מהן מכונות CNC וכיצד לבחור אותן?

מכונות CNC הן הכלי העיקרי לעיבוד המוני של חלקים. זהו מרכיב חשוב במערכות תכנון בעזרת מחשב. העיקרון של יצירת CNC הוא לפשט את הייצור של חלקים דומים.

מכונת CNC - מכשיר עם בקרה מספרית. התכונה העיקרית שלו היא העתקה קלה של חלקים דומים ויחידים: תמונת תוכנית שנרשמה בזיכרון לקריאה בלבד, לפיה חלקים נכרסים ומנוסרים מחלקי עבודה הממוקמים באזור העבודה באמצעות מנגנון הזנת המסוע. המכונות המצוידות באקדח לייזר פלזמה, המבצעות חיתוך חלק לחלוטין של חלקי עבודה ראשוניים ומשניים, מאופיינות בתפוקה גבוהה. מעט נמוכים יותר מבחינת הציוד הטכנולוגי הן מכונות חריטה וכרסום המבצעות חריטה, ניסור וריזור (קידוח) ללא לייזר (בעזרת חותכים).

במכונות CNC מודרניות אין צורך בחיבור מחשב או מחשב נייד חיצוני - תפקידו של מתכנת מקדים (נשלט על ידי מפעיל) הקובע את הפרמטרים ממלא מיקרו מחשב מותקן בתא מכונה המוגן מפני רעשים חשמליים. מכונות CNC מודרניות יכולות להיות מחוברות גם לרשת שרתים מקומית (LSS) באמצעות ממשק LAN ולשלוט מכל PC בשטח הארגון, אשר מותרת גישה למכונה זו על ידי מנהל הרשת, שכן היא עובדת כבר 20 שנים, למשל, עם מדפסות וסורקים ברשת.

מבנה מכונת ה-CNC הוא כזה שהחלק הטכני (אלקטרומכני) מחובר בצורה נוקשה לאלקטרוניקה (ECU) ובמקביל מופרד ממנו, מופרד ממנו בחלל הפנימי המצומצם של היחידה... אחת מתכונות העיצוב של יחידת ה-CNC היא המיגון (הגנה) של ה-ECU מפני הפרעות הנוצרות על ידי מעגלים אלקטרומכניים באזור העבודה ובאזור מיתוג מצבי הפעולה. הפרעה זו יכולה "להפיל" את התוכנית, לכן, המחשב הלוח היחיד המובנה לא רק מוסר מהאלקטרומכניקה (מנועים, חיישנים), אלא גם ממוקם בקופסת פלדה מוגנת, אשר מקורקעת באופן אמין ותהיה כמעט לחלוטין לחסל סטטי ורעש מכניסה למעבד ולאיברים אלקטרוניים חיוניים אחרים.שליטה ביחידת ה-CNC.

היתרון של מכונת מיני ביתית הוא זה זהו פתרון ראוי לאנשי מקצוע צעירים שהחלו לשלוט ביסודות העבודה כמפעיל מכונת CNC... מכונות CNC מסווגות לפי רשימת הפעולות שבוצעו ולפי מאפייני מערכת הבקרה. למרות הרושם הראשוני והמתעתע של מתחיל ש"מפלצת" זו קשה מדי, שליטה בטכניקות הבסיסיות של העבודה יכולה לקחת בין חצי שעה למספר שעות. מתחיל יכול להרכיב במהירות את האלגוריתם הראשון שלו לעיבוד חלקים, שתהליך הייצור שלו הוא מעוניין. לדוגמה, הוא צריך להכין תושבת למנוע-גנרטור על אופניים - במכונה כזו הוא ישרטט, יחתוך ויטחן אותה במהירות.

מכונות CNC יכולות לעבוד על אבן, עץ ונגזרותיו, על מתכת לא ברזלית, פלדה, פלסטיק וקומפוזיט. הכל נקבע רק על ידי הכוח של מנוע הציר - ביחידה כזו, היא היחידה הפונקציונלית המניעה העיקרית. החשיבות השנייה לבחירת חומר העבודה היא האורך, הקוטר, הציפוי של חותכי הפלדה - למשל, אם המכונה כרסום. אם במכונת קידוח עסקינן, הרי שלעתים קרובות משולבות יכולותיה ויכולות יחידת הכרסום. עבודת מכונת הניסור מתבצעת על ידי מכונת הכרסום, ועבודת מכונת הקידוח מתבצעת על ידי המחרטה.

מכונות כאלה הן רב תכליתיות: הן משלבות את היכולות של האוניברסלי (היחידה חותכת וטוחנת, קודחת חלקים בהקרנות שונות), שולחן העבודה (שוקלת לא יותר מכמה עשרות קילוגרמים, מתאימה על שולחן עבודה עם שטח שולחן של 2 m2). הספק של כונן הציר לעיבוד פלסטיק ועץ, ככלל, אינו עולה על כמה מאות וואט לשעה הנצרכת מהרשת. עבור מתכת לא ברזלית, הספק של עד קילוואט כבר נדרש, ועבור פלדות - 1.5-2 קילוואט. לרוב אין התייחסות לסוגי חומר ספציפיים במכונה רב-תכליתית. בהתאם, יש צורך לרכוש חותכים, מקדחות, כתרים, להבי מסור העשויים מפלדה במהירות גבוהה, כמו גם עם חומרים שוחקים.

לפי סוגי העיבוד, הסיווג של מכונות CNC מספק התקנים אופקיים (חיתוך חלקים במצבם ה"שכיבה") ואנכי (להיפך, מכשירים אלו עובדים עם חלקים "עומדים", חיתוך למעלה ולמטה). יחידות משולבות מבצעות חיתוך וקידוח חלקים בכל שלושת המישורים.

מערכת הבקרה במכונות CNC היא מאפייני ה"מחשב" הרגילים, כגון: מספר המגה-הרץ של כל אחת מליבות המעבד, מספר הליבות שלה, וכן מספר מגה-בייט (או ג'יגה-בייט) של זיכרון RAM (RAM, זיכרון גישה אקראית). כהתקן אחסון, כמו במחשבים נייחים ומחשבים ניידים קונבנציונליים, כונן מגנטו-אופטי ("דיסק קשיח"), SSD (מצב מוצק "דיסק קשיח") או זיכרון eMMC (כמו במחשבים ניידים, טאבלטים וסמארטפונים עם לוח יחיד לבצע בעיקר עבודה משרדית) משמש.

עם זאת, שום חומרה לא תתבטא במלואה עד שתתקין עליה תוכנית הבקרה. מכונות CNC ניידות מודרניות משתמשות במערכת הפעלה המבוססת על ליבת תוכנה וגרפיקה לינוקס או ווינדוס: לצורכי ייצור, "תפורה" בזיכרון המכונה גרסת "חתוך" מיוחדת, שנוצרה אך ורק לעבודה, ולא, למשל, לגלישה מלאה באינטרנט, הפעלת משחקים או צפייה בסרטונים. על זה אתה יכול רק לעבד את הפרטים, עבור כל השאר זה לא זמין.

דגם 1325 - אחת ממכונות ה-CNC הטובות ביותר, שתוכננה כמכשיר התחלתי לשליטה במיומנויות של מומחה לכלי מכונות. עלויות תחזוקה נמוכות - שייך לשיעור Start (למתחילים). מבצע חריטה תלת-צירית של חלקי עץ. מסוגל ליישם דפוסים פשוטים עם סימטריה דו-צדדית. אין צורך בהכשרה מיוחדת למתחילים כאשר עובדים על מכשיר כזה.

אזור העבודה הוא 130x250x200 ס"מ. הוא מתחיל ממתח בין-פאזי של 380 וולט. הוא נשלט באמצעות מערכת Mach3 המצוידת במנגנון ציר מקורר, פועל ממהפך בקרה, ומפתח מהירות של עד 24,000 סיבובים בכל דקה. משומן ביד. מופעל על בסיס תוכנת Artcam, הוא חותך MDF ועץ, אקריליק וחומרים אחרים (כולל מרוכבים) שאינם מתכתיים לחלוטין.

דגם 2040 ATC CNC... עובד על בסיס CNC עם מרכזיית טלפון אוטומטית. ישנו מגזין חותכים מובנה המקל על בחירת החותך הרצוי. חותך, חריץ חומרים לא מתכתיים, חותך בהם חריצים וחותמת ריקים, טוחן אותם. החלפת הכלים היא אוטומטית. כרסום קרוסלה דגם ATC CNC בשטח עבודה של 200x400x20 ס"מ. מופעל על ידי רשת תלת פאזית.הציר צורך עד 9 קילוואט חשמל מהרשת, ומצויד בסרוו יפניים של 11 קילוואט.

נבנה על בסיס שולחן עבודה ואקום בצורת T, שימון מוכנס אוטומטית לעבודה ולאזור של מנגנוני הסיבוב. משאבת ואקום מסירה שבל מאזור העבודה, ועוזרת לשמור על אזור העבודה נקי יחסית. הספק משאבת ואקום - 3 קילוואט. המכונה מתאימה להפיכת אלומיניום.

דגם 1625 בעל שטח עבודה של 2x5 מ' ופועל גם מרשת תלת פאזית. מכשיר שולחני עם מאפיינים דומים לגרסה הקודמת. ההבדל הוא בנוכחות חותך מתנד המאפשר לחתוך עור וחומר. חותכים מאפשרים לך לעבוד עם אלומיניום וכל חומר פשוט ומרוכב שאינו מתכתי. דיוק חיתוך - 10 מיקרומטר. ניתן להמשיך בחריטת לא מתכות ואלומיניום מנקודת הפסקת הפעולה.

דגמים אחרים מאפשרים לך לעבוד עם פלדה, ברונזה, דוראלומין, אך הכוח, הממדים והציוד שלהם מתגלים כעלויות גבוהות לפחות פי כמה משלושת הדגמים שתוארו לעיל. הם תומכים בפעולת 5 צירים (בקרת 5 צירים). המכונות היקרות ביותר מצוידות בתותח לייזר המייצר עד מאות וואטים בנקודה בקוטר של פחות מ-1 מ"מ, המאפשר חיתוך פלדה בדיוק הגבוה ביותר.

הסט הרגיל של מכונות CNC כולל מסגרת (מיטה), תיבות הילוכים ויחידת הזנה, עמוד ראש ועמוד זנב, מנגנון מוט ותמיכה. כל החלקים והמכלולים קבועים על מסגרת המכונה, שבלעדיה המכשיר הזה לא יכול לעבוד. תיבת ההילוכים (תיבת ההילוכים) אחראית על העברת מומנט מהנעת הציר. יתר על כן, המומנט המשודר מתקבל על ידי היחידה הפונקציונלית של הקליפר.

ה-headstock כולל את תיבת ההילוכים ואת הציר עצמו, מהדקים וחלקים מסתובבים המסובבים את הרכיב המופנה. בעזרת עמוד הזנב, החלק המופנה מקובע מהצד הנגדי - ברגעי העיבוד של החלק המרכזי של חומר העבודה. הליבה היא כורך או חותך קידוח שקובע את היישור.

אלמנט זה מחובר בצורה נוקשה אל עמוד הזנב. ההחלקה קובעת באיזו יציבות החותך מקובע ובאילו כיוונים הוא נע. את השלמות של מכשיר ה-CNC משלימים שולחן ואקום, משאבת ואקום האוספת שבבים ומכשיר קירור לכלי חיתוך. כדי להיות מסוגל להתרחק ממקום העבודה לזמן קצר, העובד (מפעיל המכונה) משתמש בקונסולה ניידת.

בחר מכונת CNC עבור הפרמטרים הבאים.

• צריכת חשמל. לא לכל סדנת ייצור יש את היכולת להתחבר למתח אספקה ​​תלת פאזי, שלא לדבר על בתים פרטיים, למשל, באזור מגורים פרברי. לא סביר שהחיווט הביתי יעמוד ביותר מ-3.5 קילוואט: מכונות אוטומטיות קונבנציונליות של 16 אמפר המותקנות על המונה, כמו גם המונה עצמו, אינן יכולות לפעול בזרם עומס של יותר מ-16 אמפר. בחר מכונות עם הספק של לא יותר מ 2-3 קילוואט.
• מהירות מנוע הציר חייבת להיות לפחות 10,000 לדקה. אחרת, הסיבוב של החלקים יתברר לא ממש באיכות גבוהה, במיוחד, זה יהיה בעייתי לבצע חריטה עדינה וסיבוב עם קווי המתאר הקטנים ביותר.
• עבודה עם מתכות... אפילו מכונות לא ממש חזקות עם יעילות גבוהה וסל"ד מ-20,000 סל"ד יכולות לטחון לפחות פלדה 3 וברונזה. עבודה במתכת מרחיבה מאוד את הרלוונטיות שלך כאמן במלאכה שלך.
• אזור העבודה צריך להיות גדול ככל האפשר. זה יאפשר לטחון חלקים נוספים במישור אחד, או לייצר חלקים גדולים יותר.
• קלות תיקון והחלפת חותכים, חותכי קידוח - ללא מאפיין זה של מכשיר CNC, היעילות שלך, ביצוע מדויק של תוכניות גדולות עלול לסבול, בפרט, עקב חותך משוחרר כהלכה, אתה מסתכן בקבלת אחוז משמעותי של חלקים שנדחו.
• ביצוע ומערכת קירור. עד כמה שני הרכיבים הללו איכותיים וללא תקלות תלויים לא רק בחיי השירות של חותכי וחותכי קידוח, אלא גם בחיי השירות הכוללים של המכונאים במכונת CNC.
• יניקה ואקום ומגן... שני גורמים אלו קובעים עד כמה מקום העבודה שלכם יהיה נקי לאחר סיום העבודה.

העבודה עם תוכנות DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM ו-Mach3 שונה רק בממשק התוכנה ובמערכת הפונקציות.

השימוש במכונות CNC מוצדק בתעשיית האבן והעץ, בענף עיבוד המתכת ואף בשירות הרכב, שבו, למשל, מעובדים חלקי חילוף למנועי קרבורטור של מכוניות. אבל מכונת CNC תעזור בייצור של דמויות דקורטיביות, תכשיטים וגם טוחנים או חותכים חלקים ריקים מכל פלדה באמצעות לייזר. ה-CNC מבצע למשל חיתוך של דלתות MDF (עלה דלת), סיבוב חלקים למנעולים ואביזרי אנטי פריצה של חלונות מתכת-פלסטיק. רשימה זו מאיימת להיות אינסופית. אחת הדוגמאות האופייניות היא גילוף פסלוני ברונזה מדיוקנאות של אישים בולטים שצוירו בפורמט תלת מימדי.

הגדרת המכונה לעבודה מתבצעת בהתאם לתכנית הבאה.

• מצא את החותך המתאים ליישום שלך. בדוק את החדות של קצוות החיתוך שלו.
• הנח את הלפיד בתוך הצ'אק המיועד לו. בדוק אם הוא מקובע היטב.
• הפעל את המכונה ללא ריקים.
• תכנת את המכשיר. יחידות CNC ישנות מתוכנתות באמצעות כרטיסי ניקוב, חדשים יותר - באמצעות אותו AutoCAD (הכנסת הפרמטרים של החלק המעובד).
• השע את המכונה, והנח את חומר העבודה על הבמה, הפעל את המשאבה. הפעל מחדש את המכונה.
• לאחר הפיכת החלק, עצור את המכונה והסר את חומר העבודה שהפך. מניחים את הבא. במידת הצורך, שנה את הפרמטרים שהוזנו והפעל את המכונה.
• אם יש לבצע סיבוב (העתקה) מרובה של חלקים, הנח את המספר הנדרש של חלקי עבודה באזור העבודה, תכנת את התקן ה-CNC והפעל את הציר. חלקים מסובבים באופן אוטומטי.

לא כל דגמי המכונות מתאימים למודרניזציה. בשלב הראשון, אפשר רק להתקין מחשב לוח יחיד בעל ביצועים גבוהים יותר - ולשנות את ווינדוס, למשל, למערכת לינוקס.

כיצד לבחור מכונת CNC, ראה את הסרטון הבא.