Frezarka czy ploter?

[Kimla]

Czym się różni od siebie frezarka, ploter i grawerka? Różne osoby zamiennie stosują te określenia często do tej samej maszyny. Istotnie często zadania tych maszyn często się pokrywają, ale nie jest to regułą.

Frezarką zwykliśmy określać ciężką maszynę najczęściej odlaną z żeliwa, ze stołem współrzędnościowym i wrzecionem o zakresie obrotów od stu do kilki tysięcy obrotów na minutę umożliwiającym frezowanie głowicami frezerskimi o znacznych rozmiarach. Osiągane momenty dzięki przekładniom (najczęściej zębatym) są rzędu kilkuset niutonometrów. Przekładnie te są jednym z powodów stosunkowo niskich obrotów maksymalnych wrzecion frezarek. Frezarki i frezerskie centra obróbkowe służą przede wszystkim do frezowania głowicami wielopłytkowymi o średnicach do 300 mm, frezowania frezami palcowymi o średnicach 3-50mm, wiercenia wiertłami o średnicach 3-40mm, rozwiercania, pogłębiania, wytaczania. Służą przede wszystkim do zgrubnej i średnio dokładnej obróbki korpusów, form, tłoczników, wykrojników, matryc.

Frezarko-grawerka jest to lekka frezarka z wrzecionem osiągającym prędkości obrotowe 24.000 lub 40.000 obr/min. Jest to podyktowane koniecznością użycia w pracach grawerskich narzędzi o znacznie mniejszych średnicach (od 0.05mm), które wymagają o wiele większych prędkości obrotowych wrzeciona. Nie stosuje się w nich jako wrzeciona konwencjonalnego układu silnik-wrzeciono z przekładnią, lecz elektrowrzeciona integrujące w jednej obudowie i na jednej osi wrzeciono i silnik napędowy -najczęściej indukcyjny. Zaletą tego rozwiązania jest płynna i cicha praca przy wysokich obrotach oraz brak szczotek, a wadą stosunkowo niski moment obrotowy, co jest spowodowane brakiem przekładni. W związku z tym średnice narzędzi stosowanych we frezarko-grawerkach nie przekraczają 16mm w metalach i 100mm w innych materiałach. Rozwiązaniem niedogodności związanych z niskim momentem obrotowym elektrowrzeciona jest stosowanie znacznej nadwyżki jego mocy znamionowej (co najmniej 7kW przy frezie 10 mm w stali), co często powoduje zdziwienie u potencjalnego nabywcę, ale sprawę trzeba wyjaśnić dogłębnie.

Elektrowrzeciona indukcyjne oprócz wielu niezaprzeczalnych zalet, posiadają jedną poważną wadę -stały moment obrotowy. We wrzecionach z przekładnią, aby zmniejszyć obroty (np. dla dużej głowicy), zmieniamy przełożenie przekładni na niższe co jednocześnie zwiększa moment obrotowy. W elektrowrzecionach indukcyjnych obroty regulowane są za pomocą falownika. Z charakterystyki u/f silnika wynika, że moment jest prawie niezależny od obrotów (istnieją falowniki umożliwiające podbicie momentu obrotowego przy niskich obrotach, ale nie więcej niż 200% wartości nominalnej). W związku z tym elektrowrzeciono, które na tabliczce znamionowej ma napisane np. 7kW, to znaczy, że tą moc osiąga przy jakiejś określonej prędkości obrotowej (niekoniecznie maksymalnej umieszczonej na tabliczce znamionowej) nazywanej prędkością nominalną. Powiedzmy, że jest to 18.000 obr/min. Moc jest to moment razy obroty, oznacza to, że jeżeli ustawimy obroty na 9.000 obr/min to moc którą mamy do dyspozycji to 3.5kW, a przy 1800 obr/min zaledwie 700W.

Pocieszający jednak jest fakt, że Podczas pracy średnia moc pobierana przez przykładowe elektrowrzeciono nie przekracza kilkuset watów. Ponieważ wysokie obroty, które umożliwiają oddanie dużej mocy są wykorzystywane tylko przy narzędziach o małych średnicach, nie są one takiej mocy pobrać, natomiast przy niskich obrotach i dużych narzędziach moc którą osiąga wrzeciono jest niewielka, co powoduje niewielki pobór mocy z sieci. Podsumowując powyższe spostrzeżenia, należy zawsze wybrać elektrowrzeciono o mocy znamionowej znacznie większej niż wynikało by to z wyliczonego zapotrzebowania na moc dla konkretnego narzędzia.

Frezarko-grawerki wyposażone w elektrowrzeciona znajdują coraz większe zastosowanie w produkcji form wtryskowych, tłoczników, wykrojników, matryc, stempli, elektrod miedzianych i grafitowych dzięki dostępności szerokiej gamy narzędzi z monolitycznych węglików spiekanych. Narzędzia te potrafią skrawać z prędkościami wielokrotnie większymi niż dotychczas stosowane narzędzia ze stali HSS, co w połączeniu z możliwością uzyskiwania wysokich obrotów na maszynach wyposażonych w elektrowrzeciona indukcyjne, staje się idealnym narzędziem do bardzo wielu zastosowań w każdym warsztacie zajmującym się obróbką skrawaniem.

Grawerki komputerowe są jeszcze lżejszymi maszynami frezującymi od frezarko-grawerek. Służą przede wszystkim do prac bardzo małymi narzędziami, najczęściej o geometrii stożkowej ze stopką o średnicy od 0.02mm. Ze względu na bardzo małą średnicę części roboczej narzędzia grawerskiego moc wrzeciona nie musi być wysoka (do 2.2kW) lecz stabilność, sztywność, rozdzielczość pozycjonowania i własności dynamiczne systemu sterowania powinny być na najwyższym poziomie. Rozdzielczość pozycjonowania jest w tym przypadku szczególnie ważna, ponieważ w grawerstwie często wykonuje się prace, których nie widać gołym okiem. Najmniejszy jednostkowy przyrost pozycji zwany rozdzielczością pozycjonowania nie powinien przekraczać 0.001mm, przy luzie zwrotnym całego układu napędowego nie przekraczającym 0.005mm. W przeciwnym wypadku widać będzie "ząbki" często dyskwalifikujące możliwość wykorzystania takiej maszyny przy bardziej precyzyjnych pracach.

W grawerkach komputerowych nieodzowna w pracy jest także jedna z funkcji systemu sterowania raczej niedostępna w innych maszynach. Chodzi o możliwość automatycznego docinania rogów frezem grawerskim. Ma to szczególne znaczenia jeśli wykonujemy pracę "na wyskok", czyli wybieramy tło, a napis zostaje wystający. Przy braku tej funkcji, każdy ostry kąt wewnętrzny zostanie docięty tylko na dnie, natomiast na powierzchni zostanie nie docięty łuk o promieniu narzędzia na wysokości szczytu znaku.

Plotery frezujące nazywane często stołami do frezowania prawdopodobnie swoją nazwę zawdzięczają pierwszym konstrukcjom, które były budowane na bazie zwykłych stołów. Ale to już przeszłość. Dzisiaj plotery frezujące są nowoczesnymi, uniwersalnymi maszynami CNC, które największe zastosowanie znalazły w przemyśle reklamowym, do wycinania, nacinania, wiercenia, grawerowania w płytach z tworzyw sztucznych, aluminium, kompozytów, cięcia folii, kartonu, papieru. W wersjach 3D plotery wykorzystywane są do modelowania płaskorzeźb, makiet przestrzennych, prezentacji trójwymiarowych. Są to najtańsze z obecnych na rynku obrabiarek sterowanych komputerowo. Najczęściej wykonywane są w wersji z ruchomą bramą, co przy stosunkowo dużych obszarach roboczych (do 2x3m), jest rozwiązaniem optymalnym pod względem wykorzystania powierzchni.
Stoły ploterów frezujących są najczęściej pokryte rowkami teowymi, co daje dużą uniwersalność, lub systemem podciśnieniowego trzymania materiału, co zmniejsza uniwersalność lecz znacznie ułatwia mocowanie dużych i cienkich płyt. W ploterach frezujących stosuje się wrzeciona 0.8-3.3kW. Opcjonalnie można je wyposażyć w dodatkowe głowice tnące, rysujące, nalewające itp.

Lekkie Frezarki Bramowe są urządzeniami podobnymi do ploterów frezujących, lecz są znacznie sztywniejsze, cięższe i dokładniejsze. Są przede wszystkim wykorzystywane w warunkach przemysłowych, lub tam gdzie istnieje konieczność obróbki dużych powierzchni, dużymi narzędziami i z dużą wydajnością. Moce wrzecion instalowanych na lekkich frezarkach bramowych zaczynają się od 7kW.


Przemysław Kimla
www.kimla.pl

[bartuss1]

wypracowanko na zaliczenie ?

[Kimla]

Chwila natchnienia...

[bartuss1]

na marginesie, obserwowałem troche kimlowskie maszynki i dziwi mnie fakt że zamiast stworzyc jakąs 5 osiówke bawicie sie parametrami, poza zabawkami typowo frezującymi w osiach XYZ innych pomyslow nie ma ?

[Kimla]

Tak, są pomysły i to nie mało, trochę brakuje czasu, ale już niedługo pojawią się w naszej ofercie maszyny do 6-ciu osi.

pozdrawiam
Przemysław Kimla
www.kimla.pl

[olo_3]

Tak, są pomysły i to nie mało, trochę brakuje czasu, ale już niedługo pojawią się w naszej ofercie maszyny do 6-ciu osi.

Chętnie bym pooglądał jakieś foto prototypów –może bym plagiatowal jakieś rozwiązanie dla siebie

[pit202]

a mnie zastanawia fakt ze przez tyle lat istnienia firmy sa ciagle te same ( podobne ) maszyny , pomijajac fakt ze to bramowki , to czemu mamy osłone na prowadnice i srube w X`sie tam gdzie mniej lecą wiory a nie mamy wcale na Y`ku tam gdzie wiorow nie brakuje, czy to az taki wielki klopot zalozyc oslony teleskopowe ? rozumiem ze mieszkowe nie sa tu najlepsze - ale teleskopowe jak najbardziej.

[Kimla]

Fakt, program rozwoju naszych maszyn przewiduje instalacje osłon na prowadnice osi "y".
Jednak zgarniacze wiurów spisują się bardzo dobrze i nigdy nie było z nimi problemów.
Problemy były z nieosłoniętymi śrubami osi "x", lecz rozwiązaliśmy to stosując odpowiednie osłony.

pozdrawiam
Przemysław Kimla
www.kimla.pl

[bartuss1]

e tam zgarniacze, ja bym najchetniej zobaczyl tokarkę z glowicą rewolwerową z gniazdami obrotowymi plus magazyn narzędzi z automatyczną wymianą chwytakiem, plus inteligentne bazowanie narzedzia w glowicy, plus ruchy oscylacyjne dla skrócenia procesu obróbki zadanej powierzchni, plus inteligentne sterowanie kierunkiem separacji wióra, plus wrzeciono nastawialne wzgledem zadanych kątów, plus manipulator przedmiotu obrabianego, plus system wizyjny separacji przedmiotów wadliwych, plus łatwy interfejs obsługi z pulpitu dotykowego ... to jest wyzwanie a nie jakieś męczenie frezarek bramowych na sto mozliwych sposobów.

[pit202]

to jest wyzwanie a nie jakieś męczenie frezarek bramowych na sto mozliwych sposobów

bartuss1, chyba po raz pierwszy sie z Tobą zgodze i powiem, że wkoncu napisałeś coś mądrego.