Čo sú to CNC stroje a ako si ich vybrať?

CNC stroje sú hlavným nástrojom hromadného obrábania dielov. Je dôležitou súčasťou počítačových systémov navrhovania. Princípom vytvorenia CNC je zjednodušenie výroby dielov rovnakého typu.

CNC stroj - zariadenie s numerickým riadením. Jeho hlavnou črtou je jednoduché kopírovanie dielov rovnakého typu a jednodruhových dielov: programový obraz zaznamenaný v pamäti iba na čítanie, podľa ktorého sú diely frézované a rezané z obrobkov umiestnených v pracovnej oblasti pomocou mechanizmu podávania dopravníka. Stroje vybavené laserovo-plazmovou pištoľou, ktoré vykonávajú dokonale hladké rezanie primárnych a sekundárnych obrobkov, sa vyznačujú vysokou priepustnosťou. O niečo nižšie z hľadiska technologického vybavenia sú sústružnícke a frézovacie stroje, ktoré vykonávajú nelaserové (pomocou fréz) sústruženie, pílenie a vystružovanie (vŕtanie) obrobkov.

V moderných CNC strojoch nie je potrebné pripájať externý PC alebo notebook - úlohu predbežného (obsluhou riadeného) programátora, ktorý nastavuje parametre, zohráva palubný mikropočítač inštalovaný v priestore stroja chránenom pred elektrickým šumom. Moderné CNC stroje je možné pripojiť aj k lokálnej serverovej sieti (LSS) cez LAN rozhranie a ovládať z akéhokoľvek PC na území podniku, ktorému je povolený prístup k tomuto stroju správcom siete, keďže funguje už 20. rokov, napríklad so sieťovými tlačiarňami a skenermi.

Konštrukcia CNC stroja je taká, že technická (elektromechanická) časť je pevne spojená s elektronikou (ECU) a zároveň je od nej oddelená, oddelená od nej v obmedzenom vnútornom priestore jednotky.... Jednou z konštrukčných vlastností CNC jednotky je tienenie (ochrana) ECU pred rušením generovaným elektromechanickými obvodmi v pracovnej oblasti a oblasti prepínania prevádzkových režimov. Toto rušenie môže „zraziť“ program, preto sa palubný jednodoskový PC nielenže odstráni z elektromechaniky (motory, snímače), ale aj umiestni do chránenej oceľovej skrinky, ktorá je spoľahlivo uzemnená a takmer úplne eliminovať vstup statickej elektriny a hluku do CPU a iných životne dôležitých elektronických orgánov.ovládanie CNC jednotky.

Výhodou mini domáceho stroja je to je dôstojným riešením pre mladých profesionálov, ktorí si začali osvojovať základy práce operátora CNC stroja... CNC stroje sú klasifikované podľa zoznamu vykonávaných operácií a podľa charakteristík riadiaceho systému. Napriek prvému a klamlivému dojmu začiatočníka, že toto „monštrum“ je príliš ťažké, zvládnutie základných techník môže trvať od pol hodiny až po niekoľko hodín. Začiatočník môže rýchlo zostaviť svoj prvý algoritmus na spracovanie dielov, ktorých výrobný proces ho zaujíma. Napríklad si potrebuje vyrobiť držiak motorgenerátora na bicykel - na takom stroji ho rýchlo nakreslí, vyreže a vybrúsi.

CNC stroje dokážu opracovať kameň, drevo a jeho deriváty, neželezné kovy, oceľ, plasty a kompozity. Všetko je určené iba výkonom vretenového motora - v takejto jednotke je hlavnou hnacou funkčnou jednotkou. Druhou hodnotou pre výber materiálu obrobku je dĺžka, priemer, povlak oceľových fréz - napríklad ak stroj frézuje. Ak máte čo do činenia s vŕtačkou, potom sa jej schopnosti a možnosti frézovacej jednotky často kombinujú. Prácu píly vykonáva fréza a prácu vŕtačky vykonáva sústruh.

Takéto stroje sú viacúčelové: kombinujú možnosti univerzálneho (jednotka reže a brúsi, vŕta diely v rôznych projekciách), stolného počítača (váži nie viac ako niekoľko desiatok kilogramov, hodí sa na pracovný stôl s plochou 2 m2). Výkon vretenového pohonu na spracovanie plastov a dreva spravidla nepresahuje niekoľko stoviek wattov za hodinu spotrebovaných zo siete. Pre neželezné kovy je už potrebný výkon do kilowattu a pre ocele - 1,5-2 kW. Vo viacúčelovom stroji často nie je odkaz na konkrétne druhy materiálu. V súlade s tým je potrebné zakúpiť frézy, vrtáky, korunky, pílové listy vyrobené z rýchloreznej ocele, ako aj s abrazívami.

Podľa druhov spracovania klasifikácia CNC strojov poskytuje horizontálne (rezanie dielov v „ležiacej“ polohe) a vertikálne (naopak, tieto zariadenia pracujú so „stojacimi“ dielmi, rezanie hore a dole) zariadenia. Kombinované jednotky vykonávajú rezanie a vŕtanie dielov vo všetkých troch rovinách.

Riadiacim systémom v CNC strojoch sú obvyklé "počítačové" charakteristiky, ako napríklad: počet megahertzov každého z jadier procesora, počet jeho jadier, ako aj počet megabajtov (alebo gigabajtov) RAM (RAM, Náhodný vstup do pamäťe). Ako úložné zariadenie, podobne ako v bežných stolových počítačoch a prenosných počítačoch, možno použiť magnetooptický disk („pevný disk“), SSD („pevný disk“) alebo pamäť eMMC (ako v jednodoskových notebookoch, tabletoch a smartfónoch, ktoré vykonávať najmä kancelárske práce).

Žiadny hardvér sa však naplno neprejaví, kým sa naň nenainštaluje ovládací program. Moderné prenosné CNC stroje využívajú operačný systém založený na softvérovom a grafickom jadre Linux alebo Windows: pre výrobné účely je do pamäte stroja „zašitá“ špeciálna „cut-down“ verzia vytvorená výhradne na prácu, a nie napríklad na plnohodnotné surfovanie po webe, beh hier či sledovanie videí. Na ňom môžete spracovať iba podrobnosti, pre všetko ostatné nie je k dispozícii.

Model 1325 - jeden z najlepších CNC strojov, navrhnutý ako základné zariadenie na zvládnutie zručností špecialistu na obrábacie stroje. Nízke náklady na údržbu – patrí do triedy Start (pre začiatočníkov). Vykonáva trojosové gravírovanie drevených prírezov. Schopný aplikovať jednoduché vzory s obojstrannou symetriou. Špeciálne školenie pre začiatočníka pri práci na takomto zariadení nie je potrebné.

Pracovná plocha je 130x250x200 cm Začína sa od medzifázového napätia 380 voltov. Je riadený systémom Mach3, vybavený chladeným vretenovým mechanizmom, pracuje z riadiaceho meniča a každú minútu vyvinie rýchlosť až 24 000 otáčok. Ručne mazané. Funguje na báze softvéru Artcam a reže MDF a drevo, akrylové a iné (vrátane kompozitných) čisto nekovových materiálov.

Model 2040 ATC CNC... Pracuje na báze CNC s automatickou telefónnou ústredňou. K dispozícii je vstavaný zásobník rezačiek, ktorý uľahčuje výber rezačky, ktorú chcete. Reže, drážkuje nekovové materiály, vyrezáva v nich drážky a lisuje polotovary, frézuje ich. Výmena nástroja je automatická. Karusel-frézovací model ATC CNC s pracovnou plochou 200x400x20 cm, napájaný z trojfázovej siete.Vreteno spotrebuje až 9 kW energie zo siete a je vybavené 11 kW japonskými servami.

Postavený na základe vákuového pracovného stola v tvare T, mazanie sa automaticky zavádza do pracovného priestoru a oblasti rotačných mechanizmov. Vákuová pumpa odstraňuje triesky z pracovného priestoru, čím pomáha udržiavať pracovný priestor relatívne čistý. Výkon vákuového čerpadla - 3 kW. Stroj je vhodný na sústruženie hliníka.

Model 1625 má pracovnú plochu 2x5 m a funguje aj z trojfázovej siete. Stolové zariadenie s vlastnosťami podobnými predchádzajúcej verzii. Rozdiel je v prítomnosti oscilačnej frézy, ktorá vám umožňuje rezať kožu a hmotu. Frézy umožňujú prácu s hliníkom a akýmikoľvek nekovovými jednoduchými a kompozitnými materiálmi. Presnosť rezu - 10 mikrometrov. Od miesta prerušenia prevádzky je možné pokračovať v gravírovaní nekovov a hliníka.

Iné modely umožňujú pracovať s oceľou, bronzom, duralom, ale ich výkon, rozmery a vybavenie sú minimálne niekoľkonásobne vyššie ako pri troch vyššie popísaných modeloch. Podporujú 5-osové (5-osové riadenie) prevádzku. Najdrahšie stroje sú vybavené laserovým delom, ktoré generuje výkon až stovky wattov v bode s priemerom menším ako 1 mm, čo umožňuje rezanie ocele s najvyššou presnosťou.

Obvyklá konfigurácia CNC obrábacích strojov zahŕňa rám (lôžko), prevodovky a podávaciu jednotku, vreteník a koník, tyčový mechanizmus a podperu. Všetky diely a zostavy sú upevnené na ráme stroja, bez ktorého toto zariadenie nemôže fungovať. Prevodovka (prevodovka) je zodpovedná za prenos krútiaceho momentu z pohonu vretena. Ďalej prenášaný krútiaci moment prijíma funkčná jednotka strmeňa.

Vreteník obsahuje prevodovku a samotné vreteno, svorky a rotačné časti, ktoré otáčajú súčiastku, ktorá sa má sústružiť. Pomocou koníka je sústružená časť upevnená z opačnej strany - v momentoch obrábania strednej časti obrobku. Jadrom je výstružník alebo vŕtačka, ktorá nastavuje zarovnanie.

Tento prvok je pevne spojený s koníkom. Posuv určuje, ako pevne je fréza upevnená a v ktorých smeroch sa pohybuje. Kompletnosť CNC zariadenia dopĺňa vákuový stôl, vákuová pumpa zachytávajúca triesky a chladiace zariadenie rezných nástrojov. Aby sa pracovník (obsluha stroja) mohol na krátky čas vzdialiť z pracoviska, používa prenosnú konzolu.

Vyberte si CNC stroj pre nasledujúce parametre.

• Spotreba energie. Nie každá výrobná dielňa má možnosť pripojiť sa k trojfázovému napájaciemu napätiu, nehovoriac o súkromných domoch, napríklad v prímestskej obytnej oblasti. Je nepravdepodobné, že by domáca elektroinštalácia vydržala viac ako 3,5 kW: bežné 16-ampérové ​​automatické stroje inštalované na elektromere, ako aj samotný elektromer, nemôžu pracovať pri zaťažovacom prúde viac ako 16 ampérov. Vyberte si stroje s výkonom nie väčším ako 2-3 kW.
• Otáčky motora vretena musia byť aspoň 10 000 za minútu. V opačnom prípade sa sústruženie dielov ukáže ako nie celkom vysokej kvality, najmä bude problematické vykonávať jemné rytie a sústruženie s najmenšími obrysmi.
• Práca s kovmi... Aj nie celkom výkonné mašiny s vysokou účinnosťou a otáčkami od 20 000 ot./min dokážu brúsiť aspoň oceľ 3 a bronz. Kovoobrábanie výrazne rozširuje váš význam ako majstra svojho remesla.
• Pracovná plocha by mala byť čo najväčšia. To vám umožní buď brúsiť väčší počet dielov v jednej rovine, alebo vyrábať väčšie polotovary.
• Jednoduché upevnenie a výmena fréz, vŕtanie fréz - bez tejto charakteristiky CNC zariadenia môže utrpieť vaša efektívnosť, presné vykonávanie veľkých plánov, najmä kvôli správne uvoľnenej fréze riskujete, že dostanete značné percento odmietnutých dielov.
• Spracovanie a chladiaci systém. Ako kvalitné a bezporuchové sa tieto dva komponenty ukážu, závisí nielen od životnosti fréz a vŕtacích fréz, ale aj od celkovej životnosti mechaniky v CNC stroji.
• Vákuové sanie a priezor... Tieto dva faktory určujú, ako čisté bude vaše pracovisko po dokončení práce.

Práca so softvérom DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM a Mach3 sa líši len v softvérovom rozhraní a sade funkcií.

Použitie CNC strojov má svoje opodstatnenie v kamenárskom a drevospracujúcom priemysle, v kovospracujúcom priemysle a dokonca aj v autoservise, kde sa napríklad vyrábajú náhradné diely pre karburátorové motory automobilov. CNC stroj však pomôže pri výrobe dekoratívnych figúrok, šperkov a tiež frézuje alebo reže polotovary z akejkoľvek ocele pomocou lasera. CNC vykonáva napr. rezanie MDF dverí (krídla dverí), sústruženie dielov pre zámky a kovanie proti vlámaniu kovoplastových okien. Hrozí, že tento zoznam bude nekonečný. Jedným z typických príkladov je vyrezávanie bronzových sošiek z portrétov významných osobností kreslených v trojrozmernom formáte.

Nastavenie stroja na prácu sa vykonáva podľa nasledujúcej schémy.

• Nájdite správnu frézu pre vašu aplikáciu. Skontrolujte ostrosť jeho rezných hrán.
• Umiestnite horák do určeného skľučovadla. Skontrolujte, či je bezpečne pripevnený.
• Spustite stroj bez medzier.
• Naprogramujte zariadenie. Staré CNC-jednotky sa programujú pomocou diernych štítkov, novšie - pomocou rovnakého AutoCADu (zadanie parametrov obrábanej časti).
• Zaveste stroj, položte obrobok na stolík, zapnite čerpadlo. Reštartujte stroj.
• Po otočení dielu zastavte stroj a odstráňte sústružený obrobok. Umiestnite ďalší. V prípade potreby zmeňte zadané parametre a spustite stroj.
• Ak sa má vykonať viacnásobné sústruženie (kopírovanie) dielov, umiestnite požadovaný počet obrobkov do pracovnej oblasti, naprogramujte CNC zariadenie a spustite vreteno. Časti sa otáčajú automaticky.

Nie všetky modely strojov sú vhodné na modernizáciu. V prvej fáze je možné iba nainštalovať výkonnejší jednodoskový palubný počítač – a zmeniť napríklad Windows na systém Linux.

Ako si vybrať CNC stroj, pozrite si ďalšie video.