Co jsou to CNC stroje a jak je vybrat?

CNC stroje jsou hlavním nástrojem pro hromadné obrábění dílů. Je důležitou součástí počítačově podporovaných konstrukčních systémů. Principem vytvoření CNC je zjednodušení výroby podobných dílů.

CNC stroj - zařízení s číslicovým řízením. Jeho hlavním rysem je snadné kopírování podobných a jednodruhových dílů: programový obraz zaznamenaný v paměti pouze pro čtení, podle kterého jsou díly frézovány a řezány z obrobků umístěných v pracovní oblasti pomocí podávacího mechanismu dopravníku. Stroje vybavené laser-plazmovou pistolí, které provádějí dokonale hladké řezání primárních a sekundárních obrobků, se vyznačují vysokou průchodností. O něco nižší z hlediska technologického vybavení jsou soustružnické a frézovací stroje, které provádějí nelaserové (pomocí fréz) soustružení, pilování a vystružování (vrtání) obrobků.

U moderních CNC strojů není potřeba připojovat externí PC nebo notebook - roli předběžného (obsluhou řízeného) programátora, který nastavuje parametry, hraje palubní mikropočítač instalovaný v prostoru stroje chráněném před elektrickým šumem. Moderní CNC stroje lze také připojit k lokální serverové síti (LSS) přes LAN rozhraní a ovládat je z libovolného PC na území podniku, kterému je povolen přístup k tomuto stroji správcem sítě, neboť funguje již 20. let, například se síťovými tiskárnami a skenery.

Konstrukce CNC stroje je taková, že technická (elektromechanická) část je pevně spojena s elektronickou (ECU) a zároveň je od ní oddělena, oddělena od ní v omezeném vnitřním prostoru jednotky.... Jedním z konstrukčních prvků CNC jednotky je stínění (ochrana) ECU před rušením generovaným elektromechanickými obvody v pracovní oblasti a oblasti přepínání provozních režimů. Toto rušení může „srazit“ program, proto je palubní jednodeskové PC nejen vyjmuto z elektromechaniky (motory, senzory), ale také umístěno v chráněné ocelové skříni, která je spolehlivě uzemněna a téměř kompletně eliminovat vstup statické elektřiny a hluku do CPU a dalších životně důležitých elektronických orgánů ovládání CNC jednotky.

Výhodou mini domácího stroje je to je důstojným řešením pro mladé profesionály, kteří si začali osvojovat základy práce obsluhy CNC strojů... CNC stroje jsou klasifikovány podle seznamu prováděných operací a podle vlastností řídicího systému. Navzdory prvnímu a klamnému dojmu začátečníka, že toto „monstrum“ je příliš obtížné, může zvládnutí základních technik práce trvat od půl hodiny až po několik hodin. Začátečník může rychle sestavit svůj první algoritmus pro zpracování dílů, o jejichž výrobní proces se zajímá. Potřebuje například vyrobit držák na motorgenerátor na kolo - na takovém stroji to rychle nakreslí, nařeže a vybrousí.

CNC stroje mohou opracovávat kámen, dřevo a jeho deriváty, neželezné kovy, ocel, plasty a kompozity. Vše je určeno pouze výkonem vřetenového motoru - v takové jednotce je hlavní hnací funkční jednotkou. Druhou hodnotou pro volbu materiálu obrobku je délka, průměr, povlak ocelových fréz - např. pokud stroj frézuje. Pokud máte co do činění s vrtačkou, pak se její schopnosti a možnosti frézovací jednotky často kombinují. Práci pily vykonává frézka a práci vrtačky soustruh.

Takové stroje jsou víceúčelové: kombinují schopnosti univerzální (jednotka řeže a brousí, vrtá díly v různých projekcích), stolní (váží ne více než několik desítek kilogramů, vejde se na pracovní stůl s plochou 2 m2). Výkon vřetenového pohonu pro zpracování plastů a dřeva zpravidla nepřesahuje několik stovek wattů za hodinu spotřebovaných ze sítě. Pro neželezné kovy je již vyžadován výkon až do kilowattu a pro oceli - 1,5-2 kW. Ve víceúčelovém stroji často chybí odkaz na konkrétní typy materiálu. V souladu s tím je nutné zakoupit frézy, vrtáky, korunky, pilové kotouče z rychlořezné oceli a také s brusivy.

Podle typů zpracování klasifikace CNC strojů počítá s horizontálními (řezání dílů v "leže" poloze) a vertikálními (tato zařízení naopak pracují se "stojícími" díly, řezání nahoru a dolů) zařízeními. Kombinované jednotky provádějí řezání a vrtání dílů ve všech třech rovinách.

Řídicím systémem v CNC strojích jsou obvyklé "počítačové" vlastnosti, jako jsou: počet megahertzů každého z jader procesoru, počet jeho jader a také počet megabajtů (nebo gigabajtů) RAM (RAM, paměť s náhodným přístupem). Jako úložné zařízení, stejně jako u běžných stolních počítačů a notebooků, lze použít magnetooptický disk („pevný disk“), SSD („pevný disk“) nebo paměť eMMC (jako u jednodeskových notebooků, tabletů a chytrých telefonů, které vykonávat převážně kancelářské práce).

Žádný hardware se však naplno neprojeví, dokud na něm není nainstalován ovládací program. Moderní přenosné CNC stroje využívají operační systém založený na softwarovém a grafickém jádru Linux nebo Windows: pro výrobní účely je do paměti stroje „přišita“ speciální „cut-down“ verze, vytvořená výhradně pro práci, a nikoli například pro plnohodnotné surfování po webu, hraní her nebo sledování videí. Na něm můžete zpracovat pouze detaily, pro vše ostatní není k dispozici.

Model 1325 - jeden z nejlepších CNC obráběcích strojů, navržený jako základní zařízení pro zvládnutí dovedností specialisty na obráběcí stroje. Nízké náklady na údržbu - patří do třídy Start (pro začátečníky). Provádí tříosé gravírování dřevěných přířezů. Dokáže aplikovat jednoduché vzory s oboustrannou symetrií. Speciální školení pro začátečníky při práci na takovém zařízení není potřeba.

Pracovní plocha je 130 x 250 x 200 cm, začíná od mezifázového napětí 380 voltů. Je řízen pomocí systému Mach3, vybavený chlazeným vřetenovým mechanismem, pracuje z řídicího invertoru a vyvine rychlost až 24 000 otáček za minutu. Maženo ručně. Díky softwaru Artcam řeže MDF a dřevo, akryl a další (včetně kompozitních) čistě nekovové materiály.

Model 2040 ATC CNC... Pracuje na bázi CNC s automatickou telefonní ústřednou. K dispozici je vestavěný zásobník řezačky, který usnadňuje výběr řezačky, kterou chcete. Řeže, drážkuje nekovové materiály, vyřezává v nich drážky a lisuje polotovary, frézuje je. Výměna nástroje je automatická. Karusel-frézovací model ATC CNC s pracovní plochou 200x400x20 cm. Napájení z třífázové sítě.Vřeteno spotřebovává až 9 kW energie ze sítě a je vybaveno japonskými servy o výkonu 11 kW.

Postaven na základě vakuového pracovního stolu ve tvaru T, mazání je automaticky zavedeno do pracovního prostoru a oblasti rotačních mechanismů. Vakuová pumpa odstraňuje třísky z pracovního prostoru a pomáhá tak udržovat pracovní prostor relativně čistý. Výkon vakuového čerpadla - 3 kW. Stroj je vhodný pro soustružení hliníku.

Model 1625 má pracovní plochu 2x5 m. A také funguje z třífázové sítě. Stolní zařízení s vlastnostmi podobnými předchozí verzi. Rozdíl je v přítomnosti oscilační frézy, která vám umožňuje řezat kůži a hmotu. Frézy umožňují pracovat s hliníkem a jakýmikoli nekovovými jednoduchými i kompozitními materiály. Přesnost řezu - 10 mikrometrů. Od místa přerušení provozu je možné pokračovat v gravírování nekovů a hliníku.

Jiné modely umožňují pracovat s ocelí, bronzem, duralem, ale jejich výkon, rozměry a vybavení jsou nejméně několikanásobně dražší než tři výše popsané modely. Podporují 5osý (5osé řízení) provoz. Nejdražší stroje jsou vybaveny laserovým dělem, které generuje výkon až stovek wattů v bodě o průměru menším než 1 mm, což umožňuje řezání oceli s nejvyšší přesností.

Obvyklá sestava CNC strojů obsahuje rám (lože), převodovky a podávací jednotku, vřeteník a koník, tyčový mechanismus a podpěru. Všechny díly a sestavy jsou upevněny na rámu stroje, bez kterého toto zařízení nemůže fungovat. Převodovka (převodovka) je zodpovědná za přenos točivého momentu z pohonu vřetena. Dále je přenášený krouticí moment přijímán funkční jednotkou třmenu.

Součástí vřeteníku je převodovka a samotné vřeteno, upínače a rotační díly, které roztáčí soustruženou součást. Pomocí koníku je soustružený díl fixován z opačné strany - v okamžicích obrábění střední části obrobku. Jádrem je výstružník nebo vrtací fréza, která nastavuje vyrovnání.

Tento prvek je pevně spojen s koníkem. Posuvník určuje, jak pevně je fréza upevněna a ve kterých směrech se pohybuje. Kompletnost CNC zařízení doplňuje vakuový stůl, vakuová pumpa sbírající třísky a chladicí zařízení řezných nástrojů. Aby se pracovník (obsluha stroje) mohl na krátkou dobu vzdálit z pracoviště, používá přenosnou konzoli.

Vyberte si CNC stroj pro následující parametry.

• Spotřeba energie. Ne každá výrobní dílna má možnost připojení k třífázovému napájecímu napětí, nemluvě o soukromých domech, například v příměstské obytné oblasti. Domácí elektroinstalace pravděpodobně nevydrží více než 3,5 kW: konvenční 16ampérové ​​automatické stroje instalované na měřiči, stejně jako samotný měřič, nemohou pracovat při zatěžovacím proudu větším než 16 ampér. Vybírejte stroje s výkonem ne vyšším než 2-3 kW.
• Otáčky motoru vřetena musí být alespoň 10 000 za minutu. V opačném případě se soustružení dílů ukáže jako ne zcela kvalitní, zejména bude problematické provádět jemné rytí a soustružení s nejmenšími obrysy.
• Práce s kovy... I ne úplně výkonné stroje s vysokou účinností a otáčkami od 20 000 otáček dokážou brousit minimálně ocel 3 a bronz. Kovoobrábění značně rozšiřuje vaši relevanci jako mistra svého řemesla.
• Pracovní plocha by měla být co největší. To vám umožní buď brousit větší počet dílů v jedné rovině, nebo vyrábět větší polotovary.
• Snadné upevnění a výměna fréz, vrtacích fréz - bez této vlastnosti CNC zařízení může utrpět vaše efektivita, přesné provádění velkých plánů, zejména kvůli správně uvolněné fréze riskujete, že dostanete značné procento odmítnutých dílů.
• Zpracování a systém chlazení. Jak kvalitní a bezproblémové se tyto dva komponenty projeví, závisí nejen na životnosti fréz a vrtacích fréz, ale také na celkové životnosti mechaniky v CNC stroji.
• Vakuové sání a hledí... Tyto dva faktory určují, jak čisté bude vaše pracoviště po dokončení práce.

Práce se softwarem DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM a Mach3 se liší pouze softwarovým rozhraním a sadou funkcí.

Použití CNC strojů má své opodstatnění v kamenickém a dřevozpracujícím průmyslu, v kovoobráběcím průmyslu a dokonce i v autoservisu, kde se například obrábějí náhradní díly pro karburátorové motory automobilů. CNC stroj ale pomůže při výrobě ozdobných figurek, šperků a také frézuje nebo řeže přířezy z jakékoli oceli pomocí laseru. CNC provádí např. řezání MDF dveří (dveřního křídla), soustružení dílů pro zámky a kování proti vloupání kovoplastových oken. Hrozí, že tento seznam bude nekonečný. Jedním z typických příkladů je vyřezávání bronzových figurek z portrétů významných osobností kreslených v trojrozměrném formátu.

Nastavení stroje pro práci se provádí podle následujícího schématu.

• Najděte správnou frézu pro vaši aplikaci. Zkontrolujte ostrost jeho řezných hran.
• Umístěte svítilnu do určeného sklíčidla. Zkontrolujte, zda je bezpečně upevněn.
• Spusťte stroj bez polotovarů.
• Naprogramujte zařízení. Staré CNC-jednotky se programují pomocí děrných štítků, novější - pomocí stejného AutoCADu (zadání parametrů obráběné součásti).
• Zavěste stroj, položte obrobek na stolek, zapněte čerpadlo. Restartujte stroj.
• Po otočení součásti zastavte stroj a vyjměte soustružený obrobek. Umístěte další. V případě potřeby změňte zadané parametry a spusťte stroj.
• Pokud má být provedeno vícenásobné soustružení (kopírování) dílů, umístěte požadovaný počet obrobků do pracovní oblasti, naprogramujte CNC zařízení a spusťte vřeteno. Díly se otáčí automaticky.

Ne všechny modely strojů se hodí k modernizaci. V první fázi je možné pouze nainstalovat výkonnější jednodeskový palubní počítač - a změnit Windows například na systém Linux.

Jak si vybrat CNC stroj, viz další video.