Wat zijn CNC-machines en hoe kies je ze?

CNC-machines zijn het belangrijkste gereedschap voor massabewerking van onderdelen. Het is een belangrijk onderdeel van computerondersteunde ontwerpsystemen. Het principe van het maken van een CNC is om de productie van hetzelfde type onderdelen te vereenvoudigen.

CNC-machine - een apparaat met numerieke besturing. Het belangrijkste kenmerk is: gemakkelijk kopiëren van hetzelfde type en onderdelen van één type: een in het read-only geheugen vastgelegd programmabeeld volgens welke met behulp van het transportbandaanvoermechanisme onderdelen worden gefreesd en gezaagd uit in het werkgebied geplaatste werkstukken. De machines die zijn uitgerust met een laser-plasmapistool, die perfect soepel snijden van primaire en secundaire werkstukken, worden gekenmerkt door een hoge doorvoer. Iets lager qua technologische uitrusting zijn draai- en freesmachines die niet-laser (met behulp van frezen) draaien, zagen en ruimen (boren) van werkstukken uitvoeren.

In moderne CNC-machines is het niet nodig om een ​​externe pc of laptop aan te sluiten - de rol van een voorlopige (operatorgestuurde) programmeur die de parameters instelt, wordt gespeeld door een ingebouwde microcomputer die is geïnstalleerd in een machinecompartiment dat is beschermd tegen elektrische ruis. Moderne CNC-machines kunnen ook worden aangesloten op een lokaal servernetwerk (LSS) via een LAN-interface en worden bestuurd vanaf elke pc op het grondgebied van de onderneming, die door de netwerkbeheerder toegang tot deze machine krijgt, aangezien deze al 20 jaar werkt. bijvoorbeeld met netwerkprinters en scanners.

Het ontwerp van de CNC-machine is zodanig dat het technische (elektromechanische) deel star verbonden is met de elektronische (ECU) en er tegelijkertijd van is gescheiden, ervan gescheiden in de beperkte interne ruimte van de unit... Een van de ontwerpkenmerken van de CNC-eenheid is de afscherming (bescherming) van de ECU tegen interferentie die wordt gegenereerd door elektromechanische circuits in het werkgebied en het schakelgebied van de bedrijfsmodus. Deze interferentie kan het programma "neerhalen", daarom is de on-board single-board pc niet alleen verwijderd van de elektromechanica (motoren, sensoren), maar ook in een beschermde stalen doos geplaatst, die betrouwbaar is geaard en bijna volledig zal elimineer statische elektriciteit en ruis van het binnendringen van de CPU en andere vitale elektronische orgels controle van de CNC-eenheid.

Het voordeel van een mini-huishoudmachine is dat: het is een waardige oplossing voor jonge professionals die de basis van het werken als CNC-machinebediener onder de knie hebben... CNC-machines worden geclassificeerd volgens de lijst met uitgevoerde bewerkingen en volgens de kenmerken van het besturingssysteem. Ondanks de eerste en bedrieglijke indruk van een beginner dat dit "monster" te ingewikkeld is, kan het een half uur tot enkele uren duren om de basistechnieken onder de knie te krijgen. Een beginner kan snel zijn eerste algoritme samenstellen voor het verwerken van onderdelen, het productieproces waarin hij geïnteresseerd is. Hij moet bijvoorbeeld een houder maken voor een motor-generator op een fiets - op zo'n machine zal hij deze snel tekenen, snijden en slijpen.

CNC-machines kunnen werken op steen, hout en zijn derivaten, op non-ferrometaal, staal, kunststof en composiet. Alles wordt alleen bepaald door de kracht van de spilmotor - in zo'n eenheid is het de belangrijkste drijvende functionele eenheid. De tweede waarde voor de keuze van het werkstukmateriaal is de lengte, diameter, coating van stalen frezen - bijvoorbeeld als de machine aan het frezen is. Als u te maken heeft met een boormachine, dan worden de mogelijkheden en de mogelijkheden van de frees vaak gecombineerd. Het werk van de zaagmachine wordt uitgevoerd door de freesmachine en het werk van de boormachine wordt uitgevoerd door de draaibank.

Dergelijke machines zijn multifunctioneel: ze combineren de mogelijkheden van het universele (het apparaat snijdt en slijpt, boort onderdelen uit in verschillende projecties), desktop (weegt niet meer dan enkele tientallen kilo's, past op een werkbank met een tafelbladoppervlak van 2 m2). Het vermogen van de spindelaandrijving voor het verwerken van kunststof en hout is in de regel niet groter dan enkele honderden watts per uur die uit het lichtnet worden verbruikt. Voor non-ferrometaal is al een vermogen tot een kilowatt vereist, en voor staal - 1,5-2 kW. Er is vaak geen verwijzing naar specifieke materiaalsoorten in een multifunctionele machine. Dienovereenkomstig is het noodzakelijk om messen, boren, kronen, zaagbladen van snelstaal te kopen, evenals schuurmiddelen.

Afhankelijk van de soorten verwerking, zorgt de classificatie van CNC-machines voor horizontale (snijden van onderdelen in hun "liggende" positie) en verticale (integendeel, deze apparaten werken met "staande" onderdelen, op en neer snijden) apparaten. Gecombineerde eenheden voeren het snijden en boren van onderdelen uit in alle drie de vlakken.

Het besturingssysteem in CNC-machines is de gebruikelijke "computer" -kenmerken, zoals: het aantal megahertz van elk van de processorkernen, het aantal kernen, evenals het aantal megabytes (of gigabytes) RAM (RAM, werkgeheugen). Als opslagapparaat, zoals in conventionele desktop-pc's en laptops, een magneto-optische schijf ("harde schijf"), SSD (solid-state "harde schijf") of eMMC-geheugen (zoals in single-board laptops, tablets en smartphones die voornamelijk kantoorwerk verrichten) wordt gebruikt.

Geen enkele hardware zal zich echter volledig manifesteren totdat het besturingsprogramma erop is geïnstalleerd. Moderne draagbare CNC-machines gebruiken een besturingssysteem dat is gebaseerd op een software- en grafische kern Linux of Windows: voor productiedoeleinden wordt een speciale "cut-down" versie "genaaid" in het geheugen van de machine, exclusief gemaakt voor werk, en niet bijvoorbeeld voor volwaardig websurfen, het draaien van games of het bekijken van video's. Daarop kun je alleen onderdelen verwerken, voor al het andere is het niet beschikbaar.

Model 1325 - een van de beste CNC-bewerkingsmachines, ontworpen als een instapmodel om de vaardigheden van een gereedschapsmachinespecialist onder de knie te krijgen. Lage onderhoudskosten - behoort tot de Startklasse (voor beginners). Voert drie-assige gravures uit van houten plano's. In staat om eenvoudige patronen met bilaterale symmetrie toe te passen. Speciale training voor een beginner bij het werken aan een dergelijk apparaat is niet nodig.

Het werkgebied is 130x250x200 cm en gaat uit van een interfasespanning van 380 volt. Het wordt aangestuurd door middel van het Mach3-systeem, uitgerust met een gekoeld spindelmechanisme, werkt vanuit een regelomvormer en ontwikkelt een snelheid tot 24.000 omwentelingen per minuut. Met de hand gesmeerd. Aangedreven door Artcam-software, snijdt het MDF en hout, acryl en andere (inclusief composiet) puur niet-metalen materialen.

Model 2040 ATC CNC... Werkt op basis van CNC met automatische telefooncentrale. Er is een ingebouwd snijmagazijn waarmee u eenvoudig de gewenste snijplotter kunt selecteren. Snijdt, groeft niet-metalen materialen, snijdt groeven erin en stempelt blanco's, freest ze. Gereedschapswissel is automatisch. Carrouselfreesmodel ATC CNC met een werkgebied van 200x400x20 cm Aangedreven door een driefasig netwerk.De spindel verbruikt tot 9 kW stroom van het lichtnet en is uitgerust met Japanse servo's van 11 kW.

Gebouwd op basis van een T-vormige vacuüm werktafel, wordt automatisch smering in de werking en het gebied van de roterende mechanismen geïntroduceerd. Een vacuümpomp verwijdert spanen uit het werkgebied, waardoor het werkgebied relatief schoon blijft. Vacuümpompvermogen - 3 kW. De machine is geschikt voor het draaien van aluminium.

Model 1625 heeft een werkgebied van 2x5 m. En werkt ook vanuit een driefasig netwerk. Desktopapparaat met kenmerken die vergelijkbaar zijn met de vorige versie. Het verschil zit hem in de aanwezigheid van een oscillator-cutter, waarmee je huid en materie kunt snijden. Met de frezen kunt u werken met aluminium en alle niet-metalen eenvoudige en composietmaterialen. Snijnauwkeurigheid - 10 micrometer. Het is mogelijk om vanaf het punt van onderbreking van de bewerking door te gaan met het graveren van niet-metalen en aluminium.

Met andere modellen kunt u met staal, brons, duraluminium werken, maar hun kracht, afmetingen en uitrusting blijken minstens meerdere keren duurder te zijn dan de drie hierboven beschreven modellen. Ze ondersteunen bediening over 5 assen (5 assen). De duurste machines zijn uitgerust met een laserkanon dat tot honderden watts vermogen genereert op een punt met een diameter van minder dan 1 mm, waardoor staal met de hoogste precisie kan worden gesneden.

De gebruikelijke set CNC-machines omvat een frame (bed), versnellingsbakken en invoereenheid, kop en losse kop, stangmechanisme en ondersteuning. Alle onderdelen en samenstellingen zijn bevestigd op het machineframe, zonder welke dit apparaat niet kan werken. De versnellingsbak (versnellingsbak) is verantwoordelijk voor het overbrengen van het koppel van de spindelaandrijving. Verder wordt het overgedragen koppel ontvangen door de functionele eenheid van de remklauw.

De kop omvat de versnellingsbak en de spindel zelf, klemmen en roterende delen die het gedraaide onderdeel draaien. Met behulp van de losse kop wordt het gedraaide deel vanaf de andere kant gefixeerd - op de momenten van bewerking van het centrale deel van het werkstuk. De kern is een ruimer of een boorfrees die de uitlijning bepaalt.

Dit element is star verbonden met de losse kop. De slede bepaalt hoe stevig het mes vastzit en in welke richting het beweegt. De compleetheid van het CNC-apparaat wordt aangevuld met een vacuümtafel, een vacuümpomp die spanen opvangt en een koelapparaat voor snijgereedschappen. Om zich voor korte tijd van de werkplek te kunnen verplaatsen, gebruikt de arbeider (machinebediener) een draagbare console.

Kies een CNC-machine voor de volgende parameters.

• Energieverbruik. Niet elke productiewerkplaats heeft de mogelijkheid om op een driefasige voedingsspanning aan te sluiten, om nog maar te zwijgen van particuliere huizen, bijvoorbeeld in een woonwijk in de buitenwijken. Huishoudelijke bedrading is waarschijnlijk niet bestand tegen meer dan 3,5 kW: conventionele automatische machines van 16 ampère die op de meter zijn geïnstalleerd, evenals de meter zelf, kunnen niet werken bij een belastingsstroom van meer dan 16 ampère. Kies machines met een vermogen van niet meer dan 2-3 kW.
• Het toerental van de spindelmotor moet minimaal 10.000 per minuut zijn. Anders zal het draaien van de onderdelen van niet helemaal hoge kwaliteit blijken te zijn, met name zal het problematisch zijn om fijn graveren en draaien met de kleinste contouren uit te voeren.
• Werken met metalen... Zelfs niet echt krachtige machines met een hoog rendement en toerentallen vanaf 20.000 tpm kunnen minstens staal 3 en brons slijpen. Werken in metaal vergroot je relevantie als een meester in je vak enorm.
• Het werkgebied moet zo groot mogelijk zijn. Dit maakt het mogelijk om meer onderdelen in één vlak te slijpen of om grotere blanks te produceren.
• Eenvoudig bevestigen en wisselen van frezen, boorfrezen - zonder dit kenmerk van een CNC-apparaat, kan uw efficiëntie, de nauwkeurige uitvoering van grote plannen lijden, met name door een goed losse frees, loopt u het risico een aanzienlijk percentage afgekeurde onderdelen te krijgen.
• Vakmanschap en koelsysteem. Hoe hoogwaardig en storingsvrij deze twee componenten blijken te zijn, hangt niet alleen af ​​van de levensduur van frezen en boorfrezen, maar ook van de totale levensduur van de mechanica in de CNC-machine.
• Vacuümzuiging en vizier... Deze twee factoren bepalen hoe schoon uw werkplek zal zijn na voltooiing van de werkzaamheden.

Werken met DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM en Mach3-software verschilt alleen in de software-interface en set van functies.

Het gebruik van CNC-machines is gerechtvaardigd in de steen- en houtverwerkende industrie, in de metaalverwerkende industrie en zelfs in de autoservice, waar bijvoorbeeld vervangende onderdelen worden bewerkt voor carburateurmotoren van auto's. Maar een CNC-machine zal helpen bij het maken van decoratieve figuren, sieraden, en ook frees of snijd blanks van staal met behulp van een laser. De CNC verricht bijvoorbeeld het snijden van MDF-deuren (deurblad), draaien van onderdelen voor sloten en anti-inbraakbeslag van metaal-kunststof ramen. Deze lijst dreigt eindeloos te worden. Een van de typische voorbeelden is het snijden van bronzen beeldjes van portretten van prominente persoonlijkheden die in driedimensionaal formaat zijn getekend.

Het instellen van de machine voor werk wordt uitgevoerd volgens het volgende schema.

• Vind de juiste frees voor uw toepassing. Controleer de scherpte van de snijkanten.
• Plaats de toorts in de daarvoor bestemde boorkop. Controleer of deze goed vastzit.
• Start de machine zonder spaties.
• Programmeer het apparaat. Oude CNC-eenheden worden geprogrammeerd met behulp van ponskaarten, nieuwere - met dezelfde AutoCAD (invoeren van de parameters van het bewerkte onderdeel).
• Hang de machine op en plaats het werkstuk op het podium, zet de pomp aan. Start de machine opnieuw.
• Stop na het draaien van het onderdeel de machine en verwijder het gedraaide werkstuk. Plaats de volgende. Wijzig indien nodig de ingevoerde parameters en start de machine.
• Als meervoudig draaien (kopiëren) van onderdelen moet worden uitgevoerd, plaats dan het vereiste aantal werkstukken in het werkgebied, programmeer het CNC-apparaat en start de spil. Onderdelen worden automatisch gedraaid.

Niet alle machinemodellen lenen zich voor modernisering. In de eerste fase is het alleen mogelijk om een ​​krachtigere single-board boordcomputer te installeren - en bijvoorbeeld Windows te veranderen in een Linux-systeem.

Hoe u een CNC-machine kiest, zie de volgende video.