Hvad er CNC-maskiner, og hvordan vælger man dem?

CNC-maskiner er det vigtigste værktøj til massebearbejdning af dele. Det er en vigtig komponent i computerstøttede designsystemer. Princippet om at skabe en CNC er at forenkle produktionen af ​​lignende dele.

CNC-maskine - en enhed med numerisk kontrol. Dens vigtigste egenskab er nem kopiering af lignende og enkelt-type dele: et programbillede optaget i skrivebeskyttet hukommelse, i henhold til hvilket dele fræses og saves fra emner placeret i arbejdsområdet ved hjælp af transportbåndsfremføringsmekanismen. Maskinerne udstyret med en laser-plasma pistol, som udfører perfekt glat skæring af primære og sekundære emner, er kendetegnet ved høj gennemstrømning. Lidt lavere med hensyn til teknologisk udstyr er dreje- og fræsemaskiner, der udfører ikke-laser (ved hjælp af fræsere) drejning, savning og oprømning (boring) af emner.

I moderne CNC-maskiner er der ingen grund til at tilslutte en ekstern pc eller bærbar computer - rollen som en foreløbig (operatørstyret) programmør, der indstiller parametrene, spilles af en indbygget mikrocomputer installeret i et maskinrum beskyttet mod elektrisk støj. Moderne CNC-maskiner kan også forbindes til et lokalt servernetværk (LSS) via et LAN-interface og styres fra enhver pc på virksomhedens territorium, som får adgang til denne maskine af netværksadministratoren, da den har arbejdet i 20 år, for eksempel med netværksprintere og scannere.

Strukturen af ​​CNC-maskinen er sådan, at den tekniske (elektromekaniske) del er stift forbundet med den elektroniske (ECU) og samtidig er adskilt fra den, adskilt fra den i enhedens begrænsede indre rum... En af CNC-enhedens designfunktioner er afskærmningen (beskyttelsen) af ECU'en mod interferens genereret af elektromekaniske kredsløb i arbejdsområdet og driftstilstandsskifteområdet. Denne interferens kan "vælte" programmet, derfor fjernes den indbyggede enkeltkort-pc ikke kun fra elektromekanikken (motorer, sensorer), men placeres også i en beskyttet stålboks, som er pålideligt jordet og vil næsten fuldstændigt eliminer statisk elektricitet og støj fra at trænge ind i CPU'en og andre vitale elektroniske organer kontrol af CNC-enheden.

Fordelen ved en mini hjemmemaskine er det det er en værdig løsning for unge fagfolk, der er begyndt at mestre det grundlæggende i at arbejde som CNC-maskineoperatør... CNC-maskiner er klassificeret i henhold til listen over udførte operationer og i henhold til kontrolsystemets egenskaber. På trods af det første og vildledende indtryk af en nybegynder, at dette "monster" er for svært, kan det tage fra en halv time til flere timer at mestre de grundlæggende arbejdsteknikker. En nybegynder kan hurtigt komponere sin første algoritme til bearbejdning af dele, hvis produktionsproces han er interesseret i. For eksempel skal han lave et ophæng til en motorgenerator på en cykel - på sådan en maskine vil han hurtigt tegne, skære og slibe det.

CNC-maskiner kan arbejde på sten, træ og dets derivater, på ikke-jernholdigt metal, stål, plast og komposit. Alt bestemmes kun af kraften fra spindelmotoren - i en sådan enhed er det den primære drivende funktionsenhed. Den anden værdi for valget af emnemateriale er længden, diameteren, belægningen af ​​stålfræsere - for eksempel hvis maskinen fræser. Hvis du har at gøre med en boremaskine, kombineres dens muligheder og fræseenhedens muligheder ofte. Arbejdet med savemaskinen udføres af fræsemaskinen, og arbejdet med boremaskinen udføres af drejebænken.

Sådanne maskiner er multifunktionelle: de kombinerer mulighederne for det universelle (enheden skærer og sliber, borer dele ud i forskellige fremspring), desktop (vejer ikke mere end flere titusvis af kilogram, passer på et arbejdsbord med et bordpladeareal på 2) m2). Effekten af ​​et spindeldrev til behandling af plast og træ overstiger som regel ikke flere hundrede watt i timen, der forbruges fra lysnettet. For ikke-jernholdigt metal kræves der allerede strøm op til en kilowatt, og for stål - 1,5-2 kW. Der er ofte ingen reference til bestemte typer materiale i en multi-purpose maskine. Derfor er det nødvendigt at købe fræsere, boremaskiner, kroner, savklinger lavet af højhastighedsstål såvel som med slibemidler.

I henhold til bearbejdningstyperne sørger klassificeringen af ​​CNC-maskiner for vandrette (skæring af dele i deres "liggende" position) og lodrette (tværtimod arbejder disse enheder med "stående" dele, skære op og ned) enheder. Kombinerede enheder udfører skæring og boring af dele i alle tre planer.

Kontrolsystemet i CNC-maskiner er de sædvanlige "computer" egenskaber, såsom: antallet af megahertz af hver af processorkernerne, antallet af dens kerner samt antallet af megabyte (eller gigabyte) RAM (RAM, Random Access Memory). Som en lagerenhed, som i konventionelle stationære pc'er og bærbare computere, et magneto-optisk drev ("harddisk"), SSD (solid-state "harddisk") eller eMMC-hukommelse (som i enkeltkort bærbare computere, tablets og smartphones, der udfører hovedsagelig kontorarbejde) anvendes.

Ingen hardware vil dog manifestere sig fuldt ud, før kontrolprogrammet er installeret på det. Moderne bærbare CNC-maskiner bruger et operativsystem baseret på en software- og grafikkerne Linux eller Windows: til produktionsformål er en speciel "cut-down" version "syet" i maskinens hukommelse, skabt udelukkende til arbejde og ikke for eksempel til fuldgyldig websurfing, løbe spil eller se videoer. På den kan du kun behandle detaljerne, for alt andet er den ikke tilgængelig.

Model 1325 - en af ​​de bedste CNC-værktøjsmaskiner, designet som en entry-level enhed til at mestre færdighederne hos en værktøjsmaskine specialist. Lave vedligeholdelsesomkostninger - tilhører Start-klassen (for begyndere). Udfører tre-akset gravering af træemner. Kunne anvende simple mønstre med bilateral symmetri. Særlig træning for en nybegynder, når du arbejder på en sådan enhed, er ikke nødvendig.

Arbejdsområdet er 130x250x200 cm. Det starter med en interfasespænding på 380 volt. Den styres ved hjælp af Mach3-systemet, udstyret med en afkølet spindelmekanisme, opererer fra en kontrolinverter og udvikler en hastighed på op til 24.000 omdrejninger i minuttet. Smøres i hånden. Drevet af Artcam-software skærer den MDF og træ, akryl og andre (inklusive komposit) rent ikke-metalliske materialer.

Model 2040 ATC CNC... Arbejder på basis af CNC med automatisk telefoncentral. Der er indbygget et skæremagasin, der gør det nemt at vælge den fræser, du ønsker. Skærer, riller ikke-metalliske materialer, skærer riller i dem og stempler emner, fræser dem. Værktøjsskift er automatisk. Karrusel-fræsning model ATC CNC med et arbejdsområde på 200x400x20 cm. Drevet af et trefaset netværk.Spindlen forbruger op til 9 kW strøm fra lysnettet, og er udstyret med 11 kW japanske servoer.

Bygget på basis af et T-formet vakuum arbejdsbord, indføres smøring automatisk i arbejdet og området for de roterende mekanismer. En vakuumpumpe fjerner spåner fra arbejdsområdet og hjælper med at holde arbejdsområdet relativt rent. Vakuumpumpeeffekt - 3 kW. Maskinen er velegnet til at dreje aluminium.

Model 1625 har et arbejdsområde på 2x5 m. Og opererer også fra et trefaset netværk. Desktop-enhed med egenskaber svarende til den tidligere version. Forskellen er i tilstedeværelsen af ​​en oscillator cutter, der giver dig mulighed for at skære hud og stof. Fræsere giver dig mulighed for at arbejde med aluminium og alle ikke-metalliske simple og sammensatte materialer. Skærenøjagtighed - 10 mikrometer. Det er muligt at fortsætte med at gravere ikke-metaller og aluminium fra tidspunktet for afbrydelse af operationen.

Andre modeller giver dig mulighed for at arbejde med stål, bronze, duralumin, men deres kraft, dimensioner og udstyr viser sig at være mindst flere gange højere i omkostninger end de tre modeller beskrevet ovenfor. De understøtter 5-akset (5-akset kontrol) drift. De dyreste maskiner er udstyret med en laserkanon, der genererer op til hundredvis af watt effekt på et punkt mindre end 1 mm i diameter, hvilket gør det muligt at skære stål med den højeste præcision.

Det sædvanlige sæt af CNC-maskiner inkluderer en ramme (seng), gearkasser og fødeenhed, headstock og tailstock, stangmekanisme og støtte. Alle dele og samlinger er fastgjort på maskinrammen, uden hvilken denne enhed ikke kan fungere. Gearkassen (gearkassen) er ansvarlig for at overføre drejningsmoment fra spindeldrevet. Yderligere modtages det transmitterede drejningsmoment af den funktionelle måleenhed.

Hovedstammen inkluderer gearkassen og selve spindlen, klemmer og roterende dele, der drejer den drejede komponent. Ved hjælp af tailstocken fastgøres den drejede del fra den modsatte side - på tidspunktet for bearbejdning af den centrale del af emnet. Kernen er en river eller en boreskærer, der indstiller justeringen.

Dette element er stift forbundet med tailstocken. Sliden bestemmer, hvor fast fræseren er fastgjort, og i hvilke retninger den bevæger sig. CNC-enhedens fuldstændighed suppleres af et vakuumbord, en vakuumpumpe, der opsamler spåner, og en køleanordning til skærende værktøjer. For at kunne bevæge sig væk fra arbejdspladsen i kort tid, bruger arbejderen (maskinoperatøren) en bærbar konsol.

Vælg en CNC-maskine for følgende parametre.

• Strømforbrug. Ikke ethvert produktionsværksted har mulighed for at forbinde til en trefaset forsyningsspænding, for ikke at nævne private huse, for eksempel i et forstadsområde. Husholdningsledninger modstår sandsynligvis ikke mere end 3,5 kW: konventionelle 16-amp automatiske maskiner installeret på måleren, såvel som selve måleren, kan ikke fungere ved en belastningsstrøm på mere end 16 ampere. Vælg maskiner med en effekt på højst 2-3 kW.
• Spindelmotorens hastighed skal være mindst 10.000 pr. minut. Ellers vil drejningen af ​​delene vise sig at være af ikke ret høj kvalitet, især vil det være problematisk at udføre fingravering og drejning med de mindste konturer.
• Arbejde med metaller... Selv ikke ret kraftige maskiner med høj effektivitet og omdrejninger fra 20.000 o/min kan slibe mindst stål 3 og bronze. Metalbearbejdning udvider i høj grad din relevans som mester i dit håndværk.
• Arbejdsområdet skal være så stort som muligt. Dette giver dig mulighed for enten at slibe et større antal dele i et plan eller producere større emner.
• Nem montering og udskiftning af fræsere, borekuttere - uden denne egenskab ved en CNC-enhed, kan din effektivitet, nøjagtige udførelse af store planer lide, især på grund af en korrekt løs fræser, risikerer du at få en betydelig procentdel af afviste dele.
• Udførelse og kølesystem. Hvor høj kvalitet og problemfri disse to komponenter viser sig, afhænger ikke kun af levetiden for fræsere og boreskærere, men også af den samlede levetid for mekanikerne i CNC-maskinen.
• Vakuumsug og visir... Disse to faktorer afgør, hvor ren din arbejdsplads vil være efter arbejdets afslutning.

Arbejde med DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM og Mach3 software adskiller sig kun i softwaregrænsefladen og sæt funktioner.

Brugen af ​​CNC-maskiner er berettiget i sten- og træbearbejdningsindustrien, i metalindustrien og endda i bilservicen, hvor der for eksempel bearbejdes reservedele til karburatormotorer i biler. Men en CNC-maskine vil hjælpe med fremstillingen af ​​dekorative figurer, smykker og også fræser eller skærer emner fra ethvert stål ved hjælp af en laser. CNC'en udfører for eksempel skæring af MDF-døre (dørblad), drejning af dele til låse og indbrudsbeslag af metal-plastikvinduer. Denne liste truer med at blive uendelig. Et af de typiske eksempler er udskæringen af ​​bronzefigurer fra portrætter af prominente personligheder tegnet i tredimensionelt format.

Opsætning af maskinen til arbejde udføres i henhold til følgende skema.

• Find den rigtige fræser til din applikation. Kontroller skarpheden af ​​dens skær.
• Placer brænderen i dens udpegede borepatron. Tjek om det er sikkert fastgjort.
• Start maskinen uden blanks.
• Programmer enheden. Gamle CNC-enheder programmeres ved hjælp af hulkort, nyere - ved hjælp af samme AutoCAD (indtastning af parametrene for den bearbejdede del).
• Hæng maskinen, og placer emnet på scenen, tænd for pumpen. Genstart maskinen.
• Efter at have vendt delen, stands maskinen og fjern det drejede emne. Placer den næste. Skift om nødvendigt de indtastede parametre og start maskinen.
• Hvis der skal udføres flere drejninger (kopiering) af dele, skal du placere det nødvendige antal emner i arbejdsområdet, programmere CNC-enheden og starte spindlen. Dele drejes automatisk.

Ikke alle maskinmodeller egner sig til modernisering. På første trin er det kun muligt at installere en mere højtydende single-board onboard computer – og ændre eksempelvis Windows til et Linux-system.

Sådan vælger du en CNC-maskine, se næste video.