В зависимости от количества степеней свободы перемещений стола, станки фрезерной группы обычно подразделяются на: консольно-фрезерные (имеют три движения — продольное, поперечное и вертикальное), бесконсольно-фрезерные (имеется всего два движения — продольное и поперечное), продольно-фрезерные (всего одно движение — продольное) и карусельно-фрезерные (тоже движение одно — круговая рабочая подача) станки. Все устройства фрезерной группы имеют одинаковый главный привод, который обеспечивает вращательное движение шпинделя, и различные приводы подачи.
Главный привод фрезерных станков с ЧПУ оснащается асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с автоматическими коробками скоростей. Для получения высокой частоты вращения шпинделя в фрезерных станках применяют регулируемый привод постоянного тока. При этом необходимая частота вращения задается многопозиционными переключателями тиристорного преобразователя.
Приводы подач выполняются в простых устройствах непосредственно от двигателя главного привода, в станках с ЧПУ в качестве приводов применяют регулируемые приводы постоянного тока и приводы с шаговыми двигателями. Рабочие скорости подач и установочные перемещения столов, салазок и консолей фрезерных станков задаются либо механически посредством переключения блоков зубчатых колес, либо электрически изменением тока, питающего электродвигатель. Быстрое перемещение передается от электродвигателя, минуя коробку подач.
На фрезерных станках с ЧПУ устанавливают также вспомогательные приводы с асинхронными двигателями для приведения в действие конвейера уборки стружки, гидростанции, насосов охлаждения и смазки, вентиляторов. Все асинхронные двигатели защищены от перегрузок тепловыми реле, а их силовые цепи — от коротких замыканий автоматическими выключателями и плавкими предохранителями. Во фрезерных станках блокировочные устройства должны создавать защиту главного привода и приводов подач. Главный привод не должен включаться при отсутствии смазки, при не зажатом инструменте, при неоконченном переключении диапазонов скоростей; приводы подач должны отключаться при повороте стола, зажатых тормозах и незакрепленном режущем инструменте. Число управляемых координат во фрезерных станках с ЧПУ, как правило, три, а в станках, имеющих фрезерные поворотные головки и поворотные столы, их может быть четыре или даже пять.
Устройство числового программного управления (ЧПУ) выдает команды скоростей шпинделя, номера инструмента и целый ряд вспомогательных технологических команд. Нужный номер инструмента может набираться с помощью электрических переключателей на пульте станка. Для поиска номера инструмента используется схема совпадений, собранная из контактов реле, срабатывающих от датчиков считывающего устройства. По окончании поиска нужного инструмента включаются электромагниты, с помощью которых происходит захват ручки инструмента в шпинделе, вытягивание ненужного и фиксация выбранного инструмента.
На пульте оператора имеется лампа мигающей сигнализации, свидетельствующая о невозможности работы станка (нет давления гидравлики, температура масла выше нормы, не работает система смазки, нажаты конечные выключатели ограничения перемещения в любом направлении, перегреты электродвигатели приводов подач, нет разрешения устройства ЧПУ на работу приводов).
Для получения сложной пространственной формы деталей широко применяют автоматизированные» фрезерные агрегаты для объемной обработки. Они созданы на базе копировально-фрезерных станков и оснащены системами программного управления, позволившими значительно повысить точность обработки изделий и производительность, а также расширить технологические возможности этих станков.
Основу комплекса электрооборудования таких станков составляют следящие системы, с помощью которых инструмент может одновременно перемещаться по двум или трем координатам в зависимости от выбранного режима работы. В состав электрооборудования входят главный привод (вращение фрезы), электроприводы подач и вспомогательных узлов и механизмов, дополнительные устройства автоматизации управления механизмами, системы сигнализации и защиты, а также местное освещение станка.
В автоматизированных фрезерных станках в качестве привода главного движения вращения фрезы могут применяться электроприводы как переменного, так и постоянного тока. В связи с тем что при обработке изделий на этих станках режим работы главного привода изменяется относительна редко, чаще применяют простые и дешевые приводы переменного тока с асинхронными двигателями. Частота вращения фрезы выбирается при этом коробкой скоростей и переключением с помощью контакторов числа пар полюсов двигателя.
Характерной особенностью автоматизированных копировально- фрезерных станков является возможность относительного перемещения фрезы и изделия по заданной программе. Программа задается с помощью установленного на станок копира (модели) требуемого профиля, а в станках с ЧПУ — с помощью программоносителя. Полученная информация о траектории движения поступает в блок управления слежением, формирующий сигналы управления приводами подач по координатам перемещения. В результате управления двигателями приводов подач фреза перемещается относительно изделия в соответствии с заданной программой. Копировально-фрезерный станок с ЧПУ защищен от поломок закрепляемыми на нем микропереключателями, отключающими все подачи станка при нажатии на аварийный стержень.
Величина периодической подачи в копировально-фрезерных станках задается специальными датчиками, соединенными с валом редуктора. Такие датчики при повороте его вращающейся части на один оборот выдают определенное число импульсов синусоидальной формы, причем цена каждого импульса постоянна. Величина перемещений устанавливается переключателем на пульте станка и учитывается его электросхемой как заданное число импульсов. Электронный счетчик суммирует импульсы, поступающие от датчика периодической подачи. При совпадении заданного и полученного числа импульсов вырабатывается сигнал на остановку подвижного узла.
Копировально-фрезерные станки с ЧПУ имеют комплекс вспомогательных приводов. В этих приводах используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Пуск и останов этих двигателей осуществляется с помощью соответствующих контакторов и блокировок.
Электрооборудование копировально-фрезерных станков располагается на их механизмах и узлах, в шкафу управления и на фундаменте. В шкафу управления размещаются электронные узлы следящих систем, электромагнитные реле, схемы управления, панели с силовыми контактами, аппаратурой защиты и питания. Все машинные агрегаты и насосные станции находятся на фундаменте станка. Станки управляются с выносных или встроенных пультов.
Особенностью обработки изделий на копировально-фрезерных машинах является изменяющаяся ширина фрезерования, вследствие чего фреза работает с переменной нагрузкой. Для защиты фрезы от перегрузок во время работы такие станки оснащаются блоком ограничения нагрузки. Этот блок вырабатывает сигнал, пропорциональный активной мощности, потребляемой двигателем главного привода. Сигнал поступает в схему управления приводами подач, в результате чего при повышенных нагрузках уменьшается скорость движения фрезы.
