Развитие технологий стало причиной того, что компьютеры и другие передовые технические средства все активнее используются в повседневной жизни людей, а также в промышленности. Например, на современных промышленных предприятиях все чаще можно встретить , который управляется не руками оператора, а при помощи специальных компьютерных программ и соответствующих электронных устройств.

Благодаря такой системе управления значительно облегчается эксплуатация станка, а из процесса изготовления деталей исключается человеческий фактор, который может оказывать негативное влияние на их качество и точность обработки.

Принцип работы фрезерных станков

Фрезерное оборудование позволяет осуществлять различные технологические операции: резку, сверление, расчет расстояний между отверстиями, которые необходимо выполнять, а также ряд других. В качестве материалов, которые можно обрабатывать на таком оборудовании, могут выступать:

• древесина;
• черные, а также цветные металлы;
• керамика;
• полимерные материалы;
• природный и искусственный камень.

Заготовки закрепляются на рабочем столе, а их обработка выполняется за счет вращающейся фрезы, которая и режет материал.

Оснащенные ЧПУ, выпускаются в различном конструктивном исполнении.

Консольного типа:

1. модели, обладающие широкой универсальностью;
2. горизонтального типа;
3. вертикального типа.

Бесконсольной конструкции:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Самыми популярными и, соответственно, распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ консольного типа. На консоль закрепляется обрабатываемая заготовка, и именно этот рабочий орган совершает движения по отношению к режущему инструменту. Сам шпиндель такого станка не движется, он жестко зафиксирован в одной позиции.

Бесконсольного типа осуществляется за счет того, что перемещаться в них может как рабочий стол, который движется в двух направлениях, так и шпиндель, способный изменять свою позицию в вертикальной плоскости, а также во всех остальных направлениях.

С ЧПУ автоматически выполняет операции, информация о которых предварительно записана на один из носителей. Программы, которые управляют его работой, могут быть нескольких типов.

• Позиционные, предполагающие фиксацию координат конечных точек, по которым и выполняется обработка заготовки. Такое программы используются для управления станками сверлильной и расточной группы.
• Контурные, управляющие траекторией обработки заготовки. Они используются для управления станками круглошлифовальной группы.
• Комбинированные, которые объединяют в себе возможности программ контурного и позиционного типа. Такими программами управляются станки, относящиеся к многоцелевой категории.
• Многоконтурные. С их помощью можно управлять всеми функциональными возможностями станка, они являются самыми сложным типом ПО. При помощи таких программ обеспечивается управление широкоформатным оборудованием.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, обладают целым рядом значимых преимуществ:

• позволяют увеличить производительность обработки в 2–3 раза;
• дают возможность изготавливать детали с высокой точностью;
• минимизируют объем ручного труда, что позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала;
• сокращают время, необходимое для подготовки заготовок;
• минимизируют время обработки деталей.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие категории:

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

1. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
2. станки широкоуниверсального типа;
3. токарно-фрезерной категории;
4. сверлильно-фрезерной группы.

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов. С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию. Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью - мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки. В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Обзор станков

Прежде чем решить вопрос, какой фрезерный станок выбрать для оснащения домашней мастерской или производственного предприятия, важно ознакомится с характеристиками оборудования, которое предлагается на современном рынке. На сегодняшний день наиболее востребованным являются фрезерные станки, производимые в следующих странах:

• Германия;
• Италия;
• Австрия;
• Китай;
• Северная Корея;
• Малайзия;
• Тайвань;
• Чехия;
• Турция.

Наиболее известными компаниями, которые производят и реализуют фрезерные станки с ЧПУ, являются:

• GCC Jaguar;
• Redwood;
• RuStan;
• Hyundai Wia;
• Kami;
• Zenitech.

Одними из самых быстрых станков, которые также отличаются широким разнообразием настроек и дополнительных функций, являются модели торговой марки GCC Jaguar.

Широким разнообразием ассортимента станков для обработки деталей из металла и других материалов отличается компания JCC. В каталоге данного производителя представлены станки с ЧПУ следующего назначения:

1. универсального типа, предназначенное для выполнения гравировальных и фрезерных работ;
2. для обработки изделий из древесины и металла;
3. прошивные станки электроэрозийного типа;
4. оборудование фрезерно-токарной группы.

Передовые программные продукты, с помощью которых управляются станки данной торговой марки, позволяют задействовать весь их потенциал.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, торговой марки RuStan - это, преимущественно, оборудование широкоуниверсального типа, с помощью которого можно выполнять широкий перечень технологических операций. Отличает модели данной торговой марки и то, что при их приобретении можно воспользоваться разнообразными скидочными программами, а также возможностью гарантийного и постгарантийного обслуживания.

По-настоящему уникальными являются фрезерные станки с ЧПУ, выпускаемые под торговой маркой Redwood. Они способны выполнять обработку деталей в формате 2d и 3d. Реализация технологии 3d предполагает, что по заданной программе из заготовки получают объемную деталь, полностью соответствующую заданным геометрическим параметрам.

Главным принципом работы специалистов, занимающихся выпуском фрезерного оборудования торговой марки Kami, является производство высококачественной продукции. При помощи станков данной торговой марки можно обрабатывать не только металл, но и детали из камня, древесины, пластика и даже стекла.

Компания Hyundai Wia специализируется на выпуске станков с ЧПУ, на которых производится продукция для аэрокосмической и автомобильной промышленности. Программы, которые используются для их управления, предполагают минимальное вмешательство со стороны человека и значительно упрощают использование подобного оборудования.

В каталоге известного производителя Zenitech преобладает профессиональное фрезерное оборудование с ЧПУ, предназначенное для обработки деталей из металла и древесины.

На современном рынке широко представлено фрезерное оборудование с ЧПУ торговой марки Инвест Адам. Основными преимуществами моделей, которые отличаются своей компактностью и универсальностью, являются:

• высокая точность обработки;
• эффективность и производительность;
• управляющие программы могут воспроизводиться неоднократно;
• конструкция отличается высокой надежностью;
• связь с компьютером, который управляет работой оборудования, осуществляется через обычный USB-порт.

Для оснащения домашней мастерской и крупного производственного предприятия можно использовать фрезерный станок с ЧПУ, выпущенный немецкой компанией BZT. Отличает станки данной торговой марки высокая устойчивость, надежность фиксации заготовок, точность и оперативность обработки. Удобным является и то, что станки данной торговой марки могут работать практически на любом программном обеспечении.

На стоимость фрезерного станка с ЧПУ оказывают влияние следующие параметры:

• сложность конструкции оборудования и его тип;
• тип производства, для которого предназначено оборудование;
• страна производитель и торговая марка;
• функциональность станка.

Наиболее простой конструкцией обладают настольные станки с ЧПУ, которые и стоят значительно дешевле более функционального оборудования. Чтобы сэкономить на приобретении фрезерного станка, выбирайте оборудование отечественных производителей. В среднем, стоимость настольного фрезерного оборудования с ЧПУ составляет порядка 4000 долларов США. Варьироваться такая цена может от ряда факторов: габариты станка и рабочего стола, мощность двигателя, вес оборудования и его функциональность.

По виду выполняемых работ фрезерные станки бывают:

• гравировально-фрезерные,
• сверлильно – фрезерные,
• токарно-фрезерные и многие другие виды.

Фрезерованием можно обрабатывать такие материалы, как:

• дерево,
• пластик,
• графит,
• а также все виды металлов и их сплавов (сталь, чугун, алюминий, латунь, бронзу, медь и т.д.)

Используемый режущий инструмент, фрезы, также отличаются большим разнообразием. Сложная конструкция станков позволяет производить на них широкий спектр операций по обработке материалов: гравировку, сверление, фрезерование, резьбу, раскрой плит больших размеров и многое другое.

Принцип работы фрезерного станка таков, что позволяет в рамках одной выполняемой программы автоматически менять инструмент – фрезу, менять скорость вращения фрезы и угол поворота шпинделя. Все перечисленные функции и свойства оборудования открывают очень большие возможности по использованию фрезерных станков в самых различных областях и производствах. На них можно выполнять как порезку и раскрой габаритных плит, так и тонкую обработку мельчайших деталей.

Так например, фрезерно-гравировальный станок , несмотря на внушительность и массивность своей конструкции, может выполнять кроме сверления, резки раскроя материалов, очень деликатную гравировку, точно и четко перенося на заготовку мельчайшие детали исходного изображения. Точность гравировки правильно отлаженного станка составляет доли миллиметра.

Фрезерные станки последнего поколения позволяют обрабатывать не только плоские детали, но и обрабатывать заготовки по 3D программам, создавая объемные формы. Такие универсальные возможности станков с ЧПУ по достоинству оценили производители современной мебели. Станки позволяют воплотить в жизнь самые сложные дизайнерские решения: гнутые мебельные фасады, резные мебельные накладки, сложные раскрои мебельных плит, декоративная фрезеровка с двух сторон мебельной плиты.

Невозможно обойтись без фрезерных станков и на деревообрабатывающих предприятиях, специализирующихся на загородном домостроении. Резные лестницы с вычурными балясинами из ясеня, дуба или ореха, двери со сложным орнаментом, деревянные арки и другие декоративные и функциональные элементы интерьера невозможно выполнить без применения универсальных фрезерных станков с ЧПУ.

Огромные достоинства такого универсального оборудования как фрезерные станки с ЧПУ открыли им дорогу во все сферы современного производства. Среди наиболее важных достоинств стоит отметить высокую производительность и технологичность изготовления различной продукции, легкое управление, быстрое вхождение в работающую производственную линию, почти полное отсутствие брака при изготовлении деталей, так как фрезерные станки с ЧПУ управляется компьютером, что исключает человеческий фактор влияния на производство.

Вы неоднократно хотели узнать возможности фрезерного станка с ЧПУ? Перед тем, как начать поиск такого станка для своих целей, необходимо определить, для чего именно вы будете его использовать. Размер и функции фрезерного станка с ЧПУ для обработки различных материалов могут значительно отличаться, но в целом они схожи для всех видов станков.

На что следует обратить внимание при выборе станка

В первую очередь необходимо определиться с размерами машины и убедиться, что для нее хватит места в помещении (цеху или мастерской). Потом нужно изучить последние новости в мире ЧПУ и убедиться, что покупаемый вами станок соответствует всем новациям (только если это важно и не критично в финансовом плане).

Одним из значительных факторов, влияющим на выбор фрезерного станка с ЧПУ, является стоимость покупки и установки. ЧПУ, что расшифровывается как «Числовое Программное Управление», представляет собой процесс управления автоматом с помощью компьютерной программы. В недалеком прошлом, качественные машины были очень дорогими, но сейчас их цена значительно снизилась.

Перед приобретением обязательно нужно узнать о точности покупаемого станка и его скорости, а также, как их изменение будет отражаться на стоимости.

Более быстрые машины, которые могут делать резку и фрезерование с определенным допуском, будут стоить дороже, в то время как более медленные, меньшие по габаритам и менее точные будут стоить дешевле. Для любительских целей или домашней мастерской вполне достаточно станка с невысокой скоростью работы, а для профессионального использования, чтобы справиться со всей рабочей нагрузкой, лучше сделать выбор в сторону автомата с большой скоростью обработки и высокой точностью.

Классификация фрезерных станков с ЧПУ

Классификация фрезерных станков ЧПУ довольно различна. Некоторые модели станков будут отличаться по конструкции, а именно, возможностью фрезерного станка с ЧПУ самостоятельно менять инструмент. Эта функция позволяет станку, выбирая по программе, заменять рабочий инструмент (фрезу) без вмешательства человека. Машина знает, какую фрезу следует выбрать и использовать для определенных задач, что позволяет непрерывно обрабатывать заготовку без остановки.

Более дешевые станки нуждаются в ручной замене режущего инструмента, что добавляет работы оператору и замедляет весь процесс в целом. Станок производит резку кромок и даже фигур внутри заготовки, где затрудняется смена инструмента, с помощью быстро вращающихся фрез, установленных на двигателе. Ручная же замена рабочего инструмента потребует постоянного внимания к процессу.

Другие функции, которые необходимо рассмотреть при выборе фрезерного станка с ЧПУ, это:

• система охлаждения шпинделя (воздушное или жидкостное);
• широкая платформа, на которой без труда можно закрепить деталь для фрезеровки;
• высококачественные материалы рамы, такие как сталь и алюминий;
• простота в использовании ЧПУ Программ.

Какой фрезерный станок с ЧПУ выбрать, исходя из таких функций?

Одной из очень полезных опций для фрезерного станка, является система сбора и отвода пыли (вытяжка), которая отводит пыль прямо от места реза, что позволяет держать в чистоте рабочее помещение. Система сбора пыли предотвратит накопление мелких частиц в воздухе, таким образом, избегая проблем с дыханием, плохой видимости и т. д.

Как правильно выбрать машину с ЧПУ

Существует множество типов и производителей станков с ЧПУ. При покупке нового или бывшего в употреблении (б/у) станка с ЧПУ существует ряд ключевых характеристик, на которые следует обратить внимание.

На рисунке изображена простая конструкция фрезерного станка с ЧПУ, он состоит из таких частей:

1. Ось Х;
2. Ось Y;
3. Ось Z;
4. Привод оси X;
5. Привод оси Y;
6. Рабочий стол;
7. Шпиндель;
8. Патрон для установки режущего инструмента;
9. Корпус станка (в данном случае алюминиевый).

Рассмотрим самые важные характеристики станка:

1. Количество осей

Это самое фундаментальное качество любой машины с ЧПУ. В большинстве базовых конструкций режущая головка перемещается в трех направлениях – X, Y и Z – и сам инструмент всегда направлен вниз и совмещен с осью Z. Эта конструкция немного ограничена по сравнению с много направленными машинами, содержащими четвертую и даже пятую ось.

1. Материал, из которого сделан станок

Чугунная или стальная конструкция обеспечивает более высокий уровень жесткости и возможность изготавливать даже самое большое рабочее пространство, но является очень тяжелой. Если перемещение станка по мастерской не планируется, то такой вариант является оптимальным, если же планируются частые перестановки, то лучше обратить внимания на станки из алюминия, они гораздо легче, а по прочности практически не уступают стальным.

В случае, если вы будете обрабатывать мягкие материалы и станок не будет испытывать больших нагрузок при работе, то можно сделать выбор в сторону конструкции из полимерных материалов (акрил, ПВХ).

1. Использование специализированного шпинделя

Шпиндель, соединяющий двигатель и вращающийся инструмент, оказывает большое влияние на точность станка с ЧПУ. Его основная задача – обеспечить, чтобы вращение инструмента было сконцентрировано в одной точке, имело минимальную вибрацию, и чтобы эти условия соблюдались даже при максимальной нагрузке.

Шпиндель более высокого качества увеличивает точность, уменьшив общее количество колебаний по сторонам, а также уменьшает разницу между предполагаемым и фактическим диаметром инструмента.

Для цветных металлов, древесины, пластмассы и других похожих материалов рекомендуется высокая скорость вращения шпинделя. Обрабатывая мягкие материалы на низких скоростях шпинделя, канавки на торцевых фрезах будут забиваться стружкой и портить деталь. Единственный способ избежать гуммирования фрез в мягких материалах при низких оборотах шпинделя – это снизить скорость подачи.

1. Диапазоны механического перемещения

Большие диапазоны перемещения инструмента позволяют обрабатывать большую площадь заготовки за один проход. Чтобы определить габариты станка, который вам нужен, продумайте, изделия с каким максимальным размером вы собираетесь производить на нем.

1. Скорости перемещения

Есть много факторов, которые влияют на количество времени, затрачиваемое для выполнения обработки определенной заготовки, но главным из них всегда является производительность самого станка с ЧПУ. «А почему бы не провести обработку на максимальной скорости?» – спросите вы. Как уже было написано выше, высокая скорость передвижения не всегда положительно сказывается на качестве готовой продукции. Например, акрил, при большой скорости подачи начинает плавиться и деформироваться, древесина обугливается, это плохо сказывается и на рабочем инструменте, фрезы тоже «горят».

Если вы задаетесь вопросом: «Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ?», то очень важно обратить внимание на максимальную скорость передвижения, если он будет использован не для любительских целей.

1. Шаговый двигатель или сервопривод: достоинства и недостатки

Типы приводных двигателей для каждой из осей делятся на шаговые двигатели и сервоприводы.

Сервоприводы имеют более высокую точность по сравнению с шаговыми, и стоят намного дороже. Основным преимуществом сервосистемы является то, что она проверяет свое положение при каждом движении относительно независимого измерительного устройства – стеклянной шкалы. Это целый комплекс.

Технологические возможности станков с ЧПУ при прочих равных условиях определяются числом управляемых координат.

По числу управляемых координат станки бывают :

1. Двухкоординатные (Х , Y ).

2. 2,5-координатные (Х , Y и отдельно по Z ).

3. Трехкоординатные (Х , Y , Z ).

4. Четырех- и более координатные (многоцелевые станки и обрабатывающие центры).

Особое внимание следует обращать на станки с индексными осями координат, обычно имеющими маркировку, например, не «5 осей», а «3 + 2 оси». Это означает, что 2 оси данного станка имеют возможность дискретного поворота или перемещения на холостом ходу, фиксацию рабочего органа станка в этом положении и последующую обработку заготовки без перемещения по индексным осям.

Маркировка станков с ЧПУ

Маркировка станков с ЧПУ аналогична маркировке универсальных станков, но для обозначения системы ЧПУ в конце марки вводится буква «Ф» с цифрой:

Ф1 – система ЧПУ с преднабором;

Ф2 – позиционная система ЧПУ (сверлильные и расточные станки с ЧПУ) (см. рис. 1.1);

Ф3 – контурная система ЧПУ (токарные и фрезерные станки с ЧПУ) (см. рис. 1.2);

Ф4 – комбинированная система ЧПУ (Ф2 + Ф3) (многоцелевые станки).

Примеры маркировки станков с ЧПУ : 16К20Ф3 – токарно-винторезный станок с контурной системой ЧПУ; 2Р135Ф2 – вертикально-сверлильный станок с позиционной системой ЧПУ; 2451ПМФ4 – сверлильно-фрезерный расточной станок с комбинированной системой ЧПУ.

Следует отметить, что вышеописанный принцип маркировки станков с ЧПУ справедлив лишь для оборудования, выпущенного в советском пространстве. Производители же современных станков с ЧПУ (в том числе и зарубежные) в подавляющем своем большинстве пользуются внутренними стандартами своих предприятий, слабо коррелирующихся со стандартами других производителей.

Способы программирования станков с ЧПУ

Существуют три способа программирования обработки для станков с ЧПУ :

1. Ручное программирование .

Все операторы станков с ЧПУ и технологи-программисты должны иметь хорошее представление о технике ручного программирования для написания управляющей программы непосредственно на стойке ЧПУ станка или исправления существующей программы.

2. Программирование на пульте УЧПУ (диалоговое программирование с помощью языков высокого уровня) .

В этом случае программы создаются и вводятся прямо на стойке ЧПУ. В настоящее время на станках с ЧПУ применяются современные системы разработки УП высокого уровня. Такие системы позволяют оператору-программисту подготавливать программу обработки детали, определяя последовательность предлагаемых системой переходов лишь с указанием их параметров. Оператор станка может произвести проверку правильности работы УП непосредственно на стойке ЧПУ станка с визуализацией обработки.

3. Программирование при помощи CAM систем .

Программирование при помощи САМ систем позволяет исключить необходимость трудоемких математических расчетов и использовать инструменты, значительно повышающие скорость разработки УП. Зачастую этот способ программирования используется для написания программ изготовления сложных деталей. Однако для адаптации разработанной УП под конкретный станок, требуется постпроцессор, преобразующий управляющие программы в фазовое пространство этого станка.

Кодирование информации независимо от применяемого способа программирования осуществляется в G -коде, имеющем альтернативное название ISO -7bit . Код ISO -7bit кадры УП задает адресным способом и основывается на двоично-десятичной системе.

Информация, представленная в любой управляющей программе, подразделяется
на 3 вида:

· геометрическую (задание перемещения по координатам);

· технологическую (задание режимов обработки, инструмента и т. д.);

· логическую (включение/отключение охлаждения, задание вращения шпинделя и т. д.).

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Что такое числовое программное управление станком?

2. Дайте определение системы числового программного управления.

3. Что называется устройством числового программного управления станком?

4. Каково назначение и основные сферы применения позиционного и контурного управления?

5. Что такое управляющая программа?

6. Что называется дискретностью перемещения?

7. Что такое эквидистанта?

Тесты к разделу

1. Числовое программное управление станком – это:

а) управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе;

б) совокупность функционально взаимосвязанных технических и программных методов и средств, обеспечивающих управление станком;

2. Система числового программного управления – это:

а) совокупность функционально взаимосвязанных технических и программных методов и средств, обеспечивающих числовое программное управление станком;

б) совокупность функционально взаимосвязанных программных методов и средств, обеспечивающих программное управление станком;

в) совокупность методов и средств, обеспечивающих числовое программное управление станком.

3. Устройство числового программного управления станком – это:

а) часть системы ЧПУ, выполненная как единое целое с ней и выдающая управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта;

б) часть системы ЧПУ, выдающая управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта;

в) часть системы ЧПУ, выполненная как единое целое с ней и выдающая управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой.

4. Позиционное управление – это:

а) управление, при котором рабочие органы станка перемещаются в заданные точки без задания траектории движения;

б) управление, при котором рабочие органы станка перемещаются с заданной скоростью по заданной траектории;

5. Контурное управление – это:

а) управление, при котором рабочие органы станка перемещаются с заданной скоростью по заданной траектории;

б) управление, при котором рабочие органы станка перемещаются в заданные точки без задания траектории движения;

в) управление, при котором рабочие органы станка перемещаются с заданной скоростью по заданной траектории или без задания траектории движения.

Хотел бы поведать вам о своем проекте, чтобы бы узнать мнение о нем. Обоснованная критика и пожелания приветствуются с распростертыми объятиями. Если появится интерес, напишу серию статей о том, как проект создавался, поделюсь крупицей своего опыта. Итак, начнем.

Недавно пришла идея по созданию полностью открытого проекта универсальной 3-координатной платформы, которая может выполнять функционал и 3d-принтера, и фрезерного станка для обработки пластика и многого другого. Платформа построена по модульному типу. Это означает, что в ней полностью взаимозаменяемые привода перемещения кареток и инструмент. Назвали мы эту штуку «Платформа RRaptor». В дальнейшем приведу ряд изображений и фотографий проектных моделей и того, что уже получилось реализовать.

А вот что получилось в реальности. И да. Винт на координате Y не закреплен

Посмотрим, что означает модульность в контексте проекта. Например, мы хотим получить 3d-принтер: ставим соответствующие привода + печатающий блок (одновременно можно поставить 3 блока) - и готово. Можем печатать свои детальки. По разным причинам для печати на платформе используются передачи «шестерня-рейка» с шаговым двигателем.

На моделе показан установленный привод «шестерня-рейка» на координату Y

Или же нам понадобилось фрезеровать что-нибудь. Тогда установим привода типа «винт-гайка» с шаровым мотором NEMA23 и фрезу. Готово! Мы экспериментировали с различными винтами. Начиная от «колхоза», типа обычной шпильки и заканчивая высококачественными ШВП. Есть возможность установки на платформу различных типов винтов. Зависит от бюджета станка. Варианты фрезерного шпинделя тоже варьируется от стандартных бормашин до нашего варианта небольшого и компактного шпинделя для фрезеровки пластика (который еще только на стадии чертежей). На данный момент в наших тестах мы используем бормашину на алюминиевой стойке мощностью 650Вт.

Вот вам и фрезерный станок для пластика

Он еще и складывается

Как уже сказал выше, хотим сделать проект открытым для сторонних разработчиков. Выложить все чертежи и патенты в открытый доступ, включая и программное обеспечение. Но об этом потом.

Следующая важная составляющая проекта - блок управления. Там расположена вся электронная начинка. Не вдаваясь в подробности, что там есть (как уже сказал, будет интерес - все распишу в отдельных статьях), отмечу основную его особенность. Этот блок управления может «рулить» сразу несколькими платформами одновременно. Это позволит создать небольшую инфраструктуру из устройств (точнее платформ), выполняющих различные функции, централизованно их контролируя (наверно громко сказано, но все же…). Блок тоже модульный. Его начинка варьируется. Можно добавлять различные интерфейсы коммуникации: wi-fi, Bluetooth, ethernet, и т. д. Что душе угодно.

Фото корпуса блока управления

Софт - это отдельная эпопея. Писали мы его (и пишем) с чистого листа. Абсолютно все, начиная от алгоритмов вращения шаговиком, заканчивая приложением на андройда-смартфоне - наша работа. Я не говорю, что мы придумали что-то инновационное и новое. Хотя ключевые отличия от аналогов (например, прошивки Marlin) есть. Я лишь хочу акцентировать внимание на то, что отнеслись мы к проекту и идее в целом очень серьезно. И, надеюсь, что сможем до конца реализовать. А именно - серийно выпускать такие платформы.

Это наш первый прототип. Сделали на его базе плоттер для самых первых тестов

Хотя до серийного производства пока еще надо дорасти и доработать как недостатки в механике, так и в программном обеспечении. Тем не менее небольшой опыт у нас уже есть.

Первая серия на 5 штук

Надеюсь (точнее уверен), ваши отзывы, мнения и замечания нам помогут. К сожалению, описать и показать многие детали проекта в одной статье просто нереально. Но надо с чего-то начинать.

Спасибо за внимание.