Фрезерный станок по дереву с ЧПУ своими руками

Как сделать фрезерный станок с чпу по дереву своими руками

В наше время всё более частым становится производство мелких деталей из древесины, для тех или иных конструкций. Также в магазинах можно встретить разнообразие красивых объёмных картин, выполненных на древесном полотне. Такие операции совершаются при помощи фрезерных станков с числовым программным управлением.Точность деталей или картин из дерева достигается за счёт управления с компьютера, специализированной программой.

Общие понятия

Фрезерный станок по обработке древесины с числовым управлением представляет собой высокопрофессиональную машину, созданную по последнему слову техники.

Вся работа заключается в обработке специальной фрезой по дереву, которой можно совершить работу по вырезке маленьких деталей из древесного материала, создание красивых рисунков. Работа осуществляется за счёт подачи сигналов на шаговые двигатели, которые, в свою очередь, двигают фрезер по трём осям.

За счёт чего и происходит высокоточная обработка. Как правило, вручную такие работы совершить невозможно так качественно. Поэтому фрезерные станки по дереву с ЧПУ является большой находкой для столяров.

Предназначение

Издавна, фрезеровка предназначалась для строгальных работ с древесиной. Но двигатель прогресса движется строго вперёд и в наше время, к таким станкам создали числовое программное управление. На этом этапе, фрезеровальный станок может выполнять разнообразные действия, которые касаются обработки дерева:

1. Вырезание различных деталей из массива древесины.
2. Отрезание лишних частей заготовки.
3. Возможность делать пазы и отверстия различных диаметров.
4. Рисование сложных орнаментов, посредством фрезы.
5. 3D Трёхмерные изображения на массиве дерева.
6. Полноценное мебельное производство и многое другое.

Какой бы ни была поставлена задача, она будет выполнена с высокой точностью и аккуратностью.

Разновидность

В современном технологическом мире различают следующие виды фрезеровочных станков по дереву с числовым управлением:

Стационарные

Эти машины размешаются на производствах, так как имеют огромные размеры и вес. Зато такое оборудование способно изготавливать продукцию в больших объёмах.

Ручные

Это самодельные устройства или устройства из готовых наборов. Эти станки можно смело устанавливать в вашем гараже или собственной мастерской. К таким относятся следующие подвиды:

Оборудование с использованием портала, с числовым управлением

Непосредственно сам фрезер способен передвигаться по двум декартовым осям X и Z. У такого типа станка высокая жёсткость при обработке на изгибы. Конструкция портального фрезерного станка с числовым управлением достаточно проста в своём исполнении. Многие столяры начинают познание станков с ЧПУ именно с такого подтипа. Однако в данном случае размер заготовки будет ограничен размером самого портала.

С числовым управлением и передвижным порталом

Конструкция данного подтипа немного усложнена.

Именно этот тип передвигает фрезер по всем трём декартовым осям, по X, Z и Y. В данном случае необходимо будет использовать прочную направляющую для оси X, так как вся большая нагрузка будет направляться именно на неё.

С передвижным порталом очень удобен для создания печатных плат. По оси Y есть возможность обрабатывать длинные детали.

Фреза движется по оси Z.

Станок, на котором фрезеровочная деталь способна передвигаться в вертикальном направлении

Этот подтип обычно используют при доработке производственных образцов или при переделке сверлильного оборудования в гравировально — фрезерное.

Рабочее поле, то есть сама столешница имеет размеры 15х15 сантиметров, что делает невозможным обработку крупных деталей.

Такой тип не очень удобен в эксплуатации.

Безпортальный с числовым управлением

Этот тип станка очень сложен в своей конструкции, однако является самым производительным и удобным.

Заготовки можно обрабатывать длинной до пяти метров, даже если ось X составляет 20 сантиметров.

Такой подтип крайне не подходит для первого опыта, так как требует навыков на этом оборудовании.

Ниже мы рассмотрим конструкцию собственноручного фрезерного станка по дереву с ЧПУ, разберём принципы его работы. Узнаем, как сделать данное детище и как налаживается такое оборудование.

Устройство и принцип работы

Основными деталями устройства фрезерования являются следующие детали:

Станина

Непосредственно сама конструкция станка, на которой располагаются все остальные детали.

Суппорта

Узел, который представляет собой крепление для поддержки передвижения автоматического инструмента.

Рабочий стол

Область, на которой производится вся необходимая работа.

Вал шпинделя или фрезер

Инструмент, который выполняет фрезеровочные работы.

Фреза для обработки древесины

Инструмент, а точнее приспособление для фрезера, различных величин и форм, с помощью которых производится обработка древесины.

Скажем так мозг и сердце всей конструкции. Программное обеспечение исполняет точный контроль всей работы.

Работа заключается в программном управлении. На компьютере установлена специализированная программа, именно она преобразует загруженные в неё схемы в специальные коды, которые программа распределяет на контроллер, а затем на шаговые двигатели. Шаговые двигатели, в свою очередь, передвигают фрезер по координатным осям Z, Y ,X, за счёт чего и происходит обработка деревянной заготовки.

Выбор комплектующих

Основным этапом в изобретении самодельного фрезерного станка является выбор комплектующих деталей. Ведь выбрав плохой материал, может пойти что — нибудь не так в

Пример сборки из алюминиевой рамы.

самой работе. Обычно используют простые материалы, такие как: алюминий, древесина (массив, МДФ), оргстекло. Для правильной и точной работы всей конструкции важно разработать всю конструкцию суппортов.

Проверить, нет ли где загвоздки, которая будет мешать. А главное, чтобы не допустить различного рода колебаний, так как это напрямую приведёт к некачественному фрезерованию.

Существуют некоторые назначения по подбору рабочих элементов, которые помогут в создании, а именно:

Направляющие

Схема направляющих чпу для фрезера.

Для них используют прутья диаметром 12 миллиметров. Для оси X, длинна прута, составляет 200 миллиметров, а для оси Y длина составляет 90 миллиметров.

Использование направляющих позволит выполнить высокоточную установку движущих деталей

3D CNC фрезер по дереву

Современные деревообрабатывающие станки со встроенным блоком ЧПУ представляют собой высокотехнологичное оборудование, с помощью которого можно выполнять множество операций. Однако даже автономные центры имеют ряд ограничений и особенностей эксплуатации, о которых нужно узнать подробнее.

Область назначения

Фрезерный станок для обработки деревянных заготовок с ЧПУ может иметь различную конструкцию. Но принцип работы у всех одинаков – режущий инструмент устанавливается на вращающийся вал. Перемещение фрезы по поверхности заготовки происходит при ее смещении или изменении положения инструмента. В последнем случае применяется движущаяся каретка, которая имеет три степени свободы.

Конструктивно фрезерные станки с ЧПУ для работы по дереву или аналогичных материалах имеют схожую конструкцию. Они состоят из силового агрегата, от которого вращательный момент передается на шпиндельную бабку. В моделях класса «Хобби» эту функцию может выполнять ручной инструмент, интегрированный в оборудование. Для изменения положения режущего инструмента относительно детали может выполняться по двум схемам – смещение заготовки или блока с фрезой. При этом учитывается количество задействованных координат.

Управление функциями осуществляется с помощью встроенного блока ЧПУ (CNC), который осуществляет смещение заготовки (инструмента) по заданной программе. Для этого в конструкции числового программного управления предусмотрена система ввода данных, а также интерфейс, на котором указывается текущий прогресс выполнения программы.

С помощью станков с ЧПУ для обработки дерева в 3D режиме можно выполнять следующие операции:

• концевая обработка. Она заключается в формировании пазов, в том числе и сквозных, канавок, окон;
• торцевое фрезерование. Этот метод необходим для обработки больших поверхностей;
• фасонная обработка. Предназначена для изготовления профильных выемок сложной формы. Область применения – мебельные и оконные производства;
• отрезные операции. Для этого применяются дисковые фрезы. Причем торец заготовки зачастую не ровный, а имеет определенную конфигурацию.

Для выполнения этих функций необходимо не только правильно подобрать оборудование, но и установить соответствующую фрезу. В большинстве моделей по дереву с ЧПУ для изготовления 3d выемок применяется несколько типов режущих инструментов. Это позволит выполнять полный цикл автоматической обработки за короткое время.

При выборе определенной модели CNC учитываются не только ее эксплуатационные качества, но и свойства материала обработки – плотность древесины, наличие допустимых дефектов. Важно, чтобы во время работы привод станка не испытывал перегрузок.

Основные технические характеристики

Станки по дереву с блоком ЧПУ для обработки заготовок, в том числе с функцией формирования 3D моделей, обладают эксплуатационными ограничениями. Они влияют на скорость обработки, требования к параметрам заготовки и на перечень выполняемых операций.

Область применения этого типа оборудования широка. Обрабатывающие центры могут устанавливаться на серийных производствах различной производительности, ремонтных мастерских, цехах по изготовлению рекламной продукции. Последний вариант предусматривает возможность формирования 3D форм из деревянных заготовок.

Для выбора подходящей модели рекомендуется обращать внимание на следующие характеристики оборудования:

• габариты заготовок. Обрабатываемая деталь должна полностью помещаться на рабочей поверхности стола. В противном случае после выполнения цикла фрезерных операций в одной части необходимо будет вручную смещать ее относительно режущего инструмента. Также при превышении размеров заготовки нередко требуется перенастраивать параметры оборудования;
• особенности конструкции. Прежде всего следует обратить внимание на материал изготовления и конфигурацию портала. На него устанавливаются деревянные заготовки. Эта часть оборудования должна не только выдерживать максимально допустимый вес, но и максимально гасить возникающие вибрации. Помимо максимальных показаний смещения шпиндельной головки по осям координат учитывается величина смещения фрезы по оси Z;
• тип шпинделя. Для фрезерования 3D моделей необходимы специальные шпиндельные головки. Зачастую они имеют жидкостную систему охлаждения. В этом случае следует обращать внимание на марку производителя, а также принцип работы устройства;
• типы двигателей. Для точной обработки рекомендуется использовать сервоприводы. Если же точность не является определяющим параметром – можно выбрать модели с шаговыми электродвигателями;
• возможность установки нескольких фрез. Это напрямую влияет на производительность оборудования. Важно учесть посадочные размеры инструмента, а также способ их крепления в шпиндельную головку.

Для настройки оборудования используется специальное программное обеспечение. Зачастую оно поставляется вместе со станком по дереву с блоком CNC. Лучше всего выбирать варианты с русифицированным интерфейсом. При изготовлении 3D моделей необходимо проверить возможность создания программы для ее реализации.

При длительной эксплуатации шлифованные направляющие необходимо смазывать. Для этого лучше всего использовать встроенную систему подачи СОЖ или установить отдельный блок для выполнения этой функции.

Консольные фрезерные станки

Этот тип оборудования является наиболее популярным в настоящее время. Конструктивно он состоит из неподвижной платформы (консоли), на которую устанавливается обрабатываемая деталь. Шпиндельная головка с фрезой располагается на движущейся каретке.

Деталь крепится на поверхности рабочего стола. После ввода программы и установки фрезы нужной конфигурации каретка смещается относительно заготовки. С помощью приводов шпинельная головка опускается для обработки материала, согласно введенной программе.

Особенности конструкции и эксплуатации консольных фрезерных станков с ЧПУ по дереву:

• тип рабочего стола. Он может быть неподвижный или подвижный. Для обработки больших листовых материалов чаще всего используется конструкция первого типа.
• устройства цифровой индикации. Они необходимы для передачи данных в блок управления о текущем расположении фрезы и заготовки. Таким образом происходит согласование выполнения операций. Для оптимальной работы достаточно 3 прибора цифровой индикации;
• поворотная ось. С ее помощью выполняется обработка объемных фигур из дерева. Чаще всего подобное устройство является дополнительным компонентом. Возможность ее установки на оборудование проверяется еще на стадии приобретения.

Консольные фрезерные станки являются оптимальным вариантом для обработки листового материала. К ним можно отнести так называемые гравировальные модели 3D, которые предназначены для формирования объемного рисунка на поверхности заготовки.

Копировальный блок консольного центра необходим для сканирования оригинала и дальнейшего изготовления ее копии. Однако такое устройство чаще всего применяется для создания художественных скульптур и элементов интерьера.

Токарно-фрезерный станок

Это одна из разновидностей фрезерного CNC оборудования, предназначенная для изготовления балясин, фигурных стоек и подобных им элементов. Конструктивно напоминает стандартный токарный станок, но с некоторыми отличиями.

Вместо резцедержателя и резца в конструкции уставлен блок c фрезой. Крепление заготовки происходит классическим способом – между передней и задней бабкой. Заданная программа определяет скорость вращения и время остановки детали для формирования пазов и канавок нужной формы.

Технические параметры CNC станка с функцией 3D обработки, особенности его компоновки:

• размеры заготовок. Они ограничены расстояниями от пинолей задней и передней бабки. Также учитывается максимально допустимый диаметр деревянной детали;
• изменение скорости вращения. Происходит за счет коробки скоростей или корректировки параметров асинхронного двигателя. Последний вариант является распространенным для небольших установок;
• возможность применения резца для выполнения токарных операций. Это повышает функциональность оборудования, но напрямую сказывается на его стоимости.

Зачастую такие деревообрабатывающие станции делают в настольном исполнении. Это объясняется относительно небольшими размерами заготовок и требуемой компактностью оборудования.

Большинство заводских моделей рассчитано для подключения к электросети 380 В, в то время как полупрофессиональное и любительское оборудование может работать от стандартной однофазной сети 220 В.

Фрезерные станки класса «Хобби»

Помимо профессионального CNC оборудования в последнее время широкое распространение получили станки класса «Хобби». Их особенностью являются относительно небольшие размеры, невысокий показатель производительности и простота обслуживания. Но наряду с этими факторами следует учитывать их доступную стоимость и возможность самостоятельного изготовления.

Чаще всего встречаются модели консольного типа. Это обусловлено простотой их конструкции и возможностью улучшения текущих параметров без глобального изменения конструкции. Подобное оборудование применяется в домашних мастерских или небольших частных производствах в качестве дополнительной оснастки.

К особенностям эксплуатации и проектированию подобных установок по дереву можно отнести следующие факторы:

• небольшие габариты и потребляемая мощность. Это является одним из факторов популярности подобных моделей среди любителей столярного дела. Но вместе с этим стоит отметить упрощенный набор функций и невозможность обработки заготовок средних и больших размеров;
• изготовление своими руками. Для этого применяются подручные материалы и комплектующие. В качестве основных компонентов рекомендуется использовать заводские элементы – шаговые двигатели, червячные пары для смещения каретки и т.д.;
• мобильность. Бытовой фрезерный станок с функциями 3D обработки можно не только самостоятельно переставлять в удобное место в мастерской, но и перевозить его.

Для самостоятельного изготовления рекомендуется применять готовые схемы блоками CNC, так как это облегчит дальнейшую настройку оборудования. В качестве программного обеспечения лучше всего использовать лицензированные вычислительные комплексы с открытым кодом. При наличии навыков программирования это позволит самостоятельно создать уникальную программу обработки деревянной заготовки.

Особое внимание следует уделить обслуживанию фрезерных станций по дереву с 3D обработкой и со встроенным блоком ЧПУ. В первую очередь это относится к проверке текущих параметров оборудования – корректному размещению шаговых двигателей, кареток и т.д. Также периодически проводится очистка компонентов от древесной пыли и стружки. В профессиональных моделях для минимизации выхода из строя дорогого оборудования установлены вытяжные системы.

В видеоматериале показан пример описания станка с ЧПУ:

Делаем мебель из дерева на ЧПУ станке

Что представляет собой деревообрабатывающий станок с ЧПУ, и как его приобретение отразится на деятельности вашего предприятия? Насколько эффективным будет внедрение современных технологий и оборудования в производство серийной и дизайнерской мебели? На эти и другие вопросы ответят сотрудники компании MULTICUT — создатели станков и обрабатывающих центров с ЧПУ.

Изложенная ниже информация предназначена для владельцев действующих мебельных цехов и тех, кто только планирует открыть свою мастерскую, но сомневается в эффективности числового программного управления.

Применение ЧПУ в деревообработке и изготовлении мебели

Конечная цель любого предприятия — получение прибыли. В деревообработке и серийном изготовлении мебели, где цены на сырье держатся на стабильном уровне, один из немногих способов сокращения затрат — это повышение производительности за счет увеличения скорости обработки и снижения времени простоев оборудования. Для этого нужно заново продумывать все производственные процессы, по-новому планировать работу. Каким бы путем вы не пошли, рано или поздно придете к тому, что изготовление мебели на станке с ЧПУ будет самым выгодным решением.

Давайте проведем сравнение с металлообработкой. Сделать многие детали сложной конфигурации на станках с ручным управлением оказывается практически невозможно, и машиностроительные предприятия, которые «не успели» модернизировать свои парки и перейти на ЧПУ, сейчас оказываются за бортом. Даже если в их штате хватает квалифицированных станочников, они не справятся с объемными заказами, а себестоимость изделий будет неоправданно высокой. Времена, когда резьбу выполняли ручным инструментом, ушли навсегда.

Несмотря на то, что производство мебели на ЧПУ все еще воспринимается как некая экзотика, будущее именно за ним. Программное управление сделало революцию в машиностроении, и в деревообработке будет то же самое. По роду деятельности нам часто приходится сталкиваться с различными предубеждениями и сомнениями. Мы постараемся развеять самые частые из них:

• Сам станок, его эксплуатация и техническое обслуживание обходятся дорого.
• Программирование слишком сложно. Для его освоения понадобится время.
• Станок должен работать всю смену без остановки и только на серийное производство.

Реальность выглядит иначе:

• Соотношение цена-качество у станков с ЧПУ оказывается хорошим. Большинство предприятий может найти оборудование по своему бюджету. Если взять в качестве примера станки MULTICUT, то разброс цен в зависимости от производительности и назначения будет составлять от 325500 до 2021720 рублей. Если Вы приобретаете оборудование в лизинг, ежемесячный платеж за самую мощную серию составит меньше около 54 тыс. рублей.
• Программирование может быть очень простым. Если вы владеете навыками черчения и составления технологических карт вы уже программист. Уметь читать и составлять чертежи должен любой станочник, а остальное сделает компьютер. Современная программная среда, или CAM-система, работает следующим образом: вы загружаете трехмерную модель или двухмерный контур, назначаете последовательность операций, а компьютер рассчитывает траектории движения режущего инструмента и формирует готовую программу в G-кодах, которую можно загружать в станок.
• 10 единиц — это уже серия. На создание программы уйдет какое-то время, но скорость обработки и снижение простоев компенсирует эти затраты. Практика показывает, что добиться высоких коэффициентов загрузки удается из-за многофункциональности оборудования. Производство мебели на ЧПУ станке включает в себя операции раскроя, фрезеровки кромок, сверления и расточки отверстий, гравировки. Все это делается с одной базы: вы укладываете заготовку и получаете готовые детали на выходе.

Программное обеспечение для мебельного производства

Выбор программного обеспечения — настолько же ответственное мероприятие, как и покупка станка. Специфика производства на ЧПУ мебели из дерева и из композиционных материалов сильно различаются. В первом случае мебельщик имеет дело с заготовками разных форм и размеров, а во втором — со стандартными листами. Это нужно учитывать при составлении управляющей программы. То есть в ПО для программирования станка должен учитываться и экономический аспект.

Самыми популярными у мебельщиков считаются следующие программы:

Этот продукт завоевал популярность благодаря простоте использования. Интерфейс программы понятен и доступен для освоения даже неспециалистом. Она имеет следующие базовые возможности:

• 3D визуализация. Инструмент будет полезен и для дизайнера, и для менеджера по продажам. Можно показать клиенту, как будет выглядеть мебель в интерьере его квартиры, чтобы убедить в том, что она идеально впишется.
• Банк готовых модулей и инструментов. Окна, микроволновые печи, холодильники, другая бытовая техника в виде качественных фотоизображений уже есть в базе данных программы. Создавать интерьер можно с высокой достоверностью.
• Расчет себестоимости. Если вбить в базу программы цены на материалы и фурнитуру, можно сразу сказать клиенту, во сколько обойдется реализация проекта.

Есть у PRO-100 и существенные недостатки. Она не может создать полноценную программу для присадочного станка: указать центры отверстий для крепежа и фурнитуры, не имеет набора привязок.

Еще одна простая в освоении программа, которая тоже востребована у начинающих мебельщиков. Ее изучение также не вызывает сложностей. Популярность она приобрела благодаря следующим особенностям:

• большая база фурнитуры, крепежей, материалов;
• автоматизированное составление карт раскроя, исключающее ошибки;
• вывод на экран 3D-модели, сборочного чертежа со спецификацией, каждой детали по отдельности;
• в отличие от PRO-100 здесь есть разметка под крепеж.

WOODY постепенно сдает свои позиции из-за того, что производитель отказался от поддержки. Программа давно не обновлялась и уже несовместима со многими современными операционными системами.

Один из лидеров специализированного мебельного софта представляет собой программу, состоящую из нескольких независимых модулей:

• Главный модуль позволяет выполнять проектирование корпусной мебели любой сложности на профессиональном уровне.
• Базис-Шкаф. Модуль содержит готовые конструктивные схемы угловых и прямых шкафов. Зная только габаритные размеры будущего изделия, полноценные чертежи можно получить за 5-10 минут.
• Базис-Раскрой. Помимо составления карт раскроя этот модуль может рассчитывать общую протяженность и количество резов, выход полезной обрези и отходов.
• Базис-ЧПУ. Он создаст программу для ЧПУ по модели мебели, полученной в главном модуле.
• Базис-Смета. Незаменимый модуль для рационального ведения бизнеса. Он считает не только материалы, но и трудозатраты, а при правильной настройке — экспортирует нужные данные в программу 1С.

У этой программы есть два недостатка: цена и сложность в освоении. Однако профессиональное проектирование и производство невозможно без подобного ПО.

Если вы освоите эту программу, то вашим единственным ограничением будет лишь фантазия. Вы сможете программировать раскрой, 3D-фрезеровку, гравировку и другие операции по изготовлению мебели из фанеры, дерева, МДФ, производству детской мебели на ЧПУ, а также предметов интерьерного дизайна.

Подробные консультации по работе с ArtCAM можно получить у инженеров MULTICUT.

Решения от компании MULTICUT

Требования клиентов к качеству продукции постоянно расширяются. В бюджетном сегменте вы обязательно столкнетесь с жесткими требованиями по срокам изготовления, а заказчики мебели премиум-класса непременно потребуют уникальный и дорогой дизайн. Наша компания готова предложить решения для любой из поставленных клиентом задач.

В нашем каталоге представлено 7 серий портальных фрезерных станков с ЧПУ. В качестве примеров специализации оборудования мы представим 3 из них:

Станки этой серии предназначены для раскроя листовых материалов, фрезерной обработки и 3D гравировки. Они отличаются хорошей продуктивностью, которая была достигнута за счет высоких скоростей резания и перемещения на холостом ходу. Вы можете изготавливать на ЧПУ станке мебель из фанеры, МДФ, ДСП любых форматов. Оборудование поставляется в 4-х вариантах размеров рабочего поля (до 2030×4050 мм).

Отличительная особенность этой модели — двухшпиндельная конструкция. Возможны два режима работы: последовательная обработка и копирование. Чтобы изготовить фасад сложной конфигурации с объемным рисунком на поверхности, в первый шпиндель можно установить фрезу, а во второй — гравер, вырезать деталь и нанести изображение. Пример применения второго режима — одновременное изготовление двух идентичных элементов декора мебели.

Производство сложной резной мебели для ЧПУ этой серии — не самая сложная задача. Передвижение портала, каретки и шпинделя в сочетании с вращением заготовки дает возможность изготавливать объемные фигуры произвольной конфигурации. Мы рекомендуем этот станок для тех, кто решил заняться дизайнерской мебелью.

Если вас заинтересовали вышеперечисленные модели, обратитесь к нам, чтобы узнать другие интересные детали. Отправьте свои вопросы на электронную почту или задайте их по телефону.

Сотрудники MULTICUT найдут решение для вашего предприятия, подберут станок, оснастку и режущий инструмент.

Фрезерный станок ЧПУ по дереву – конструкция, область применения

Резьба по дереву всегда относилась к особому виду промысла. Это действительно оригинальное произведение искусства, которое выглядит и стоит дорого.

Однако настоящих мастеров не так много, а спрос значительно превышает предложение. Чтобы внедрить серийное производство резных изделий, был создан фрезерный станок по дереву с числовым программным управлением: ЧПУ.

В настоящее время на рынке конкурируют многие компании, которые занимаются производством станков. Одной из таких является компания MULTICUT, фрезерные станки с ЧПУ по дереву которой известны высоким качеством по всей России. На официальном сайте компании можно посмотреть все модели станков и ознакомиться с их характеристиками.

Управляемый 3Д фрезер, не что иное, как практическое применение пушкинской строки: «Поверил я алгеброй гармонию…». Резец обрабатывает заготовку не хуже, чем рука художника, а процесс выполняется с применением математических формул программного кода.

Что представляет собой фрезерный станок с ЧПУ по дереву?

Фрезерный станок с ЧПУ по дереву

Конструктивно, аппарат состоит из двух связанных систем:

Механическая часть

Oбычный фрезерный модуль по дереву с электроприводом, который с помощью шаговых двигателей перемещается в 3D плоскостях. Кроме того, подвижным бывает и стол, на котором закреплена деталь. Это помогает фрезерному станку быстрее выполнять деревообработку.

Вся конструкция закреплена на общей станине (раме), имеет фиксированное геометрическое положение элементов относительно друг друга. Фрезер ЧПУ по дереву – достаточно точный инструмент, механика выполняется из качественного металла с низкой степенью износа.

Электронная начинка

Управляет положением токарно-фрезерного шпинделя, скоростью вращения мотора, силой давления на дерево. Программатор с числовым управлением выбирает оптимальную траекторию фрезерного блока и болванки относительно осей координат.

Деревообрабатывающие центры могут иметь собственный компьютер, либо программироваться сторонней ЭВМ: вплоть до планшетов под управлением Android. Мини фрезерные установки часто оборудуются портом для карты памяти, в которую предварительно загружается программа.

Существуют и чисто механические копировально-фрезерные станки по дереву. При помощи зонда или щупа, оператор приводит в движение координатный механизм фрезера.

Обработка выполняется строго по шаблону, без возможности изменить конфигурацию детали. Фрезерный станок по дереву с модулем ЧПУ работает по виртуальной матрице, которая находится в электронных «мозгах». При этом, у оператора всегда есть возможность откорректировать программу.

Фрезерный комплекс с ЧПУ Beaver

Оборудование применяется как в домашней мастерской, так и в деревообрабатывающей промышленности. Например, фрезерный комплекс с ЧПУ «Бивер» (Beaver), получил прописку на крупных мебельных фабриках, по причине удачного сочетания цены и скорости обработки.

Участие оператора минимально: загрузить программу работы, вовремя убирать готовое изделие, и подкладывать на разделочный стол новую деталь. Впрочем, самые продвинутые фрезерные агрегаты могут самостоятельно загружать очередной деревянный массив.

Принцип работы фрезера с числовым программным управлением

Основа технологии – соединение точной механики и цифровой математики. Рука мастера направляет резец (или ручной фрезер) в нужное место дерева под точным углом.

Благодаря системе позиционирования, режущая кромка рабочего инструмента всегда оказывается в нужное время, в нужной точке, без непосредственного участия человека.

Обработка плиты из дерева

Причем если художник может ошибиться и допустить огрех, электронный модуль управления всегда точен.

Специальная управляющая программа обрабатывает математическую модель заготовки, и присваивает каждой точке поверхности 3D координаты. Затем просчитывается траектория шпинделя, с учетом конфигурации и размера фрезы. Команда на позиционирование подается на исполнительные механизмы: шаговые двигатели.

Направление передвижения осей фрезера с ЧПУ

Привод устроен следующим образом:

Расположенная поперек стола ферма с кареткой, движется вдоль него (ось «X»). Большое значение имеет механизм перемещения: опорные точки должны двигаться строго параллельно.

По ферме перемещается собственно фрезерный модуль, это ось «Y». Еще одна ось перемещения (мы ведь говорим о 3D): вертикальная ось «Z». Благодаря такой свободе движения, фрезерный шпиндель может оказаться в любой заданной точке трехмерной системы координат.

Более дорогие модели имеют возможность наклона шпинделя: для того, чтобы подобраться к самым отдаленным точкам под правильным углом. На столе может быть установлена подвижная платформа, или сама столешница бывает подвижной. Это не добавляет возможностей, но ускоряет работу.

Важная деталь, незаметная снаружи. Программа управления построена таким образом, что фрезерный модуль на станке движется по оптимальной траектории. То есть, если углубление выбирается в несколько проходов, в дереве остаются временные «мостики», чтобы конструкция не сломалась до окончания обработки.

Система программирования не имеет значения. Она может быть создана на любом языке, оператор не печатает длинные тексты на «Паскаль» или «Бейсик». Задание параметров и управление программой построено на визуальном интерфейсе.

Программное задание траектории фрезы

А создание трехмерных моделей выполняется в привычных графических редакторах. Затем готовый файл просто импортируется в программу фрезерного станка с ЧПУ. Также оператор может вручную задать траекторию фрезы, если этого требует технология или особенности заготовки.

Характеристики оборудования: на что обращать внимание

С конструкцией разобрались. Она может немного отличаться на разных моделях, но принцип действия единый. Теперь поговорим о технических параметрах.

Казалось бы, возможности избыточными быть не могут: чем мощнее (длиннее, маневреннее, быстрее), тем лучше. Однако, станок ЧПУ – изделие высокотехнологичное и дорогое. Поэтому для правильного выбора надо понимать, за что платим.

Размер рабочего стола

От этого параметра зависят две вещи, взаимно исключающие друг друга:

• чем больше стол – можно обработать более крупное изделие;
• чем меньше стол – тем проще разметить станок в помещении.

Мини фрезерный станок

Компактный фрезерный станок может все, кроме выпиливания филенок на полотнах дверей (они просто не поместятся в рампу).

Мощность шпинделя

Вопреки распространенному мнению, этот параметр не связан с размером. От него зависит, насколько твердую заготовку вы сможете обработать. На качество фрезеровки напрямую влияет число оборотов вала.

Чем они выше – тем ровнее получается срез. В чем связь с мощностью? При работе с твердым деревом, растет сопротивление. Слабый двигатель начинает терять обороты, и обработка поверхности заготовки будет неравномерной: местами гладко, местами с заусенцами.

От этой характеристики станка зависит еще и скорость работы. Если двигатель работает с нагрузкой 80% — 90%, ему необходимо давать время на остывание. А фрезерный аппарат с 50% запасом мощности, работает на 2/3 номинальной нагрузки, и легко переносит непрерывную работу.

Дополнительные элементы оборудования

1. Поворотный механизм каретки фрезера. Опция, безусловно, полезная. Она добавляет «трехмерности».

фрезер с ЧПУ Мультикат

Рабочий стол станка

Безусловный плюс – возможность в реальном времени вносить изменения в процесс обработки. Но стоимость этой опции настолько велика, что полноценное рабочее место входит в состав только крупных деревообрабатывающих комплексов для промышленного применения.

Фрезерные станки для небольших мастерских, и тем более, домашнего использования, вполне обходятся подключением к отдельному компьютеру или ноутбуку.

Работа тремя фрезами, увеличивает производительность станка

Обработка детали на станке с ЧПУ

Процесс обработки древесины станком с ЧПУ — видео

Классификация фрезеров с ЧПУ

Несмотря на кажущееся разнообразие, основных видов фрезерных аппаратов с ЧПУ всего два:

1. Консольный: в котором деталь закреплена неподвижно, а шпиндель перемещается в трехмерном пространстве.
2. Без консольный – всё наоборот. Стол с заготовкой перемещается относительно фрезера.

Кконсольный фрезерный станок по дереву с ЧПУ

Остальные подвиды – это модификации базовых конструкций. Например, комбинированный агрегат, в котором подвижна и консоль с мотором, и столешница. Добавление токарного шпинделя – это четвертая координата консольного фрезера.

Как выбрать фрезер с ЧПУ?

Станок по дереву с ЧПУ Liga

Настольный фрезерный станок для дома

На самом деле, ответ простой. Есть два критерия: что вы собираетесь на нем делать (в каком количестве), и где вы его поставите? Отсюда и характеристики, и стоимость изделия.
Настольная модель для домашнего применения (на которой вы даже балясину не сможете вырезать) стоит до 50000 руб. Места занимает не больше, чем обычный сверлильный станок.

Агрегат для мини мастерской, на котором можно сделать что-то серьезное: ценовой диапазон от 100 до 500 тыс. рублей.

А промышленное оборудование для серийного производства, верхней ценовой границы не имеет в принципе.

Видео советы мастера со стажем по выбору станка с ЧПУ

Речь пойдет о полупрофессиональных и профессиональных фрезерных станках для дерева с числовым программным управлением. Обзор цен и производителей.