Jaký je rozdíl mezi frézkou, plotrem a gravírovacím strojem? Někteří tyto termíny zaměňují a je pravdou, že se úlohy těchto strojů často překrývají, ale není to pravidlem.

Frézku obvykle definujeme jako těžký litinový stroj se souřadnicovým stolem a vřetenem s rozsahem otáček od několika desítek až po několik tisíc otáček za minutu.

Točivé momenty dosahované díky převodům (většinou ozubeným) se pohybují v řádu několika set newtonmetrů (Nm). Tato ozubená kola jsou jedním z důvodů relativně nízkých maximálních otáček vřeten frézky. Frézky a frézovací obráběcí centra se používají především pro frézování vícebřitými hlavami o průměru do 300 mm, frézování prstovými frézami o průměru 3-50 mm, vrtání vrtáky o průměru 3-40 mm, vyhrubování, vystružování a zahlubování. Používají se především pro hrubé obrábění těles, forem, zápustek, zápustkových desek a matric.

Gravírka je lehká frézka s otáčkami vřetena 18 000, 24 000 nebo 40 000 ot./min. Pro rytecké práce jsou třeba nástroje s mnohem menšími průměry (od 0,05 mm), které vyžadují výrazně vyšší otáčky vřetena pro dosažení odpovídající řezné rychlosti. Nepoužívají klasický systém motor-vřeteno s převodovkou, ale elektrovřetena integrující vřeteno a hnací motor, nejčastěji indukční, v jednom pouzdře a na jedné ose. Výhodou tohoto řešení je plynulý a tichý chod ve vysokých otáčkách, nevýhodou je relativně nízký točivý moment, který je způsoben chybějící převodovkou. Proto průměry nástrojů používaných ve frézkách a gravírovacích strojích nepřesahují 16 mm u kovů a 100 mm u ostatních materiálů. Řešením nevýhod spojených s nízkým kroutícím momentem elektrovřetena je využití značného přebytku jeho jmenovitého výkonu (nejméně 9 kW u zpracování 10 mm oceli).

Indukční elektrovřetena mají kromě mnoha nepopiratelných výhod jednu vážnou nevýhodu - konstantní točivý moment. Pokud potřebujeme snížit otáčky (např. u velké hlavy) u vřeten s převodem, snížíme převodový poměr, čímž se zároveň zvýší točivý moment. U indukčních elektrovřeten jsou otáčky regulovány invertorem. U/f charakteristika motoru ukazuje, že točivý moment je téměř nezávislý na otáčkách (existují inventory, které umožňují zvýšení točivého momentu při nízkých otáčkách, ale ne více než 200% jmenovité hodnoty). Proto elektrovřeteno s uváděným výkonem 7 kW může této hodnoty dosáhnout pouze při určitých otáčkách, tzv. jmenovitých. Nemusí se však jednat o otáčky maximální, které jsou uvedeny na typovém štítku. Řekněme, že naše jmenovitá rychlost je 18 000 ot./min. Výkon je součinem točivého momentu a otáček, což znamená, že pokud nastavíme otáčky na 9000 ot./min., dostupný výkon je 3,5 kW a při 1800 ot./min pouze 700W.

Pozitivní je však skutečnost, že během provozu nepřesahuje průměrný výkon spotřebovaný elektrovřetenem několik stovek wattů. Vzhledem k tomu, že vysoké otáčky, které umožňují přenos velkého výkonu, se používají pouze u nástrojů s malými průměry, nespotřebovávají takový výkon, zatímco při nízkých otáčkách a u nástrojů s velkými průměry je výkon dosahovaný elektrovřetenem malý, což má za následek také nízkou spotřebu energie ze sítě. Shrneme-li výše uvedené, je třeba vždy zvolit elektrovřeteno s jmenovitým výkonem mnohem vyšším, než vyplývá z vypočteného příkonu pro konkrétní nástroj.

Frézovací a gravírovací stroje vybavené elektrovřetenem jsou díky dostupnosti široké škály nástrojů z monolitického slinutého karbidu stále více používané při výrobě vstřikovacích forem, zápustek, zápustkových desek, matric, razníků, měděných a grafitových elektrod. Tyto nástroje jsou schopny řezat rychlostí mnohonásobně vyšší než dříve používané HSS nástroje, což se v kombinaci s možností dosažení vysokých otáček na strojích vybavených indukčními elektrovřeteny stává ideálním nástrojem pro mnoho aplikací v každé obráběcí dílně.

Počítačem řízené gravírovací stroje jsou ještě lehčí než gravírovací frézky. Používají se především pro práci s velmi malými nástroji (do 6mm), nejčastěji s kónickou geometrií patky o průměru 0,02 mm. Vzhledem k velmi malému průměru pracovní části gravírovacího nástroje nemusí být výkon vřetena vysoký (až 2,2kW), ale stabilita, tuhost, rozlišení polohování a dynamické vlastnosti řídicího systému by měly být na nejvyšší úrovni. Rozlišení polohy je v tomto případě obzvláště důležité, protože rytí často zahrnuje práce, které jsou pouhým okem neviditelné. Nejmenší jednotkové zvětšení polohy, nazývané rozlišení polohování, by nemělo překročit 0,001 mm, přičemž zpětná vůle celého systému pohonu by neměla přesáhnout 0,005 mm. V opačném případě mohou vzniknout vady obrábění, které často znemožňují použití takového stroje pro přesnější práce.

U počítačových gravírovacích strojů je při práci také nepostradatelná jedna z funkcí řídicího systému, která je u jiných strojů spíše nedostupná. Jde o možnost automatického řezání rohů gravírovací frézou. To je zvláště důležité, pokud aplikujeme vyvýšené nápisy, které se zdají být „vystouplé“ z materiálu, vytvořené odstraněním povrchu pozadí a ponecháním nápisu, který vyčnívá nad povrch. Při absenci této funkce bude každý ostrý vnitřní úhel oříznut pouze ve spodní části, zatímco na povrchu bude oblouk s poloměrem nástroje ve výšce vrcholu nápisu neobrobený.

Frézovací plotry, často nazývané frézovací stoly, pravděpodobně vděčí za svůj název prvním konstrukcím, které byly postaveny na obyčejných stolech. Ale to už je minulostí. Frézovací plotry jsou dnes moderní, univerzální CNC stroje, které našly největší uplatnění v reklamním průmyslu, pro řezání, vrubování, vrtání, gravírování do plastu, hliníku, kompozitních desek, fólií, kartonu a papíru. Ve 3D verzích se plotry používají k výrobě modelů odlévání, tvarování za tepla nebo laminování, modelování basreliéfů, prostorových maket, trojrozměrných prezentací. Jedná se o nejlevnější počítačem řízené obráběcí stroje na trhu. Nejčastěji se vyrábí ve verzi s pohyblivou bránou, která je při relativně velkých pracovních plochách (až 3 x 8m) optimálním řešením z hlediska využití prostoru.

Stoly frézovacích plotrů jsou obvykle s T-drážkami, což poskytuje velkou všestrannost buď pomocí podtlakového nebo vakuového systému upínání materiálu, což značně usnadňuje montáž velkých a tenkých desek. K dispozici je i hybridní verze, stůl krytý T-drážkami vybavený vakuovým upínacím systémem, v závislosti na zpracování můžeme použít jeden nebo druhý systém uchycení. Frézovací plotry používají vřetena 0,8k - 18kW. Volitelně mohou být vybaveny naváděcím systémem, laserovým nebo dotykovým skenerem, rotační osou, přídavnými řezacími, tažnými a licími hlavami, úhlovými agregáty pro frézy a kotoučové pily atd.

Lehké portálové frézky jsou zařízení podobná frézovacím plotterům, ale jsou mnohem tužší, těžší a přesnější. Používají se především v průmyslu nebo tam, kde je potřeba zpracovávat velké plochy, s velkými nástroji a s vysokou účinností. Výkon vřeten lehkých portálových frézek začíná na 7 kW a dosahuje až 20 kW.