Отдельные технологические процессы требуют особой точности, например, при обработке поверхности различных изделий, нанесения гравировки и получения сложных тончайших орнаментов. Гравировальное оборудование с ЧПУ существенно облегчает и упрощает процедуру сложной обработки, делает ее намного быстрее и точнее ручной обработки, минимизирует негативное влияние человеческого фактора на конечный результат.

Назначение

ЧПУ или числовое программное управление – специальное ПО, с помощью которого осуществляется контроль работы оборудования, облегчается процесс нанесения гравировки. Граверы с ЧПУ предназначены для обработки материалов с разной плотностью и структурой. С их помощью осуществляется гравировка, резка, раскрой, нанесение рельефных рисунков, логотипов и прочих изображений.

На станках с ЧПУ можно обрабатывать материалы из различных металлических сплавов, пластика, композита, дерева, натурального, искусственного камня, стекла, керамики и т.д. Функционал оборудования такого типа позволяет использовать его во всех сферах промышленности – легкой, тяжелой, авиакосмической, атомной, а также в машино-, станко-, кораблестроении, фармацевтике, микроэлектронике и т.д.

Преимущества

1. Высокая точность обработки заготовок – работа оператора сводится к правильному выбору программы и настройки параметров обработки.
2. Высокая степень автоматизации – достигается оптимизация производственного процесса.
3. Невысокая себестоимость – выпуск продукции становится более рентабельным.
4. Возможность работы с изделиями разной толщины.
5. Возможность выполнять гравировку в формате 2D-5D – сложная обработка осуществляется в сжатые сроки.
6. Большой выбор доступных для работы материалов.
7. Высокая производительность и надежность оборудования.
8. Оперативность перепрофилирования установок для гравировки изделий из разных материалов.
9. Максимально гладкие края стенок раскроенных компонентов.
10. Минимальные потери материала – толщина резки колеблется от 0,1 до 25 мм.

Комплектация

Граверные станки состоят из следующих узлов и механизмов:

• станина – основа оборудования, на котором размещаются все компоненты;
• трансмиссия – обеспечивает движение режущего инструмента посредством специальных сервоприводов;
• система контроля (ЧПУ) – обеспечивает слаженное функционирование всех компонентов через специальную электронику и контроллеры;
• система охлаждения – выполняет отвод лишнего тепла, образующегося в процессе гравировки;
• воздушный компрессор – обеспечивает продувку места обработки;
• блок высокого напряжения и питания;
• рабочий стол – размещаются заготовки для последующей обработки.

Лазерные граверы дополнительно комплектуются излучателем и набором оптики для фокусировки светового потока.

Разновидности

Основная классификация оборудования – по типу воздействия на обрабатываемые материалы. Согласно данному параметру выделяют:

• лазерные граверы;
• фрезерно-гравировальные станки.

Лазерные граверы

Высокотехнологичные устройства, в конструкции которых органично объединены оптика, лазер и автоматизированный контроль. Отличительная особенность оборудования – четкое и качественное изображение при высокой скорости гравировки на изделиях из металла, дерева, стекла, керамики, камня и т.д. Лазерные граверы подразделяются на:

• твердотельные модели, в которых световой поток формируется волоконным излучателем;
• газовые установки, в которых луч формируется под воздействием электрического заряда в трубках, наполненных углекислым газом или смесями из нескольких газов.

Преимущества оборудования не только в качестве гравировки и возможности выполнить большой объем работы за короткий срок. Во время нанесения лазер не касается поверхности материала, поэтому им можно обрабатывать хрупкие изделия без необходимости фиксации. С его помощью гравируют детали с острыми углами, не скругляя их в отличие от фрезерного оборудования.

Фрезерные граверы

Фрезерно-гравировальные станки обрабатывают изделия вращающейся фрезой. Алгоритм работы устройств в целом одинаковый для моделей разного типа и класса – по линейным направляющим перемещается портал со шпинделем, в котором размещена фреза. Благодаря ЧПУ управление осуществляется легко не только движением портала по осям X, Y и Z, но и скоростью вращения шпинделя. С помощью техники обрабатывают плоские и фасонные поверхности с прямыми и винтовыми образующими из разных материалов. Возможна объемная гравировка посредством специальных 3D-5D станков.

По размеру рабочего поля станки подразделяются на малоформатные, среднеформатные и широкоформатные. То типу мотора, перемещающего портал, выделяют модели с шаговым приводом и сервоприводом. В зависимости от степени автоматизации существуют:

• станки с 1 шпинделем;
• установки с 2-5 шпинделями;
• шпиндели с пневмозажимом инструмента;
• фрезерные модели с автоматической сменой инструмента.

На основе формы режущей кромки также различают несколько видов станков. В алмазных моделях режущая кромка делается из поликристаллического алмаза. Сферические устройства применяются для максимально точной детализации при производстве трехмерного рельефа. Конические станки оснащаются плоским лезвием, заточенным под конус. Установки предназначены для снятия фаски и обработки небольших изделий. Прямые граверы способны придавать гладкость поверхностям при обработке мелких компонентов на 3D-изделиях. Фреза в форме пирамидки считается универсальной и предназначена для обработки твердых непластичных материалов.

Фрезерные граверы также бывают консольными и бесконсольными. В консольных установках деталь движется вместе со столом по вертикальным направляющим в станине и горизонтальном на консоли и салазках. Обработка выполняется в разных плоскостях, в зависимости от расположения шпинделя. Бесконсольные модели оснащаются неподвижным столом, на котором крепятся заготовки. Фреза передвигается со шпиндельным узлом по 3 осям.

Кроме этого любое оборудование с ЧПУ производится разной мощности. Выделяют станки невысокой мощности для обработки нетвердых материалов – дерева, резины, пластика и т.д., устройства средней мощности для обработки металлов, камня и керамики, а также установки высокой мощности для промышленного производства, гравировки и резки.

Виды ЧПУ

Системы с ЧПУ, которые задействуются в разных гравировальных станках, довольно сложные и классифицируются по нескольким признакам. В зависимости от метода управления механизмами различают позиционные, контурные и универсальные модели. По возможностям и способу позиционирования выделяют системы с абсолютным и относительным отсчетом. По наличию и отсутствию обратной связи в системе управления различают разомкнутые модели, устройства замкнутого типа и самонастраивающиеся ЧПУ. В зависимости от уровня микропроцессора выделяют системы 1, 2 и 3-го поколения.

Для контроля работы установок с ЧПУ задействуются системные и управляющие программы. Системные (служебные) программы хранятся в памяти ЧПУ, обеспечивают стартовый этап работы контроллера после запуска оборудования, отвечают за настройку, выполнение команд оператора и взаимодействие с периферийными устройствами. Управляющие (внешние) программы содержат список команд и инструкций для реализации функций оборудования. Команды вводятся оператором, поступают с внешних запоминающих устройств или ПК.