Arvutite arvjuhtimisega CNC-ruuterid
Mis on CNC ruuter?
Kujutage ette masinat, mis muudab toormaterjalid nagu puit, plastik või pehmed metallid keerukateks 3D-skulptuurideks, kohandatud osadeks või isegi kirjaks kirurgilise tööriista õrnusega. Seda nimetatakse CNC-freesiks – arvuti abil juhitav tööriist, mis sarnaneb elektrilise tööriistaga, kuid millel on ülitehnoloogiline täppistöödeldud täismetallist aju. Noh, põhimõtteliselt G-koodi juhindudes kasutab see kiirelt pöörlevat lõikeriista keerukate vormide nikerdamiseks lahutava tootmise abil, materjali tükeldades, mitte ei kuhjustades seda nagu 3D-printimine. Olen näinud, kuidas CNC-frees muutis oma töökojas ilustamata vineerilehe uhketeks kapiusteks, kuna see muutis loovuse kättesaadavaks ja tõhusaks.
Miks CNC-ruuterid tänapäeval olulised on
CNC-freespingid on nii harrastajatele kui ka professionaalsetele puidutöölistele täielikuks pöördepunktiks. See on odav alternatiiv CNC-freespinkidele disaini demokratiseerimiseks ja võimaldab teil luua kohandatud silte või puidumustreid metalli valamiseks. Nende kasutusalad on nii laiad, alates reklaamitööstuse nõuetest, nagu reklaamtooted, kuni puidutöötlemisimedeni, et nende mitmekülgsus ergutab loovust. Minu esimene projekt – vahtplastist pakendamise vorm – pani mind mõistma, kuidas need masinad võimaldavad väikeettevõtetel ja kunstnikel suurettevõtetega võistelda.
Kuidas CNC-ruuterid töötavad
Põhiline tööpõhimõte
CNC-frees on masin, mis töötab nagu portaal ja kasutab vähemalt kolme telge (x, y ja z) materjali, mis on tavaliselt puit või tööstusmaterjalid, lõikamiseks või graveerimiseks. Kiire mootoriga käitatav lõikeriist jälgib G-koodi käske veelgi lamedamate materjalide, näiteks MDF-plaadi, akrüüli ja messingi nikerdamiseks. Üks pluss: erinevalt CNC-freespinkidest ei sobi siinne z-telg sügavamate lõigete või aukude tegemiseks paksudes materjalides, kuid see toimib hästi pehmemate materjalide puhul. Varem nikerdasin graniidile tähti – see oli aeglane, aga rahuldust pakkuv.
Sissejuhatus automatiseerimis- ja juhtimissüsteemidesse
Samm-mootoreid (mida kasutatakse paljudes harrastusfreesides) või palju kallimaid ja suurema jõudlusega servomootoreid (professionaalsetes mudelites) liikumistelgede jaoks juhib aju ehk kontroller, mis on täis elektroonikat. Masinat saab juhtida ilma arvutita DSP-juhtimissüsteemi abil – minu arvates on see oluline, sest on tore, et ilma arvutita on võimalik kiiresti seadistada. (3). Minu CNC-frees on ehitatud X- ja Y-teljel oleva ülitäpse hammaslati ja hammasrattaga, Z-teljel oleva NEFF Germany kuulkruviga ning HIWIN Taiwani kandiliste rööbastega, seega on see stabiilne ja ülitäpne ning ei tekita lõikejõudluses resonantsi.
Kuidas alustada
Alusta väikesest asjast hobifreesiga, õpi G-koodi ja katseta pehmete materjalidega. Alusta veebikogukondadest – mõned minu esimesed graveerimisnipid pärinesid puutöögrupist.
CNC-ruuterite tüübid
Tööstusmasinad vs harrastajate masinad
CNC-freesid on mitmekesised – alates harrastusfreesidest astmelise mootoriga kuni kommertsfreesideni, millel on servomootorid suurema liikumiskiiruse ning vastuvõetava vastupidavuse ja täpsuse saavutamiseks. Minu väike harrastusfrees saab töödelda puitu ja vahtu, aga saadaval on ka tööstuslikud masinad, mis sobivad suureformaadiliste esemete või isegi terase töötlemiseks.
3-teljelised, 4-teljelised ja 5-teljelised freesid
Enamik CNC-freespinke on kolmeteljelised (x, y ja z) ja mõeldud lamedate materjalide, uste või paneelide freesimiseks. Masin sobib objektide lasermärgistamiseks 3D-s tänu olemasolevale pöörlevale kinnitusele neljanda liikumistelje jaoks ning graveerimiseks ümmargustele objektidele, näiteks sammastele, balustritele või lauajalgadele. Olen seda kasutanud toolijalgade jaoks – see muudab mängu. Neljast kõige arenenum on 4-teljeline frees, mis pakub parimaid 4D-töötlemisvõimalusi, kuid on ka mõnevõrra haruldane.
Lauaarvuti vs täismõõdulised ruuterid
Kui ma tahaksin harrastajana/väiketootjana akrüüli või vineeri lõigata, on laua-CNC-freesid piisavalt väikesed! Suured ja vastupidavad raamiga mudelid täismõõdus materjalide või silindriliste mudelite jaoks. Täismõõdus freesil on kaheastmelised mootorid mõlemal teljel, mistõttu on X-Carve suuremate projektide jaoks tõeline jõujaam.
CNC-freesi osad
Raam ja voodi
Toorik kinnitatakse alusesse kinnitusvahenditega, mis on kinnitatud tooriku aukudesse või kinnituspunktidesse. Külmvaltsimismasina konstruktsioon on vaikne, vibratsioonivaba, raske ja vastupidav, et säilitada stabiilsus ja summutada tõhusalt resonantsi. Minu freesi alus on olnud vastupidav alus lugematute lõigete jaoks.
Spindli ja ajami süsteem
Gantryl pöörleb lõikeriist spindli või freesi abil soovitud kiirusel. Liikumisteljed töötavad kas astmeliste mootorite või servomootorite abil ning täpne liikumine saavutatakse ülitäpse hammaslati ja kuulkruvide abil. Y-teljel olevad kaks astmelist mootorit tagavad sujuva töö.
Tarkvara ja elektroonika juhtseade Kaheteljeline tarkvaraline tugikontroller ML-85 arvuti RTBU 1205 laserväljundi juhtseade DM214/1b skanneri juhtseade Kontroller sisaldab elektroonikat kiiruse ja lõigete peitmiseks. DSP juhtimissüsteem vabastab teid arvutist, mis võimaldab teil G-koodi abil soovitud kujundeid lõigata. 3D-skulptuuri G-koodi redigeerimine näitas mulle, kui võimas see on.
Tööriistad ja bitid
Puidu, plasti või pehmete metallide jaoks kasutatakse erinevaid tööriistu. Uhkematel mudelitel vahetatakse neid automaatse tööriistavahetajaga sujuvalt, aga mina olen saanud nende käsitsi vahetamise professionaaliks. Iga tööriist on hea graveerimise või lõikamise jaoks oluline.
CNC-ruuterite rakendused
Puutöö ja kapid
Puutöö õitseb CNC-freesil, luues puidust uksi, kappe, 3D-skulptuure ja isegi uusi mudeleid – kujundeid ja mustreid – liivvaluks või mustreid vahavaluks. Minu freesi täpsus aitas muuta kliendi köögikapid näituseesemeks.
Siltide valmistamine ja graveerimine
CNC-frees on mõeldud reklaamitööstusele kohandatud siltide valmistamiseks, aga ka graafikatööstusele tähtede, logode ja muude kujunduste pealekandmiseks plastlehtedele. Tegin kord kogukonnakeskusele vineerist seinamaalingu – maagia.
Plastiku ja akrüüli lõikamine
Pakendite või prototüüpide eritellimusel valmistatud kujude jaoks kasutage akrüüli või polüuretaanvahtu. Akrüüli lõikamine vitriini jaoks oli minu freesiga imelihtne.
Metallitööd ja prototüüpimine
Prototüüpimiseks võite kasutada pehmeid metalle nagu messing, alumiinium või isegi teras. Mulle meeldib messing sujuvamate lõigete jaoks, aga metallvaluvormid on freesimise tipptase.
Haridus, kunst ja isetegemine algkoolis.
Alates harrastajate isetegemisest ja taaskasutusest kuni kunstini – CNC-freesid annavad energiat. Olen aidanud lastel kooliülesannete jaoks vahtu graveerida ja pannud nende loomingulised rattad käima.
CNC-ruuterite kasutamise eelised
Täpsus ja täpsus
Suur täpsus – kvaliteetsed Saksa NEFF kuulkruvid ja Taiwani HIWIN nelinurksiinid tagavad täiuslikud lõiked. Freesi täpsus hämmastab mind iga kord uuesti.
Kiirus ja efektiivsus
CNC-freeside ja servomootorite kiirused on suuremad ning automaatsed tööriistavahetajad lihtsustavad tööd. Suutsin lauajalgade partii valmis saada tundide, mitte päevadega.
Skaleeritavus ettevõtetele
Alates väikestest töökodade mudelitest kuni tööstuslike CNC-freesideni – CNC-freesereid saab töödelda igast materjalist (sh vahttäidis, plastik, puit ja metall) kuni 50 meetri pikkuseks. Need on institutsiooni parimad sõbrad.
Inimvigade vähenemine
G-koodi ja DSP juhtimissüsteemi abil kõrvaldatakse riiuli vead. Minu kontroller isegi avastas ühe kodeerimisvea ja päästis vineeriprojekti.
Mida CNC-freespingi (H2) ostmisel arvestada
Kasutusotstarve ja materjalid
Sobita frees materjaliga – puit, akrüül või pehmed metallid. Mina pidin silindriliste mustrite jaoks kasutama oma pöördlihvijat.
Eelarve ja suuruse nõuded
Harrastusruuterid on odavad, professionaalsed aga kallimad. Mõelge piisavale ruumile laua- või tavalise suurusega konfiguratsioonide jaoks.
Tarkvara ühilduvus
Veendu, et sulle meeldib juhtimistarkvara. Seepärast õppisin ma G-koodi, et oma ruuterist maksimumi võtta.
Müügijärgne tugi ja koolitus
Hea toega originaalvaruosade tootja on oluline. Minu ruuteri kasutusjuhend oli õnnistus, välja arvatud seadistamise osas.
Olulised CNC-freesi tarvikud
Tolmu kogumise süsteemid
See kogub tolmu, et teie tööala oleks puhtam. Pärast seda, kui puidutolm mu poodi täitus, panin selle sinna sisse.
Vaakumlauad ja klambrid
Toorikuid hoiavad kinni vaakumlauad või klambrid. Minu omad on klambritega, seega ei teki lonksu.
Jahutusvedeliku ja määrdeainete võimalused
Jahutusvedelik aitab metalli lõigata. Messingist projektide puhul kasutan seda väiksemana kui ülaltoodud lohistavat tera.
Ohutusvarustus
Sa pead kandma kaitseriietust. Minu kaitseprillid päästsid mu silmad vahtlõikuse ajal.
Teenindus ja parimad tavad
Rutiinne hooldusgraafik
Öeldakse, et rutiinne hooldus väsitab ära, aga mitte siis, kui tegemist on Motor Half Trackiga. Mina puhastan oma autot iganädalaselt.
Kalibreerimise ja joondamise näpunäited
Kalibreerimine toob täiuslikkuse. Tasapinnaliseks lõikamiseks joondan spindli kord kuus.
Levinud probleemide tõrkeotsing
Võib esineda resonantsiprobleeme või kontrolleri vigu. Kinni jäänud astmemootori lahendasin kannatlikkuse ja kasutusjuhendi abil.
CNC freesimise trendid ja tulevik
Tehisintellekti ja nutika automatiseerimise kaasamine
Tehisintellekt edendab automatiseerimist, kontrollerid näevad, kust kärped tulevad. Uuel ruuteril võib selline asi juba olemas olla.
Avatud lähtekoodiga CNC evolutsionäärid
Harrastajate võimekust annab avatud lähtekoodiga tarkvara. Olen katsetanud internetis tasuta leiduvate G-koodi tööriistadega.
Rohelised materjalid ja keskkonnasäästlik tootmine
Keskkonnasõbralikud materjalid, näiteks säästev puit, on tõusuteel. Nüüd ma mängin rohelise vineeriga.
CNC-frees: loovuse ja efektiivsuse tööriist. Pole ime, et seda saab kasutada mitmel viisil, alates teisendamisest kuni 4D-uuringuteni. Minu CNC-freeside avastused on muutnud minu elu ja sel ja mitmel muul põhjusel soovitan teil sellega alustada.
