Станки дома ↑ запуск
Ну что, господа! Вот мы и подошли к самому интересному – первому запуску ракеты….sorry, станка. Переносим всё оборудование поближе к нему, подключаем многочисленные кабели ииии поехали!
После запуска Мача не спешите сразу же приниматься за управление станком. Подайте питание на электронику станка, но не включайте питание ШД. Возможно такая проблема возникла только у меня, но при включении питания, с подключенным к компьютеру контроллером все двигатели сразу переходят в рабочий режим. По этой причине лучше поставить отдельный тумблер на питание моторов.
Чтобы перевести двигатели в режим удержания нужно на клавиатуре нажать клавиши перемещения на каждой оси. По умолчанию: Х — 4,6; Y — 8,2; Z – 7,9. Перешли или нет двигатели в режим удержания, вы узнаете по световой индикации режимов работы, которые обязательно должны быть на лицевой панели корпуса контроллера.
Проверим правильно ли настроен шаг винта. Для этого на координатном столе отмечаем отрезок, допустим в 10 см. Подводим шпиндель к началу отрезка, обнуляем координаты нажав Zero X, Zero Y, Zero Z. Перемещаем шпиндель в конец отрезка и смотрим соответствует ли значение в окне координат нашим 10-ти см.
Все эти регулировки необходимо проделать с каждой осью. Теперь нужно проверить направление перемещений каждой оси. Лучше выставить шпиндель примерно в центре координатного стола, чтобы был запас, в случае неправильного направления на одной или нескольких осям.
Если какая-то ось едет не в том направлении, существует два способа решения этой проблемы: программный и аппаратный. В аппаратном нужно поменять местами провода, идущие от шагового двигателя этой оси до драйвера, но нам больше подходит программный. Идем в Config-Home Limits и ставим галку Reverseg напротив неправильной оси. Всё, проблема решена!
↑ настройка электроники
Начну по порядку – с платы опторазвязки.
Можно, конечно обойтись и без нее, но как известно, береженого Бог бережет. Главным элементом платы, своеобразным мостом между компьютером и драйвером являются оптроны PC817, которые можно заменить на другие с похожими характеристиками. Плата позволяет подключать к ней до 4-х контроллеров Step/Dir. Из дополнительных функций присутствуют: разъемы для подключения концевых датчиков, т.е. датчиков ограничения движения портала, которые устанавливаются на станок.
Они помогут спасти станок при возникновении форс-мажорных обстоятельств и остановят портал до того, как он что-нибудь сломает. Также на плате предусмотрено место для двух транзисторов в корпусе ТО220, предназначенных для подключения реле управления шпинделем или другим устройством.
Питания со стороны LPT порта берётся с USB разъема этого же компьютера. Питание со стороны контроллера подаётся от другого источника напряжением 8-20в и преобразуется в стабилизированные 5в, установленной на плате L7805 либо её аналогом. Наличие стабилизатора ОБЯЗАТЕЛЬНО.
Теперь о подключении платы к контроллеру. В нашем случае на плате контроллера уже установлены резисторы подтяжки сигналов Step/Dir к шине 5в. Поэтому резисторы R2-R11, которые есть в схеме платы опторазвязки, не впаиваем! Если уже примаяли – смело можете их выбрасывать.
Второе изменение – резисторы R36-R43 заменяем перемычками. В нашем случае они выполняют роль делителя и несколько уменьшают уровень сигналов, идущих от оптрона, что негативно сказывается на стабильности работы двигателей. И ещё. Не подключайте сразу же контроллер к компьютеру через плату опторазвязки.
Здесь есть один подводный камень, о котором напишу в параграфе о настройке контроллера. Лучше проверьте на несколько раз плату контроллера на предмет ошибок и подключите ее напрямую к компьютеру. И только убедившись, что всё работает как надо, можно будет подключать через развязку.
С настройкой контроллера будет немного сложнее и интереснее. Начать нужно с внимательного осмотра платы на предмет непропаянных деталей и слипшихся дорожек. Очень желательно микросхемы таймера, L297 и IR2104 (в DIP корпусе) не впаивать в плату, а вставлять в панельки т.е. вам может потребоваться несколько раз убирать деталь с платы.
Начнем с таймера. Микросхема NE555 — это прецизионный интегральный таймер и служит для переключения режимов работа/удержание. Это нужно для того, чтобы во время простоя одного или нескольких двигателей, на них подавался бы не рабочий ток в некоторых случаях достигающий нескольких Ампер, а ток, достаточный для удержания вала двигателя от проворота. Время перехода в режим удержания можно изменять по своему усмотрению заменой электролитического конденсатора С11 на конденсатор большей или меньшей емкости. В оригинале схемы стоит кондер на 10 мкФ, при этом время перехода в удержание примерно 1 секунда.
Регулировка тока режимов работа/удержание производится подстроечными резисторами R17, R18. Рекомендуют устанавливать ток удержания равный 50% от рабочего, но у себя я выставил примерно 30% — этого достаточно для надежной работы. Ток, подаваемый на двигатели, вычисляется довольно просто.
Для этого замкнем Степ на общий, тем самым включив рабочий режим. Мультиметром (вольтметром) смотрим, что у нас на среднем выводе R18 (15 ножка L297) относительно общего. Там должно быть напряжение в пределах 0-1В, что соответствует току 0-5А. Все измерения и регулировки на этом этапе производятся с отключенным блоком индикации.
Теперь найдем и установим ток равный 1А. Для этого сопротивление резистора R9 (R10) оно у нас 0,2 Ом умножим на желаемый ток – 1А и получим 0,2. Т.е. для установки тока в 1 Ампер, между средним выводом R18 и землёй должно быть 0,2В. Для двух Ампер (0,2×2=0,4)
подстройкой R18 поднимаем напряжение до 0,4В и т.д. Резисторы R17-R18 должны быть многооборотными. Для установки тока режима удержания, разъединяем Степ с общим, и подстроечником R19 выставляем нужное вам напряжение и соответственно нужный ток двигателей.
Подключаем питание 5в к плате, должен загореться светодиод режима удержания. Замыкаем Step на общий, этот светодиод гаснет и загорается другой – режима работы. «Поискрите» степом на общий несколько раз и понаблюдайте за световой индикацией режимов. Переход из работы в удержание должен происходить с небольшой задержкой, порядка 1 секунды, а из удержания в работу переключаться мгновенно. Если это не так – ищите ошибку и исправляйте ее. Ну, а, если всё хорошо – переходим к следующему этапу настройки.
Микросхема L297 не требует какой-либо настройки, но для проверки правильности работы понадобится осциллограф. Подключаем питание, на L297 также как и на NE555 нужно подавать стабилизированные 5В. Смотрим осциллографом сигнал на первой ножке относительно общего – он должен быть таким:
И на 16-й ножке L297 – там сигнал такой:
Наличие этих сигналов говорит о том, что ШИМ запустился. Если сигналов нет – ни в коем случае не пытайтесь проверить плату в работе, если не хотите увидеть фейерверк, который покажут 8 полевиков во главе с шаговым двигателем.
Итак. Таймер работает, ШИМ тоже, вставляем в панельки или припаиваем IR2104 и полевые транзисторы. Немного остановлюсь на ирках. Они встречаются в двух разных корпусах DIP8 SOIC8. При покупке микросхем в Dip корпусе нужно учитывать один момент – иногда попадаются микросхемы с неправильной логикой т.е. попросту говоря бракованные.
Если у вас именно такие, ДИПовские, лучше перестрахуйтесь и соберите несложный тестер для этой микросхемы. Мультиметром выявить неправильную логику не получится. Странно, но о такой проблеме в корпусе SOIC я не нашел ни одного упоминания, к тому же и цена у них немного ниже.
Вот мы и спаяли первую плату! Можно подключать питание к IR2104 и полевикам, и смотреть как крутятся движки. Питание на ШД для страховки, лучше подавать через одну или несколько автомобильных лампочек, в зависимости от того, сколько Вольт вы решили пульнуть на шаговики.
В двигателе находим 2 обмотки и подключаем, как в схеме. Подключив питание ШД должны зашипеть – верный признак работы ШИМ. Теперь несколько раз коснемся Степом общего провода и смотрим как на это реагирует двигатель. Он должен немного проворачиваться каждый раз, когда вы касаетесь выводом Step минусовой дорожки.
Светодиоды должны загораться по очереди (здесь обмотки не перепутаешь). Если же они мигают по своему усмотрению, то скорее всего вы где-то перепутали катод и анод
Если вы заметили на плате установлено два джампера: «HALF/FULL» для переключения режимов работы двигатели ШАГ/ПОЛУШАГ, и «PHASE/INH 1,2» — определяет то как будет происходить стабилизация тока. Вряд ли в собранной и настроенной плате вам понадобится переключать режимы работы, а JP2 вообще категорически запрещается подключать к плюсу, поэтому советую намертво соединить перемычками JP1 к 5В переведя двигатели в режим полушаг, а JP2 запаять на общий.
Итак. Наш драйвер готов, теперь его нужно подружить с платой опторазвязки. Как я писал чуть выше, плату нужно немного модернизировать. Выбрасываем R2-R11 и заменяем R36-R49 перемычками. Соединяем плату развязки с LPT портом и платой драйвера согласно схеме, подключаем питание (не забудьте воткнуть питание в USB), нажимаем перемещение в Маче и….ничего не работает.
Такое может произойти из-за проблем со стыковкой развязки и контроллера. Потому я и советовал сначала подключить контроллер БЕЗ платы опторазвязки, чтобы не было лишних звеньев, которые могут внести свои глюки в работу. К счастью данная проблема решается очень просто.
Нужно последовательно резистору подтяжки по степ (R16) на плате контроллера, который имеет сопротивление 1кОм, припаять переменный резистор примерно на 4,7кОм. Опять нажимаем перемещение в Маче и плавно поворачиваем переменник, пока двигатель не начнет нормально крутиться на больших оборотах и не пропускать шаги.
Ну вот и всё! Радуйтесь первой удачной плате драйвера ШД и хватайтесь за паяльник, чтобы собрать оставшиеся две или три платы. А я немного расскажу о тестере для IR2104 в DIP корпусе.
В схеме нет ничего сложного. VT1 и VT2 – полевики, которые стоят у вас в драйвере, хотя можно использовать и другие с похожими характеристиками. Подключаем питание к тестеру – должен засветиться светодиод питания VD1 и VD4. Нажимаем на SA1, при этом VD4 должен погаснуть и загорится VD5. Не отпуская SA1 нажимаем SA2 – светодиод гаснет, нажимаем SA1 загорается VD4 и т.д. В общем SA1 поочередно зажигает светодиоды, а SA2 их отключает. Если всё так – IR2104 попалась правильная.
↑ поехали!
Ну что, друзья? В путь! Читайте буквы, смотрите картинки, и как пропел один артист «Смотри на меня, делай как я»!
Рассмотрим только ось Х., а оставшиеся вы сами настроите по тому же принципу. Параметр
Steps per
указывает за сколько шагов ваш двигатель делает полный оборот. Стандартный ШД имеет шаг равный 1,8 градуса т.е. мы 360 гр (полный оборот) делим на 1,8 и получаем 200. Таким образом мы нашли, что двигатель в режиме ШАГ проворачивается на 360 гр за 200шагов. Это число и записываем в поле Steps per. Соответственно в режиме ПОЛУШАГ будет не 200, а в 2 раза больше – 400шагов. Что писать в поле Steps per, 200 или 400, зависит от того в каком режиме находится ваш контроллер. Позже, когда будем подключать к станку и калибровать, мы этот параметр изменим, но пока ставьте 200 либо 400.
Velocity – задаётся максимальная скорость передвижения портала. У меня для надежности стоит 1000, но при работе я уменьшаю или увеличиваю её прямо на ходу в главном окне Мача. А вообще, сюда рекомендуют вписывать число на 20-40% меньше от максимально возможной, которую способен выдать ваш двигатель без пропуска шагов.
Пункт Acceleration – ускорение. Значение, вписываемое в эту строку, как и скорость зависит от вашего двигателя и блока питания. Слишком маленькое ускорение значительно увеличит время обработки фигуры сложной формы и рельефа, слишком высокое увеличивает степень риска пропуска шагов при старте т.к. двигатель будет рвать с места. В общем этот параметр выставляется экспериментальным путем. Из своего опыта 200-250 оптимальное значение.
Step pulse и Dir pulse. От 1 до 5, но может быть и больше. В случае, если ваш контроллер не совсем хорошо собран и тогда стабильная работа возможна при большем временном интервале.
Забыл сказать, что скорее всего каждый раз при запуске Мача у вас будет мигать кнопка Reset. Жмакните по ней, иначе она ничего не позволит сделать.
↑ программное обеспечение
Так как у нас не получится в полной мере проверить собранный контроллер без компьютера с настроенной программой управления станка, вот с неё и начнём. На этом этапе никакие инструменты не понадобятся, нужны лишь компьютер с LPT портом, руки и голова.
Существует несколько программ для управления ЧПУ станком с возможностью загрузки управляющего кода, например, Kcam, Desk CNC, Mach, Turbo CNC (под DOS), и даже операционная система оптимизированная для работы с ЧПУ станком – Linux CNC.
Мой выбор пал на Mach и в статье я буду рассматривать только эту программу. Поясню свой выбор и опишу несколько достоинств этой программы.
— Mach присутствует на рынке несколько лет и зарекомендовал себя, как очень достойное решение для управления ЧПУ станком.— Большинство используют именно Mach 2/3 для управления своим домашним станком.— По причине популярности, в сети Интернет довольно много информации о этой программе, возможных проблемах и рекомендации, как их исправить.
— Подробный мануал на русском языке— Возможность установки на слабый. У меня Mach 3 установлен на Celeron 733 с 256Мб оперативки и при этом всё замечательно работает.— И главное – полная совместимость с Windows XP, в отличие от, например Turbo CNC, которая заточена под DOS, хотя TurboCNC ещё менее требовательна к железу.
Думаю, этого более чем достаточно для того, чтобы остановили свой выбор на Mach_e, но никто не запрещает попробовать и другой софт. Возможно он вам больше подойдет. Следует упомянуть ещё факт наличия драйвера совместимости с Windows 7. Пробовал я эту штуковину, но получилось не совсем хорошо.
Возможно по причине усталости системы – ей уже два года и заросла всяким ненужным мусором, а Mach рекомендуют устанавливать на свежую систему и использовать этот компьютер только для работы со станком. В общем вроде бы всё работает, но моторчики регулярно пропускают шаги, в то время как на компьютере с ХР та же версия Мача ведёт себя замечательно.
↑ способ №2
Этот способ можно применить только в случае, если у вас основа станка, рама, изготовлена ровно с прямыми углами и также абсолютно ровная в горизонтальной плоскости. Отводим портал в крайнее положение, к стороне C-D, передвигаем шпиндель в точку С и рулеткой измеряем расстояние от кончика фрезы до рамы. Передвигаем шпиндель в точку D и снова измеряем расстояние от фрезы до рамы. В идеале оно должно быть одинаковым.
Теперь, когда станок выровнен во всех направлениях, можно устанавливать ходовые винты и приступать к настройкам передвижения портала, которые производятся в программе управления станком. В ней зададим параметры вашего ходового винта. Первое, что нужно сделать – определить шаг резьбы вашего ходового винта.
Итак. Шаг резьбы мы знаем. Теперь нужно вычислить сколько оборотов нужно совершить двигателю, чтобы продвинуть одну из осей на единицу длины, которая составляет 1 мм. Для этого единицу (1) нужно разделить на шаг винта.
Пример для винта М12: 1/1,75=0,57142857. Не нужно округлять до десятых или сотых, чем точнее, тем лучше. Теперь идем в Motor Tuning и разберемся, что нужно вписать в поле Steps Per вместо того, что там уже имеется. Для этого полученное ранее значение 0,57142857 умножить на количество шагов за полный оборот двигателя (200 или 400, зависит от режима Шаг или Полушаг).
То есть 0,57142857×400=228,571428 для полушага, и соответственно 114,285714 в режиме шаг. Напоминаю, что это значение действительно только для резьбы М12. Для другой выполняйте соответствующие вычисления. Я мог бы внести дополнительную колонку с результатами в таблицу, но как мне кажется, когда сам что-то делаешь и понимаешь для чего это нужно, будет гораздо лучше, чем тупо взять готовый результат.
↑ фрезы
Ну и немного расскажу о фрезах, которые имеются в моем арсенале и для чего они нужны.
1 — Это самая универсальная фреза – обломанное и переточенное сверло 3 мм. За неимением других фрез, используется как для черновой, так и для чистовой обработки. Огромный плюс этой фрезы её дешевизна, из минусов: не получается правильно заточить, и очень ограниченный ресурс. Буквально пара небольших картинок, после чего она начинает жечь дерево. Из всего этого вытекает не очень хорошее качество выполненной работы с последующей обязательной доработкой наждачкой, причем шкурить придётся довольно много.
2 — Прямая двухзаходная фреза 3,175 и 2 мм. Применяется в общем-то для снятия чернового слоя небольших заготовок, но при необходимости можно использовать и как чистовую.
3 — Конические фрезы 3, 2, и 1,5 мм. Применение – чистовая обработка. Диаметр определяет качество и детализацию конечного результата. С фрезой 1,5 мм качество будет лучше, чем с 3 мм, но и время обработки заметно увеличится. Использование конических фрез при чистовой обработке, практически не требует после себя дополнительную обработку шкуркой.
4 — Конический гравер. Используется для гравировки, причем сплав из которого он сделан позволяет выполнять гравировку в том числе и на металле. Ещё одно применение – обработка очень мелких деталей, которые не позволяет выполнить коническая фреза.
5 — Прямой гравер. Используется для раскроя или вырезания. Например вам нужно вырезать…букву «А» из листа фанеры 5 мм. Устанавливаете прямой гравер в шпиндель и вот вам ЧПУ-лобзик . Я его использовал вместо прямой фрезы, когда она сломалась. Качество обработки вполне нормальное, но периодически наматывает на себя длинную стружку. Нужно быть начеку.
Все вышеперечисленные фрезы были с хвостовиком 3,175 мм, а сейчас тяжелая артиллерия.
6 — Прямая и коническая фрезы 8 мм. Применение то же, что и у фрез 3 мм, но для более масштабных работ. Время обработки значительно сокращается, но к сожаление они не подходят для небольших заготовок.
Всё это только малая часть из того количества фрез, которые можно применять в ЧПУ для выполнения различных задач. Начинающих не могу не предупредить о немалой стоимости хороших фрез. К примеру вышеописанные фрезы 8 мм из быстрорежущей стали стоят примерно по 700р. Фреза из твердосплава в 2 раза дороже. Так что игрушки с ЧПУ не получается поставить в ряд самых дешевых хобби.
Переключение режима отображения координат в mach3
Такая система нулевых точек очень удобна при выполнении управляющих программ на станке с ЧПУ. В ходе
выполнения программы всегда возникает необходимость делать вспомогательные перемещения (точка смены
инструмента, точка «парковки» инструмента).
Сделать это в нулевой точке, настроенной оператором,
проблематично, так как ее мы настраиваем индивидуально для каждой обработки в зависимости от
расположения заготовки на столе. Это означает, что нам при каждом изменении нулевой точки пришлось бы
заново отмерять координаты до всех вспомогательных позиций и вручную прописывать их в программе.
Чтобы
этого избежать, все подобные вспомогательные перемещения осуществляются в машинной системе координат,
так как она неизменна и координаты любой точки в ней всегда одни и те же. Обработка же самой детали
происходит относительно нулевой точки настроенной оператором в зависимости от расположения заготовки.
Для переключения между системами координат (нулевыми точками) во время выполнения управляющих программ
используются специальные команды, которые закладываются в постпроцессор при его настройке.
Любая система ЧПУ имеет три основных режима работы:
 1. Ручной режим управления (Manual). Когда оператор управляет станком с пульта или с клавиатуры. 2. Режим ручного ввода данных (Manual Data Input). Когда оператор управляет станком путем покадрового ввода команд в консоль и их выполнения.
Например, включить шпиндель со скоростью вращения 15000 об/мин (S15000 M3), переместиться в определенную координату с подачей 5000 мм/мин (G1 X50 Y50 F5000) и т.д. 3. Автоматический режим управления (Auto) – это основной режим работы станка с ЧПУ в котором происходит автоматическое выполнение управляющих программ.
Для комфортной и уверенной работы на станке оператору предстоит освоиться с этими режимами работы,
научиться настраивать нулевые точки, измерять инструмент, производить его смену, быстро совершать
аварийный останов станка при необходимости, возобновлять работу станка после аварийных остановов и
внезапного отключения электричества и т.п.
Помимо этого обязательно следует освоить коды управляющих программ. Знание G-кодов и M-кодов, умение
читать программу позволяют не только самостоятельно вносить правки в управляющий код не отходя
от станка, но и помогают избежать десятков вопросов в ходе работы.
Для изучения всех этих вопросов существуют специальные мануалы (инструкции). Если речь идет о работе с
системой ЧПУ станка, то для каждой системы ЧПУ существует свое «Руководство по эксплуатации», которое всегда
можно найти в свободном доступе.
Если речь идет об изучении программирования (G-коды, M-коды), то и по этой тематике
есть огромное количество книг, инструкций, статей в интернете и изучить этот вопрос при желании не составит труда.
G-код основан на едином стандарте, поэтому он одинаков для всех систем ЧПУ (если не считать систему Heidenhain), однако отличия и нюансы все
равно существуют.
В качестве примера приведу мануал по системе Mach3 (прямая ссылка на скачивание документа с официального сайта разработчиков Mach3), который включает в себя как вопросы, связанные с
эксплуатацией этой системы управления, так и информацию по программированию с помощью
G-кодов и M-кодов, применительно к этой системе управления.
С наилучшими пожеланиями!
Печатные платы на чпу
Умельцы, которые уже подружились со станком, с удовольствием делают печатные платы (ПП) на ЧПУ. И их хорошо покупают. Платы, изготовленные частным порядком (самодельные) стоят дешевле. Тем более, что можно предусмотреть нужный функционал.
Их производство – из числа сложных, многоэтапных, завязано на программном управлении технологическими процессами.
Мастер должен быть владельцем программируемого фрезерного станка или гравировочных устройств. Желательно наличие станков для сверления отверстий на платах и способных заниматься контурной обрезкой платы.
Имея в своём распоряжении технику с гравировочной насадкой по металлу, их владельцы знают, как заработать на ЧПУ, пользуясь такими станками.
В перечне продукции:
- металлические таблички и монограммы;
- детали для сборки нового станка или других устройств;
- лазерная гравировка-резка мягких металлов, создание объемных рельефов на поверхности металла на современных 3d фрезере;
- обработка алюминия фрезером на ЧПУ – одна из идей, приносящих прибыль. Детали высокой точности приобретают автомастерские. Иногда умелец на 4-осном станке делает редкие запчасти, по стоимости, превышающие цену станка.
- плазменная резка металлов на плазморезах, имеющих числовое программное управление.
Работать с гранитом и мрамором – тоже выгодное дело. А еще бизнесу послужит станок по камню с ЧПУ, на котором можно обрабатывать твёрдые материалы.
Можно отлично заработать, делая барельефы, гранитные или мраморные мемориальные памятники.
Главное, чтобы фрезы соответствовали породе, которую обрабатывают. Из камня (драгоценного и поделочного), используя гравировальные устройства, сделано немало ювелирных изделий и сувениров, отличающихся большим количеством моделей.
Возможно людям, потерявшим работу, стоит попробовать свои силы в этой области.
Руководство по выбору чпу-станка
Если вы только открываете бизнес и не имеете опыта в этой области, выбор фрезерного станка ЧПУ может поставить вас в тупик — так велико разнообразие на рынке промышленного инструмента.
Только многолетний опыт и специфические знания позволяют специалистам осуществить выбор станков ЧПУ в соответствии с требованиями предъявляемыми к оборудованию.
Многие просто теряются в этом обилии, и это неудивительно — выбрать лучший ЧПУ-станок бывает сложно даже профессионалам, если они не следят за новинками рынка инструментов, ассортимент которого постоянно расширяется и усовершенствуется.
По каким же критериям лучше выбрать ЧПУ станок?
Это зависит от того, для чего он будет использоваться. От материалов, профиля работ, необходимой скорости и точности, от требуемого ресурса. Многие значимые характеристики таких станков напрямую зависят от их оснащения — от свойств их комплектующих и расходников, от конструктивных особенностей. Рассмотрим самые основные.
Шпиндель
Шпиндель — одна из главных частей фрезерного станка. Именно от шпинделя зависит то, какие фрезы смогут применяться именно с этим станком, под какими углами их можно будет закрепить и как именно применять. Привод шпинделя обычно вмонтирован — то есть, шпиндель представляет собой мощный компактный электродвигатель с цангой для зажима фрезы.
Многое прямо зависит и от качества шпинделя — хороший шпиндель прослужит долго, постоянно радуя вас качеством работы, плохой же может загубить не только изделие, но и повредить сам станок в случае аварии, а то и травмировать персонал. К выбору шпинделя следует подходить ответственно, всегда чутко прислушиваясь к рекомендациям производителя станка и обращая внимание в первую очередь на продукцию известных и зарекомендовавших себя производителей комплектующих.
Область фрезеровки
Это одна их важнейших характеристик станка ЧПУ — размер области фрезеровки определяет то, какого размера изделия сможет обрабатывать станок. Для каждой узкой области применения существуют свои требования по размерам, более универсальные станки имеют регулируемую область фрезеровки, либо заведомо превышающую требования по большинству часто встречающихся кейсов применения.
Имеет значение и устройство площадки — не должно вызывать затруднений закрепление и чёткое позиционирование детали заготовки, в противном случае возможен серьёзный брак. Осуществляя выбор фрезерного станка ЧПУ для работы надо заранее определиться с размерами обрабатываемых деталей, чтоб не попасть впросак.
Предназначение станка
ЧПУ станки разделяются в первую очередь по материалу, который призваны обрабатывать, а так же по области применения.
Металлообрабатывающее оборудование
Металлообрабатывающие ЧПУ станки отличаются от прочих прежде всего прочностью и мощностью конструкции, которые позволяют им работать как с металлом, так и с большинством других материалов.
Для уменьшения износа и избегания заклинивания фрезы они часто оснащены подачей охлаждающей жидкости на фрезу, обычно — воды или масла, прямо в область рабочего контакта, а многие из них оборудованы мощным отсосом воздуха — конструктивно предусмотренным креплением раструба промышленного пылесоса, для автоматического устранения стружки с обрабатываемой поверхности.
Деревообрабатывающее оборудование
ЧПУ станки для работы с деревом, а также композитами и пластиком, конструктивно мало отличается от станков для работы по металлу, но имеет чуть более простую конструкцию и меньшие требования по мощности и прочностным характеристикам, что естественным образом обусловлено спецификой материала.
Охлаждение фрезы в них встречается воздушное, а чаще и вовсе отсутствует, так как его наличие не критично. Устранение стружки тоже обычно не предусмотрено и осуществляется оператором вручную. Соответственно, и стоимость таких станков обычно несколько ниже, и обслуживание их проще и дешевле, а распространённость — больше.
Оборудование для изготовления корпусной мебели
Станки ЧПУ предназначенные для производства корпусной мебели имеют свои особенности — в частности, размеры области фрезеровки в них превышают таковые у других ЧПУ фрезерных станков, так как детали для обработки могут отличаться большей площадью, по сравнению с другими областями применения ЧПУ.
Соответственно, мебельный ЧПУ станок будет иметь большие размеры по всем измерениям, а также большую сложность и стоимость рамы и направляющих, чем аналогичный станок для работы с менее крупными объектами. В остальном они мало отличаются от станков для обработки дерева, пластика и композитных материалов.
Стеклообрабатывающие станки
Стеклообрабатывающие фрезерные ЧПУ станки станки отличаются от станков для обработки металла в основном тем, что фрезы в них применяются специальные, с твердосплавными, алмазными и корундовыми рабочими поверхностями.
Фрезы бывают как со специальным покрытием, так и цельноспечённые — такие комплектующие создаются путём запекания алмазной крошки при высоких температурах и большом давлении, что даёт необычайно прочный и долговечный инструмент.
Также, в станках обрабатывающих стекло, подача рабочей жидкости в область контакта фрезы с материалом обязательна — это обусловлено не только необходимостью охлаждения фрезы при работе с таким твёрдым материалом как стекло, но и обязательностью немедленного устранения отработанных фрагментов материала — чтобы они не мешали дальнейшей работе и не портили деталь попадая снова в место контакта фрезы с заготовкой, с одной стороны, и чтобы они не попали в воздух, которым дышит оператор станка.Помимо стекла такие станки могут обрабатывать поликарбонат, оргстекло различного состава и другие твёрдые материалы, а также металлические заготовки.
Выбрать станок ЧПУ для работы по стеклу можно исходя из его соответствия этим обязательным критериям.
Камнеобрабатывающее оборудование
Фрезерные ЧПУ станки для работы по камню предназначены для гравировки и выполнения сложных объёмных барельефов на таких твёрдых материалах, как природный камень различной породы — гранит, мрамор, песчаник, а также на искусственных каменных плитах из гранитной крошки с полимером.
Специфика работы по камню предполагает одновременно и большие площади обработки, и высокую твёрдость материала, и повышенный вес заготовок. Также, камень характерен тем, что, при работе с ним существует необходимость одновременно и в постоянной циркуляции воды в рабочей зоне, и в устранении крошки и пыли пылесосом — сама по себе вода не спасает от пыли крупной фракции, характерной для минеральных материалов.
Такие станки могут с лёгкостью справляться и с другими материалами — от дерева и ПВХ, до, зачастую, даже стекла и металла, а потому пригодятся не только изготовителям изделий из камня, но и тем, чьи профессиональные интересы значительно шире.
Это самое совершенное, пожалуй, оборудование для фрезеровки с программным управлением, которое может в этой области производства почти всё, однако — излишне мощное, громоздкое и дорогое для большинства работ не связанных прямо с его предназначением.
Как бы ни был велик соблазн получить поистине универсальный фрезерный ЧПУ станок, если среди ваших задач нет обработки камня — подумайте над приобретением чего-то более специализированного, из перечисленного выше.
Это, пожалуй, самые основные моменты, о которых надо быть в курсе при выборе фрезерного ЧПУ станка. И пусть сначала кажется, что при необходимости купить фрезерный ЧПУ выбор непрост, всё не так страшно. Теперь мы остановимся на особенностях фрезерных станков с ЧПУ.
Виды кинематических моделей станка
При подготовке к работе на фрезерном ЧПУ-станке используются кинематические модели станка, которые представляют из себя программную имитацию данного оборудования и необходимы для корректной подготовки и прогнозируемости действий станка при исполнении программы.
Кинематическая модель станка в обязательном порядке несёт в себе информацию о рабочей области, её размерах и расположении относительно неподвижного основания станка, о расположении и возможных траекториях рабочей головки — держателя фрезы, о других физических параметрах оборудования — расстояния, размеры, — всех, которые имеют непосредственное отношение к производимым станком работам.
Примеры станков и их моделей:
Подготовка управляющей программы
Для работы на фрезерных станках ЧПУ используются CAD/CAM-системы — программные пакеты, предназначенные для перевода данных из чертежей и моделей в понятную станку форму команд.
Это программные продукты DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM и Mach3.
Внесённые данные о размерах и форме детали становятся в них управляющими траекториями, которые, в свою очередь, превращаются в управляющие программы в процессе постпроцессирования.
Постпроцессор
Постпроцессор — специальный программный продукт, который превращает данные о параметрах детали в индивидуальную программу, управляющую движениями инструмента и/или заготовки, для каждого конкретного станка.
Здесь можно подробнее прочитать о разработке кинематических моделей, на примере промышленных систем фирмы Siemens.
Также полезную информацию можно найти в библиотеке технической литературы.
Детальную информацию по работе с каждым конкретным станком можно получить на официальном сайте его производителя. Это наиболее надёжный вариант, который убережёт от многих ошибок.
Управление
В отдельных случаях, когда предстоит работа на серьёзном промышленном станке, задать программу по обработке какой-то более или менее простой детали можно вручную, через пульт управления станком. В таком случае следует строго соблюдать инструкции производителя и последовательно выполнить все необходимые шаги.
Пульт управления одним из фрезерных ЧПУ-станков:
При создании элементов более сложной формы без применения компьютера обойтись нельзя, а многие компактные станки и вовсе управляются только через подключенный ПК.
Многоосевая обработка
Фрезерные ЧПУ делятся на вертикальные и горизонтальные — по расположению рабочей головки, соответственно — верхнему или боковому, а так же подразделяются по количеству осей обработки — на трёхкоординатные, четырёх и пятикоординатные.
Соответственно, чем больше осей координат движения инструмента, тем более эффективно и с большей сложностью может производиться обработка детали.
Используемые фрезы
В зависимости от специфики работы — от материала, необходимых форм обработки и других факторов, в фрезерных ЧПУ- станках используется большое количество всевозможных фрез. Фрезы бывают однозаходные, двухзаходные, сферические, v-образные, конусные сферические, пирамидальные радиусные с одной или двумя режущими гранями, гравировальные, отрезные и т.д.
Сферические и пирамидальные фрезы применяются для глубокого выбирания материала из детали, обработки углов, создания углублений соответствующей формы. Отрезные и гравировальные фрезы разной формы применяются для гравировки, разрезки детали, обработки краёв изделия, и для придания формы — создания барельефного изображения. Радиусные и галтельные фрезы, как выпуклые, так и вогнутые, применяются для обработки углов, краёв столешниц и других деталей, снятия фасок и т.д. Торцевые фрезы позволяют создавать отверстия, в отличие от сверел — любой формы.
Примеры используемых фрез:
Разнообразие фрез варьируется от простейших, похожих на обыкновенное сверло или бур, и до очень сложных, из разных материалов и всевозможной формы, с различным количеством режущих граней. Это обеспечивает широкий диапазон решаемых ими задач.
Для каждого материала и вида работ необходим индивидуальный подбор фрез, которые вам поможет подобрать наш специалист.
Фрезерные станки с программным управлением — прекрасный инструмент, при грамотном использовании способный создавать очень широкий ассортимент изделий, от рекламных конструкций до частей других станков, от кухонных разделочных досок до деталей реактивных авиадвигателей. Область их применения почти безгранична, а ассортимент и степень доступности увеличиваются с каждым днём.
Сейчас уже не только машиностроительный завод может позволить себе подобное оборудование, но и относительно небольшая мастерская, что не может не радовать.
Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?
Подписывайтесь на нас в соц. сетях:
Станки фрезерные с чпу
Основное назначение станков этой группы — фрезерование, как простых плоских деталей, так и изделий сложной пространственной формы. Современные фрезерные станки с ЧПУ ориентированы на выполнение большого числа технологических операций. Кроме фрезерования на них можно раскраивать листовой металл, обрабатывать заготовку под разными углами, выбирать пазы.
Количество хранимых в одном магазине инструментов впечатляет — есть магазины на 300 инструментов!
Промышленностью выпускаются следующие виды фрезерных станков:
- Вертикально-фрезерные. Шпиндель расположен вертикально (перпендикулярно столу). Применяются при обработке заготовки с одной из сторон.
- Горизонтально-фрезерные. Шпиндель устанавливается параллельно плоскости стола. Оборудование используется для многосторонней обработки.
Из-за конструктивного разнообразия классификация фрезерных станков с ЧПУ становится затруднительной. Независимо от того, к какому из видов (вертикальная или горизонтальная компоновка), относится фрезерный станок ЧПУ, он может быть консольным или бесконсольным, иметь один или несколько шпинделей, управлять одновременно движением по трем (и более) координатам.
Согласно установленной на станке СЧПУ выделяют следующие типы фрезерных станков:
- С позиционным управлением. На этих программах работает сверлильно-фрезерное оборудование.
- С контурным управлением. Эти виды станков используются для фрезерования сложных криволинейных поверхностей.
- С комбинированным (смешанным) управлением. Станок, работающий на этой системе, используется для комплексной обработки деталей.
Степень автоматизации
В управляющих системах СЧПУ, которыми оборудуются станки с программным обеспечением, тоже есть свои схемы классификации. Здесь разделение идет по следующим параметрам:
- Назначение. Выпускаются позиционные, прямоугольные, непрерывные, комбинированные станочные системы управления.
- Способ загрузки. Программное обеспечение в систему может устанавливаться через диск, флеш-носитель, магнитную или перфорированную ленту.
- Тип привода: шаговый, ступенчатый, регулируемый.
- Число управляемых (одновременно) координат и погрешности их задания.
Степень автоматизации оборудования обозначается Ф «N», и в его маркировке стоит на последнем месте.
- Ф1 — механизм оснащен устройством цифровой индикации. Координаты перемещения вводятся с клавиатуры, каждый раз на один кадр программы.
- Ф2 — в оборудовании используется позиционная (в сверлильных и координатно-расточных группах) или прямоугольная (во фрезерных, токарных и расточных группах) система управления.
- Ф3 — оборудование с контурными или непрерывными СЧПУ. Используя их можно обрабатывать поверхности любой степени сложности.
- Ф4 — ЧПУ станком управляет многооперационная комбинированная СЧПУ, в которой совмещаются возможности контурного и позиционного управления.
- Ц — цикловое программное управление. Самая дешевая и простая система автоматизации. Устанавливается на машины для производства однотипных деталей. Система циклового управления используется на станках с 2-3 точками позиционирования.
В маркировку обязательно вводятся индексы, отражающие наличие устройств автоматической смены инструмента (АСИ). Обозначаются они буквами: «Р» — смена и фиксация инструмента, осуществляются поворотом револьверной головки, «М» — смена инструмента из специального барабана, так называемого, инструментального магазина.
Структурные системы
Важную роль здесь играют и производители структурных систем. Приобретение качественного оборудования, своевременное и профессиональное обслуживание гарантирует покупка техники от ведущих в сфере создания ЧПУ брендов. К ним относятся немецкие фирмы SIEMENS AG и HEIDENHAIN системы.
Первая компания специализируется на создании современного высокоточного оборудования для металлообрабатывающего оборудования, вторая на комплексной модернизации старых станков. Модули для органов управления станками обеих компаний отличаются немецким качеством и надежной и постоянной разветвленной сетью сервисной поддержки. Заслуживает и немецкая программная система.
Не отстают от немцев и японцы. Лидером здесь является компания FANUK. Японские системы немного дешевле немецких, но практически не уступают им в качестве. Компания специализируется на разработке стоек управления станками, специализирующимися на выполнении сложных программ.
Стойке свойственен отличный уровень функциональных параметров, большая оперативная память, синхронизация с компьютерами, возможность составлять программы на довольно удобных специализированных программах, а также моделировать производственные процессы исполнительного кода при помощи универсальных 3D редакторов.
Не сдают позиций и отечественные компании. Их современное оборудование зачастую не может похвастаться уникальными передовыми разработками, но оно на порядок дешевле, а функциональные характеристики и операционные возможности находятся на близком к конкурентам уровне.
Отечественные стойки ЧПУ обладают удобным человеко-машинным интерфейсом, способны выполнять, в том числе, задачи высокой сложности. Кроме того, они выпускают части для электрических схем, датчики, унифицированные под системы управление, которые на порядок дешевле импортных.
Компании также поставляют программное обеспечение для написания программного кода на компьютере, однако человеко-машинный интерфейс и наличие сложных механизмов функционально несколько отстают от иностранных компаний. Однако, по мнению специалистов, покупка отечественных систем программного управления – оптимальный вариант по соотношению «цена-качество».
ЧПУ нашло широкое применение в мировой промышленности, позволило значительно облегчить, оптимизировать современный производственный процесс и снизить влияние человеческого фактора. При этом высокая точность программного управления значительно расширила возможности как каждого отдельного предприятия, так и промышленности в целом.
Загрузка...