1.Технико-экономические показатели станка
1.1. Степень автоматизации
Преимущество фрезерных станков с числовым программным управлением – полная возможность автоматизации производства. При полной автоматизации применяют практически «безлюдный режим работы» – это такая степень автоматизации, при которой станок, производственный участок, цех или завод могут работать автоматически в течение хотя бы одной смены без участия человека. Функция человека (оператора), обслуживающего такие станки, заключается в загрузке-выгрузке заготовки-детали и постановки программы для последующей обработки заготовки.
1 .2. Энергоёмкость
Прошло не так много времени, когда для организации изготовления даже мелкосерийных и среднесерийных негабаритных изделий требовались большие корпуса цехов с большими эксплуатационными затратами на обслуживание и производство площадей. С объёмными и энергоёмкими станками. Так, например: для переналадки на новое изделие требовалось много времени, а это сказывается на высоких накладных расходах и очень дорогой стоимость единицы продукции. В настоящее время многие предприятия работают по принципу — минимум затрат, максимум продукции высокого качества.
Взяв в пользования такой станок, можно решить множество проблем и получить массу выгод, а именно: уменьшение времени обработки детали, повышение качества работ, возможность работать без брака, а также возможность уменьшить количество работников на производстве.
1.3. Конкурентоспособность
В условиях высокой конкуренции бессмысленно предлагать потребителям и клиентам изделия невысокого качества. Это можно решить только системной работой над снижением себестоимости продукции – и это притом, что нельзя жертвовать качеством.
Для определения конкурентных преимуществ современных станков проводят сравнение технических характеристик. Так, к примеру, сравнить два гравировально-фрезерных станка модели «CNC-1418ST-S» и «CNC-3050AL-S». Оба представителя предназначены для 2D/3D обработки дерева, пластика, текстолита, камня, цветных металлов, композитных и других материалов. Также возможно выполнение таких операций как сверление, фрезерование, гравировка, раскрой листовых материалов, 3Д фрезеровка, обработка камня и цветных металлов.
|
Модель станка |
CNC-1418ST-S |
CNC-3050AL-S |
|
Технические характеристики |
||
|
Рабочаяобласть (Х,Y,Z), мм |
1400*1800*190 |
300*495*180 |
|
Размерстола, мм |
1600*2000 |
400*300 |
|
Максимальнаявысотазаготовки, мм |
190 |
245 |
|
Максимальнаяскоростьперемещений, мм/мин |
6000мм/мин |
До 3000 |
|
Шпиндель,мощность, кВт |
2,2 |
1,5-2,2 |
|
Ходовыевинты |
шарико-винтовая передача по всем осям |
шарико-винтовая передача по всем осям |
Даже если сравнивать по пяти составляющим, видно, что конкурентом для других представителей на рынке будет являться станок CNC-1418ST-S. Также можно сказать и про другие станки, то есть, чем выше показатели и технические характеристики станка, тем больше он будет конкурентоспособным.
2. Основные тенденции и перспективы развития вида станков
2.1. Повышение производительности и точности
Активный рост спроса на потребительские товары различного назначения привел к появлению на рынке множество производственных предприятий, работающих в сфере малого бизнеса. Именно для таких условий производства оптимально подходят фрезерно-гравировальные станки, оснащенные системой ЧПУ.
Целесообразно применять станки фрезерно-гравировальной группы в условиях мелкосерийного и единичного производства, объясняется это следующими преимуществами данных устройств:
- исключительной функциональностью;
- удобство и простота обслуживания;
- высокое качество обработки;
- высокий уровень производительности;
- надежность.
Благодаря таким характеристикам фрезерно-гравировальные станки с большим успехом применяются в различных сферах деятельности. С их помощью производят мебель и ювелирные изделия, сувенирную и рекламную продукцию, а также изделия любого другого назначения.
Такими видами станков можно выполнять сложнейшие гравировочные работы на поверхности черного и цветного металла, стекла, камня, пластика, древесины, слоновой кости и др. поверхностях.
Также, чтобы сэкономить на приобретении такого функционального устройства, можно изготовить его своими руками, что уже реализовали многие потребители.
3. Компоновка станка
Гравировальные фрезерные станки в конструкции имеют жесткий неподвижный каркас из стали, стол и направляющие, контроллер, блок кранов, преобразователи частоты, подвижную балку, мотор и передачи. Различие станков происходит по рабочим параметрам и комплектации, а потому их можно классифицировать по виду привода, передачи, мощности шпиндельного мотора, способу управления.
4.Привода главного движения в станке
4.1. Структура привода
По типу привода различают станки с шаговым приводом и сервоприводом. Сервопривод чаще всего используется на больших высокоскоростных станках, оснащенных вакуумным столом, числовым программным управлением и заменяющих автоматически инструмент.
Установка сервоприводов зачастую экономически не выгодна в компактном исполнении и поэтому не часто встречается в станках настольного типа. В отличие от сервоприводов шаговый привод более доступен, прост в эксплуатации, дешев и применяется на том оборудовании, где достаточно точности одного «шага».
4.2. Ступенчатое и бесступенчатое регулирование скорости
В станках с числовым программным управлением привод главного движение может иметь бесступенчатое и ступенчатое регулирование скорости.
В ступенчатом применяют «АКС»- автоматические коробки скоростей, в комбинации многоскоростными и односкоростными нерегулируемыми электродвигателями. «АКС» имеет автоматическое регулирование: скорости, пуск, реверс и торможение при помощи электромагнитных муфт. Такой привод имеет ряд плюсов - это обеспечение передачи больших крутящих моментов, при небольших размерах, а также высокий КПД.
В бесступенчатом, регулирование частот вращения происходит при помощи тиристорного двигателя постоянного тока. Они чаще всего используются в станках с числовым программным управлением. Преимущества: легкое управление и простота конструкций.
4.3. Диапазон регулирования привода главного движения
Состав электропривода состоит из следующих блоков:
- силовой преобразователь частот «СПЧ» - он преобразует электрическую энергию питания двигателя промышленной сети в трехфазовое напряжение с заявленными частотами и амплитудой;
- исполнительный электрический двигатель «ЭД»;
- микроконтроллер «МК», который выполняет функцию устройства управления «УУ» и формирователя заданий «ФЗ».
Рис.1 Типовая схема электропривода
Диапазон регулирования зависит от многих параметров - от диаметра обрабатываемых деталей, от материала и др. параметров.
5.Направляющие станка
В данном случае на гравировальных фрезерных станках применяются рельсовые шариковые направляющие качения. На направляющие рельс устанавливается каретка, которая перемещается по рельсу с помощью четырёх цепочек шариков качения. Внутри закольцованной канавки шарики прокатываются по рельсу, толкая друг друга. Такие конструкции движения обеспечивают низкие коэффициент трения
Рис.2 Рельсовые направляющие
Также на группу гравировальных-фрезерных станков применяются другие виды линейных направляющих, такие как:
- Профильные рельсы;
- Полированные валы;
- Цилиндрические рельсы;
Их преимущества : высокая жесткость конструкций; долговечный срок службы; большая скорость и плавное перемещение; высокая способность нагрузки; точность перемещений установки.
6. Шпиндельные узлы станка
Шпиндельные узлы служат для осуществления высокоточного вращения инструмента и заготовки, а также они ассигнуют качество обработки.
Шпиндель станка состоит из таких узлов, как: неподвижный корпус, вращающиеся части, подшипников, устройства зажима/разжима, охлаждения, обдува, подачи СОЖ, регулировочных гаек, балансировочных колец и т.д. Роль неподвижного корпуса может выполнять шпиндельная бабка.
Классификация шпиндельных узлов
Основные требования к шпинделям:
- Точность вращения, которая определяется торцовым, осевым, и радиальным биением переднего конца шпинделя станка;
- Износостойкость;
- Жесткость, которая характеризуется размером упругих деформаций шпинделя;
- Виброустойчивость, это требование, которое предоставляется в основном к шпинделям высокоскоростных станков;
7. Несущая система станка
Несущая система станка - это совокупность узлов между заготовкой и инструментом и базовых деталей. К базовым относятся - корпусные детали, ползуны, траверсы, суппорт, каретки. К корпусным – стойки, станины, основания, колонны, корпус шпинделя бабки и т.д.
Показателем качества деталей несущей системы станка является жесткость и виброустойчивость. танка. Станина и корпусные детали – главные части несущей системы. Принцип проектирования несущей системы заключается в том, чтобы замкнуть силы, появляющиеся при взаимодействии инструмента и заготовки, не дав станку или инструменту деформироваться или выйти из строя.
8. Типичные представители
Преимущества:
- Фрезеровка и гравировка на металлах: латунь, серебро, медь, золото , алмазным гравером на стали;
- Фрезерование дерева, ювелирного воска и оргстекла;
- Лазерные указатели и датчики кривизны.
CNC-5080AS
Основные технические характеристики:
- Материал станины станка – чугун/сталь
- Рабочая область - 430*800*200 мм
- Max высота заготовки – 190 мм
- Размер стола - 530*880 мм
- Направляющие - профильный рельс 20мм X/Z, 25мм Y
- ШВП 2005
- Повторяемость - 0,02мм.
- Маx скорость перемещений – 5000 мм/мин
- Масса станка -250 кг
Сервопривод по всем осям. Система автоматической подачи смазки. Система подачи СОЖ в зону реза.
3525КМ
Данный станок предназначен для выполнения фрезерной обработки пресс-форм и матриц, а также иных деталей со сложной геометрией. Отличается малыми габаритными размерами и весом, невысокой стоимостью.
Рабочее поле XYZ: 300x200x120мм
Мощность шпинделя: 0.8 кВт
Скорость вращения: до 24 000 об/мин
Точность позиционирования: 47 / 300 мкм/мм
Вес: 125 кг
Заключение
Появление на рынке таких станков с числовым программным управлением сделала большой рывок в развитии в разных науках и технологиях машиностроения.
