Характеристика, виды и видео работы фрезерных станков по дереву с чпу

Как правильно выбрать?

Для того, чтобы правильно подобрать фрезер по дереву с ЧПУ, который будет полностью соответствовать всем требованиям, необходимо обязательно обращать внимание на целый ряд особенностей устройства. Рассмотрим самые важные параметры фрезерного оборудования

Рассмотрим самые важные параметры фрезерного оборудования.

Размер заготовок

Прежде всего, следует определить максимальные размеры изделий, а также материалов, которые в дальнейшем будут отрабатываться на ЧПУ станке. Таким путем можно определиться с размерами рабочей поверхности фрезера. Кроме того, чтобы работа была эффективной, нужно изначально позаботиться о том, чтобы не пришлось вносить изменения в настройки и программное обеспечение. Следует отметить, что если на станке за один заход выполняется полная обработка изделия или отдельной детали, то их качество будет очень хорошим.

Конструкция устройств для фрезерования

Выбирая фрезер по дереву с ЧПУ, необходимо изучать и его портал. Нужно, чтобы чугунная поверхность была цельной и устойчивой к вибрации. Если же портал изготовлен из алюминия, то стоит помнить, что он обладает меньшей устойчивостью, а также может привести к заметному ухудшению качества готовых деталей. Еще одна важная характеристика – размеры хода шпинделя агрегата, работающего в пределах оси Z.

Шпиндель

Фрезерные станки, которые используются для обработки дерева, оснащены специальным шпинделем 3D – одна из самых дорогих деталей оборудования

При выборе устройства с системой жидкостного охлаждения следует обратить внимание на фирму-производителя. Предпочтение лучше отдавать хорошо известным брендам, которые отвечают за качество своей продукции и предоставляют сервисное обслуживание

Рассчитывая мощность этого шпинделя, нужно оставлять небольшой запас, чтобы оборудование смогло выдержать нагрузку.

Тип двигателя для перемещения портала

От него зависит не только скорость, но и точность работы. Он может быть шаговым либо серводвигателем. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение моделям последнего типа, ведь в них исключен пропуск «шагов», а качество обработанных материалов и изделий намного выше.

Надежность стойки управления

На большинстве предприятий, обрабатывающих дерево на фрезерных станках, используется оборудование, которое не предусматривает обязательное наличие компьютеров. Это является большим преимуществом.

Количество инструментов

Выбирая фрезеры для того, чтобы работать с деревом, нужно заранее определиться с тем, какие именно инструменты могут понадобиться в дальнейшем для эффективной эксплуатации станка. Если их число будет более трех, то специалисты рекомендуют отдать предпочтение системе автоматической смены приспособлений: это позволит сэкономить не только ресурсы, но и время.

Программные настройки

Многие потребители отводят достаточно большое значение программным настройкам. Ведь даже неопытные покупатели понимают, что если на устройстве устаревшие программы, то с его помощью будет не очень удобно выполнять фрезеровку разнообразных 3D-деталей. К тому же, необходимо обязательно уточнить, имеется ли в программе российский интерфейс.

Особенности конструкции

Станки для фрезеровки деревянных деталей – универсальные устройства. Их широкое применение в современной промышленности обуславливается, прежде всего, многофункциональностью. Ведь с их помощью можно выполнять следующие задачи:

1. Осуществление поперечного строгания различных пород дерева, вне зависимости от их твердости, а также других особенностей обрабатываемых материалов;
2. Вырезание разных деталей, которые имеют поверхность сложной формы, включая и криволинейные плоскости. Благодаря усовершенствованным технологиям они получаются максимально ровными, гладкими и с точными размерами.

Пользователи могут самостоятельно осуществлять выборку любых элементов:

• Шпунта;
• Паза;
• Калевки;
• Гребня;
• Шлица;
• Фальца.

Стандартная конструкция прибора состоит из нескольких элементов:

1. Рабочий стол разных размеров – можно подобрать наиболее подходящие параметры в зависимости от условий работы;
2. Мощное и достаточно тяжелое основание, которое обеспечивает хорошую устойчивость во время эксплуатации оборудования;
3. Острый режущий инструмент, ровно разрезающий массивы дерева;
4. Вставной шпиндель – требуется для изготовления сложных 3D-изделий;
5. Шпиндель-вал;
6. Передний электрический тормоз для обеспечения безопасной работы с таким станком;
7. Блок программного управления – обязательная составляющая оборудования с ЧПУ. Производители прилагают к нему диск с программным обеспечением, а также специальные шнуры с разъемами соответствующих параметров.

Стружкообразование и как с ним бороться

Фрезеровка дерева на ЧПУ проводится в несколько заходов. Первые несколько проходов являются черновыми, при которых инструмент срезает много материала, оставляя лишь очертания будущего изделия. Далее следует чистовой проход, в процессе которого изделие обретает готовый вид и необходимую чистоту поверхности. Чистовая обработка обычно проводится конусной или цилиндрической фрезой с мелкими зубами, вращающейся с высокой скоростью и с большим количеством проходов, расположенных один за одним.

В процессе работы фрезе нередко необходимо врезаться в материал на большую глубину. Чтобы фреза не забивалась стружкой и не перегревалась, нужно обеспечить ей нормальные режимы резания, для этого нужно учитывать твердость дерева, скорость погружения, и не врезаться на большую глубину за один раз. Лучше это делать за несколько подходов.

Так как в процессе обработки деревянной заготовки образуется очень много стружки, пыли и других отходов, необходимо установить на фрезер с ЧПУ по дереву устройство, которое будет убирать стружку прямо от места реза. Работает оно по принципу пылесоса и устанавливается на оси Z, как можно ближе к рабочему инструменту.

Принцип работы станка с ЧПУ

Главный рабочий элемент станка – вращающийся вал. На него устанавливаются сменные фрезы разной конфигурации. Резцы могу вращаться вокруг заготовки, передвигаться вдоль, смещаться под определенный градус. Свободу передвижения обеспечивает подвижная каретка.

При помощи специальных программ задаются определенные рабочие параметры, благодаря чему достигается точная обработка детали и придание ей любой формы и объема.

Чаще всего консоль фиксирует деталь. Обработка происходит подвижной фрезой. При подвижной консоли шпиндель неподвижен. Фрезеры без консоли, напротив, снабжены подвижным шпинделем. Обычно стол может перемещаться по двум осям: строго вертикальной и строго горизонтальной.

Устройство и принцип работы

Не зависимо от размеров, промышленный агрегат и настольный фрезерный станок с ЧПУ по дереву имеют одинаковые узлы, обеспечивающие перемещение инструмента по 3-м основным осям:

• X – шпиндельный узел, перемещающийся по балке поперек стола;
• Y – перемещение консоли вдоль стола;
• Z – вертикальное движение шпинделя с цанговым патроном и инструментом.

Вдоль оси Y дополнительно перемещается стол. На столе 3D станков устанавливается независимый шпиндель с кулачками для крепления заготовки. При обработке длинных деталей напротив крепится центр – задняя бабка.

Для удобной работы устанавливается приспособление для сбора стружки. На домашнем оборудовании это обычный пылесос с большим мешком. Шланг подводится в зону реза и легкие опилки засасывает внутрь поток воздуха.

Каждый узел приводится в движение отдельным приводом. Мощность двигателя и количество оборотов подбирается разное, в зависимости от назначения. Фрезеровка производится на большой скорости для обеспечения чистоты обработки. Стол и консоль перемещаются медленно, но с большими нагрузками от веса самих узлов и детали.

Основой служит станина, на которой установлены консоли, стол, блок управления. Для движения имеются направляющие и зубчатые реки. Само перемещение осуществляется вращением звездочек на подвижных узлах.

Движение всех узлов – изготовление деталей на фрезерных станках происходит по команде блока ЧПУ шаговым двигателям, каждому отдельно, исходя из положения инструмента в данный момент, и куда ему следует сместиться для гравировки или объемной обработки.

Программа закладывается в блок ЧПУ в виде координат по 3-м осям. Производится корректировка – указывается форма и размер фрезы. После включения станка начинается движение фрезы и детали относительно друг друга. Компьютер сам выбирает оптимальную траекторию фрезеровки и, какой из узлов удобнее перемещать.

Блок управления подает команды и постоянно получает отчеты о координатах фрезы в каждой оси.

Промышленное оборудование использует для управления программные блоки, созданные программистами на отдельно стоящих компьютерах. Программы загружаются в блок управления в виде дискеты. Изменить что-то невозможно, надо создавать новую программу. Возможно использование нескольких видов инструмента для изготовления одной детали. Вначале работы с первой заготовкой от партии устанавливается нулевая точка для каждого.

Настольный фрезер ЧПУ по дереву в домашней мастерской использует в основном механическое копирование. Оно производится по реальному шаблону. Копировальная втулка или считывающий датчик движется по одной из осей X или Y вдоль материального шаблона, и передают все координаты на рабочий инструмент. Обработка производится поэтапно, предварительная, грубая и чистовая.

Фрезеровка древесины твердых пород

Твёрдыми породами дерева являются дуб, бук, ясень, тополь, акации и несколько других, которые в нашей стране практически не встречаются. Продукция, изготовленная из них, имеет ряд преимуществ, таких как: долговечность, высокая прочность, износостойкость (если речь идет о половых покрытиях), так же они имеют довольно красивый внешний вид даже без финишной отделки лакокрасочным слоем.

Обычно черновую обработку по дереву с ЧПУ проводят на высоких скоростях подачи для экономии времени. Но если превысить допустимую скорость для конкретного материала, на поверхности заготовки начинают появляться задиры и ворсистость, что не есть хорошо и может не убраться впоследствии чистовой обработки.

Обрабатывая древесину твердой породы, необходимо правильно располагать заготовку, учитывая направление волокон на ней, поскольку продольная и поперечная обработка значительно отличаются между собой. Особенно это отличие заметно при фрезеровании углублений и пазов.

Затраты на электроэнергию, амортизацию оборудования и оплату труда при фрезеровании твердых пород дерева значительно выше, чем при обработке мягкой древесины, что может повлечь за собой увеличение себестоимости конечного изделия.

Достоинства

Главными преимуществами станка, контролируемого компьютерной программой, являются точность и скорость деревообработки, которые дают возможность производить обработку как плоских деталей (2d) так и объемных (3d), имеющих самые разнообразные по размеру и сложности элементы. Сам процесс полностью автоматизирован, что полностью исключает человеческий фактор из процесса фрезерования.

Также неоспоримым плюсом можно назвать визуализацию, которая позволяет увидеть готовое изделие на мониторе компьютера еще до начала фрезеровки. Благодаря этому можно быть полностью уверенным в том, что на выходе получится именно то изделие, которое вы видели на экране.

Техника безопасности при работе с фрезером ЧПУ

При работе с техническим оборудованием придерживайтесь определенных правил. Это связано не только с эффективностью работы, но и с безопасностью.

Работа с техническим оборудованием опасна, а соблюдение техники безопасности снижает риск причинения вреда здоровью.

Правила ТБ:

1. Приступать к работе только в специальной униформе. Оператору ЧПУ станка потребуется прикасаться к острым предметам. Прикосновение голыми руками повышает риск появления колотых и режущих ран.
2. Рабочее пространство должно быть в 2 раза больше, чем размер станка. Это нужно для отдаления от рабочего места при критических ситуациях.
3. Огнеустойчивость стен, пола и потолка. Снижает риск возникновения пожара.
4. Пол должен быть ровным. Требуется для надежного закрепления аппарата.
5. Наличие хорошего освещения.

Описание конструкции

Существует много видов фрезерных ЧПУ станков для работы с древесиной. Они отличаются друг от друга, но схожи по строению.

Основные детали – станина, суппорты, фрезерный стол, шпиндель, режущий инструмент. В некоторых аппаратах присутствует дополнительная комплектация, главной частью которой является каретка. Она позволяет работать под разными углами.

Описание деталей:

1. Фрезерный стол – основа конструкции, рабочая площадь
2. Суппорты – используются для закрепления рабочих инструментов.
3. Станина – скрепляет детали конструкции.
4. Шпиндель – устройство закрепляющее обрабатываемую заготовку при работе. Вращает заготовку при работе. Чем выше скорость вращение, тем выше качество изделий.
5. Режущий инструмент – используется для обработки материала.

Режущие инструменты отличаются в каждом виде оборудования. В основном используются ножи, диски, фрезы и сверла.

Ещё одна деталь: если вы приобретаете агрегат для проведения высокоточной обработки, то обратите внимание на шпиндель. Скорость вращения напрямую влияет на точность обработки

Ещё одним преимуществом фрезерных ЧПУ станков является безопасность. Инструменты имеют безопасное строение и расположение.

Особенности

Новейшие модели этих приспособлений обладают целым рядом технических особенностей, благодаря которым они более эффективные, надежные и удобные по сравнению с другими инструментами, использующимися для работы с деревом:

• Крупная цельносварная станина из стали – виброустойчивая и выдерживает повышенные нагрузки;
• Стальной портал – обеспечивает максимальную геометрическую точность (готовые изделия соответствуют всем заданным числовым значениям);
• Линейные направляющие по трем осям и механизм их смазки для продолжительного эксплуатационного срока;
• Высококачественная шпиндельная площадка с несколькими ребрами жесткости;
• Чуткие датчики калибровки и изменения размера рабочего инструмента для безопасной обработки изделий;

• Четыре шаговых двигателя, которые закреплены на каждом из узлов осевого перемещения;
• Вакуумный стол с Т-пазами для надежной фиксации деталей, при применении которого не требуется частая смена положения заготовок;
• Специальные упоры пневматического типа для установки заготовок на рабочей поверхности;
• Шкаф управления для легкости и эргономичности в обслуживании инструментов;
• Программируемый логический контроллер для сбора, хранения, а также анализа информации, в результате чего вырабатываются эффективные команды управления устройством;
• Наличие всех необходимых приспособлений для безопасности: преобразователь частоты электрического напряжения, механизм принудительного охлаждения стойки, прочные кабелеукладчики по всем осям, которые защищают провода от воздействия разных внешних факторов;
• Аспирационная установка для быстрого и регулярного удаления мусора с рабочей поверхности;
• Удобная система управления станком с простым интерфейсом и уже готовым набором программ.

https://youtube.com/watch?v=GX2L5OaA0U4

Гравировка дерева

Гравировка – это фрезерование различных надписей, рисунков, узоров на деревянную или иную поверхность, поддающуюся обработке.

Гравировка надписей

В основном гравировка производится при помощи сферической фрезы высокого качества, которая должна быть надежно закреплена в фрезерный станок по дереву, (для уменьшения вибраций и повышения качества исходной поверхности) или же при помощи специальных граверов. Граверы бывают U и V типа. Граверы U типа предназначены для фрезеровки текста, а V типа – для фрезеровки специальных 3д изображений, которая производится V образной фрезой.

Основные виды оборудования

При фрезеровании обработка производится по 3 и более осям с одной установки. ЧПУ направляет инструмент в строго заданном направлении, оптимальном для выполнения заданной работы. Деревообрабатывающие фрезерные станки с ЧПУ различают по конструкции консоли, размеру, способности выполнять операции станков других видов. Различают основные типы фрезерных станков:

• универсальный;
• копировальный;
• настольный;
• мини фрезер;
• токарный;
• сверлильный;
• расточной;
• гравировальный.

У 3D гравировального станка по дереву на стол устанавливается шпиндель. Он вращается от отдельного привода по единой с инструментом программе, и позволяет обрабатывать длинные детали типа вал со всех сторон за одну установку.

Универсальный фрезерный станок с ЧПУ относится к промышленным. Он крупногабаритный и способен произвести множество операций, включая:

• расточку;
• сверление;
• торцевую фрезеровку;
• зенкование;
• отрезку.

За одну установку делается грубая и чистовая обработка. Инструмент меняется автоматически. Оборудование рассчитано на непрерывную работу в течение 8- 16 часов. Выгодно приобретать аналогичное оборудование для изготовления больших и средних партий деталей. В процессе работы станочник может изменить в программе отдельные параметры.

На станке фрезерно гравировальном с ЧПУ по дереву создают резные панели и другие уникальные элементы. Программой задается объемная финальная картинка, и фреза скользит по оптимальному маршруту для быстрого и точного выполнения работы. Особенность гравировального оборудования с ЧПУ – относительно небольшая глубина обработки.

В домашней мастерской большой перечень работ выполняет настольный фрезерный станок с ЧПУ. В зависимости от установленной программы, он способен самостоятельно обрабатывать небольшие партии и единичные детали.

По конструкции станины и принципу работы различают станки:

• одностоечные – вертикальные;
• двухстоечные – портальные или консольные.

Одностоечные фрезерные станки имеют подвижный стол, обеспечивающий перемещение детали по 2 осям. Они малогабаритные и предназначены для изготовления небольших деталей. В деревообработке применяются редко, в основном рассчитаны на фрезеровку металла.

Двухколонные крупные промышленные агрегаты и небольшие настольные имеют подвижный стол и перемещающуюся по поперечинам шпиндельную головку. На крупных агрегатах она способна вращаться и менять угол наклона. В результате инструмент обрабатывает и боковые стороны деталей, торцы.

У наиболее крупных станков с ЧПУ, обрабатывающих детали до 3 м, стол для прочности неподвижен. При работе перемещается вдоль заготовки консоль с работающей по программе фрезой. Чаще всего такие станки используют для раскроя листов ДВП и ДСП с мебельной и строительной промышленности.

Механический копировально-фрезерный станок изготавливает деталь по образцу. В программу закладывается трехмерное изображение с готового предмета. Датчики определяют размеры заготовки, и фреза повторяет заданные конфигурации. Программа определяет оптимальный режим резания и кратчайшую траекторию. Изменить параметры в программе нельзя. Надо переделывать образец и снова закладывать его в программу.

При работе с копиром по образцу скользит датчик, и фреза повторяет его движения.

Дополнительные приспособления

Естественно, производители такого оборудования стараются внедрять автоматику практически на всех этапах выполнения работ. К примеру, система АТС позволяет максимально быстро сменить режущие элементы автоматически, без участия оператора.

Для выполнения объемной резки эта функция позволяет увеличить скорость работы над изделием. Вот такие объемные картины предполагают использование сразу нескольких насадок для резки.

Среди дополнительных элементов широко используются защитные устройства для направляющих, автоматическая подача смазывающих и охлаждающих жидкостей.

Фрезерный станок по дереву с ЧПУ – что это такое

Фрезерование – процесс обработки древесины, в котором рабочий инструмент станка, двигаясь по 3-ём и более осям, обрабатывает детали по строго заданному алгоритму. Современные модели станков могут двигаться по 4-ём и большему количеству направляющих. Они позволяют обрабатывать деталь, не меняя её положения.

Станки с ЧПУ могут обрабатывать различные материалы: дерево, металл, пластик, стекло.

Такие станки используются практически на всех производствах, предполагающих выточку деталей и сложных элементов. Кроме того, на подобных станках легко выполнить фигурную или объемную резку.

Какими дополнительными возможностями обладают станки?

Удобное применение оборудования обеспечивается не только наличием большого количества функций, необходимых непосредственно для работы с деталями, так и дополнительных возможностей, которые делают работу станка более эффективной и бесперебойной:

1. Стабилизатор напряжения промышленного типа предназначаются для защиты от повышенных нагрузок при перенапряжении электросети и перегрева;
2. Специальное программное обеспечение с уникальным набором рабочих инструментов, которые требуются для тщательной обработки исходного материала и моделирования нужных изделий. Возможность самостоятельно задавать и регулировать числовое значение параметров позволяет в короткий срок изготавливать 2D или 3D-продукцию разных размеров.

Именно гибкость в эксплуатации, а также многофункциональность делают станок с ЧПУ незаменимым как на небольших, так и на крупных предприятиях, специализирующихся на производстве деревянной продукции.

Как выбрать породу дерева для последующей обработки

От материала зависит многое, начиная от износа режущего инструмента, заканчивая качеством готового изделия

Рассмотрим подробнее, на что в первую очередь необходимо обратить внимание:

1. Лучше всего из твердых пород древесины поддаются обработке бук и ясень. Если же использовать дуб, качество поверхности возрастет в разы, но главным минусом является то, что сухой дуб может неожиданно скалываться, испортив все изделие.
2. Очень важна и влажность древесины, она должна быть как можно меньшей (не более 8 процентов). Если она будет высокой, то есть вероятность того, что в скором времени готовое изделие «поведет» и оно изменит свою форму.
3. Желательно брать дерево первого и второго сорта, имеющего минимальное количество сучков, подпара и различных повреждений паразитами;
4. Глубину реза необходимо подбирать индивидуально для каждого материала чтобы не допускать подгорания заготовки или появления сколов на ее поверхности.

Технические параметры фрезеровальных станков по дереву с ЧПУ

Производительность, скорость работы и удобство зависят от ряда технических параметров, основными из которых являются:

1. Тип шпинделя. В более современных моделях оборудования предусмотрены разные виды шпинделей. Для работы в технологии 3D используются специальные шпиндельные головки, которые автоматически охлаждаются при помощи СОЖ.
2. Конструкция портала. Стол должен выдерживать разного рода колебания и большие нагрузки. Соответственно, лучше всего, чтобы   основание было выполнено из цельного металла.
3. Тип электродвигателя. В работе устройства чаще всего используются серверные приводы к контроллерами. Также применяются агрегаты с шаговыми моторами, но они не обеспечивают высокое качество обработки.
4. Режущие элементы. Чем выше и разнообразнее возможности реза или резов, тем больше производительность и шире функционал.
5. Вариации размеров деталей, которые может обрабатывать станок. Они должны соответствовать рабочему полю станка. Очень большие заготовки придется постоянно подстраивать под фрезу, что снизит качество работы и может вывести станок из строя.

Чистовая обработка древесины

После грубой обработки производится замена фрезы агрегата на более мелкую (чаще всего коническую или шарообразную), которая сможет произвести чистовую фрезеровку с достижением необходимого качества готовой поверхности.

Скорость чистовой обработки очень низкая, из-за чего общая производительность значительно снижается. Также на время очень сильно влияет время, затрачиваемое на смену инструмента при чистовой обработке, так как обычно фрезеровка производится несколькими фрезами.

Себестоимость готового изделия так же вырастает в разы, поскольку она зависит чаще всего от времени работы ЧПУ фрезера по дереву и трудозатрат на разработку программы обработки.