Frezarka to obrabiarka do obróbki skrawaniem, powszechnie stosowana w zakładach mechanicznych i fabrykach od czasów rewolucji przemysłowej. Wyróżnia ją ruch obrotowy narzędzia skrawającego – freza, wyposażonego w kilka ostrzy. Obecnie oprócz modeli konwencjonalnych na rynku dostępna jest również frezarka uniwersalna CNC.
Czym są frezarki?
Frezarki służą do obróbki skrawaniem detali z różnych materiałów. Są bardzo uniwersalne dzięki dużej liczbie wykonywanych operacji, ale również dzięki gamie materiałów, które można na nich obrabiać. Frezarka może obrabiać drewno, stal, metale nieżelazne, żelazo i tworzywa sztuczne, a także różne powierzchnie – płaskie, krzywoliniowe, uzębione, rowkowane itd. Co więcej, detale obrobione na tych maszynach można poddawać obróbce zgrubnej i wykańczającej.
Czym jest frezarka i jak działa? Frezarki konwencjonalne i frezarki CNC nie różnią się od siebie zbyt mocno. Ogólnie rzecz biorąc, frezarka to obrabiarka wyposażona w narzędzie skrawające zwane frezem; frez składa się z ostrzy lub zębów, które obracając się, usuwają naddatek materiału z powierzchni detalu.
Frezarki konwencjonalne wynaleziono na początku XIX wieku. Z biegiem lat dostosowywano je do nowych technologii i potrzeb branży, aż stały się maszynami niezbędnymi w każdym zakładzie. Wraz z wynalezieniem komputerowego sterowania numerycznego (CNC) frezarki konwencjonalne zmodernizowano i dziś można znaleźć modele, które pracują w sposób zautomatyzowany przy wsparciu komputera.
W przemyśle występują różne rodzaje frezarek, a każda z nich realizuje określone procesy. Konwencjonalna frezarka uniwersalna ma wrzeciono główne, w którym mocuje się poziome trzpienie frezarskie. Ma też głowicę, którą łączy się z tym wrzecionem i która pozwala przekształcić frezarkę w pionową. Innymi słowy, frezarkę uniwersalną z odpowiednim osprzętem można łatwo przestawić na pracę pionową. W tego typu frezarkach suwak (wysięgnik) może przesuwać się po prowadnicach do tyłu i do przodu.
Cechy frezarki uniwersalnej CNC
Frezarka uniwersalna CNC wyróżnia się szeroką gamą operacji obróbkowych, które może wykonywać, ale także elastycznością procesów wytwarzania. Ponadto maszyny tego typu umożliwiły programowalną automatyzację produkcji; zaprojektowano je do wytwarzania dużych serii prostych detali lub średnich i małych serii detali bardziej złożonych. Dzięki komputerowemu sterowaniu numerycznemu frezarki mogą przechodzić od jednych modeli detali do innych za pomocą zaawansowanych programów i narzędzi.
We frezarce uniwersalnej CNC, podobnie jak w innych maszynach wykorzystujących tę technologię, układ CNC sterowany jest za pomocą programu alfanumerycznego, czyli wykorzystującego cyfry, litery i inne symbole. Należą do nich tzw. kody G i M (odpowiednio: ruchy i cykle oraz funkcje pomocnicze). Znaki te są zakodowane w języku pozwalającym zdefiniować program instrukcji do realizacji określonych zadań. Gdy trzeba przełączyć się między programami, maszyna sama wie, jakie zmiany ma wprowadzić; obejmują one zmianę programu, ale również narzędzi. Przy produkcji seryjnej zakłady mechaniczne i fabryki mogą stosować ramiona robotów do załadunku.
Najbardziej zaawansowane frezarki uniwersalne mają elektroniczne układy odczytu cyfrowego, które pokazują położenie narzędzi względem układu współrzędnych. Dzięki temu można łatwo odczytać wartości przesuwów.
Warto podkreślić, że alfanumeryczny język programowania frezarki uniwersalnej może być różny. Wiele frezarek wykorzystuje międzynarodowy, znormalizowany język ISO, ale mogą też obsługiwać języki sterowań Heidenhain, Fagor lub Siemens.
Zalety frezowania CNC
Frezarki CNC pracują z oprogramowaniem do programowania, które pozwala (i wymaga) zaprojektować detal na komputerze; po ukończeniu projektu w programie CAD przekłada się go na alfanumeryczny język CNC. Maszynę może zaprogramować operator, wybierając parametry skrawania wymagane dla obrabianego detalu. Po uruchomieniu maszyny komputer frezarki wie, co ma robić, i przekazuje narzędziom skrawającym, jakie ruchy mają wykonać oraz z jaką prędkością posuwu, głębokością i liczbą przejść.
To bez wątpienia główna zaleta frezarki uniwersalnej CNC: automatyzacja. Maszyna wymaga minimalnego udziału operatora, który musi jedynie wykonać odpowiednie programowanie. W praktyce jeden operator może jednocześnie nadzorować kilka maszyn CNC. Ponadto frezarki CNC zapewniają znacznie dokładniejszą obróbkę niż narzędzia konwencjonalne. To jednak nie wszystko: w zależności od liczby osi maszyny głowica frezarki CNC może docierać do detalu pod różnymi kątami.
Wreszcie obrabiarki tego typu optymalizują produkcję, co pomaga skrócić czas i terminy realizacji, a oczywiście także obniżyć koszty.