Τι είναι οι μηχανές CNC και πώς να τις επιλέξω;

Οι μηχανές CNC είναι το κύριο εργαλείο για τη μαζική κατεργασία εξαρτημάτων. Είναι ένα σημαντικό συστατικό των συστημάτων σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή. Η αρχή της δημιουργίας ενός CNC είναι η απλοποίηση της παραγωγής παρόμοιων εξαρτημάτων.

Μηχάνημα CNC - μια συσκευή με αριθμητικό έλεγχο. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι εύκολη αντιγραφή παρόμοιων και μονού τύπου εξαρτημάτων: μια εικόνα προγράμματος που καταγράφεται στη μνήμη μόνο για ανάγνωση, σύμφωνα με την οποία τα εξαρτήματα αλέθονται και πριονίζονται από τεμάχια εργασίας που τοποθετούνται στην περιοχή εργασίας χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό τροφοδοσίας του μεταφορέα. Τα μηχανήματα που είναι εξοπλισμένα με πιστόλι πλάσματος λέιζερ, τα οποία εκτελούν τέλεια ομαλή κοπή πρωτογενών και δευτερευόντων τεμαχίων, χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση. Ελαφρώς χαμηλότερα από πλευράς τεχνολογικού εξοπλισμού βρίσκονται οι μηχανές τόρνευσης και φρεζαρίσματος που πραγματοποιούν μη λέιζερ (με τη βοήθεια κοπτικών) τόρνευση, πριόνισμα και διάτρηση (διάτρηση) των τεμαχίων.

Στις σύγχρονες μηχανές CNC, δεν υπάρχει ανάγκη σύνδεσης εξωτερικού υπολογιστή ή φορητού υπολογιστή - ο ρόλος ενός προκαταρκτικού προγραμματιστή (ελεγχόμενου από τον χειριστή) που ρυθμίζει τις παραμέτρους παίζεται από έναν ενσωματωμένο μικροϋπολογιστή εγκατεστημένο σε ένα διαμέρισμα μηχανήματος που προστατεύεται από ηλεκτρικό θόρυβο. Οι σύγχρονες μηχανές CNC μπορούν επίσης να συνδεθούν σε ένα τοπικό δίκτυο διακομιστών (LSS) μέσω διεπαφής LAN και να ελέγχονται από οποιονδήποτε υπολογιστή στην επικράτεια της επιχείρησης, στον οποίο επιτρέπεται η πρόσβαση σε αυτό το μηχάνημα από τον διαχειριστή του δικτύου, καθώς λειτουργεί εδώ και 20 χρόνια, για παράδειγμα, με δικτυακούς εκτυπωτές και σαρωτές.

Η δομή της μηχανής CNC είναι τέτοια ώστε το τεχνικό (ηλεκτρομηχανικό) μέρος να συνδέεται άκαμπτα με το ηλεκτρονικό (ECU) και ταυτόχρονα να διαχωρίζεται από αυτό, χωρισμένο από αυτό στον περιορισμένο εσωτερικό χώρο της μονάδας... Ένα από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά της μονάδας CNC είναι η θωράκιση (προστασία) της ECU από παρεμβολές που δημιουργούνται από ηλεκτρομηχανικά κυκλώματα στην περιοχή εργασίας και στην περιοχή μεταγωγής τρόπου λειτουργίας. Αυτή η παρεμβολή μπορεί να "γκρεμίσει" το πρόγραμμα, επομένως, ο ενσωματωμένος υπολογιστής μονής πλακέτας όχι μόνο αφαιρείται από τα ηλεκτρομηχανικά (κινητήρες, αισθητήρες), αλλά τοποθετείται επίσης σε ένα προστατευμένο χαλύβδινο κουτί, το οποίο είναι αξιόπιστα γειωμένο και σχεδόν πλήρως εξάλειψη στατικού και θορύβου από την είσοδο στη CPU και σε άλλα ζωτικά ηλεκτρονικά όργανα.έλεγχος της μονάδας CNC.

Το πλεονέκτημα μιας μίνι οικιακής μηχανής είναι ότι είναι μια άξια λύση για νέους επαγγελματίες που έχουν αρχίσει να κατακτούν τα βασικά της εργασίας ως χειριστής μηχανών CNC... Οι μηχανές CNC ταξινομούνται σύμφωνα με τον κατάλογο των εργασιών που εκτελούνται και σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του συστήματος ελέγχου. Παρά την πρώτη και παραπλανητική εντύπωση ενός αρχάριου ότι αυτό το "τέρας" είναι πολύ δύσκολο, η εκμάθηση των βασικών τεχνικών εργασίας μπορεί να διαρκέσει από μισή ώρα έως αρκετές ώρες. Ένας αρχάριος μπορεί να συνθέσει γρήγορα τον πρώτο του αλγόριθμο για την επεξεργασία εξαρτημάτων, η διαδικασία παραγωγής της οποίας τον ενδιαφέρει. Για παράδειγμα, πρέπει να φτιάξει μια βάση για μια γεννήτρια κινητήρα σε ένα ποδήλατο - σε ένα τέτοιο μηχάνημα θα το σχεδιάσει γρήγορα, θα το κόψει και θα το αλέσει.

Οι μηχανές CNC μπορούν να δουλέψουν σε πέτρα, ξύλο και τα παράγωγά του, σε μη σιδηρούχα μέταλλα, χάλυβα, πλαστικό και σύνθετα υλικά. Όλα καθορίζονται μόνο από την ισχύ του κινητήρα του άξονα - σε μια τέτοια μονάδα, είναι η κύρια λειτουργική μονάδα οδήγησης. Η δεύτερη τιμή για την επιλογή του υλικού του τεμαχίου εργασίας είναι το μήκος, η διάμετρος, η επίστρωση των κοπτικών χάλυβα - για παράδειγμα, εάν το μηχάνημα φρεζάρει. Εάν έχετε να κάνετε με μια μηχανή γεώτρησης, τότε οι δυνατότητές της και οι δυνατότητες της μονάδας φρεζαρίσματος συχνά συνδυάζονται. Η εργασία του πριονιστηρίου εκτελείται από τη φρέζα και η εργασία της μηχανής διάτρησης από τον τόρνο.

Τέτοιες μηχανές είναι πολλαπλών χρήσεων: συνδυάζουν τις δυνατότητες του καθολικού (η μονάδα κόβει και τρίβει, τρυπάει εξαρτήματα σε διαφορετικές προεξοχές), επιφάνεια εργασίας (ζυγίζει όχι περισσότερο από αρκετές δεκάδες κιλά, χωράει σε πάγκο εργασίας με επιφάνεια επιφάνειας 2 m2). Η ισχύς του άξονα κίνησης για την επεξεργασία πλαστικού και ξύλου, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνει τις αρκετές εκατοντάδες watt ανά ώρα που καταναλώνονται από το δίκτυο. Για μη σιδηρούχα μέταλλα, απαιτείται ήδη ισχύς έως κιλοβάτ και για χάλυβες - 1,5-2 kW. Συχνά δεν γίνεται αναφορά σε συγκεκριμένους τύπους υλικού σε μια μηχανή πολλαπλών χρήσεων. Κατά συνέπεια, είναι απαραίτητο να αγοράσετε κόπτες, τρυπάνια, κορώνες, λεπίδες πριονιού από χάλυβα υψηλής ταχύτητας, καθώς και με λειαντικά.

Σύμφωνα με τους τύπους επεξεργασίας, η ταξινόμηση των μηχανών CNC προβλέπει οριζόντια (κοπή εξαρτημάτων στη θέση "ξαπλωμένη") και κάθετη (αντίθετα, αυτές οι συσκευές λειτουργούν με "όρθια" εξαρτήματα, κοπή πάνω και κάτω) συσκευές. Οι συνδυασμένες μονάδες εκτελούν κοπή και διάτρηση εξαρτημάτων και στα τρία επίπεδα.

Το σύστημα ελέγχου στις μηχανές CNC είναι τα συνήθη χαρακτηριστικά «υπολογιστή», όπως: ο αριθμός των megahertz κάθε πυρήνα του επεξεργαστή, ο αριθμός των πυρήνων του, καθώς και ο αριθμός των megabyte (ή gigabyte) RAM (RAM, μνήμη τυχαίας προσπέλασης). Ως συσκευή αποθήκευσης, όπως σε συμβατικούς επιτραπέζιους υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές, μια μαγνητο-οπτική μονάδα ("σκληρός δίσκος"), SSD (σκληρός δίσκος") ή μνήμη eMMC (όπως σε φορητούς υπολογιστές με μία πλακέτα, tablet και smartphone που εκτελούν κυρίως εργασίες γραφείου) χρησιμοποιείται.

Ωστόσο, κανένα υλικό δεν θα εμφανιστεί πλήρως μέχρι να εγκατασταθεί το πρόγραμμα ελέγχου σε αυτό. Οι σύγχρονες φορητές μηχανές CNC χρησιμοποιούν ένα λειτουργικό σύστημα που βασίζεται σε λογισμικό και πυρήνα γραφικών Linux ή Windows: για λόγους παραγωγής, μια ειδική έκδοση "cut-down" "ράβεται" στη μνήμη του μηχανήματος, που δημιουργείται αποκλειστικά για εργασία και όχι, για παράδειγμα, για πλήρη περιήγηση στο διαδίκτυο, εκτέλεση παιχνιδιών ή παρακολούθηση βίντεο. Σε αυτό μπορείτε να επεξεργαστείτε μόνο τις λεπτομέρειες, για οτιδήποτε άλλο δεν είναι διαθέσιμο.

Μοντέλο 1325 - ένα από τα καλύτερα μηχανήματα CNC, σχεδιασμένο ως συσκευή εισαγωγικού επιπέδου για την κατάκτηση των δεξιοτήτων ενός ειδικού εργαλειομηχανών. Χαμηλό κόστος συντήρησης - ανήκει στην κατηγορία Start (για αρχάριους). Εκτελεί χάραξη τριών αξόνων ξύλινων τεμαχίων. Δυνατότητα εφαρμογής απλών μοτίβων με αμφίπλευρη συμμετρία. Δεν απαιτείται ειδική εκπαίδευση για έναν αρχάριο όταν εργάζεται σε μια τέτοια συσκευή.

Η επιφάνεια εργασίας είναι 130x250x200 εκ. Ξεκινά από τάση ενδιάμεσης φάσης 380 βολτ. Ελέγχεται μέσω του συστήματος Mach3, εξοπλισμένο με μηχανισμό ψυκτικού άξονα, λειτουργεί από έναν μετατροπέα ελέγχου και αναπτύσσει ταχύτητα έως και 24.000 στροφές κάθε λεπτό. Λιπαίνεται στο χέρι. Λειτουργεί με βάση το λογισμικό Artcam, κόβει MDF και ξύλο, ακρυλικά και άλλα (συμπεριλαμβανομένων των σύνθετων) αμιγώς μη μεταλλικά υλικά.

Μοντέλο 2040 ATC CNC... Λειτουργεί με βάση CNC με αυτόματο τηλεφωνικό κέντρο. Υπάρχει ένας ενσωματωμένος γεμιστήρας κοπής που διευκολύνει την επιλογή του κόφτη που θέλετε. Κόβει, αυλακώνει μη μεταλλικά υλικά, κόβει αυλάκια σε αυτά και σφραγίζει κενά, τα αλέθει. Η αλλαγή εργαλείου είναι αυτόματη. Μοντέλο άλεσης καρουζέλ ATC CNC με επιφάνεια εργασίας 200x400x20 εκ. Τροφοδοτείται από τριφασικό δίκτυο.Ο άξονας καταναλώνει έως και 9 kW ρεύματος από το δίκτυο και είναι εξοπλισμένος με ιαπωνικούς σερβομηχανισμούς 11 kW.

Κατασκευασμένο με βάση ένα τραπέζι εργασίας κενού σχήματος Τ, η λίπανση εισάγεται αυτόματα στην εργασία και στην περιοχή των περιστρεφόμενων μηχανισμών. Μια αντλία κενού αφαιρεί το στόμιο από την περιοχή εργασίας, βοηθώντας να διατηρείται η περιοχή εργασίας σχετικά καθαρή. Ισχύς αντλίας κενού - 3 kW. Το μηχάνημα είναι κατάλληλο για τόρνευση αλουμινίου.

Μοντέλο 1625 έχει επιφάνεια εργασίας 2Χ5 μ. Και λειτουργεί και από τριφασικό δίκτυο. Επιτραπέζια συσκευή με χαρακτηριστικά παρόμοια με την προηγούμενη έκδοση. Η διαφορά έγκειται στην παρουσία ενός ταλαντωτή κοπτήρα που σας επιτρέπει να κόβετε δέρμα και ύλη. Οι κόφτες σας επιτρέπουν να εργάζεστε με αλουμίνιο και οποιαδήποτε μη μεταλλικά απλά και σύνθετα υλικά. Ακρίβεια κοπής - 10 μικρόμετρα. Είναι δυνατή η συνέχιση της χάραξης αμέταλλων και αλουμινίου από το σημείο διακοπής της λειτουργίας.

Άλλα μοντέλα σάς επιτρέπουν να εργάζεστε με χάλυβα, μπρούτζο, ντουραλουμίνιο, αλλά η ισχύς, οι διαστάσεις και ο εξοπλισμός τους αποδεικνύονται ότι είναι τουλάχιστον αρκετές φορές υψηλότερα σε κόστος από τα τρία μοντέλα που περιγράφονται παραπάνω. Υποστηρίζουν λειτουργία 5 αξόνων (έλεγχος 5 αξόνων). Τα πιο ακριβά μηχανήματα είναι εξοπλισμένα με ένα κανόνι λέιζερ που παράγει έως και εκατοντάδες watt ισχύος σε σημείο μικρότερη από 1 mm σε διάμετρο, γεγονός που επιτρέπει την κοπή χάλυβα με την υψηλότερη ακρίβεια.

Το συνηθισμένο σετ μηχανών CNC περιλαμβάνει πλαίσιο (κρεβάτι), κιβώτια ταχυτήτων και μονάδα τροφοδοσίας, κεφαλή και ουρά, μηχανισμό ράβδου και στήριγμα. Όλα τα εξαρτήματα και τα συγκροτήματα είναι στερεωμένα στο πλαίσιο του μηχανήματος, χωρίς το οποίο αυτή η συσκευή δεν μπορεί να λειτουργήσει. Το κιβώτιο ταχυτήτων (κιβώτιο ταχυτήτων) είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση της ροπής από την κίνηση του άξονα. Επιπλέον, η μεταδιδόμενη ροπή λαμβάνεται από τη λειτουργική μονάδα της δαγκάνας.

Το headstock περιλαμβάνει το κιβώτιο ταχυτήτων και τον ίδιο τον άξονα, σφιγκτήρες και περιστρεφόμενα μέρη που περιστρέφουν το περιστρεφόμενο εξάρτημα. Με τη βοήθεια της ουράς, το γυρισμένο μέρος στερεώνεται από την αντίθετη πλευρά - στις στιγμές κατεργασίας του κεντρικού τμήματος του τεμαχίου εργασίας. Ο πυρήνας είναι ένα σφουγγάρι ή ένας κόφτης διάτρησης που ρυθμίζει την ευθυγράμμιση.

Αυτό το στοιχείο είναι άκαμπτα συνδεδεμένο με την ουρά. Η τσουλήθρα καθορίζει πόσο σταθερά στερεώνεται ο κόφτης και σε ποιες κατευθύνσεις κινείται. Η πληρότητα της συσκευής CNC συμπληρώνεται με ένα τραπέζι κενού, μια αντλία κενού που συλλέγει τσιπς και μια συσκευή ψύξης για εργαλεία κοπής. Για να μπορέσει να απομακρυνθεί από τον χώρο εργασίας για μικρό χρονικό διάστημα, ο εργαζόμενος (χειριστής μηχανήματος) χρησιμοποιεί μια φορητή κονσόλα.

Επιλέξτε μια μηχανή CNC για τις ακόλουθες παραμέτρους.

• Κατανάλωση ενέργειας. Δεν έχει κάθε εργαστήριο παραγωγής τη δυνατότητα σύνδεσης σε τριφασική τάση τροφοδοσίας, για να μην αναφέρουμε ιδιωτικές κατοικίες, για παράδειγμα, σε προαστιακή κατοικημένη περιοχή. Η οικιακή καλωδίωση είναι απίθανο να αντέξει περισσότερο από 3,5 kW: τα συμβατικά αυτόματα μηχανήματα 16 αμπέρ που είναι εγκατεστημένα στον μετρητή, καθώς και ο ίδιος ο μετρητής, δεν μπορούν να λειτουργήσουν με ρεύμα φορτίου μεγαλύτερο από 16 αμπέρ. Επιλέξτε μηχανήματα με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 2-3 kW.
• Η ταχύτητα του κινητήρα του άξονα πρέπει να είναι τουλάχιστον 10.000 ανά λεπτό. Διαφορετικά, το γύρισμα των εξαρτημάτων θα αποδειχθεί όχι αρκετά υψηλής ποιότητας, ειδικότερα, θα είναι προβληματικό να πραγματοποιηθεί λεπτή χάραξη και στροφή με τα μικρότερα περιγράμματα.
• Εργασία με μέταλλα... Ακόμη και όχι αρκετά ισχυρά μηχανήματα με υψηλή απόδοση και στροφές από 20.000 σ.α.λ. μπορούν να αλέσουν τουλάχιστον ατσάλι 3 και μπρούτζο. Η κατεργασία μετάλλων διευρύνει σημαντικά τη συνάφειά σας ως κύριος της τέχνης σας.
• Ο χώρος εργασίας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερος. Αυτό θα σας επιτρέψει είτε να αλέσετε μεγαλύτερο αριθμό εξαρτημάτων σε ένα επίπεδο είτε να δημιουργήσετε μεγαλύτερα κενά.
• Ευκολία στερέωσης και αλλαγής κοπτικών, κοπτικών διάτρησης - χωρίς αυτό το χαρακτηριστικό μιας συσκευής CNC, η αποτελεσματικότητά σας, η ακριβής εκτέλεση μεγάλων σχεδίων μπορεί να υποφέρει, ιδίως λόγω ενός σωστά χαλαρού κόφτη, κινδυνεύετε να πάρετε ένα σημαντικό ποσοστό εξαρτημάτων που απορρίπτονται.
• Σύστημα κατασκευής και ψύξης. Το πόσο υψηλής ποιότητας και χωρίς προβλήματα αποδεικνύεται ότι αυτά τα δύο εξαρτήματα εξαρτάται όχι μόνο από τη διάρκεια ζωής των κοπτικών και των κοπτικών διάτρησης, αλλά και από τη συνολική διάρκεια ζωής των μηχανικών στη μηχανή CNC.
• Αναρρόφηση κενού και γείσο... Αυτοί οι δύο παράγοντες καθορίζουν πόσο καθαρός θα είναι ο χώρος εργασίας σας μετά την ολοκλήρωση της εργασίας.

Η εργασία με το λογισμικό DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM και Mach3 διαφέρει μόνο στη διεπαφή λογισμικού και το σύνολο λειτουργιών.

Η χρήση μηχανών CNC δικαιολογείται στη βιομηχανία πέτρας και ξυλουργικής, στη βιομηχανία μεταλλουργίας και ακόμη και στο σέρβις αυτοκινήτων, όπου, για παράδειγμα, κατασκευάζονται ανταλλακτικά για κινητήρες καρμπυρατέρ αυτοκινήτων. Αλλά ένα μηχάνημα CNC θα βοηθήσει στην κατασκευή διακοσμητικών φιγούρων, κοσμημάτων, και επίσης θα φροντίσει ή θα κόψει κενά από οποιοδήποτε χάλυβα χρησιμοποιώντας λέιζερ. Το CNC εκτελεί, για παράδειγμα, κοπή πορτών MDF (φύλλο πόρτας), γύρισμα εξαρτημάτων για κλειδαριές και αντιδιαρρηκτικά εξαρτήματα μεταλλικών πλαστικών παραθύρων. Αυτή η λίστα απειλεί να γίνει ατελείωτη. Ένα από τα χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι η σκάλισμα χάλκινων ειδωλίων από πορτρέτα εξέχουσες προσωπικότητες που σχεδιάζονται σε τρισδιάστατη μορφή.

Η εγκατάσταση του μηχανήματος για εργασία πραγματοποιείται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα.

• Βρείτε τον κατάλληλο κόφτη για την εφαρμογή σας. Ελέγξτε την ευκρίνεια των κοπτικών άκρων του.
• Τοποθετήστε το φακό στο καθορισμένο τσοκ. Ελέγξτε αν έχει στερεωθεί με ασφάλεια.
• Ξεκινήστε το μηχάνημα χωρίς κενά.
• Προγραμματίστε τη συσκευή. Οι παλιές μονάδες CNC προγραμματίζονται με διάτρητες κάρτες, οι νεότερες - χρησιμοποιώντας το ίδιο AutoCAD (εισαγωγή των παραμέτρων του κατεργασμένου τμήματος).
• Αναρτήστε το μηχάνημα και τοποθετήστε το τεμάχιο εργασίας στη σκηνή, ενεργοποιήστε την αντλία. Επανεκκινήστε το μηχάνημα.
• Αφού γυρίσετε το εξάρτημα, σταματήστε το μηχάνημα και αφαιρέστε το περιστρεφόμενο τεμάχιο εργασίας. Τοποθετήστε το επόμενο. Εάν είναι απαραίτητο, αλλάξτε τις εισαγόμενες παραμέτρους και ξεκινήστε το μηχάνημα.
• Εάν πρόκειται να γίνει πολλαπλή περιστροφή (αντιγραφή) εξαρτημάτων, τότε τοποθετήστε τον απαιτούμενο αριθμό τεμαχίων εργασίας στην περιοχή εργασίας, προγραμματίστε τη συσκευή CNC και ξεκινήστε τον άξονα. Τα εξαρτήματα γυρίζουν αυτόματα.

Δεν προσφέρονται όλα τα μοντέλα μηχανών για εκσυγχρονισμό. Στο πρώτο στάδιο, είναι δυνατή μόνο η εγκατάσταση ενός ενσωματωμένου υπολογιστή πιο υψηλής απόδοσης - και η αλλαγή των Windows, για παράδειγμα, σε σύστημα Linux.

Πώς να επιλέξετε μια μηχανή CNC, δείτε το επόμενο βίντεο.