Строим самодельный фрезерный чпу станок

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.

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.

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.

Мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву для домашней мастерской

Самыми доступными и популярными материалами для обработки считаются древесина и металл.
Фрезерный станок с ЧПУ по дереву относится к новому поколению современных станков для обработки древесины, характеризует его высокая производительность с многофункциональностью.

Мини фрезерный станок с ЧПУ – отличный вариант для дома, успешно применяется в таких сферах:

• строительстве;
• дизайне интерьеров;
• мебельном производстве, столярном деле.

Мини оборудование помогает создавать резные фигуры из деревянного материала, мебель из таких материалов, как МДФ, ОСП и фанеры.

С помощью настольного фрезерного станка с ЧПУ возможно изготовление декоративных элементов лестниц, балясин, дверей, решеток, деревянных икон, картин, барельефов, подарочных шкатулок и различных памятных сувениров.

Таким образом, можно запустить домашнее производство деревянной продукции, хобби превратить в успешный бизнес. Ведь деревянные изделия всегда востребованы.

Особенности эксплуатации

Функции и выгоды использования фрезерного станка с числовым программным управлением могут заинтересовать предпринимателей, чей бизнес основан на изготовлении деревянной мебели и прессованных стружечных изделий для строительства. С помощью этих станков можно воплощать в жизнь самые различные идеи – они годятся для создания 3D-узоров, рекламных надписей на изделиях, декоративных мебельных деталей. Используя их, можно даже создать демомакет архитектурного проекта для демонстрации.

Существует модель универсального станка, возможности которого почти не имеют границ. Используя его, можно делать даже резные элементы мебели и части лестниц. Также существуют настольные модели для создания сувенирных и ювелирных изделий.

Фрезерование дерева с использованием ЧПУ почти не требует участия человека и происходит на высокой скорости, так как оборудование обладает высокой производительностью. Оператору необходимо лишь установить заготовку и запустить необходимую программу.

Производитель составляет список обязательных правил и основных требований эксплуатации, а пользователю следует их придерживаться. Главное, что следует исполнять – это проводить проверки системы охлаждения, если она является частью конструкции, осуществлять замену режущего инструмента при его износе и не допускать превышения максимальных нагрузок на электродвигатели.

Подробнее про фрезерные станки по дереву с ЧПУ смотрите в видео ниже.

Как на нем работать?

В помощь новичку, в первый раз вставшему за только что приобретённый или самостоятельно изготовленный станок, учебники и справочники, советы знакомых токарей-фрезеровщиков, обучающие видеоматериалы. Универсальные инструкции тоже есть. Вот одна из них.

Для подключения микроконтроллеров станка может использоваться, к примеру, проводной интерфейс RS-485. Это специализированный микроконтроллер, преобразующий сигналы USB-порта ПК в команды RS-формата и обратно. Скорость обмена данными между программной частью станка и компьютером/ноутбуком/планшетом, в котором есть свободный USB-порт, может достигать 10 Мбит/с. Для подключения используйте кабель USB.

Установите драйвер для программатора и специальную ЧПУ-программу на ПК.

Подготовьте станок к работе. В отладку устройства входит проверка рабочего стола станка на отсутствие посторонних предметов и вещей. Переключите станок в режим приёма команд. Инструкция по отладке прилагается в руководстве по эксплуатации.

Подготовьте материалы и заготовки, подлежащие обработке. Перед началом механического процесса прогрейте шпиндельный механизм, заставив его немного поработать вхолостую

Это важно на зимнем холоде, когда станок эксплуатируется в холодное время и не в домашних условиях.

Выставьте показатели коррекции на нужные габариты резаков, которыми будет обрабатываться каждая деталь.

Поставьте зажимное устройство на его посадочное место, на котором оно согласно инструкции должно работать.

Передайте в программный блок станка координаты относительного нуля для проведения начала обточки. Запустите на ПК программу, задающую схему работы станка, и загрузите в неё вытачиваемый эскиз.

Запустите процесс, проверив наладку и крепление заготовки

Материал при обточке не должен сместиться с позиции обрабатывающего центра.

Станок приступит к работе. Если эскиз был удачно загружен, а сама деталь и резаки надёжно закреплены, то по окончании определённого времени пользователь получит запрашиваемую деталь, которая выточилась из исходной заготовки.

Типы оборудования

Существует несколько основных типов ЧПУ фрезерных станков:

• Вертикальные фрезерные станки имеют вертикальный шпиндель, похожий на сверлильный пресс, но с X-Y столом, который позволяет автоматически позиционировать обрабатываемый материал.
• Горизонтальные фрезерные станки также имеют X-Y стол для позиционирования изделия; Однако, фрезы устанавливаются на горизонтальной оправке поперек стола.
• Универсальный фрезерный автомат может использоваться для вертикального или горизонтального фрезерования. Головка шпинделя прикреплена шарнирным соединением, чтобы был возможен любой из типов фрезерования.
• Портальные фрезерные станки ЧПУ используются с большими заготовками. Они позволяют добавлять шпиндель по мере необходимости для пятиосевых и шестиосевых фрезерных станков.
• Фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ – это агрегат, который используются для автоматического повторения операций. Большинство обрабатывающих центров имеют числовое программное управление (ЧПУ).
• Фрезерные станки с ЧПУ запрограммированы набором команд, называемых G-кодами, и используют инструменты CAT (с V-образным фланцем), BT или HSK.

Дополнительные функции

Рассмотрим некоторые из отдельных функций, доступных в фрезерных (CNC) станках:

• Программа обработки детали может быть введена в контроллер через клавиатуру или при помощи сканирования перфорированной ленты считывающим устройством в блоке управления.
• Программа обработки детали, однажды введенная в память компьютера, может использоваться и повторяться множество раз.
• Программа обработки детали может редактироваться и оптимизироваться непосредственно на станке. Если есть какие-либо изменения в дизайне изделия, программа без труда может быть изменена в соответствии с требованиями.
• Ввод информации может быть в значительной степени упрощен за счет использования специальных подпрограмм, разработанных для повторяющихся последовательностей обработки. Для обычных операций, таких как сверление отверстий по кругу (при использовании сверлильно фрезерного станка с ЧПУ), могут быть созданы и сохранены специальные программные циклы в памяти компьютера. Эти программы или подпрограммы могут быть извлечены и использованы любое количество раз; При этом необходимо указать только определенные параметры, и компьютерное управление выполнит автоматически необходимые вычисления и последующие действия.
• У станков с ЧПУ имеется средство для проверки программы обработки детали без фактического ее запуска на станке. Система управления проверяет программу обработки детали, и движение режущего инструмента в каждой операции, с отображением на экране монитора (блок видеодисплея). Форма компонента, которая будет получена после обработки, также отображается на экране без фактической обработки. Обычно такой функцией оснащен фрезерный центр с ЧПУ.
• Блок управления с ЧПУ позволяет компенсировать любые изменения в размерах режущего инструмента. Когда написана программа обработки детали, оператор станка проставляет конкретный тип и размер режущего инструмента, например, если это гравер. Но в действительности использование программы обработки на станке может быть недоступно для конкретной фрезы. Система управления ЧПУ позволяет компенсировать разницу между запрограммированным инструментом и используемым.
• С системами управления ЧПУ можно получить информацию об использовании оборудования, которая будет очень полезна для контроля производства. Система может предоставлять такую информацию, ​​как количество произведенных компонентов, время на компонент, время для установки задания, время, в течение которого используется конкретный инструмент, время, в течение которого машина не работает, диагностика неисправностей и многое другое.

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.

Характеристики машин

Характеристики таких станков напрямую зависят от характеристик шпинделя, скорости перемещения и размера стола. Скорость шпинделя – это диапазон частоты вращения его головки. Мощность привода – это номинальная мощность пневмо-турбины, электродвигателя или поршневого двигателя, который приводит в действие шпиндель.

Количество фрез, которые поддерживает магазин инструментов, также является важным критерием, поскольку придает станку определенную универсальность. На простых машинах одновременно может работать только один инструмент.

Параметры движения для фрезерных станков включают:

• количество осей;
• максимальное перемещение по оси X;
• максимальное перемещение по оси Y;
• максимальное перемещение по оси Z.

Что касается размера стола, то его длина измеряется параллельно главной оси движения. Ширина стола измеряется перпендикулярно главной оси движения.

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.

Сколько стоит фрезерный станок по дереву с ЧПУ – обзор цен

Существуют десятки разновидности станков, которые можно приобрести в готовом варианте. Вопрос только в ваших финансовых возможностях. Если вы хотите многофункциональный станок, то он просто не может стоить дешевле 150 тысяч рублей. Все зависит от того, какие задачи он будет выполнять. В среднем, цена на модели, предназначенные для работы в бытовых условиях, варьируется от 150 до 350 тысяч рублей.

фрезерные станки с чпу

Фрезерный станок с ЧПУ Beaver 0906 AT-E

Станок предназначен для высококачественного фрезерования и гравирования поверхностей деталей и заготовок по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование).

Характеристики:

• размеры рабочего стола — 720×1135 мм;
• размеры зоны обработки X и Y — 600×900 мм;
• перемещение шпинделя по оси Z – 100 мм;
• система смены инструмента: ручная (цанговый, фиксация гайкой);
• тип передачи по осям X, Y, Z, а также ШВП;
• тип рабочего стола: механический с «Т» пазами крепления;
• частота вращения шпинделя 0-18000 об/мин;
• тип охлаждения шпинделя: воздушное;
• напряжение – 220 В;
• частота тока – 50 Гц;
• общая установленная мощность — 1,95 кВт.

Стоимость станка зависит от комплектации. Обычно производители стараются предложить клиенту скидки либо дополнительные аксессуары.

Отличная машина для профессиональной обработки деревянных конструкций

Фрезерно-гравировальный станок по дереву с ЧПУ VISPROM FPV-30 CNC 38510000

Фрезерный станок VISPROM FPV-30 CNC 38510000 используется для поточного изготовления однотипных деталей, а также для точного и быстрого сверления отверстий диаметром до 30 мм. Стоимость такой модели – от 250 тысяч рублей.

Регулируемая в диапазоне 100-6000 оборотов в минуту скорость вращения дает возможность резать детали из твердых и более мягких материалов

Настольный фрезерный станок с ЧПУ XYZ-3030

Фрезерный станок с ЧПУ XYZ-3030 – отличное решение для небольшой мастерской. Фрезерный стол обеспечивает достаточный диапазон перемещения.

Оборудование располагается на прочной станине, внутри находится тумба для хранения инструмента или деталей. Станок при необходимости можно закрепить на полу анкерными болтами. Ременная передача и 12 скоростей при диапазоне от 250 до 3200 оборотов в минуту охватывают необходимые диаметры сверла работе с деталями различной жесткости. Невысокая потребляемая мощность допускает использование станка в домашней мастерской. Стоимость станка – от 200 тысяч рублей.

Настольный фрезерный станок подойдет для обработки как дерева, так и металла.

Как выбрать?

Для дома станок выбирается не только в зависимости от его цены. Несколько конкретных характеристик окончательно определят конечный выбор потребителя.

Потребляемая мощность – проводка в доме или квартире чаще всего рассчитана на 16 ампер при 220 вольтах (порядка 3500 ватт). Именно эту мощность выдержат автоматы в квартире. Если проводка имеет существенно большее сечение, и в прихожей рядом со счётчиком установлены автоматические предохранители на 25 ампер, а счётчик позволяет выдержать импульсный ток более 5 кВт, что указано на его лицевой стороне, то разрешённая мощность вырастает именно до данного предела.

Габариты – станок должен поместиться в любой комнате. Он может занять столько же места, сколько и небольшой диван либо одно-двуспальная кровать. Комната должна быть довольно большая. Размещать станковое оборудование в квартире не рекомендуется – шум и вибрации легко передаются через стены многоквартирного дома.

Возможность резки и стачивания, сверления и пиления металлов. Лучшей окажется модель, рассчитанная на обработку сталей. Но и стоит она недёшево.

Шумовой уровень – вряд ли соседям понравится, если ваш станок предназначен для не самых шумных работ, а его звуки в действительности громче пилорамы, болгарки или перфоратора. Уровень шума в децибелах может быть указан конкретно.

Лучшие модели

Китайские и российские бренды таких типов, как центровальный, гравировально-фрезерный и пильно-сверлильный станки, должны отличаться по качеству. В Китае, к примеру, марка Syil, в частности, линейки моделей x3, x4 и x5 поставлены на поток. Качество недорогих китайских станков, к сожалению, оставляет желать лучшего: максимальный срок их службы – не более 3-х лет. Российские станки, к примеру, марки «Калибр» этого же ценового диапазона проработали бы не менее 5 лет.

Нижний ценовой диапазон – станки со стоимостью до 65 тыс. руб. Цены до 500 тыс. руб. относятся к средним расценкам. Эти изделия, в свою очередь, могут проработать до 20 лет, так как рассчитаны в основном на крупносерийное производство – все детали изготовлены из высококачественной инструментальной и быстрорежущей стали высокого качества.

Большинство новичков берёт наиболее дешёвые станки. Когда точность выделки достигает 0,1% от любых размеров и габаритов вытачиваемой детали в любой из проекций, то станок считается малопригодным для дальнейшего использования. Распространены случаи, когда малый предприниматель заказал станок за 150 тыс. руб., окупил его раз 10 – и не жалко выбросить, ибо затраты на устройство давно покрыты.

Ассортимент российских или китайских магазинов ориентирован больше на китайские модели. Дело в том, что даже такой именитый бренд, как «Калибр», давно переехал как завод в Китай.