Ce sunt mașinile CNC și cum să le alegi?

Mașinile CNC sunt instrumentul principal pentru prelucrarea în masă a pieselor. Este o componentă importantă a sistemelor de proiectare asistată de calculator. Principiul creării unui CNC este de a simplifica producția de piese de același tip.

Mașină CNC - un dispozitiv cu control numeric. Caracteristica sa principală este copiere ușoară a piesei de același tip și de un singur tip: o imagine-program înregistrată în memoria read-only, conform căreia piesele sunt frezate și tăiate din piesele de prelucrat plasate în zona de lucru cu ajutorul mecanismului de avans al transportorului. Mașinile echipate cu un pistol laser-plasmă, care efectuează o tăiere perfect lină a pieselor de prelucrat primare și secundare, se caracterizează printr-un randament ridicat. Ușor mai scăzute din punct de vedere al echipamentelor tehnologice sunt mașinile de strunjire și frezat care efectuează strunjirea, tăierea și alezarea (găurirea) pieselor fără laser (cu ajutorul tăietorilor).

La mașinile CNC moderne, nu este nevoie să conectați un computer extern sau un laptop - rolul unui programator preliminar (controlat de operator) care stabilește parametrii este jucat de un microcomputer de bord instalat într-un compartiment al mașinii protejat de zgomotul electric. Mașinile CNC moderne pot fi, de asemenea, conectate la o rețea de server local (LSS) printr-o interfață LAN și controlate de pe orice PC de pe teritoriul întreprinderii, căruia îi este permis accesul la această mașină de către administratorul de rețea, deoarece funcționează de 20 de ani. ani, de exemplu, cu imprimante și scanere de rețea.

Structura mașinii CNC este astfel încât partea tehnică (electromecanică) este conectată rigid la electronică (ECU) și, în același timp, este separată de aceasta, separată de aceasta în spațiul intern limitat al unității... Una dintre caracteristicile de proiectare ale unității CNC este ecranarea (protecția) ECU împotriva interferențelor generate de circuitele electromecanice din zona de lucru și zona de comutare a modului de funcționare. Această interferență poate „dărâma” programul, prin urmare, PC-ul de bord cu o singură placă nu este numai îndepărtat din electromecanică (motoare, senzori), ci și plasat într-o cutie de oțel protejată, care este împămânțată în mod fiabil și va fi aproape complet. elimina statica si zgomotul de la intrarea in CPU si in alte organe electronice vitale.controlul unitatii CNC.

Avantajul unui mini aparat de acasă este că este o soluție demnă pentru tinerii profesioniști care au început să stăpânească elementele de bază ale lucrului ca operator de mașini CNC... Mașinile CNC sunt clasificate în funcție de lista operațiilor efectuate și în funcție de caracteristicile sistemului de control. În ciuda primei și înșelătoare impresii a unui începător că acest „monstru” este prea dificil, stăpânirea tehnicilor de bază de lucru poate dura de la o jumătate de oră la câteva ore. Un începător își poate compune rapid primul algoritm pentru prelucrarea pieselor, al cărui proces de producție este interesat. De exemplu, trebuie să facă o montură pentru un motor-generator pe o bicicletă - pe o astfel de mașină o va trage, tăia și măcina rapid.

Mașinile CNC pot lucra pe piatră, lemn și derivatele acestuia, pe metale neferoase, oțel, plastic și compozit. Totul este determinat doar de puterea motorului axului - într-o astfel de unitate, este principala unitate funcțională de conducere. A doua valoare pentru alegerea materialului piesei de prelucrat este lungimea, diametrul, acoperirea frezelor din oțel - de exemplu, dacă mașina este frezată. Dacă aveți de-a face cu o mașină de găurit, atunci capacitățile acesteia și capacitățile unității de frezat sunt adesea combinate. Lucrarea mașinii de tăiat este efectuată de mașina de frezat, iar munca mașinii de găurit este efectuată de strung.

Astfel de mașini sunt multifuncționale: combină capacitățile universalului (unitatea taie și șlefuiește, găurește părți în diferite proiecții), desktop (nu cântărește mai mult de câteva zeci de kilograme, se potrivește pe un banc de lucru cu o suprafață de masă de 2 m2). Puterea unui ax pentru prelucrarea plasticului și a lemnului, de regulă, nu depășește câteva sute de wați pe oră consumați de la rețea. Pentru metale neferoase, este deja necesară o putere de până la un kilowatt, iar pentru oțeluri - 1,5-2 kW. Adesea, nu există nicio referire la tipuri specifice de material într-o mașină multifuncțională. În consecință, este necesar să achiziționați freze, burghie, coroane, lame de ferăstrău din oțel de mare viteză, precum și cu abrazivi.

În funcție de tipurile de prelucrare, clasificarea mașinilor CNC prevede dispozitive orizontale (tăierea pieselor în poziția lor „întinsă”) și verticale (dimpotrivă, aceste dispozitive funcționează cu piese „în picioare”, tăierea în sus și în jos). Unitățile combinate efectuează tăierea și găurirea pieselor în toate cele trei planuri.

Sistemul de control al mașinilor CNC este caracteristicile obișnuite „calculatorului”, cum ar fi: numărul de megaherți al fiecăruia dintre nucleele procesorului, numărul de nuclee ale acestuia, precum și numărul de megaocteți (sau gigaocteți) RAM (RAM, memorie cu acces aleator). Ca dispozitiv de stocare, ca în PC-urile desktop și laptopurile convenționale, o unitate magneto-optică ("hard disk"), SSD (solid-state "hard disk") sau memorie eMMC (ca la laptopurile, tabletele și smartphone-urile cu o singură placă care efectuează în principal lucrări de birou).

Cu toate acestea, niciun hardware nu se va manifesta pe deplin până când programul de control nu este instalat pe el. Mașinile CNC portabile moderne folosesc un sistem de operare bazat pe un software și un nucleu grafic Linux sau Windows: în scopuri de producție, în memoria mașinii este „cusută” o versiune specială „decupată”, creată exclusiv pentru muncă, și nu, de exemplu, pentru navigarea completă pe web, rularea jocurilor sau vizionarea videoclipurilor. Pe el puteți procesa doar detaliile, pentru orice altceva nu este disponibil.

Model 1325 - una dintre cele mai bune mașini-unelte CNC, concepută ca un dispozitiv entry-level pentru stăpânirea abilităților unui specialist în mașini-unelte. Costuri reduse de întreținere - aparține clasei Start (pentru începători). Efectuează gravarea pe trei axe a semifabricatelor de lemn. Capabil să aplice modele simple cu simetrie bilaterală. Nu este necesară pregătirea specială pentru un începător atunci când lucrează pe un astfel de dispozitiv.

Suprafata de lucru este de 130x250x200 cm.Porneste de la o tensiune de interfaza de 380 volti. Este controlat prin intermediul sistemului Mach3, echipat cu un mecanism de ax răcit, funcționează de la un invertor de control și dezvoltă o viteză de până la 24.000 de rotații în fiecare minut. Lubrifiat manual. Cu ajutorul software-ului Artcam, acesta taie MDF și lemn, acril și alte materiale (inclusiv compozite) pur nemetalice.

Model 2040 ATC CNC... Funcționează pe bază de CNC cu central telefonică automată. Există o magazie de tăiere încorporată care facilitează selectarea tăietorului dorit. Tăie, canelează materiale nemetalice, decupează caneluri în ele și ștampiază semifabricate, le freză. Schimbarea sculei este automată. Model de frezat carusel ATC CNC cu o suprafata de lucru de 200x400x20 cm.Alimentat de o retea trifazata.Axul consumă până la 9 kW de putere de la rețea și este echipat cu servo japoneze de 11 kW.

Construită pe baza unei mese de lucru cu vid în formă de T, lubrifierea este introdusă automat în zona de lucru și în zona mecanismelor rotative. O pompă de vid îndepărtează deșeurile din zona de lucru, ajutând la menținerea zonei de lucru relativ curată. Puterea pompei de vid - 3 kW. Mașina este potrivită pentru strunjirea aluminiului.

Model 1625 are o suprafață de lucru de 2x5 m. Și funcționează și dintr-o rețea trifazată. Dispozitiv desktop cu caracteristici similare versiunii anterioare. Diferența este în prezența unui cutter oscilator care vă permite să tăiați pielea și materia. Cutterele vă permit să lucrați cu aluminiu și orice materiale nemetalice simple și compozite. Precizie de tăiere - 10 micrometri. Este posibilă continuarea gravării nemetalelor și aluminiului din punctul de întrerupere a funcționării.

Alte modele vă permit să lucrați cu oțel, bronz, duraluminiu, dar puterea, dimensiunile și echipamentele lor se dovedesc a fi de cel puțin câteva ori mai mari ca cost decât cele trei modele descrise mai sus. Aceștia acceptă funcționarea pe 5 axe (control pe 5 axe). Cele mai scumpe mașini sunt echipate cu un tun laser care generează până la sute de wați de putere într-un punct mai mic de 1 mm în diametru, ceea ce permite tăierea oțelului cu cea mai mare precizie.

Setul obișnuit de mașini CNC include un cadru (pat), cutii de viteze și unitate de alimentare, cap și contrapunc, mecanism de tijă și suport. Toate piesele și ansamblurile sunt fixate pe cadrul mașinii, fără de care acest dispozitiv nu poate funcționa. Cutia de viteze (cutia de viteze) este responsabilă pentru transmiterea cuplului de la antrenarea axului. În plus, cuplul transmis este recepționat de unitatea funcțională a etrierului.

Capul include cutia de viteze și axul în sine, cleme și piese rotative care rotesc componenta rotită. Cu ajutorul contrapuntului, piesa strunsă este fixată din partea opusă - în momentele prelucrării părții centrale a piesei de prelucrat. Miezul este un alez sau o freză de foraj care stabilește alinierea.

Acest element este conectat rigid la contrapunctul. Glisiera determină cât de ferm este fixată freza și în ce direcții se mișcă. Completitudinea dispozitivului CNC este completată de o masă de vid, o pompă de vid care colectează așchii și un dispozitiv de răcire pentru sculele de tăiere. Pentru a se putea îndepărta pentru o perioadă scurtă de timp de la locul de muncă, lucrătorul (operatorul de mașini) folosește o consolă portabilă.

Alegeți o mașină CNC pentru următorii parametri.

• Consumul de energie. Nu orice atelier de producție are capacitatea de a se conecta la o tensiune de alimentare trifazată, ca să nu mai vorbim de casele private, de exemplu, într-o zonă rezidențială suburbană. Este puțin probabil ca cablurile de uz casnic să reziste mai mult de 3,5 kW: mașinile automate convenționale de 16 amperi instalate pe contor, precum și contorul în sine, nu pot funcționa la un curent de sarcină mai mare de 16 amperi. Alegeți mașini cu o putere de cel mult 2-3 kW.
• Viteza motorului axului trebuie să fie de cel puțin 10.000 pe minut. În caz contrar, strunjirea pieselor se va dovedi a fi de o calitate nu destul de înaltă, în special, va fi problematic să efectuați gravură și strunjire fină cu cele mai mici contururi.
• Lucrul cu metale... Chiar și mașinile nu destul de puternice, cu randament ridicat și turații de la 20.000 rpm pot șlefui cel puțin oțel 3 și bronz. Prelucrarea metalelor vă extinde foarte mult relevanța ca maestru al meșteșugului dumneavoastră.
• Zona de lucru ar trebui să fie cât mai mare posibil. Acest lucru va permite fie să șlefuiți mai multe piese într-un singur plan, fie să produceți semifabricate mai mari.
• Ușurință în fixarea și schimbarea frezelor, tăietorilor de găurit - fără această caracteristică a unui dispozitiv CNC, eficiența dumneavoastră, execuția precisă a planurilor mari pot avea de suferit, în special, din cauza unei freze slăbite corespunzător, riscați să obțineți un procent semnificativ de piese respinse.
• Manopera si sistem de racire. Cât de înaltă calitate și fără probleme se dovedesc a fi aceste două componente nu depinde numai de durata de viață a frezelor și a mașinii de găurit, ci și de durata de viață generală a mecanicilor din mașina CNC.
• Aspirare și vizor... Acești doi factori determină cât de curat va fi locul de muncă după finalizarea lucrării.

Lucrul cu software-ul DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM și Mach3 diferă doar în interfața software-ului și setul de funcții.

Utilizarea mașinilor CNC este justificată în industria pietrei și a lemnului, în industria metalelor și chiar în service-ul auto, unde, de exemplu, piesele de schimb sunt prelucrate pentru motoarele cu carburator ale mașinilor. Dar o mașină CNC va ajuta la fabricarea figurilor decorative, a bijuteriilor și, de asemenea, la freza sau tăia semifabricate din orice oțel folosind un laser. CNC realizează, de exemplu, tăierea ușilor MDF (foața ușii), strunjirea pieselor pentru încuietori și armături antiefracție ale ferestrelor metal-plastic. Această listă amenință să devină nesfârșită. Unul dintre exemplele tipice este sculptarea figurinelor din bronz din portretele unor personalități proeminente desenate în format tridimensional.

Configurarea mașinii pentru lucru se efectuează conform următoarei scheme.

• Găsiți freza potrivită pentru aplicația dvs. Verificați claritatea marginilor sale tăietoare.
• Puneți lanterna în mandrina desemnată. Verificați dacă este bine fixat.
• Porniți mașina fără spate.
• Programați dispozitivul. Unitățile CNC vechi sunt programate folosind carduri perforate, altele mai noi - folosind același AutoCAD (introducând parametrii piesei prelucrate).
• Suspendați mașina și puneți piesa de prelucrat pe scenă, porniți pompa. Reporniți mașina.
• După întoarcerea piesei, opriți mașina și îndepărtați piesa de prelucrat turnată. Pune-l pe următorul. Dacă este necesar, modificați parametrii introduși și porniți mașina.
• Dacă urmează a fi efectuată strunjire (copiere) multiplă a pieselor, atunci plasați numărul necesar de piese de prelucrat în zona de lucru, programați dispozitivul CNC și porniți axul. Piesele sunt rotite automat.

Nu toate modelele de mașini se pretează la modernizare. În prima etapă, este posibil doar să instalați un computer de bord cu o singură placă mai performantă - și să schimbați Windows, de exemplu, la un sistem Linux.

Cum să alegi o mașină CNC, vezi următorul videoclip.