезеровки больших заготовок других материалов вакуумный стол будет оптимальным выбором.

Водяное

Оно осуществляется засчёт циркуляции воды. Для водяного охлаждения шпинделя можно использовать помпу или чиллер. 

Из плюсов такой системы охлаждения — отсутствие шума, возможность работы на минимальных оборотах и надёжное теплоотведение. 

Рассмотрим на примере гравировки магния, при которой совершается 12000-15000 об/мин. При этом для шпинделя до 3 Квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz. А если мощность шпинделя выше 3 Квт, то потребуется подключение 380 вольт.

Недостаток водяного охлаждения шпинделя состоит в сложности конструкции, так как требуется резервуар для охлаждающей жидкости. Кроме того, если это помпа, охлаждающие свойства воды будут зависеть от температуры воздуха в помещении. Зато помпы компактные.

Кроме того, шпинделю с водяным охлаждением свойственна слабая антикоррозионная стойкость внутренних деталей.

Высокоскоростные фрезерные чпу станки

Они предназначены для резки и раскроя металлов, дерева, двухслойного пластика, оргстекла, ПВХ, гипса. А кроме того, на них можно фрезеровать гранит и мрамор, что часто используется в ритуальном бизнесе для обработки плит и памятников.

Например, Wattsan M2S 1325. Он оснащён вакуумным столом, системой аспирации и подачи смазки, поворотным устройством и системой СОЖ. Он подойдёт, как для 3d фрезеровки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, алюминия и обработки плит из гранита и мрамора.

Гравировальные станки по камню и металлу

Гравировальные станки, предназначенные для работ по поверхности камня, могут быть механическими, лазерными или комбинированными.

Гравировальные станки по камню используют для обработки:

• сувениров;
• памятников;
• стел;
• декоративных и ландшафтных изделий.

Современные устройства, например, модель «Миртелс Комби», применяются для гравировки на камнях средней и малой твердости, то есть для мрамора, базальта, габбро-диабаза и ряд других. Стоимость станков зависит от производителя, функциональности и ценовой политики конкретных поставщиков.

Гравировальные станки по металлу используются для создания плоских и объемных изображений. Такое оборудование обычно оснащается несколькими видами несъемных головок.

Гравировальные станки данного вида имеют широкий диапазон настроек: это связано с различными характеристиками твердости разных видов металла. Для обработки крупных деталей рекомендуются станки с кареткой подвижного типа, а работа с небольшими заготовками может выполняться на оборудовании со сдвижным основанием.

Дерево

Резьба по дереву это исконно славянское искусство. Благодаря появлению станков с ЧПУ, можно наносить на поверхность заготовки орнаменты и рисунки автоматически. Достаточно задать требуемую программу обработки.

На качество реза влияет мощность трубки и правильно выставленный обдув сопла (по правильным настройкам и работе станка вы всегда можете проконсультироваться у наших менеджеров).

В качестве примера можно назвать модель лазерно-гравировального станка WATTSAN 6090, предназначенную для гравировки и резки дерева, акрила, МДФ, оргстекла, ДСП, композита, ПВХ, алюминия.

Станок используется:

• в легкой промышленности;
• при производстве сувениров;
• в мебельном производстве и деревообработке;
• для изготовления уличной рекламы;
• при производстве ритуальных изделий;
• в процессе отделки экстерьера и интерьера.

Основные характеристики. Рабочее поле – 600*900*200. Покрытие стола – ламели анодированные (а не покрашенные в черный). Имеет шпиндель со встроенным цанговым патроном марки ER-11 (N=1,5 кВт). Система охлаждения – водяная помпа, желательно поставить чиллер.

Высоким спросом пользуется лазерная модель, WATTSAN micro 0203. Это настольный малогабаритный станок, используемый при мелкосерийном производстве продукции. Позволяет обрабатывать деревянные заготовки на глубину до 3 мм, пластиковые, до 5 мм, иные неметаллические материалы (ткань, кожа, керамика, иное).

Размеры рабочего стола 200*300. N=40 Вт. Допускается установка лазера повышенной мощности.

Лазерные граверы по металлу имеют принципиально другой тип излучателя. Для гравировки по металлу используются оптоволоконные иттербиевые излучатели малой мощности от 10 до 100 Вт.

Наши продавцы-консультанты окажут квалифицированную помощь в выборе нужной марки и модели станка, который наилучшим образом подойдёт для решения ваших задач. Для этого достаточно просто позвонить по указанным на сайте телефонам.

Отличным выбором станет приобретение модели ЛАЗЕРНЫЙ МАРКЕР WATTSAN FL TT. Этот лазерный гравёр с ЧПУ рассчитан на работу со следующими металлами:

• медь;
• сталь нержавеющих марок;
• алюминий;
• сталь углеродистая.

Размеры рабочего поля от 75×75 до 300×300. Предусмотрена комплектация лазерами различной мощности, от 10 до 100 Вт. Тип лазера – волоконный (иттербиевый). Устройство укомплектовано излучателем одного из следующих типов: Raycus, IPG, MAX Photonics.

Достоинства

Живописная и выразительная обработка изделий из металла выполняется устройствами, называемыми фрезерными граверами.  Фрезерно гравировальный станок с ЧПУ по металлу умеет резать, фрезеровать, гравировать и ряд других достижений отмечается:

1. Справляется с работой на заготовках с точностью до 0,01 мм.
2. Станок способен резать материалы значительной толщины.
3. Работает на высокой скорости.
4. Фрезеровка и резка оцениваются доступными суммами.
5. В эксплуатации надежен, долговечен и конкурентно способен.
6. Фрезерует в формате 3D, 4D.
7. Большой ассортимент обрабатываемых материалов.
8. Отличается высокой производительностью.
9. Рабочие процессы автоматизированы.
10. Можно применять инструменты для резки различной конфигурации.

Более доступные в плане обработки материалы обслуживаются фрезерно-гравировальными станками по дереву. Особого отличия по принципу воздействия на сырье между этими станками нет. Разнятся они только режущими инструментами.

Процесс модернизации оборудования содействует тому, что гравировально фрезерный станок с ЧПУ по стали может функционировать в  режиме 5D , быстро обрабатывая даже сверх твердые сплавы. контуры. Эти аппараты успешно выполняют:

• растачивание цилиндрических поверхностей снаружи;
• осуществляют многие операции с отверстиями (сверление, развертывание и зенкерование);
• фрезеруют криволинейные и цилиндрические плоскости и поверхности. Массовый выпуск металлических изделий высокого качества был бы невозможен  на производстве без такого оборудования.

Практика показывает, что самым удобным при выполнении резки и гравировочных работ стал лазерный станок. Здесь выигрывает устройство, обеспечившее ряд преимуществ.

Жёсткость конструкции

Это один из главных параметров, на который нужно обратить внимание при выборе станка.  Ведь иначе скорость обработки будет низкой, и, как следствие, уменьшится производительность. 

Так же, при недостаточной жёсткости в процессе работы станок будет вибрировать, что может привести, например, к поломке инструмента и сократит срок службы самого станка. Особенно это касается граверов. 

Кроме того, жёсткость конструкции станка критична при обработке твёрдых материалов.

Если, например, для фрезеровки дерева это не так важно, то для обработки металла потребуется очень жёсткий станок. 

У тех станков, где меньше меньше соединений деталей посредством болтов, конструкция более жёсткая.

Имейте ввиду, что у станков с недостаточно жёсткой конструкцией может ухудшаться точность позиционирования, так как оборудование будет вибрировать при работе. 

К примеру, если заявленная точность вашего станка 0,0001 мм, то на самом деле она может доходить до 0,1 мм. 

Как выбрать нужное оборудование?

Главными показателями при выборе считаются производительность оборудования и его технические возможности. В процессе подбора следует соблюдать последовательность:

1. По основным узлам гравировальный станок с ЧПУ по металлу с подходящим типом привода, где получается только гравировка по металлу, но возможен одновременный съём некоторого слоя поверхностного материала.
2. Механический узел передвижения опорной детали суппорта. Винтовой привод для небольших поверхностей, а к механизмам большей мощности подходит зубчатый привод рабочего суппорта. Способ укрепления исходного сырья на столе зависит от  массы обрабатываемого материала. Для легковесных изделий подойдёт станок по стали с зажимом. Материалы большей массы требуют  зажимной пневматики или гидравлики. Контролировать работу настроен ЧПУ.
3. Обеспечение ЧПУ данными. В современной модификации гравировального оборудования система ввода данных осуществляется посредством универсальных разъемов извне, к примеру, USB. Таким способом оперативно перепрограммируется оборудование.

Как собрать своими руками станок?

Некоторые люди с детства мечтают о том, что смогут собрать самостоятельно что-нибудь интересное. Создать гравировальный станок с ЧПУ по металлу своими руками можно, действуя последовательно, тщательно продумывая и просчитывая все моменты. А начинать надо с подготовки дизайна, сделать эскизы.

Рассчитать размеры и определить форму будущего станка, чтобы своими руками изготовить, к примеру,  фигурки для шахмат или резные ножки для мебели, красивые нарядные колонны, декоративные детальки с резной гравировкой.

Особое внимание нужно уделить стационарной раме, которая должна прочно и устойчиво удерживать сооружение. Целесообразно смоделировать все составляющие части будущего аппарата, сделать техническую схему, чертежи, по которым будут производиться элементы на ручном металлообрабатывающем снаряжении.

Подвижная часть –  высший по исполнительским нагрузкам орган будущего агрегата. Здесь задействован шпиндель, суппорт (каретка). Расчет высоты боковых стоек должен соответствовать предполагаемым нагрузкам.

Можно в сети интернет найти сайты с достойными рекомендациями по части управления, выбора из числа популярных программ свою нужную.

Имея в пользовании обрабатывающую технику, не сложно развивать свой бизнес, достойно зарабатывать своим трудом. Предметы интерьера, украшенные всевозможной резьбой, гравировкой пользуются спросом у населения.

Как устроен шпиндель?

Шпиндель – это мощный компактный электродвигатель. Фреза зажимается в шпинделе при помощи патрона с цанговым зажимом. Цанга обжимает хвостовик фрезы со всех сторон, в отличие от того же трёхкулачкового патрона.

Это важно, потому что фреза испытывает боковые нагрузки, а цанга помогает равномерно их распределить и обеспечивает более плотный зажим.

От мощности шпинделя зависит, с каким усилием он будет фрезеровать материал. Если она мала, то будут падать обороты, уменьшится производительность, а станок может деформироваться.

Например, на настольных станках мощность шпинделя, как правило, невелика, поэтому толстый материал он будет резать очень медленно.

У нас есть два настольных станка — Wattsan 0404 mini и 0609 mini. Мощность шпинделя у них обоих составляет 1,5 Квт.  Их, как правило, используют для 3d фрезеровки небольших изделий:

• клише для тиснения,
• пломбираторов,
• медалей,
• икон,
• картин,
• фресок.  

В этих видах обработки не требуется особое силовое воздействие.

А вот у сверхмощного станка Wattsan M9 1325 c мощностью шпинделя 7,5 Квт область применения иная — раскрой больших и толстых заготовок МДФ, ДСП, древесины в производстве мебели, наружной рекламы и многого другого. 

Кроме того, его можно использовать в ритуальном бизнесе для фрезеровки памятников из камня. 

При выборе шпинделя обратите внимание на его характеристики, указанные в техническом паспорте — мощность и количество оборотов в минуту. Выбор этих параметров зависит от материала, с которым вы будете работать. 

К примеру, для обработки листовой фанеры потребуется мощность от 800 Вт, для твёрдой древесины, лёгких металлов и пластиков – от 1500 Вт, а для фрезеровки камня – от 3000 Вт. 

Как устроена управляющая программа?

Она представляет из себя текстовый txt-файл, где каждая строка задаёт новое перемещение фрезы по оси X, Y или Z. А инструмент в свою очередь переходит из одной точки в другую. 

Управляющая программа задаёт не только координаты движения фрезы, но и команды для шпинделя — раскрутить или остановить, а также, скорость движения инструмента и вращения шпинделя. 

Из совокупности этих программ формируется G-код.

Он передаётся на контроллер, который отвечает за дальнейшие действия станка. Существует огромное множество систем управления станком — DSP-контроллеры, NC Studio, Mach3, Moriseiki, Syntec, Weyhong, Fanuc, HAAS, Seikos, Heidenhain и др.

Камень

Основным элементом лазерных гравёров для работы с этим материалом является игла, имеющая алмазный наконечник.

Каретка движется в двух плоскостях (в первой перемещается заготовка, во второй. игла). движение происходит благодаря паре встроенных электродвигателей различной мощности (зависит от типа станка). Для миниатюрных гравёров N= (2-4) кВт.

Отличным выбором для работы с камнем станет модель WATTSAN 1610 LT. Это среднеразмерный лазерный гравёр с ЧПУ с размерами рабочего поля 1600*1000. Укомплектован лазером с N=120 Вт. Максимальная скорость гравировки составляет до 800 мм/сек. Установлена система управления RuiDa RDC6442G, рассчитанная на работу с различными графическими форматами.

Лазерные граверы с чпу

Преимущества технологий, в которых используется лазерная обработка материала, в сравнении с рассмотренной выше обработкой резанием, дало толчок к возникновению лазерных станков с ЧПУ для нанесения гравировки.

Они являются высокотехнологичными продуктами, в конструкции которых органично объединены автоматизированный контроль, оптика и лазер. Подобные устройства широко востребованы в лёгкой промышленности, электронике, рекламе, при производстве сувенирной продукции.

Отличительными чертами подобных изделий являются качественное и чёткое изображение и существенная скорость его нанесения.

Методы нанесения гравировки

Гравировальные работы могут выполняться вручную и с использованием специального станочного парка.

Выделяют следующие методы нанесения гравировки:

• Ручная – для работы мастер использует штихель.
• Механизированная, при выполнении которой материал не удаляется.

В эту группу включены следующие разновидности технологий:

• Алмазная, выполняемая стальным гравёром на станках с ЧПУ.

Позволяет наносить изображение глубиной от 10 до 100 мкм. Выбирается посредством изменения силы, с которой гравёр воздействует на материал, углом заточки инструмента, твердостью обрабатываемого материала и числом проходов.

• Растровая имеет иное наименование, фотогравировка.

Предусматривает нанесение изображения точками. Может наноситься вручную или на гравировальном станке.

• Механизированная, в процессе которой происходит удаление материала.

Работы проводятся:

• Вручную, с применением бормашины с установленным инструментом (гравёр, фреза, иной).
• На гравировальных станках, оснащённых ЧПУ и резцами и жёсткой станиной, исключающей биение последних.

Позволяют выполнять гравировку в стиле гильоше. 

Работы ведутся на гравировально-фрезерных станках с ЧПУ. Комплектуются фрезой или гравёром конического типа.

Часто используется комбинированное воздействие на обрабатываемый материал алмазной гравировки и фрезерования.

Выполняется лазерными маркерами или граверами. Если работы выполняются с материалами, не относящимися к группе металлов, применяются газовые лазеры СО2. При работе с металлами (отдельными неметаллическими изделиями) применяются лазеры волоконные.

Настольные фрезерные аппараты

Для производства небольших деревянных коробочек подойдут компактные варианты фрезеров — Wattsan 0404 и 0609.

Кроме того, их можно использовать в небольшом мебельном производстве, для изготовления сувениров, отделки интерьера и экстерьера. 

О возможностях граверов

При помощи граверов с ЧПУ можно выполнять модернизацию разных изделий, а благодаря достаточно широкому выбору их моделей, есть возможность резки, гравировки на металлическом, неметаллическом сырье. Технология изготовления таких гравировальных инструментов позволяет всего лишь при подключении устройства к ПК при помощи USB-соединения, наносить любые тексты или рисунки на поверхности деталей.

Важно. Эта технология достаточно быстро окупается, так как стоимость выполненных гравировальных работ с помощью этих устройств с лихвой покрывает цену, уплаченную при их покупке.

Такой гравировальный фрезерный станок практичен, с простым управлением, а большой спектр его возможностей позволяет выполнять достаточно большое количество гравировальных задач. К материалам, с которыми может работать гровер, относят:

• обычные металлы, сплавы, в составе которых присутствует алюминий, медь, цинк;
• сплавы из металла, содержащие титан, никель;
• оксидные металлы;
• краски, относящиеся к продукции полиграфии;
• металлы с гальванизированным покрытием;
• смолы эпоксидные;
• камень (гранит, мрамор);
• АБС- пластики, к которым причисляются технические ударопрочные смолы (термопласты).

О гравировальных инструментах

Для выполнения гравировальных работ с помощью устройств ЧПУ созданы специальные инструменты, которые называются «граверы» или «гроверы».

На устройствах вида гравер с ЧПУ можно обрабатывать такие материалы как:

• дерево, материалы из древесины;
• пластик;
• композит;
• металлы, их сплавы;
• оргстекло;
• искусственные, полудрагоценные камни.

Причем получаемые изображения могут быть как углубленными, так и выпуклыми, их можно сделать в виде простого рисунка, имеющего вдавленные линии, а можно в виде рельефного штампа.

К таким изображениям относят, например:

• рисунок;
• орнамент;
• различные надписи;
• логотипы.

С помощью гравировки сейчас можно создавать 2D и 3D изображения. Гравирование на станках ЧПУ имеет некоторые особенности:

• его выполняют с максимально предельной точностью;
• при этом станки работают на достаточно высоких скоростях;
• изображение получается превосходного качества.

На этих устройствах делать гравировку значительно проще, они позволяют добиваться высокой точности, отличного результата при достаточно больших скоростях. Главное при этом правильный выбор инструмента, зависящий от вида используемого материала, способа его обработки.

О комплектации лазерных гравировальных устройств

В состав подобных станков, как правило, входят:

1. Материнские платы, имеющие специальный DSP-контроллер для выполнения большого количества различных технических процессов с помощью заданного файла-задания. Если подобный контроллер будет отсутствовать, то такой станок станет выполнять каждую операцию как отдельную задачу. К примеру, выполнять резку необходимого слоя материала по заданным размерам или гравирование. А при помощи контроллера станок функционирует с файлом задач сразу по нескольким слоям с разными заданными параметрами.
2. Линейно-рельсовые направляющие, имеющие сложный профиль из 2-4 бороздок. Эти направляющие служат дорожками качения, для лучшей функциональности линейных подшипников, называемых «каретками». Такие рельсы на граверах производятся из хромистой или нержавеющей высококачественной стали, а гладкостенные и резьбовые отверстия их способствуют лучшему закреплению их в станине.
3. Оптика со специальными длиннофокусными линзами с основой на цинке. Они прекрасно справляются с резкой материалов, выполнением высокоточной гравировки (правда, для более точного выполнения гравировки лучше использовать короткофокусные линзы).
4. Подъемный стол, предоставляющий возможность выполнять гравирование изделий большого размера. С помощью такого стола можно делать маркировку не только крупных предметов, но и изделий, имеющих объемную структуру.
5. Реечный ромбовидный стол, существенно повышающий качество резки, потому как лучи лазера не отражаются лишний раз на материале, а уходят в пространство по касательной линии.
6. Компрессор, для извлечения производственных отходов газообразного типа, выбрасывающихся из гравера в процессе обрабатывания материалов.
7. Крепежи для излучателя, чтобы надежно зафиксировать лазерную трубку, при этом, не нарушая лазерного потока и давая возможность, при помощи специальных зеркал, выполнять свою работу с максимальной точностью.
8. Системы охлаждения, служащие для прохождения воды сквозь саму лазерную трубку и последующего ее охлаждения воздухом до заданной температуры.
9. Вытяжка, представляющая собой центробежную вытяжную вентиляционную систему, обладающую высокой мощностью, с помощью которой удаляются всевозможные газообразные шлаки, образующиеся при процессе резания или гравировки.
10. Лазерный указатель, при помощи которого определяется необходимая зона точной лазерной гравировки, и точка ее начала.
11. Разборная рама, чтобы было комфортно и удобно перемещать устройство, при необходимости, в другое помещение.

О мини-граверах

Гравировальные устройства небольших габаритов по причине их «чистоплотности», то есть отсутствия стружек и пыли, а при наличии специального компрессора, улавливающего все газообразные отходы, можно вполне размещать в любых помещениях (офисах, торговых центрах).

Пожалуй, одним из главных достоинств вот таких вот приборов является их компактность, из-за которой их часто называют мини-граверы. Если предприятие имеет небольшие объемы производства, то такие граверы станут их лучшим профессиональным инструментом, особенно если будут обладать расширенной комплектацией специализированного дополнительного оборудования.

Обычно мини-граверы оснащены:

• поворотными устройствами;
• подъемными плоскостями рабочих столов;
• присутствием в большинстве моделей ячеистого (сотового) стола, который во много раз может упростить обрабатывание тонких деталей (тканей, пленок).

Внимание. Установка таких мини-граверов в помещениях офисного типа возможна только при наличии вентиляционных систем.

К минусам установки мини-граверов обычно относят неспособность их выдерживать большие нагрузки из-за наличия в них простенького несложного программного обеспечения, требующего большего объема подготовительных работ. Лучше в таких случаях приобретать полноценный лазерный гравер, которому под силу выполнение любых задач.

Общие сведения о конструкции устройства

Рассматриваемые агрегаты весьма похожи на фрезерные станки, оснащённые ЧПУ, которые были рассмотрены выше.

Лазерный гравер также имеет:

• корпус (Только в станках wattsan корпус имеет рамную конструкцию);
• рабочий стол, расположенный в горизонтальной плоскости (бывает с подъемным автоматическим или ручным механизмом);
• над ним размещается подвижный портал, в котором закреплена лазерная головка.

Последнюю можно сравнить со шпинделем, в котором закреплена фреза.

Портал перемещается благодаря наличию шагового электродвигателя. Его движение задаётся управляющими импульсами, формируемыми системой ЧПУ. Их алгоритм задан заложенной программой обработки элемента.

Система управления ЧПУ управляют также мощностью луча лазера и функционированием иных элементов и узлов станка.

Оптическая система включает:

• лазерную трубку;
• отражающие зеркала;
• головку излучателя, укомплектованную фокусирующей линзой.

Конструкция трубки достаточно сложна (она имеет многослойную конструкцию). В ней заключена активная среда устройства. Для наиболее востребованных моделей современных лазерных станков с ЧПУ она представляет собой газовую смесь (основа: углекислый газ, гелий, азот) их называют CO2 излучателями.

Трубка охлаждается посредством циркуляции охлаждающей жидкости (обычно, воды).

Особенности и виды гравировальных станков

Основная классификация техники подразумевает разделение по типу воздействия:

1. Лазерный. В этом случае гравировка выполняется посредством лазерных лучей, изображение отличается высокой точностью, быстрым нанесением, устойчивостью к внешним воздействиям.
2. Ударно-гравировальный. Этот метод подразумевает механическое воздействие; изображение будет перенесено с высокой степенью точности, но скорость обработки обычно ниже.

Различные модели станков могут иметь рабочую зону размером 30 на 40, 50 на 60 или 60 на 120 см. При выборе необходимо учитывать габариты основы, на которой будет производиться гравировка. Кроме того, по конструкции станки могут быть компактными, напольными и настольными, от этого зависит и их стоимость.

Повторяемость

Под этим параметром имеется в виду погрешность, с которой станок приезжает в одну и ту же точку. 

Допустим, если вы задали станку команду приехать в определенную точку, затем отправили обратно и вернули назад, и повторили несколько раз. При хороших показателях повторяемости, станок будет приезжать точно в те же координаты, с небольшим разбросом. 

Как правило, у всех станков она от 0,02-0,05 мм, что считается неплохо. 

И именно этот показатель обычно указывается в параметре “точность” у станка.

И хорош тот фрезерный станок с ЧПУ, у которого выше точность, ниже энергопотребление, больше удобства в пользовании, надежности в любой рабочей ситуации.

Производители и поставщики гравировальных станков

Гравировальные станки производят европейские, американские, российские, китайские заводы. Вся техника отличается не только мощностью и функционалом, но и габаритами, типом установки и ценой. Наиболее известные фирмы, занимающиеся изготовлением станков для гравировки – Roland, «Алмаз», «Роутер», Mrobo, «Фрезолит».

Что касается поставщиков, то реализацию гравировальных станков ведут большие корпорации, сотрудничающие с заводами напрямую, и мелкие посредники. Наиболее известные поставщики в России – «Росфрезер», Mirtels и «Технограв».

Приобрести такое оборудование можно как у производителя напрямую, так и у поставщиков различного уровня. Обычно покупку на заводе выбирают компании, которые сами собираются заниматься реализацией станков или крупные производители изделий с гравировкой.

Поставщиками являются:

Гравировальные станки – это оборудование, которое используется для создания надписей и изображений на каменной, металлической поверхности, изготовления объемных рисунков. С его помощью выполняют нанесение изображений на памятники и статуи, создают именные и уличные таблички, другие изделия.

Основными элементами станка являются режущие детали, обводной датчик и следящий профиль, считывающий оригинальное изображение или текст, который необходимо перенести на основу.

Гравировальное оборудование отличается конструктивными особенностями, типом режущего элемента, стоимостью и функционалом. На отечественном рынке можно найти устройства как зарубежных, так и российских фирм-производителей.

Производство гравировальных станков

Проектированием и выпуском такого оборудования занимаются крупные компании, которые специализируются на производстве промышленных агрегатов и приспособлений.

Детали для сборки изготавливаются станочным методом, сборка на большинстве современных заводов автоматизирована частично или полностью.

Кроме различных видов гравировальной техники, производители предлагают муфельные печи, использующиеся для прогрева заготовок перед непосредственной обработкой, комплектующие детали и расходные материалы для обслуживания.

При выборе поставщика необходимо обратить внимание на спектр дополнительных услуг.

Многие компании, занимающиеся производством и продажей станков:

• предлагают сервисное обслуживание;
• проводят установку и запуск оборудования;
• выполняют ремонт любой сложности.

На продукцию должны предоставляться сертификаты качества и гарантийные документы. В среднем срок гарантии от производителя составляет 1-3 года в зависимости от конкретной модели станка.

Система удаления стружки

При изготовлении мебельных фасадов, гравировке декора и барельефа обычно остаётся много пыли и стружки. 

Дополнительно можно заказать систему удаления стружки, которая представляет из себя строительный пылесос. Например, у Wattsan M1 1325 она есть. 

Таким образом, при резке фанеры стружка полетит в этот пылесос. 

Обязательно ли устанавливать систему удаления стружки? Конечно, нет. Но тогда будьте готовы стоять в стружке по колено. 

А при обработке карбона и стеклотекстолита рекомендуем её не вдыхать. Поэтому устанавливайте пылесос с хорошими фильтрами. Обычный бытовой пылесос не подойдёт.

Сож фрезерного станка

Это смазочно-охлаждающая жидкость. Она есть во всех станках, которые предназначены для обработки металлов. СОЖ охлаждает место фрезеровки. 

В состав смазочно-охлаждающей жидкости могут входить эмульсии с добавлением дисульфида и молибдена, масла с противоизносными присадками, добавками йода, серы, хлора и фосфорорганических соединений, а так же масла с добавками серы, хлора, фосфорорганических соединений.

СОЖ выглядит таким образом.

Кроме того существует ещё одна система охлаждения зоны обработки металла — “масляный туман”. Она оснащена компрессором, нагнетающим масло под давлением, благодаря чему при выходе СОЖ можно наблюдать туман. 

Таким образом, СОЖ не только охлаждает зону фрезеровки, но и, смазывая инструмент, предотвращает его натирание. 

Типы станков для выполнения гравировальных работ

Гравировальные станки представляют группу оборудования, применяемого для создания изображений или надписей и выполнения объёмных рисунков.

Основными элементами каждого станка, независимо от его типа и конструкции, являются:

• Рама;
• Режущие элементы (фрезы или лазер);
• Портал, который передвигает режущий элемент.

Всё существующее гравировальное оборудование различают по:

• надежности конструкции;
• типу режущих элементов;
• функционалу;
• стоимости.

В России широко применяются как импортные, так и отечественные гравировальные устройства.

Основной классификацией считается разделение упомянутого оборудования по типу воздействия на обрабатываемые материалы. Согласно этому параметру выделяют следующие группы.

Точность позиционирования

Этот показатель означает, насколько точно рабочая голова станка окажется в точке с заданными координатами. Если в управляющей программе будет задана точка 150,150, станок, в зависимости от его точности позиционирования, может приехать, как точно в заданную точку, так и, например, в точку 150.1, 149.9.

Чем больше рабочее поле станка, тем сложнее добиться точности позиционирования. Кстати, при большой длине на этот показатель влияет ещё и температура в помещении, так как под воздействием тепла материал станка расширяется. Это так же влияет и на жёсткость станка.

Кроме того, есть ещё несколько факторов, влияющих на позиционирование станка — класс точности направляющих, система передачи движения, шаговые двигатели, у которых разница между шагами может быть до 30 %. 

Точность позиционирования нашего фрезерного оборудования составляет от 0,01 до 0,05 мм.

Фрезерно-гравировальные станки

Максимальный размер размер рабочего поля такого станка 2000х4000 мм. Именно поэтому на них обычно работают с листовыми материалами. 

К примеру, Wattsan M1 2040. На нём можно работать с заготовками больших размеров. Он предназначен для фрезерной 3d резки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, композита, алюминия. 

Больше всего Wattsan M1 2040 используется в промышленном производстве композитных материалов, где требуется раскрой крупных заготовок.

Целесообразно применять станки фрезерно-гравировальной группы в условиях мелкосерийного и единичного производства, объясняется это следующими преимуществами данных устройств:

• исключительной функциональностью;

• удобство и простота обслуживания;
• высокое качество обработки;
• высокий уровень производительности;
• надежность.

Благодаря таким характеристикам фрезерно-гравировальные станки с большим успехом  применяются в различных сферах деятельности. С их помощью производят мебель и ювелирные изделия, сувенирную и рекламную продукцию, а также изделия любого другого назначения.

Такими видами станков можно выполнять сложнейшие гравировочные работы на поверхности черного и цветного металла, стекла, камня, пластика, древесины, слоновой кости и др. поверхностях.

Также, чтобы сэкономить на приобретении такого функционального устройства, можно изготовить его своими руками, что уже реализовали многие потребители.

Шарико-винтовая передача (швп)

Она применяется только для станков с небольшим рабочим полем до до 1200х1200 мм. На больших станках корпус будет расположен в средней части винта, поэтому возможен прогиб. 

Максимально допустимая длина ШВП 1,5 м.

Давайте сравним два варианта станков с ШВП с размером рабочего поля 900х600 мм. Допустим, на одном из них установлена ШВП 8 мм, а на втором 16 мм. При высокой скорости работы на тонкая шагово-винтовая передача будет вибрировать по всей длине, что может привести к поломке узлов станка и инструмента.

А ШВП диаметром 16 мм при той же скорости будет исправно перемещать узлы станка. Это позволит увеличить производительность. 

Если вы работаете на высокой скорости, рекомендуем комплектовать станок толстой ШВП.