Поверхностная гравировка металлов представляет собой нанесение сложных поверхностных узоров и рельефов, используя металлорежущий инструмент. Ввиду значительной трудоёмкости выполняемых перемещений режущей головки современные станки снабжаются числовым программным управлением (ЧПУ), которое позволяет заранее программировать динамику перемещения рабочего инструмента. Это не только разнообразит технологические возможности фрезерно-гравировального оборудования, но и снижает время на вспомогательные переходы.
Известны две технологии гравирования металлов. Для реализации первой из них потребуется фрезерно-гравировальный станок, для второй – гравировальный станок с лазерной рабочей головкой. Первый вариант, хотя и отличается меньшей точностью, и не в состоянии воспроизводить особо мелкие детали поверхностного рельефа, занимает, тем не менее, преобладающее положение.
Конструкция и принцип работы
Фрезерно-гравировочный станок, снабжённый ЧПУ, состоит из следующих узлов:
- Координатного рабочего стола.
- Фрезерной рабочей головки.
- Жёсткой станины, в которой располагаются все узлы управления.
- Каретки, которая управляет перемещением фрезы.
- Привода.
- Собственно блока ЧПУ.
В некоторых конструкциях фрезерно-гравировочных станков по металлу с целью удобства обслуживания предусматриваются также узлы для удаления отходов, которые образуются во время гравировки.
Кинематика относительных перемещений инструмента и заготовки определяется производительностью и размерами площади обработки. Если станок – небольшой, то чаще всего рабочая головка неподвижна, а программируемое системой ЧПУ перемещение осуществляет заготовка.
Для крупных установок фрезерно-гравировального типа движется уже каретка с фрезой.
Оптимальное своё использование фрезерно-гравировочный станок, оснащённый системой ЧПУ, обеспечивает в том случае, когда рабочую поверхность стола можно загрузить несколькими заготовками. В этом случае каретка, перемещаясь по заданной траектории, производит формирование поверхностного рельефа на нескольких изделиях одновременно.
Заготовки, естественно, должны быть из одного металла, и иметь примерно одинаковую глубину формируемого рельефа.
Как выбрать технические характеристики оборудования, работающего от ЧПУ
Исходными данными для выбора считаются производительность и технические возможности, которыми обладает станок. Сам процесс выбора целесообразно выполнять в следующей последовательности:
- Определиться с типом привода. Станок может выполнять только гравировку по металлу, а может одновременно производить и съём определённого слоя материала с поверхности.
- Механизм перемещения каретки. У небольших моделей рассматриваемого типа применяется шарико-винтовой привод, который при обработке небольших поверхностей показывает достаточную точность. Станки большей мощности оснащаются зубчатым приводом рабочей каретки.
Каретка фрезерно-гравировочного станка по металлу с чпу - Принцип фиксирования заготовки на координатном столе. Для небольших по весу изделий подойдёт оборудование с механическим зажимом заготовки: оно конструктивно проще. С увеличением массы заготовки преимущества получает уже пневматический или гидравлический зажим, контроль за работой которых также может выполнять ЧПУ. Электромагнитный привод на рассматриваемых станках не используют ввиду его недостаточной надёжности.
Блок ЧПУ - Тип привода каретки. Станок малой мощности, но с высокой точностью позиционирования должен управляться шаговыми двигателями, однако их возможности иногда недостаточны для выполнения гравировальных работ по металлу значительной площади. Тогда станок получает один или несколько сервоприводов, хотя это и приводит к увеличению его стоимости.
- Тип ввода данных в ЧПУ. В современных моделях фрезерно-гравировального оборудования применяется система ввода данных через универсальные внешние разъёмы, например, USB. Это позволяет использовать съёмные носители для того, чтобы оперативно перепрограммировать оборудование.
Где применяется гравировка рельефов и изображений
Применение программного управления существенно повышает стоимость оборудования, поэтому его использование должно быть экономически оправдано. Практически целесообразно наличие станка, оснащённого современной системой ЧПУ в:
- Производстве товаров широкого потребления;
- Художественно-промышленном производстве;
- Рекламно-информационном деле, например, при изготовлении стальных витрин, табличек, надписей;
- Машиностроении, в частности, при выпуске особо точной техники, где требуется получение тонких, сложных канавок и/или пазов.
Рассмотренная технология обладает заметными эксплуатационными преимуществами:
- Возможностью получения особо сложных рельефов, которые могут быть идеально скопированы на другой заготовке, причём без переустановки механической части оборудования.
- Минимумом технологических потерь металла, что неизбежно, например, при обычном фрезеровании.
- Снижением времени, необходимого на переналадку станка.
- Возможностью одновременно с гравировкой выполнять и другие операции механической обработки по металлу, контроль за которыми может производить система программного управления.
