Выбор станка всегда является сложной и времязатратной задачей, ведь при выборе подобного дорогостоящего оборудования необходимо учитывать множество различных факторов, которые могут быть попросту неизвестны новичкам в нише. Фрезерные станки с ЧПУ не являются исключением и в этой статье мы соберём всю основную информацию о данном типе оборудования, которая может быть полезной для выбора модели, идеально подходящей под конкретно ваши задачи.
Как выбрать фрезерный станок и его «начинка»
Прежде чем купить фрезерный станок, нужно разобравться в их спецификации, так как они представлены на рынке в широком ассортименте с различными опциями, также станки могут быть оснащены различной по типу электроникой, направляющими, программным обеспечением. Поговорим подробнее, что мы можем встретить в комплектации станка.
- По типу станка - фрезерные станки бывают напольные и настольные.
- Шпиндель - водяное или воздушное охлаждения.
- Направляющие могут быть круглые или квадратные профильные.
- Рабочий стол может быть подвижным или нет, двигается сам портал.
- На станке может присутствовать централизованная система смазки.
- На станках установлены шаговые или серво-двигатели.
- По типу управления станком: DSP контроллер RZNC, NCStudio – PCI плата, Mach 3 – интерфейсная плата (LPT).
- Станок может быть оснащен СОЖ.
- Станки с автоматической сменой инструмента ATC.
- Станок может быть укомплектован вакуумным столом или только струбцинами, Т-пазами.
- Перемещение может происходить за счет ШВП, косозубой рейки, прямой рейки.
На что же обратить внимание при выборе фрезерного станка?
Прежде всего вам необходимо ответить для себя на следующие вопросы:
- С какой целью вы хотите купить фрезерный станок? Будете ли вы использовать его в качестве основы нового бизнеса или для решения проблемы на уже существующем производстве?
- Что вы собираетесь на нём производить? В каких количествах? Есть ли на подобные изделия спрос и какова конкуренция в данной нише?
- Какие материалы будет обрабатывать ваш фрезерный станок? Будете ли вы заниматься в основном гравировкой или вам понадобится раскраивать материал?
- Сможете ли вы найти подходящее рабочее помещение с достаточной площадью для размещения станка и комфортной работы на нём? Есть ли место для хранения готовых изделий?
После того, как вы ответили на эти вопросы, и готовы купить фрезерный станок с ЧПУ, вам необходимо обратить особое внимание на следующие характеристики моделей, подбирая их в соответствии с ранее поставленными задачами:
- Жесткость всей конструкции - чем меньше в конструкции станка соединенных деталей между собой посредством болтов, тем меньше будет люфтов. При недостаточной жесткости конструкции мы получаем на выходе малую скорость обработки, низкую производительность, а вследствие возникающих вибраций ломаем режущий инструмент. Это особенно важно, если вы собираетесь работать с металлами, ведь многие модели станков производятся именно для обработки древесных материалов, из-за чего жесткость их конструкции не будет достаточной для обработки такого материала. Вкратце – чем тяжелее и крепче станок, тем меньше он будет подвержен вибрациям, возникающим в процессе его работы, и тем эффективнее будет проходить процесс обработки.
- Размер рабочего поля – первое, что бросается в глаза пре выборе станка. От размера рабочего поля станка будут зависеть максимальные размеры заготовок, с которыми вы сможете работать. Если точнее, то от размера рабочего поля по осям X и Y зависят максимальные длина и ширина заготовки, а по оси Z (насколько высоко или низко может перемещаться шпиндель в процессе обработки) - будет зависеть максимальная толщина материала. На рынке встречаются как и очень компактные модели (до 385x315 мм), так и довольно крупные (до 4000x2000 мм). Главное подобрать размеры станка под продукцию, которые вы собираетесь производить, и доступную свободную площадь в вашем рабочем помещении. Большое рабочее поля станка может быть полезным не только для производства больших изделий, но и при работе с крупными партиями продукции относительно малых размеров. Если вы собираетесь работать лишь с небольшими изделиями в малых объёмах, то дополнительно тратиться на станок побольше будет нецелесообразно. Отдельно стоит упомянуть, что в станках с большим рабочем полем чаще установлена более качественная механическая составляющая.
- Шпиндель – крайне важный элемент станка, ведь именно от отвечает за движение режущего инструмента (фрезы), установленного в зажимной патрон, и от его мощности и количества оборотов в минуту будет зависеть тип и максимальная толщина материалов, которые вы сможете обрабатывать на своём станке, а также скорость и общая эффективность обработки (слой какой глубины сможет снять фреза за один проход). Шпиндель можно найти и выбрать абсолютно любой, исходя из задачи. Изначально в конструкции станка производитель закладывает ту мощность шпинделя, которая необходима для выполнения определенных задач.
Например, станки малого формата для 3D гравировки (изготовление шкатулок, подставок, клише для тиснения, пломбираторов, медалей и т.д.) всегда будут оснащены шпинделем 0.8, 1.5, 2.2 кВт. Для таких работ не требуется силовая обработка. Для работы с цветными металлами обязательно потребуется шпиндель мощностью от 2.2 кВт и выше. Если это станок для раскроя того же ДСП, МДФ (мебельное производство), то смысл ставить шпиндель от 3 кВт и выше. Для гравировки камня будет необходим шпиндель мощностью от 4кВт и выше. Конечно, более мощному шпинделю потребуется более крепкая фреза, ведь он будет оказывать на него дополнительную нагрузку. Поэтому фреза и настройки обработки (в особенности – количество оборотов в минуту) должны подбираться под каждый конкретный материал, а иначе вы рискуете сломать фрезу или даже испортить механические элементы станка. По типу охлаждения бывают шпиндели воздушного или водяного охлаждения. Шпиндели водяного охлаждения менее шумные, могут работать на минимальных оборотах, не боятся перегрева в отличии от шпинделей воздушного охлаждения. Для шпинделя до 3 квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz, свыше 3 квт - подключение 380 вольт.
Это три основные характеристики, на которое вы будете обращать основное внимание прежде чем купить фрезерный станок, но это не значит, что на все остальные параметры модели можно закрыть глаза – ниже мы поговорим о других важных критериях, которые оказывают влияние на качество работы станка и удобство его эксплуатации:
- К выбору направляющих нужно отнестись серьезно, от этого зависит точность обработки и в целом жесткость конструкции. Наиболее бюджетные станки имеют круглые направляющие, но и это позволяет с легкостью обрабатывать дерево, пластики, ювелирный воск и т.д. Для более точной обработки нужно выбирать квадратные профильные рельсовые направляющие таких известных брендов, как AMT-PMI, Hiwin, THK и другие.
- Рабочие столы, как правило, подвижные только на станках небольшого формата – 200х300, 300х400 мм. На остальных станках большего формата стол всегда неподвижен, перемещается портал – ось Y.
Очень важной особенностью в конструкции станка является централизованная система смазки. Она может быть ручной и автоматической. Смазка важна для смазывания трущихся деталей станка – направляющих. Автоматическая система смазки удобна, работает по таймеру. Система смазки ставится на станки, начиная с формата 1200х1200 мм и более.
- Выбор двигателя не всегда зависит от покупателя, станки с малым рабочим полем до 1200х1200 мм практически всегда оснащены шаговым мотором. На станках с большим рабочим полем 2000х3000 мм можно установить шаговые и серводвигатели. Сервопривод дает большую динамику, более точное позиционирование, но самое главное – он не теряет шаги (встроен датчик (энкодер), которой фиксирует нарушения, и затем система вносит коррективы в движения механизмов) на высоких скоростях (не сбивается координата). Конечно, предпочтительнее ставить на станок сервопривод, но это ведет к существенному удорожанию оборудования. Например, под какие-то задачи по изготовлению фасадов в мебельном производстве можно работать на станке, оснащенном шаговыми двигателями. Приведем несколько примеров:
- Скорость перемещения: ШД (шаговый двигатель) – 20-25 м/мин, сервопривод может перемещаться от 60 м/мин и более.
- Скорость разгона: ШД – до 120 об/мин за 1 секунду, сервопривод – до 1000 об/мин за 0,2 секунды
- На рынке существует множество систем управления станком, начиная от «любительских» Mach 3 и заканчивая собственными разработками компании производителей оборудования – Fanuc, HAAS, Moriseiki, Syntec, Seikos, Heidenhain. Простые контроллеры Mach 3, NC Studio и пр. способны работать только c 3-4 координатами. Профессиональное (промышленное) оборудование оснащено собственными «стойками», что позволяют сменить инструмент во время работы. Для управления таким оборудованием используется система управления Fanuc серии Oi, которая рассчитана на 6-8-ми координатные станки и позволяет одновременно управлять 4-мя осями. Для раскроя, выборки и гравировки можно использовать недорогие аналоги: NC Studio, DSP контроллеры. Они прекрасно справляются с поставленными задачами, требуют минимум знаний, просты в использовании и стоят недорого.
Купить фрезерный станок, рассчитаный на обработку металла - значит приобрести оборудование. которое всегда будет оборудовано системой подачи СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости). Это необходимо для того, чтобы инструмент не перегревался в процессе обработки металлов.
- Наличие автоматической смены фрезы – при работе с различными материалами вам понадобится несколько фрез, каждая из которых будет выполнять свою роль – вы не будете резать металл той же фрезой, что и пластик. Даже если не говорить про различные материалы, фрезы нередко меняются и для использования разных видов обработки на одном и том же материале. Так как постоянная смена инструмента вручную является довольно времязатратным процессом, который приводит к постоянному простою оборудования, для решение данной проблемы в некоторых станках присутствует система автоматической смены инструмента.
Станок с автосменой (ATC) инструмента целесообразно использовать на «коротких» циклах обработки 5-15 мин, где используется более 2 инструментов. В основном это будет 2D обработка – раскрой, выборки. Например, изготовление межкомнатных дверей. Станки с автосменой в основном идут с форматом стола 1500х3000 мм и более.
- Способ закрепления заготовки. Заготовку на фрезерном станке можно крепить самыми различными способами. Это может быть струбцина, вакуумный стол, саморезы. Вакуумный стол позволяет закреплять заготовку на рабочем столе фрезерного станка, используя при этом силу вакуумного насоса. Так же в конструкцию вакуумного стола входит уплотнительный шнур, который позволяет «отсекать» не нужные участки, если, к примеру, заготовка имеет размер не на все рабочее поле станка.
К недостаткам такого стола можно отнести следующее:
- невозможно закрепить маленькие заготовки;
- несовместимость с некоторыми системами (в частности с системой охлаждения инструмента, системой улавливания стружки);
- некоторые материалы, как МДФ, ДСП, дерево, вакуумник не «притягивает», поэтому здесь нужен достаточно мощный насос порядка 5 кВт, что приводит к увеличению потребления электроэнергии, а также сравнительно повышает стоимость. Стоит ли это того - выбор делать вам.
Второй вид стола, который можно встретить в конструкции станков небольшого формата – стол с Т-пазами. Очень удобен для работы с МДФ, ДСП и деревом. Преимущества данного стола в надежном креплении заготовки. Как правило, на стол устанавливаются накладки из ПФХ, которые нужно будет менять в дальнейшем в виду их износа. Такой стол называют «жертвенный».
Для механического перемещения в приводах исполнительных органах станка с ЧПУ могут быть применены: ШВП (шарико-винтовая передача), зубчатая рейка – косозубая и прямая. В некоторых самодельных станках можно встретить передачу винт-гайка. У каждой системы перемещения существуют свои плюсы и минусы. Передача с прямым зубом может быть использована на малых и средних скоростях, ее никогда не ставят на станок, оснащенный сервоприводом. Передача с косым зубом дает большую скорость перемещения и высокую точность позиционирования. Такими системами перемещения оснащены станки с полем от 1200х2400 мм и более.
Шарико-винтовые передачи для ЧПУ применяются только для средних и малых фрезерных станков формата 200х300 и до 1200х1200 мм. Это связано с возможностью прогиба винта при расположении корпуса в его средней части. В настоящее время максимально допустимая длина ШВП составляет 1,5 м. Есть отличный пример покупки с виду одинаковых станков, но по стоимости различных: на одном станке формата 900х600 мм будет установлена ШВП 8 мм в диаметре, а на втором 16 мм. Более тонкая ШВП при высоких рабочих подачах начнет вибрировать (резонанс) по всей длине, что приведет к поломке инструмента, а возможно и поломке узлов станка. А ШВП диаметром 16 мм на тех же рабочих параметрах скорости будет без проблем работать и перемещать узлы станка. И такой станок будет производительней.
- Наличие или возможность установки поворотного устройства – в некоторые станки поворотное устройство банально не вмещается, поэтому если вам необходим данный функционал, заранее уточните этот вопрос.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: прежде чем купить фрезерный станок, важно учесть все нюансы. Подобранный правильно под определенные задачи, под которые он был сконструирован, будет исправно, быстро и точно работать без поломок. Если у вас возникли какие-то затруднения с данным вопросом, правильный выбор всегда помогут сделать специалисты компании ЮСТО. Звоните по бесплатному телефону 8-800-555-79-69, и мы подберем станок именно под ваши задачи.
