Обробка заготовок, що перевищують площу робочого столу

Фрезерні верстати з ЧПУ забезпечують високу точність та швидкість обробки виробів із різних матеріалів. Застосування системи числового програмного управління дозволяє повністю виключити участь оператора з процесу обробки. Система ЧПУ надає й іншу істотну перевагу — високу універсальність верстата. Простою заміною програми (шляхом завантаження файлів у пам'ять ЧПУ із зовнішнього джерела пам'яті або безпосередньо з підключеного персонального комп'ютера) верстат може бути переналаштований на випуск іншого виду виробів. За наявності системи автоматичної зміни інструменту така переналагодження навіть не вимагатиме ручної установки нової фрези – лише заміни заготовки на робочому столі. Застосування персонального комп'ютера для налаштування параметрів обробки та завантаження програм, що управляють (а також ручного управління органами верстата — у разі потреби) значно спрощує технологічний процес і страхує персонал від помилок.

Таким чином, сучасне обладнання з ЧПУ є універсальним та дуже зручним засобом виробництва. Це визначило широке впровадження фрезерних верстатів із ЧПУ у різні сфери — зокрема на малих підприємствах. Виробники верстатного обладнання оперативно відгукнулися на вимоги ринку, значно розширивши гаму моделей фрезерних верстатів. При цьому наймолодші моделі фрезерно-гравіювальних верстатів з ЧПУ (і найдоступніші за ціною) легко вміщаються на офісному столі. А «старші», універсальні токарно-фрезерні центри з 5-ма ступенями свободи та автоматичною зміною інструменту, здатні обробляти складні фасонні поверхні деталей з одного заготівлі.

Нестача площі робочого столу

Таким чином, сьогодні нерідкі ситуації, коли мале підприємство має власний фрезернийверстат певних (як правило, не найбільших) габаритів. При цьому робочий стіл здатний вмістити лише ту заготівлю, яка фізично вписується в його розміри. Неважко здогадатися, що матеріали, що перевищують площу робочого столу, не можуть бути оброблені на фрезерному верстаті з ЧПУ. Заготовка, що «випирає» за габарити столу, буде перешкодою для руху інструментального порталу, що абсолютно неприпустимо, бо веде до створення аварійної ситуації. Крім того, заготовку для обробки необхідно надійно закріпити. А як це зробити, якщо заготовка перекриває собою всі кріпильні пази робочого столу?

Тим не менш, у практиці будь-якого підприємства може зустрітися ситуація, коли необхідно обробити заготівлю, що перевищує площу робочого столу наявного обладнання. Чи не купувати ж заради цього (можливо, разового) завдання новий верстат?

Великі заготовки на малих верстатах

Фрезерний верстат із ЧПУ не дарма має репутацію універсального обладнання. У принципі, програма обробки може бути складена так, що великий виріб (який не підходить за габаритами до існуючої площі робочого столу) може бути оброблений «частинами». У випадку, коли готовий виріб не є несучим і вимоги до його міцності невеликі, цілком можна вдатися до виготовлення окремих деталей, а потім з'єднати ці частини в єдиний виріб за допомогою клею або інших кріпильних матеріалів.

Для реалізації такого варіанта слідує:

імпортувати модель виробу в середовище CAM (наприклад, в програму ArtCAM);
у 2D-режимі розділити модель векторами (прямокутниками або квадратами) на області потрібного розміру (відповідні до розміру робочого столу фрезерного верстата з ЧПУ);
продублювати шар моделі стільки разів, скільки вийшло"частин" майбутнього виробу;
для кожного шару обнулити рельєф поза виділеною областю (тою, що підлягає обробці);
кожен шар необхідно зберегти в окремому файлі формату rtf;
у кожному із файлів відповідним чином виставити початок координат;
з урахуванням кожного файлу створити окрему керуючу програму (маршрут руху фрези);
за створеними файлами виготовити окремі частини виробу на фрезерному верстаті з ЧПУ та з'єднати їх у готовий виріб.

Існує й інший варіант. При використанні ArtCam програма, що управляє, може бути створена одна - на обробку всієї моделі відразу. А потім «ціла» програма, що управляє, «розбита» спеціальною утилітою на частини, що підлягають фрезеруванню окремо. Розмір цих частин вибирається таким, щоб відповідна заготовка вмістилася на робочому столі фрезерного верстата з ЧПУ.

Ще раз слід зазначити, що «розчленування» моделі та фрезерування частин окремо (з наступним складанням) можливе лише в тому випадку, коли готовий виріб не призначений для роботи під навантаженням. І способу кріплення її частин (наприклад, склеювання) буде достатньо збереження міцності готового виробу.

Усунення похибки базування

При обробці окремих деталей для їх подальшого з'єднання дуже важливо дотримуватися точності базування на робочому столі фрезерного верстата. Потрібно, наприклад, виготовити складовий дерев'яний щит з фігурним рельєфом по всій площі. Отже, обробка повинна вестися так, щоб окремі частини рельєфу точно стикувались між собою (без «сходів» та накладень). Навіть якщо керуюча програма складена ідеально, кожну частину заготовки на робочому столі необхідно розташувати з ідеальним збігом її початку координат."нулем" фрези в керуючій програмі. Це дуже непросте завдання, особливо коли виріб розбитий на багато частин, а похибка або зрушення хоча б однієї з них неминуче призведе до псування всього майбутнього виробу!

Щоб уникнути цього, рекомендується вдаватися до використання спеціального пристрою. Для заготовок простої форми (прямокутні щити, наприклад) можна виготовити кондуктор - набір дощок із завзятими пазами, виконаними точно в розмір. Кондуктор кріпиться на робочому столі «раз і назавжди», а заготовки встановлюються з упором у пази — це забезпечить необхідну точність їхнього розташування під фрезою для наступного встановлення.

Як універсальний кріпильний пристрій можуть використовуватися звичайні слюсарні лещата. Їх слід встановити так, щоб одна з губок завжди залишалася нерухомою (і була вивірена по одній з координатних осей верстата). Друга губка може відсуватися на будь-яку відстань і відповідно підтискати деталі різних габаритів. У цьому випадку початок координат заготівлі та інструменту збігатимуться з потрібним ступенем точності.