Рабочий стол для чпу

Этим постом открываем серию статей-инструкций по изготовлению быстросборной мебели на фрезерных станках с ЧПУ. Каждый пост будет снабжен чертежами из которых вы легко сможете сделать управляющую программу для своего фрезера. Описание чертежей на английском языке. Впрочем, я уверен, что это не является для вас проблемой. Если перевод все таки понадобится пишите об этом в комментариях. Поехали!

Сегодня рабочий стол на 4 места.

Фишка стола в том, что у него есть центральный канал куда вы сможете уложить кабели от зарядников для ноутбуков и мобильных гаджетов. Так же можно установить держатели мониторов и различные боксы для канцелярских принадлежностей.

Фрезерный станок предназначен для механической обработки заготовок. Физически, механическая обработка представляет собой процесс воздействия острого клина режущего инструмента на поверхность заготовки, снятия «лишнего» слоя материала и отведения его в виде стружки. Для обеспечения этого необходимо чтобы силы резания превышали межмолекулярное притяжение частиц материала. Силы резания создаются путём сообщения режущему инструменту (фрезе) крутящего момента. Кроме того, фреза должна совершать перемещение относительно заготовки — для реализации требуемого маршрута обработки. Следовательно, конструкция фрезерного станка и взаимное расположение фрезы и заготовки должна быть направлена на максимальную реализацию вышеописанных процессов.

Современные фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую скорость и точность обработки. Для этого требуется ряд конструктивных мероприятий, одно из которых — высокая жёсткость корпуса (несущей станины) и всего станка в целом. Этому требованию отвечает схема с вертикальным расположением шпинделя (вертикально-фрезерные станки консольного типа). Для обеспечения взаимного перемещения при такой схеме, подвижным может быть либо рабочий стол с заготовкой, либо шпиндель с фрезой (либо и то и другое одновременно).

Как правило, современные модели фрезерных станков с ЧПУ имеют подвижный инструментальный портал с установленным шпинделем. Портал перемещается по горизонтали вдоль направляющих рабочего стола. Кроме того, кулисный механизм портала допускает поперечное движение шпинделя и его вертикальное перемещение. Таким образом, осуществляется 3-координатная обработка заготовок. Рабочий стол при этом служит для размещения и крепления заготовок. И лишь некоторые модели фрезерных станков, предназначенные для обработки небольших заготовок, могут оснащаться подвижным рабочим столом (при статичном шпинделе).

Конструкция рабочего стола

Рабочий стол является неотъемлемой частью фрезерного станка и выполняет важные функции. Являясь частью станины, рабочий стол вносит существенный вклад в общую жёсткость конструкции станка. Однако главной его функцией остаётся размещение обрабатываемых заготовок. При этом основной характеристикой рабочего стола являются линейные размеры и общая площадь под заготовку. Их величина определяет возможности фрезерного станка обрабатывать изделия тех или иных габаритов (например, мебельные фасады). Как правило, станки с большой рабочей площадью являются более универсальными. Во-первых, обработать на большом станке малую деталь всё-таки можно, а вот большую деталь на маленьком рабочем столе уже не разместить. Во-вторых, фрезерные станки с большим рабочим столом, как правило, допускают раскрой широкоформатных заготовок, что повышает технологичность производства (позволяя отказаться от дополнительного раскроечного оборудования).

Специальные серии станков, предназначенные, к примеру, для работы с каменными заготовками, имеют рабочий стол повышенной несущей способности. Эту характеристику также следует учитывать для любого стола при желании размещать и обрабатывать массивные заготовки больших габаритов.

Ещё одна важная функция рабочего стола — крепление заготовки. Без надёжного крепления не может идти речь о создании достаточной силы резания и возможности обрабатывать материалы в принципе. Для крепления заготовок рабочий стол имеет ряд продольных пазов специальной формы. Сечение профиля этих выполнено под крепёжные болты (струбцины) стандартного размерного ряда.

Защитное покрытие

Покрытие рабочего стола должно быть достаточно стойким к истиранию и вмятинам. Основная черта фрезерных станков с ЧПУ — высокая точность обработки. Поскольку заготовка опирается на рабочий стол, его плоскость является важнейшим элементом в координатной системе обработки. Совершенно недопустимо, чтобы плоскость стола прогибалась под тяжестью заготовки или «играла» при контакте заготовки с фрезой непосредственно в процессе обработки. Кроме того, покрытие стола не должно допускать пластической деформации в течение всего срока службы станка.

Следует отметить, что ряд моделей фрезерных станков содержат датчик автоматического определения толщины заготовки (калибровки «нуля по Z»), который, в некоторой степени, страхует от погрешностей изменения формы базовой плоскости рабочего стола. Однако требования к конструкции стола (точности, жёсткости, износостойкости) остаются прежними.

В качестве дополнительной защиты некоторые модели фрезерных станков имеют так называемый «жертвенный стол». Он представляет собой пластиковую или бакелитовую плоскость, закрепляемую на «родном» рабочем столе фрезерного станка. Жертвенный стол предохраняет защищаемую основную поверхность от истирания, а также оберегает фрезу от поломки при возможном случайном касании рабочего стола. По мере износа, жертвенный стол может быть легко заменён новым. Базовая плоскость жертвенного стола выполнена тарированной, а при его установке необходимо заново откалибровать нулевую точку инструмента (по вертикальной оси).

Дополнительные приспособления

Одним из хорошо известных приспособлений, облегчающих крепление тонких и/или нестандартных заготовок, является так называемый «вакуумный стол». Его конструкция сводится к изоляции отдельных объёмов (между столом фрезерного станка и плоскостью заготовки) от внешней среды. Специальный насос откачивает из получившихся ячеек (своеобразных присосок) воздух, и внешнее атмосферное давление плотно и равномерно прижимает заготовку к рабочему столу. Вакуумный стол может использовать с любыми моделями фрезерных станков, однако «базовый» рабочий стол станка должен иметь специальные отверстия для подключения шлангов вакуумного насоса.

Вакуумные столы имеют несколько разновидностей конструктивного исполнения — простые (в виде ячеек и изоляционного шнура), точечные (в виде отдельных "присосок) и т. п. Однако даже такого разнообразия не всегда достаточно для надёжного крепления заготовок. Решением этой проблемы выступают специальные приспособления, разработанные под конкретную форму и размер заготовки. В качестве универсального крепёжного приспособления могут использоваться и обычные столярные тиски. Но, каким бы хитрым ни было приспособление, его установка и фиксация на фрезерном станке с ЧПУ также осуществляется болтами, устанавливаемыми в стандартные пазы рабочего стола.

Представляем профессиональный фрезерный станок для обработки камня 1325 Stone. Запуск станка, процесс работы и пример готового изделия на видео.

В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

Рабочий стол станка ЧПУ – это набор инструментов, требующихся для точного позиционирования и блокировки обрабатываемой детали на станке ЧПУ. В зависимости от специфики работы станка ЧПУ и набора дополнительных опций, типы рабочих столов могут существенно различаться.

Для изготовления фасадов МДФ наилучшим выбором будет тип рабочего стола, со способом фиксации широких и плоских заготовок из МДФ при помощи вакуумной системы. Подобный способ отлично зарекомендовал себя как наиболее быстрый и точный.

На сегодняшний день производители фрезерных станков ЧПУ и обрабатывающих центров ЧПУ предлагают два типа рабочих столов с вакуумной системой фиксации заготовок. Первый тип, это широкоформатные матричные (решетчатые) вакуумные столы для станков ЧПУ с уплотнительным шнуром. Второй – консольные столы с системой вакуумных присосок и зажимов.

Матричные (решетчатые) рабочие столы станка ЧПУ

Матричные столы изготавливаются из листового композитного материала на основе фенольных смол и синтетических волокон. Поверхность рабочего стола разделена глухими каналами в форме решетки, к которым, через специальные отверстия, подводится вакуум.

Для того чтобы создать область вакуума для фиксации детали на рабочем столе станка ЧПУ, необходимо вокруг одного или нескольких отверстий подвода вакуума вложить в каналы уплотнительный шнур. При этом шнур не должен выступать за область периметра закрепляемой заготовки, а его концы должны быть плотно замкнуты для исключения подсоса воздуха. Остальные незадействованные отверстия системы подвода вакуума рабочего стола закрываются резиновыми пробками.

Такой способ крепления заготовки детали на рабочем столе станка ЧПУ наиболее эффективен при обработке фрезами верхней плоскости детали. Однако если в процессе изготовления фасадов МДФ необходимо обработать боковые стороны заготовки, или выполнить криволинейный распил, когда нижний край фрезы должен выходить за пределы обрабатываемой заготовки, то, чтобы не повредить поверхность рабочего стола, применяют, так называемую, «жертвенную» подложку.

В качестве «жертвенной» подложки можно использовать любые доступные пористые материалы. Как правило, это шлифованное ДСП, черновое МДФ или ХДФ.

Благодаря пористости материала подложки, силой вакуумной системы, из ее внутренней структуры быстро откачивается воздух, а на поверхности создается область разряжения. Таким образом, если положить ламинированную заготовку детали на данную подложку, то она плотно прижмется к ней и надежно зафиксируется.

С помощью «жертвенной» подложки на рабочем столе станка ЧПУ можно фрезеровать как отдельные детали, так и производить распил и обработку широкоформатных листов по технологии Nesting.

Однако тут стоит заметить, что выполняя таким способом раскрой широкоформатных листов на фрезерном станке ЧПУ можно столкнуться с сильной потерей вакуума в области пропилов и, как следствием, смещением или вылетом из-под инструмента мелких деталей и обрезков. Чтобы минимизировать вероятность возникновения подобных ситуаций, перед использованием «жертвенной» подложки следует убедиться, что вакуумный насос обладает достаточной мощностью, а подводящие элементы вакуумной системы достаточной пропускной способностью.

Решить проблему в ситуации, когда требуется обработать на станке ЧПУ мелкие заготовки, или устранить вероятность смещения деталей при обработке по технологии Nesting, помогут конструктивные особенности рабочего стола матричного типа. Дело в том, что производители деревообрабатывающих фрезерных станков ЧПУ практично предлагают конструкцию рабочего стола, состоящую из нескольких автономных матричных рабочих столов, разделенных Т-образными пазами.

Эффект от разделения рабочей поверхности на отдельные зоны достигается, когда в соответствии с запрограммированным порядком обработки деталей из широкоформатных панелей, с помощью открытия или закрытия кранов магистралей вакуумной системы, вся мощь от работы вакуумного насоса, не распределяется на несколько зон, а переносится в область, где на текущий момент производится обработка.

Т-образные пазы на рабочей поверхности станка ЧПУ позволяют зафиксировать заготовку без использования вакуумной системы, с помощью механических зажимов (струбцин). С одной стороны, данный способ позволяет надежно фиксировать мелкие детали. С другой – отключать вакуумный насос и экономить электроэнергию при обработке заготовок методом гравировки, когда весь процесс может достигать нескольких часов.

Следует также отметить, что некоторые производители станков ЧПУ в качестве дополнительной опции к матричному рабочему столу предлагают набор вакуумных присосок, аналогичных тем, что используются на консольных столах.

Консольные столы с системой вакуумных присосок и зажимов

Консольный рабочий стол станка ЧПУ – это сложная конструкция, состоящая из консоли и набора вакуумных присосок и зажимов. Консоль представляет собой жесткую балку, установленную поперек станины станка на линейные направляющие, которые обеспечивают ее передвижение вдоль оси X. В свою очередь, на самой консоли размещаются присоски, зажимы и другие устройства поддержки и фиксации деталей. Они свободно перемещаются вдоль оси Y, а также могут поворачиваться вокруг своей оси Z.

На одном станке ЧПУ одновременно устанавливается несколько консолей. С одной стороны, это позволяет поместить на рабочую плоскость станка практически любую широкоформатную панель, с другой – обрабатывать на станке одновременно несколько деталей, размещая их в разных системах координат, или обрабатывать детали в маятниковом режиме.

Использование консольных столов в деревообрабатывающей отрасли особенно эффективно в производстве корпусной мебели и фасадов МДФ. Зажимные элементы на рабочем столе позиционируются с учетом траектории движения инструмента, что позволяет без ущерба оборудованию выполнять на заготовке сквозные отверстия, криволинейные пропилы, косые отрезы, а также проделывать любые виды обработок на торцевых сторонах детали.

На сегодняшний день, в отрасли деревообработки, широкое применение получили 2 типа консольных рабочих столов для станков ЧПУ:

• Безшланговый рабочий стол;
• Рабочий стол с системой кареток.

Консоль безшлангового рабочего стола станка ЧПУ имеет ровную горизонтальную поверхность с отверстиями для подвода вакуума. Отверстия снабжены магнитными клапанами и активируются только во время позиционирования над ними зажимных элементов. Подобная система отлично зарекомендовала себя с точки зрения простоты расстановки удерживающих устройств, возможности одновременной установки на одной консоли нескольких присосок или зажимов, отсутствия помех для инструмента при обработке заготовок с боковых сторон.

Рабочий стол с системой кареток отличается тем, что на консоль устанавливаются подвижные, но не снимаемые, каретки с подводом вакуума и сжатого воздуха, а удерживающие устройства устанавливаются уже непосредственно на них. Кроме вакуумных присосок здесь можно использовать специальные зажимы, работающие от сжатого воздуха. Эффективность подобных зажимов можно легко просчитать, если сравнить силу вакуума (около 1 атмосферы) и силу сжатого воздуха в пневмо системе станка ЧПУ (более 6 атмосфер).

В отличие от безшланговых столов, здесь нельзя установить на консоль дополнительные присосы, а в процессе работы приходится следить, чтобы рабочий инструмент не зацепил незадействованные каретки. С другой стороны, производители современных станков ЧПУ с рабочими столами с системой кареток в качестве дополнительной опции могут предложить столы с автоматизированной расстановкой зажимных элементов.

Маятниковый режим станка ЧПУ

Важной особенностью обрабатывающих центров ЧПУ с консольными рабочими столами является возможность обработки деталей в маятниковом режиме. В этом случае оператор загружает заготовку детали на одну сторону рабочего стола, запускает программу обработки, и пока станок ее обрабатывает, подготавливает другую сторону рабочего стола к выполнению программы той же детали, симметричной ей, или любой другой.

Типы зажимных элементов консольных столов

Присоски. Могут отличаться размером (для широких и узких деталей) и высотой. Существенным недостатком присосок является слабая фиксация пористых материалов (шлифованное ДСП, фанера).

Вертикальные зажимы. Могут работать как от вакуумной системы, так и от сжатого воздуха пневмосистемы станка.

Пластины для упоров. Устанавливаются на упоры, когда необходимо заблокировать небольшие детали, не позволяющие произвести прочную блокировку при помощи одних присосок.

Горизонтальные зажимы. Используются для деталей большой толщины (например, из массива дерева).

Стол CFT. Уменьшенная версия матричного стола. Отдельно при помощи шлангов и фитингов подключается к вакуумной системе станка.

Контршаблоны. Аналог «жертвенной» подложки, который фиксируется на рабочем столе присосами, но имеет дополнительные отверстия для вставки трубок для подключения к общей вакуумной системе.

Системы упоров станка ЧПУ

Неотъемлемой частью любого рабочего стола станка ЧПУ или обрабатывающего центра ЧПУ является система упоров. Как правило, упоры размещаются спереди и сбоку рабочего стола, образуя перпендикулярные линии упоров, пересечение которых указывает на нулевую точку начала координат осей станка X и Y. В стандартной комплектации на станках ЧПУ устанавливаются пневматические цилиндрические упоры. По команде с пульта управления или при нажатии педали упоры поднимаются для позиционирования заготовки детали. После того как заготовка блокируется зажимными элементами, подается дополнительная команда для опускания упоров, или они убираются автоматически после запуска программы обработки.

В более совершенном варианте линии упоров могут располагаться по всем четырем сторонам и средней линии рабочего стола. В таком случае рабочая область станка ЧПУ может быть разбита на 3-6 зон блокировки, в которых можно зафиксировать несколько деталей одновременно и обрабатывать их по одной программе.

Вспомогательные механизмы для загрузки и выгрузки заготовок

На современных станках ЧПУ, на рабочих столах консольного типа, для предотвращения повреждений друг о друга деталей и зажимных элементов при загрузке-выгрузке больших заготовок, устанавливаются вспомогательные реечные направляющие, которые при активации вакуумных присосов опускаются вниз, а после окончания программы обработки и отключения вакуума поднимаются и приподнимают деталь над присосками.