Поворотная ось на фрезерно-гравировальных станках с ЧПУ

4х осевая обработка на станке с поворотной осью

  В привычной нам трехмерной системе координат есть три взаимно перпендикулярные оси (X, Y, Z), которые образуют базис.Большинство станков с ЧПУ в начальной -базовой версии, производят только 3-х осевую обработку. Однако для некоторых изделий сложной формы этого недостаточно. За счёт дополнительной модификации — установки поворотной оси, гравировально-фрезерные станки с ЧПУ способны производить  4-х осевую обработку.Четырехосевая обработка на гравировально -фрезерном станке  на станке с ЧПУ, с использованием поворотной оси– это в общем случае непрерывная обработка, как симметричных, так и несимметричных тел.В отличие от обычной 3-х осевой обработки 3D модели, где деталь должна крепиться  с одной стороны, к столу станка с ЧПУ,  4-х осевая фрезеровка даёт возможность обрабатывать изделие со всех сторон непрерывно, без дополнительных операций по перестановки детали на рабочем столе. Это позволяет получать изделия сложной формы. Изготовление балясин, капителей, колонн, столбов, ножек столов и стульев, шахматных фигур, а так -же различных статуэток, колец другой  ювелирной и рекламно-сувенирной продукции  это наиболее часто встречающиеся примеры такой обработки.Многообразие форм, контуров – любой полет фантазии  найдет воплощение при обработке деталей на гравировально — фрезерном станке с использованием 4-й поворотной оси.    Основной опцией модификации, как упоминалось ранее, 3-х осевого станка под 4-х осевой, является использование поворотной оси, рисунки 1 и 2.

На рисунке 1 представлена фотография  поворотной оси для станка  ЧПУ, которая позволяет вести многостороннюю обработку.

 Рисунок 1 Поворотная ось для станка с ЧПУ.

Установка поворотной оси на 3х осевой фрезерный ЧПУ моделист3040

Видео резки сложной фигуры с использованием поворотной оси на примере шахматного коня

Установка поворотной оси на 3х осевой фрезерный ЧПУ cnc-3040al300

 Рисунок 2 4-х осевой фрезерный станок с ЧПУ

Кроме этого, для непрерывной обработки по 4-м осям система ЧПУ станка должна ещё иметь возможность управлять установленной на нём повторной осью. Поэтому 4-х осевая обработка подразумевает не только наличие поворотной оси, но и использование  соответствующей системы ЧПУ. Чаще всего  для этого используется контроллер шаговых  двигателей с 4-мя каналами управления или проще -4-х осевой контроллер. Пример контроллера приведён на рисунке 3.  Канал А данного контроллера может использоваться для управления поворотной осью установленной на станке.

Рисунок 3.

Существует два типа 4-х координатной обработки: первый -непрерывная и второй — позиционная обработка (обработка с индексированием). Непрерывная обработка — в этом случае фреза  одновременно перемещаются по всем степеням свободы.Позиционная обработка — поворотная ось применяются только для изменения положения заготовки, а остальные операции производятся в режиме трехмерной обработки.

Для работы с поворотной осью необходимо произвести настройку программы управления. Ниже приведены настройки для Mach3 для поворотных осей с передаточным числом 6:1 и 4:1. На рисунке 4 приведены установки выводов LPT- порта для контроллера шаговых двигателей в алюминиевом корпусе показанного на рисунке 3.

Рисунок 4.

Рисунок 5 — настройки для поворотной оси с передаточным числом 4:1.

Рисунок 5.

Рисунок 6 — настройки для поворотной оси с передаточным числом 6:1.

Рисунок 6.

После установки настроек, рекомендуется проверить использование дополнительных осей в качестве подчинённых. Установки должны соответствовать рисунку 7.

Управляющие программы для работы с использованием многосторонней обработки возможна в программах DeskProto, PowerMill, и др.

На рисунке 8 показан результат многосторонней обработки на 4х осевом фрезерном чпу CNC-3040AL2

За работу оси отвечает двигатель. Она может быть частью оригинальной конструкции станка, или же устанавливается отдельно. При отдельной установке элемент выступает в качестве четвертой оси.

Четырехосевая обработка в отличие от трехосевой имеет ряд преимуществ. Трехосевой способ дает возможность выполнить 3D обработку с одной стороны заготовки, поскольку другая будет прикреплена к столу. Чтобы обработать вторую сторону, приходится выполнять дополнительные действия по переустановке изделия. Поворотная ось позволила решить эту проблему. С ее помощью заготовку можно обработать со всех сторон без дополнительных действий.

Благодаря этой особенности можно получить изделия, имеющие сложную конструкцию:

• мебельные комплектующие;
• ювелирные изделия;
• декоративные деревянные узоры.

Станки с поворотной осью широко распространены при оформлении декора. Правильная настройка прибора позволит обеспечить обработку в автономном режиме. Заготовки будут схожими с изделиями ручной работы.

Конструкция

Существуют различные варианты станков с поворотной осью. Наиболее качественными являются четырехосевые аппараты. На обычных приборах производительность более низкая.

На высокопроизводительных агрегатах устанавливается ременная передача. Некоторые модели оснащены пятой осью. Размеры рабочего стола могут варьироваться, но ширина и длина не должна быть меньше одного метра. Аппараты самодельного типа характеризуются установкой на поворотную ось токарного патрона или планшайбы. На заводских приборах распространены трехкулачковые токарные патроны.

Наиболее популярным типом двигателя является двухфазный на четыре провода.

Габариты и стоимость оборудования зависят от конкретной модели. Крупногабаритные варианты применяются в промышленных условиях. Более компактные модели можно использовать для бытовых задач и малого бизнеса. Но даже самые дешевые варианты смогут позволить себе далеко не все. Поэтому многие изготовляют ЧПУ станок самостоятельно.

Читайте также:  Чем отличаются фрезы по камню для ЧПУ станков и как их выбрать

Станок с поворотной осью своими руками

Неопытным пользователям не рекомендуется делать станок с поворотной осью из металла. Первоначально следует попробовать сделать агрегат из фанеры. На первом этапе составляется чертеж и управляющая фрезерная программа. Этот этап можно выполнить при помощи сервиса Rhinoceros. Толщина фанеры должна составлять не менее 15 миллиметров. Ее необходимо закрепить на столе, после чего станок с ЧПУ сделает нужные заготовки.

Второй этап заключается в сборке полученных деталей. После этого необходимо приобрести подшипник водяного насоса. Данный элемент продается в магазинах автозапчастей. Перед установкой подшипника детали необходимо покрыть лакокрасочным веществом. Подшипник можно укрепить при помощи болтов. Для работы прибора потребуется группа комплектующих, в числе которых:

• стол для станка;
• ременная передача;
• шаговый двигатель.

Дополнительные детали изготовляются на токарном станке. После того, как сборка агрегата будет выполнена, потребуется отдельно докупить драйвер, отвечающий за управление шаговым двигателем. Новый драйвер необходимо поставить в блок управления станком.

Перед тем, как сделанная своими руками поворотная ось ЧПУ, будет запущена, нужно убедиться, что комплектующие хорошо закреплены.

Использование

Существуют два способа работы с поворотной осью:

• индексный;
• непрерывный.

Первый способ предполагает пошаговую обработку, начиная со свободных движений, и заканчивая неподвижными условиями. Переход от одной обработки к другой сопровождается остановкой и фиксацией. Для второго способа осуществлять дополнительные действия не требуется. Исправная обработка зависит от наличия программы и подходящей модели рабочего инструмента.

Для полноценной обработки станок должен быть обеспечен четырехкоординатной системой управления. Чтобы компенсировать вес шпинделя, ось Z оборудована газовой пружиной.

Числовое программное управление должно иметь доступ к управлению четвертой осью. Высокая производительность обеспечивается благодаря контроллеру шаговых двигателей с четырьмя каналами управления.

Читайте также:  Что можно делать на фрезерном станке с ЧПУ по дереву

Непрерывный вариант обработки подойдет для изготовления деталей сложной формы. Индексная обработка позволяет изменить положение заготовки. Дальнейшие действия осуществляются при помощи трехмерной обработки. Но, ни первый, ни второй способы не будут действенными без настройки программы управления. Для управления оборудованием подойдут программы:

• Mach3;
• DeskProto;

Производить настройку самостоятельно без опыта в данной сфере не рекомендуется.

Патрон токарный K12-100 с 4 кулачками7 660 руб.Патрон токарный K12-160 с 4 кулачками10 600 руб.Патрон токарный K12-80 с 4 кулачками6 500 руб.Переходник к токарному патрону 10 мм595 руб.Переходник к токарному патрону 8мм595 руб.Поворотная ось 14-50-100В на планетарном редукторе 100:1 Поворотная ось (четвертая) для фрезерно-гравировального станка с ЧПУ, на базе планетарного редуктора и шагового двигателя с двумя валами. 50 600 руб.Поворотная ось 5M-3-100B четырехкулачковая на ременном редукторе Поворотная ось (четвертая) для фрезерно-гравировального станка с ЧПУ, на базе ременного редуктора с передаточным отношением 3:1 30 900 руб.Поворотная ось 5M-6-80B (закрытая)31 500 руб.Поворотная ось 5M-6-80B четырехкулачковая на ременном редукторе Поворотная ось 5M-6-80B используется для поворота обрабатываемых деталей на заданный угол. В зависимости от задачи и длины заготовки может использоваться в паре с задней бабкой, а так же и без нее. 26 300 руб.Токарный патрон K01-634 500 руб.Токарный патрон K02-505 830 руб.

Поворотная ось для станков с чпу

Без поворотной оси сложно изготовить изделия, требующие обработки с нескольких сторон. Это приспособление позиционирует заготовку в пространстве, что расширяет возможности станка. 

Возможности поворотной оси 

Назначением поворотной оси является поворот деталей на нужный угол. С ее помощью изготавливают сложные изделия: 

• балясины;
• статуэтки;
• декоративные ручки;
• шкивы. 

Поворотные оси могут быть трех- и четырех- кулачковыми. Первый вариант обеспечивает центровку заготовок круглой формы. Четырехкулачковая ось позволяет выставить по центру деталь прямоугольного сечения. 

Преимущества поворотной оси 

За счет малого люфта и высокой жесткости на кручение поворотная ось позволяет выполнять точную обработку деталей из дерева и пластика. В щадящем режиме возможна обработка цветного металла. Эта деталь: 

• расширяет возможности станка;
• может использоваться без задней бабки или в паре с ней (выбор зависит от длины заготовки);
• ускоряет изготовление сложных деталей, требующих поворота по оси. 

Поворотная ось расширит возможности оборудования, увеличит прибыльность Вашего бизнеса. Менеджеры «CNC Tehnologi» проконсультируют Вас и подберут все необходимые комплектующие для станков с ЧПУ. 

Используемые источники:

• https://cncmodelist.ru/stati/198-rotary-axis.html
• https://vseochpu.ru/povorotnaya-os-dlya-chpu/
• https://cnc-tehnologi.ru/povorotnaya-os

</span></p>