Компоновка фрезерных станков с ЧПУ

В данной статье мы рассмотрим различные конструкции современных фрезерных станков, оснащенных системой ЧПУ.

Гравировальные фрезерные станки с ЧПУ. Предназначены для фрезеровки на небольшую глубину. В зависимости от компоновки на таких станках возможно производить как 2d, так и 3d гравировку. Помимо дерева и металла можно гравировать на камне, граните и т.п. Работу выполняет резец, который фактически “выцарапывает” рисунок на камне (рис. 1).

а)                                       б)

Рис. 1. Гравировальные фрезерные станки с ЧПУ в процессе гравировки: а) на дереве, б) на камне

Трёхкоординатные фрезерные станки с ЧПУ. Фрезерные станки с ЧПУ такой конструкции получил широкое распространение в металло- и деревообработке. Помимо этого, обработка по трем координатам позволяет работать с нестандартными контурами, а также изготавливать печатные платы (рис. 2). К преимуществам фрезерных станков с ЧПУ такой компоновки можно отнести: надёжность, большие га- бариты рабочего поля, высокий уровень производительности, возможность модернизации, в том числе и добавление дополнительных степеней свобод, доступность комплектующих и простота ремонта. К недостаткам в большинстве случаев можно отнести сложность обработки изделий сложной формы и дороговизну некоторых моделей станков. К станкам данной конструкции также можно отнести миниа- тюрные фрезерный станки с ЧПУ настольного типа. Отличаются своей компактностью и простотой устройства, а также от- носительно невысокой ценой. Из минусов можно выделить небольшое рабочее поле [1].

а)                                               б)

Рис. 2. Трехкоординатный фрезерные станки с ЧПУ: а) напольного типа; б) настольного типа.

Четырёх- и пятикоординатные фрезерные станки с ЧПУ. По сути это многоцелевые фрезерные станки с вертикальным расположением шпинделя и наклонноповоротным столом. Фрезерные ЧПУ-станки с 4 и 5-ю степенями свобод помимо трех основных направлений (x,y,z,) дают возможность обеспечивать наклон и/или поворот заготовки или инструмента. Подобная компоновка позволяет изготавливать изделия более сложной формы, нежели трёхкоординатные фрезерные станки

(рис. 3). К преимуществам 4 и 5-ти осевых фрезерных станков можно отнести возможность изготавливать более сложные изделия, а также увеличение срока службы инструмента и станка за счет оптимизации взаимного положения инструмента и заготовки в процессе фрезерования. К минусам можно отнести сложность наладки, дороговизна обслуживания, необходимость регулярного проведения мероприятий, связанных с повышением квалификации персонала.

а)                                            б)

Рис. 3. Разновидности фрезерные станков с ЧПУ: а) четырёх-координатный; б) пяти-координатный

Обрабатывающий фрезерный центр с ЧПУ. Это высокопроизводительный сверлильно-фрезерный центр с ЧПУ. Станок такой компоновкой предназначен для об- работки заготовок со всех сторон кроме примыкающей к станочному приспособлению. Стол оснащён вакуумными модулями для фиксации заготовок. Эти модули свободно перемещаются по направляющим станка (см. рис. 4 а). К плюсам можно отнести классическую портальную систему, возможность интегрирования станка в автоматизированную линию, обработку деталей в маятниковом режиме и компактный размер. К недостаткам относятся высокая стоимость и сложность налад-ки/ремонта [2].

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ совмещают в себе сразу 2

станка. Подобная компоновка значительно расширяет возможности подобного универсального оборудования (рис. 4 б). К плюсам можно отнести широчайшие возможности обработки, использование стандартного токарного и фрезерного инструмента, повышенная производительность. К минусам можно отнести сложность наладки, необходимость наличия в штате высококлассных специалистов наладчиков [3].

а)                             б)

Рис. 4. Фрезерные станки с ЧПУ: а) обрабатывающий фрезерный центр с ЧПУ; б) токарно-фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ

Исходя из вышеизложенного, разработка принципиально нового фрезерного станка с ЧПУ является крайне сложной задачей. Однако для выполнения узкоспе- циализированных задач допустимо разработать нестандартное решение. Авторами стать предлагается компоновка фрезерного станка с ЧПУ с картезианской схемой: оси Х и У перемещают рабочий орган, а ось Z осуществляет подъем и опускание стола. Применение такой конструкции позволит снабдить станок сменными головками,

3Д печать. Комбинируя сменные головки, можно вести постобработку напечатанных заготовок не снимая изделие с рабочего стола. Кроме того, конструкцию стола можно реализовать по схеме дельтапринтера, только в отличие от него наклоны и перемещения будут осуществляться не экструдером, а соплом. Это позволит добавить станку две дополнительные степени свободы, расширяющие его возможности. Обрабатывать на данном оборудовании предполагается немассивные заго- позволяющими не только осуществлять операции механической обработки, но и товки из неметаллических материалов.