Что умеет токарно фрезерный станок с ЧПУ

Речь идет не о токарных станках класса "хобби", на которых смонтировано фрезерное приспособление и которые используются в ремонтных мастерских.

Токарно-фрезерные станки с ЧПУ - это относительно новый класс промышленных машин, которые имеют более высокую производительность и расширенные возможности, чем классические токарные станки с ЧПУ.

Токарно-фрезерный станок умеет все то же, что и обычный 2-х осевой токарный станок с ЧПУ + имеет дополнительную поворотную ось C и револьверную головку с приводным инструментом, которые позволяют вести внеосевую обработку (сверление, фрезерование, нарезание резьбы метчиком и т.д.).

Например, такая деталь как фланец, обычно обрабатывается на двух станках: токарном и сверлильном (или фрезерном). Токарно-фрезерный станок изготовит фланец за одну установку за минимальное время.


Как работает программируемая ось C

Ось С - в токарных станках с ЧПУ - это программное управление углом поворота шпинделя и удержание его. Используется синхронно с приводным инструментом. Основной параметр - минимальный угол поворота шпинделя (обычно минимальный управляемый угол поворота 0,001°).

Ось C обеспечивает прецизионное двунаправленное перемещение шпинделя, которое полностью интерполируется с перемещением оси X и/или Z. Можно задать командой скорость вращения шпинделя от 0,01 до 60 об/мин.

Станки с осью С, соответственно, должны иметь 3-х координатную систему ЧПУ с возможность линейной и круговой интерполяции.

Привод оси С может осуществляться двигателем шпинделя или отдельным серводвигателем. На корпусе шпинделя крепится датчик углового положения.

Работа оси C зависит от массы, диаметра и длины обрабатываемой детали и/или зажимной оснастки (патрона).

В станках с осью С шпиндель работает в 2-х режимах:

  1. Режим главного движения (точение) - шпиндель приводится в движение главным приводом и вращается с заданной скоростью в соответствии с режимом точения. Скорость вращения задается УЧПУ.
  2. Режим ось C - шпиндель по команде УЧПУ поворачивается на заданный угол и фиксируется (осуществляется индексация оси C).

Управление осью С

Основные команды управления шпинделем и осью С:

  1. M03 подает команду шпинделю на вращение в прямом направлении
  2. M04 подает команду шпинделю на вращение в обратном направлении
  3. M05 подает команду шпинделю на остановку
  4. M154 включает ось C
  5. M155 выключает ось C

Токарный станок автоматически выключает тормоз шпинделя, если подана команда о движении оси C, а после снова включает его, если коды M по-прежнему активны.

Возможно относительное перемещение оси C с помощью адресного кода H, как показано в примере:


Типовая программа управления осью С

Команды в декартовых координатах преобразуются в движения линейной оси (движения револьверной головки) и движения шпинделя (вращение детали).

Интерполяция в декартовы координаты, пример 1.


Типовая программа управления осью С

Пример декартовой интерполяции


Пример декартовой интерполяции 2


Пример декартовой интерполяции 2

Пример декартовой интерполяции 2



Как работает приводной инструмент

Приводной инструмент позволяет значительно расширить возможности станка, делая токарный станок с ЧПУ обрабатывающим центром. Приводной инструмент всегда работает с осью С.

Механизм приводного инструмента состоит из следующих компонент:

Технологические операции, которые осуществляет приводной инструмент:

На сегодняшний день в мире существует две наиболее распространенные системы крепления инструмента для токарных обрабатывающих центров с приводным инструментом.

Это системы VDI и BMT®. Система BMT® (Built-in Motor Turret - с встроенным в револьвер приводом инструмента) имеет преимущество в жесткости крепления блока к револьверной голове за счет закрепления 4-мя болтами.

Кроме того, система BMT® предоставляет возможность расширения количества инструмента за счет промежуточных положений револьверной головы (до 24).

Примерные характеристики приводного инструмента:


Револьверная головка BMT

Револьверная головка BMT


Управление приводным инструментом

Команды включения

Скорость вращения шпинделя управляется адресным кодом P. Например, P1200 задает скорость вращения шпинделя 1200 об/мин.

Изменение скорости вращения шпинделя (SSV) позволяет вам задать диапазон, в котором скорость вращения шпинделя непрерывно изменяется. Это полезно для подавления вибрации инструмента, которая может привести к нежелательному ухудшению качества обработки детали и/или повреждению режущего инструмента.

Система управления изменяет скорость вращения шпинделя в соответствии с настройками 165 и 166. Например, для изменения скорости вращения шпинделя +/-100 об/мин от ее текущей скорости по команде с рабочим циклом 1 секунда, установите настройку 165 на 100, а настройку 166 – на 1.

Это изменение зависит от материала, оснастки и характеристик в вашем конкретном случае, но 100 об/мин в течение 1 секунды - хорошее начало.

Вы можете отменить значения настроек 165 и 166 с помощью адресных кодов Р и Е при их использовании вместе с M138. Где P - изменение SSV (об/мин), Е - цикл SSV (сек). См. пример ниже:

M138 не зависит от команд шпинделя; после выполнения этой команды она остается активной даже при неработающем шпинделе. Помимо этого, M138 остается активной до ее отмены с помощью M139 или при M30, а также с помощью команды Сброс или Аварийный останов.

Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «M» (Milling). Это означает, что такой станок имеет функцию приводного инструмента.


Как работает ось Y

Ось Y – это дополнительная ось на токарных станках. Установка оси Y позволяет расширить возможности токарного станка с ЧПУ. Ось Y добавляет функцию обработки заготовки, вне оси вращения заготовки или вне перпендикуляра к оси вращения заготовки. Другими словами, наличие оси Y позволяет осуществлять линейную фрезеровку и внеосевое сверление.

Привод оси Y приподнимает револьверную голову над осью шпинделя. Ось Y перемещает инструменты перпендикулярно осевой линии шпинделя. Это перемещение достигается сложным движением шариковых винтов осей Х и Y. Перемещение по оси Y реализовано через одновременное перемещение револьвера по оси X и дополнительной оси с направляющими скольжения. На сегодняшний день — это самое передовое, надежное и стабильное решение.

Типовое применение оси Y — изготовление контровочных отверстий на гайках.


Ось Y

Ось Y


Управление осью Y

Осью Y можно управлять командами и поведение ее аналогично стандартным осям X и Z. Для включения оси Y нет специальной команды.

После смены инструмента токарный станок автоматически выполняет возврат оси Y к осевой линии шпинделя. Прежде чем подавать команду на вращение, убедитесь, что револьверная головка расположена правильно.

Стандартные коды G и M доступны при программировании с использованием оси Y.

При выполнении операций приводного инструмента коррекция на инструмент типа фрезы может применяться как в плоскости G17, так и G19. Необходимо выполнять правила коррекции на режущий инструмент во избежание непредсказуемого перемещения при применении и отмене коррекции. Значение радиуса используемого инструмента необходимо ввести в столбец RADIUS на странице геометрии соответствующего инструмента. Вершина инструмента принимается за «0», и значение вводить не нужно.

Следующие стандартные циклы можно использовать с осью Y.

Только осевые циклы:

Только радиальные циклы:


Пример программы фрезерования с осью Y


Пример программы фрезерования с осью Y

Пример программы фрезерования с осью Y



Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «Y». Это означает, что такой станок оборудован осью Y, что автоматически означает, что на этом станке установлен и приводной инструмент («M»).


Как работает противошпиндель

Установка противошпинделя (контр-шпинделя) S2 с полной осью C позволяет вести обработку детали с обратной стороны (сверление, фрезеровка, перфорация) без дополнительной перестановки детали в станок, следовательно сэкономить время, необходимое на полную обработку детали. Эта возможность позволяет обрабатывать детали повышенной сложности и точности.

Типовое применение противошпинделя — изготовление валов, обработка торца с двух сторон.

Шпиндель и противошпиндель токарного обрабатывающего центра синхронизированы для обеспечения высокой точности позиционирования детали, что повышает точность тяжелой обработки.

Токарно-фрезерные станки с противошпинделем могут иметь букву «S» в названии.


Токарный станок с ЧПУ с осью Y и противошпинделем

Токарный станок с ЧПУ с осью Y и противошпинделем



Многоцелевые токарно-фрезерные станки

Токарные станки с осью C и приводным инструментом существенно превосходят классические токарные станки с ЧПУ по возможностиям и производительности, но и они имеют свои недостатки: один из которых небольшое количество инструмента в револьверной головке (максимум 24).

Полностью недостатки компенсируются применением отдельного поворотного токарно-фрезерного шпинделя с магазином инструментов.

После установки фрезерного шпинделя токарный станок можно называть многоцелевым. Многоцелевые станки, сочетают в себе функции токарного станка с ЧПУ и обрабатывающего центра и реализуют концепцию Done-In-One (сделано за один установ).


INTEGREX e-500H II многоцелевой токарно-фрезерный станок


Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II (MAZAK)

Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II


Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II имеет возможность применения всех видов операций за один установ – токарные и расточные операции, фрезерная обработка, сверление, перехват детали от главного ко второму шпинделю и многое другое. Идеально подходит для высокоточной обработки крупногабаритных деталей типа «вал» для большинства видов промышленности.

Станок оснащен мощным, высокомоментным интегрированным мотор-шпинделем с двумя ступенями частот вращения для повышения возможностей обработки при тяжелых режимах резания.

Ось С (с дискретностью поворота 0,0001°) активируется с помощью подключаемой червячной передачи, характеризующейся высокой точностью позиционирования.

Одношпиндельная фрезерная головка (конус 50) с устройством автоматической смены инструмента обеспечивает простую установку инструмента при минимальной вероятности столкновения.

Благодаря режиму контурной обработки по оси В фрезерный шпиндель может выполнять разнообразные виды операций за один установ детали.

Автоматический люнет, управляемый от ЧПУ, и задний центр обеспечивают безопасную обработку длинных деталей.

Основные параметры многоцелевого токарно-фрезерного станка INTEGREX e-500H II


Условные обозначения, термины и пояснения


Условные обозначения конфигурации токарных обрабатывающих центров:


Пояснения терминов

Мотор-шпиндель - интегрированный привод шпинделя (ISM). Шпиндель станка является осью приводного электродвигателя. В серии CTX (фирма DMG) применяется 9 типоразмеров мотор-шпинделей. Мотор шпиндели имеют высокую точность и термостабильность благодаря жидкостному охлаждению. Мотор шпиндели применяются как в главном приводе так и в противошпинделе. (В станке CTX beta 800 установлен мотор-шпиндель ISM 76 - мощностью (100% ED) 25 кВт, крутящий момент (100% ED) 280 Нм. Скорость вращения до 5000 об/мин, встроенная ось C (0,001°).

Ось С - в токарных станках с ЧПУ - программное управление углом поворота шпинделя и удержание его. Используется синхронно с приводным инструментом. Основной параметр - минимальный угол поворота шпинделя (В серии CTX минимальный управляемый угол поворота 0,001°). Может быть встроенной в шпиндельный двигатель либо иметь отдельный серводвигатель.

Ось Y - ось Y расширяет возможности приводного инструмента. Механизмы оси Y позволяют направлять инструмент со смещением к оси вращения детали. Основной параметр - наибольшее ход

Противошпиндель - в токарных станках с ЧПУ - дополнительный шпиндель (контршпиндель), установленный вместо задней бабки. В случае необходимости обработки детали с противоположной стороны она передается от главного шпинделя противошпинделю. Для этого по команде с ЧПУ скорость вращения противошпинделя синхронизируется со скоростью основного шпинделя, противошпиндель перемещается, захватывает и зажимает обрабатываемую деталь. Обработка продолжается с другой стороны детали.

Линейные направляющие - направляющие качения. Для перемещения револьверной головки по осям X и Z в токарных станках серии CTX используются шариковинтовые пары и шариковые (роликовые) линейные направляющие, которые обладают низким коэффициентом трения (малым тепловыделением), отсутствием эффекта «прилипания» (быстрый ход до 30 м/мин), постоянством точности (низкий износ) и очень низкой потребностью в смазке.

Линейный привод - высокодинамичный привод для максимальной динамики и долговременной точности по оси X (верхняя револьверная головка). Привод с высоким скоростным ходом до 60 м/мин и ускорениями до 1,5 g сокращает вспомогательное время до минимума. Линейный привод состоит из линейных направляющих и линейного двигателя, узел ШВП исключен и сила трения приближается к 0.

Direct Drive - технология привода приводного инструмента непосредственно от электродвигателя.

TRIFIX® - способ установки инструмента на револьверную головку VDI с опорой на три точки с более высокой точностью чем при обычной установке.

Приводной инструмент - вращающийся инструмент (сверло, фреза, метчик.), предназначенный для установки в револьверную головку.

VDI - (Verein Deutscher Ingenieure - Ассоциация Немецких Инженеров) револьверная голова с резцедержателями для токарных станков с ЧПУ (Крепление инструментальной державки: клин с зубьями на хвостовике державки), выполненными по немецкому стандарту DIN 69880 (VDI 3425) (ГОСТ 24900-81). Соединения VDI имеют шесть типоразмеров 16, 20, 25, 30, 40, 50 в зависимости от мощности станка и размера инструмента. Используется для крепления как приводного так и неприводного инструмента.

BMT® - (Built-in Motor Turret) револьверная голова с встроенным приводом инструмента.

BOT - (Bolt-On Tools) револьверная голова с болтовым креплением неприводного инструмента. Термин принятый в документации Haas.

TWIN - станок с двумя независимыми рабочими зонами - двумя револьверными головами, которые работают одновременно с думя шпинделями. Запатентованная концепция фирмы DMG.


Читайте также: Токарно-фрезерный cтанок CTX beta 800 TC


Российские производители токарно-фрезерных станков


АО НИПТИ «Микрон», г. Владимир

Микрон НИПТИ (Научно-исследовательский проектно-технологический институт) основан в 1957 году. Адрес: 600001, Россия, г. Владимир, ул. Дворянская, д. 27а корп. 7, ВэбСайт http://mikron33.ru/history.html

В настоящее время НИПТИ Микрон производит:


Краткая справка



Южный завод тяжелого станкостроения, ООО (ЮЗТС) г. Краснодар

Южный завод тяжелого станкостроения, г. Краснодар

ЮЗТС Южный завод тяжелого станкостроения - создан в 2016 году на базе Краснодарского станкостроительного завода имени Седина (КЗТС).

В настоящее время ЮЗТС производит:


Станкостроительная группа СТАН, г. Москва

Станкостроительная группа СТАН, г. Москва

СТАН - Станкостроительная группа, г. Москва - частная компания основана в 2012 году.

Предприятия группы Стан производят токарно фрезерные станки:


Проект «Станкостроение». Станки марки F.O.R.T.

F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение

F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение.

Проект реализуют партнеры проекта «Станкостроение», которые производят токарно фрезерные станки:


Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)

Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)

Крупнейший в мире японско-немецкий станкостроительный концерн DMG MORI построил сборочный завод в Ульяновске. Завод был запущен (зарегистрирован) 04.06.2012

Токарные станки с ЧПУ:


Ковровский электромеханический завод ФГУП, КЭМЗ г. Ковров

Ковровский электромеханический завод, КЭМЗ

Ковровский электромеханический завод, КЭМЗ основан в 1898 году в г. Трёхгорный Владимирской обл.


СтанкоМашСтрой, ООО г. Пенза

СтанкоМашСтрой, ООО г. Пенза

Станкостроительное предприятие, основанное в 2006 году. Адрес предприятия: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 9А. Вебсайт: http://16k20.ru

На предприятии производятся универсальные токарно-винторезные станки, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры:


Краткая справка



Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС»

Московский станкостроительный завод DMTG Рус, АО

На предприятии налажена крупноузловая сборка фрезерных, сверлильных, токарных станков. Они позволяют делать детали для автомобильной, авиационной промышленности, военной промышленности, а также медицинское оборудование. Это новое поколение технологий в станкостроении.


Станкостроительный завод Туламаш, ООО НПП

Станкостроительный завод Туламаш НПП, ООО г. Тула

Станкостроительный завод Туламаш» основан в 2013 году и является дочерним обществом АО «АК Туламашзавод», специализируется на металлообрабатывающем оборудовании. Вебсайт: http://cnc-tulamash.ru

НПП Станкостроительный завод Туламаш занимается разработкой и производством станков и особо ответственных узлов машин, включая шпиндельные узлы, направляющие станков высших классов точности.


Читайте также: Производство станков и обрабатывающих центров в России



5-осевой станок. Видеоролик.




    Список литературы

  1. Руководство оператора токарного станка. Система управления следующего поколения 96-RU8910. Редакция M. Февраль 2020. Haas Automation Inc.


Полезные ссылки по теме



Главная   О компании   Новости   Статьи   Прайс-лист   Контакты  
Справочная информация   Скачать паспорт   Интересное видео   Производители