Τι είναι ένας δρομολογητής CNC και πώς λειτουργεί;

Ευχηθήκατε ποτέ τα σχέδιά σας να μετατραπούν σε τέλεια μέρη χωρίς εικασίες; Η αναζήτηση ενός δρομολογητή CNC συνήθως σημαίνει ότι θέλετε ταχύτερη επαναληψιμότητα και καθαρότερα αποτελέσματα.

Αυτός ο οδηγός εξηγεί τι είναι ένας δρομολογητής CNC και πώς λειτουργεί στην πραγματική ζωή. Θα μάθετε για την κίνηση X/Y/Z, τον άξονα και τον κωδικό G που οδηγεί την κοπή.

Σε αυτήν την ανάρτηση, θα μάθετε τι μπορεί και τι δεν μπορεί να κάνει ένας δρομολογητής CNC, καθώς και πώς να σχεδιάσετε την πρώτη σας εργασία βήμα προς βήμα.

 

Ορισμός δρομολογητή CNC — Τι είναι ένας δρομολογητής CNC;

ΕΝΑ Το CNC Router είναι μια μηχανή κοπής ελεγχόμενη από υπολογιστή που ακολουθεί ένα ακριβές πρόγραμμα. Σε απλά αγγλικά, κινεί ένα περιστρεφόμενο εργαλείο κοπής κατά μήκος ακριβών μονοπατιών. Αυτό το κάνει χρησιμοποιώντας εντολές που το μηχάνημα μπορεί να 'διαβάσει' και να εκτελέσει.

Τα περισσότερα έργα χρησιμοποιούν αφαιρετική παραγωγή . Αυτό σημαίνει ότι ξεκινά από ένα μεγαλύτερο κομμάτι υλικού και μετά αφαιρεί ό,τι δεν χρειάζεται. Το υλικό που αφαιρέθηκε γίνεται το σχήμα που σχεδιάσατε.

Δείτε τι δρομολογητής CNC σε πραγματικά καταστήματα. χειρίζεται συνήθως ένας Οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν για εργασίες όπου τα καθαρά άκρα και τα επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα έχουν σημασία.

• Κοπή λαμαρίνας σε μέρη

• Χαρακτική λεπτομέρειες και κείμενο

• Σκαλίζοντας λογότυπα, σχήματα, διακοσμητικά σχέδια

• Φρεζάρισμα ελαφρών υλικών όπως ξύλο, ακρυλικό, MDF, πλαστικά

CNC Router vs CNC Mill (Γρήγορη σύγκριση)

Ένας δρομολογητής CNC συχνά κερδίζει σε κόστος και ταχύτητα για πιο μαλακά ή φύλλα. Είναι σχεδιασμένο για υλικά που χαράσσονται εύκολα με τη σωστή ταχύτητα ατράκτου και τα σωστά κομμάτια. Γι' αυτό θα δείτε δρομολογητές σε καταστήματα επιγραφών, σχολεία, γραμμές παραγωγής χόμπι και ελαφριές βιομηχανικές εργασίες.

Οι μύλοι CNC είναι κατασκευασμένοι για βαρύτερες δυνάμεις κοπής. Έχουν συνήθως υψηλότερη ακαμψία και ταιριάζουν καλύτερα με σκληρότερα μέταλλα. Όταν ο χάλυβας μπαίνει στην εικόνα, το σχέδιο ενός μύλου συνήθως χειρίζεται το φόρτο εργασίας με μεγαλύτερη ασφάλεια και ακρίβεια.

Χρησιμοποιήστε αυτόν τον γρήγορο εμπειρικό κανόνα όταν σχεδιάζετε την αγορά ή τη ροή εργασίας σας.

Ο εμπειρικός κανόνας

• CNC Router = ιδανικό για ξύλο / πλαστικό / μαλακά μέταλλα

• Μύλος CNC = καλύτερος για σκληρότερα μέταλλα / χάλυβα

Παρακάτω είναι μια απλή σύγκριση που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κατά τις πρώτες συζητήσεις.

Σε καθημερινούς όρους, οι δρομολογητές βοηθούν τις ομάδες να αποστέλλουν πρωτότυπα πιο γρήγορα. Οι μύλοι βοηθούν τις ομάδες να αποφεύγουν το άγχος, τη φλυαρία και την καταπόνηση του εργαλείου όταν κόβουν σκληρότερα υλικά.

Τι κάνει έναν δρομολογητή CNC διαφορετικό από έναν δρομολογητή χειρός;

Ένας δρομολογητής χειρός καθοδηγείται από ένα άτομο. Ένας δρομολογητής CNC καθοδηγείται από ένα σύστημα υπολογιστή. Αυτή η μία αλλαγή είναι γιατί τα επαναλαμβανόμενα μέρη γίνονται ρεαλιστικά.

Ένας δρομολογητής CNC λειτουργεί με κίνηση που βασίζεται σε υπολογιστή . Χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα που ονομάζεται G-code για να ελέγξει πού πηγαίνει ο άξονας μετά. Το μηχάνημα ακολουθεί την κίνηση X/Y/Z, ώστε η κοπή να ταιριάζει με το σχέδιο.

Μόλις η ρύθμιση είναι σωστή, η διαδικασία γίνεται κυρίως επαναλαμβανόμενη σε όλες τις εκτελέσεις. Το μηχάνημα δεν 'κουράζεται' ούτε αλλάζει πίεση στη μέση της εργασίας. Εξακολουθούν να χρειάζονται καλή ρύθμιση, αλλά η συμπεριφορά κοπής παραμένει συνεπής.

• Ακολουθεί τον κώδικα G αντί της ανθρώπινης κατεύθυνσης

• Επαναλαμβάνει την ίδια διαδρομή εργαλείων σε πολλά μέρη

• Μειώνει την εξάρτηση της 'χειροτεχνίας' μετά τη βαθμονόμηση

• Υποστηρίζει πολύπλοκα σχήματα μέσω σχεδιασμένων εργαλειοδρομιών

Από την πλευρά του αγοραστή, αυτή η διαφορά έχει σημασία για τα χρονοδιαγράμματα και την απόδοση. Οι ομάδες μπορούν να εκτελέσουν παρτίδες με λιγότερη επανεπεξεργασία, ειδικά για χαρακτική, περιγράμματα δρομολόγησης και χαρακτηριστικά τοποθέτησης τσέπης.

Πώς λειτουργεί ένας δρομολογητής CNC; (Βασική Αρχή Εργασίας)

Ένας δρομολογητής CNC είναι απλός μόλις κατανοήσετε το 'βρόχο' του. Διαβάζει ένα πρόγραμμα, μετακινεί τους άξονες, περιστρέφει τον άξονα και ακολουθεί μια προγραμματισμένη διαδρομή κοπής. Δεν μαντεύει. Εκτελεί.

Σκεφτείτε το σαν ένα καλά δοκιμασμένο πλήρωμα. Εξακολουθούν να χρειάζονται σωστή ρύθμιση, ασφαλή εργαλεία και καλές ρυθμίσεις. Αλλά μόλις ξεκινήσει το τρέξιμο, συνεχίζουν να κάνουν την ίδια δουλειά με τον ίδιο τρόπο στις επαναλήψεις.

Ο δρομολογητής CNC 'brain': Οδηγίες κωδικού G

Ο δρομολογητής CNC 'brain' είναι κωδικός G . Αυτό το αρχείο του λέει ακριβώς πώς και πού να μετακινηθεί στη συνέχεια. Ρυθμίζει επίσης τη συμπεριφορά κοπής, ώστε η κοπή να φαίνεται σωστή αντί να είναι ακατάστατη.

Ο κώδικας G ελέγχει κυρίως τρεις τομείς:

• Συντεταγμένες κίνησης : όπου πηγαίνει το εργαλείο στο χώρο X/Y/Z

• Ταχύτητα άξονα / συμπεριφορά κοπής : πόσο γρήγορα περιστρέφεται ο άξονας και πώς εμπλέκεται

• Ρυθμοί τροφοδοσίας και βάθος : πόσο γρήγορα κόβεται και πόσο βαθιά τρέχει κάθε πέρασμα

Ακολουθεί μια γρήγορη προβολή του τρόπου με τον οποίο αυτές οι οδηγίες αντιστοιχίζονται σε πραγματικές ενέργειες κατά τη διάρκεια μιας εργασίας.

Εάν αυτοί οι αριθμοί είναι απενεργοποιημένοι, η δουλειά δεν 'μυστηριωδώς αποτυγχάνει'. Απλώς κόβει με λάθος τρόπο, με λάθος ενέργεια, για το λάθος υλικό.

Ο δρομολογητής CNC 'κίνηση': άξονες X/Y/Z

Μετά την ανάγνωση του προγράμματος, ο δρομολογητής CNC το μετατρέπει σε κίνηση χρησιμοποιώντας τους άξονες X/Y/Z . Οι περισσότεροι συνηθισμένοι δρομολογητές εκτελούν μια εγκατάσταση 3 αξόνων, η οποία καλύπτει την πλειοψηφία των εργασιών χάραξης και δρομολόγησης.

• Άξονας Χ : κίνηση αριστερά/δεξιά

• Άξονας Υ : κίνηση μπροστά/πίσω

• Άξονας Z : έλεγχος βάθους πάνω/κάτω

Αυτός ο άξονας Z είναι που κάνει δυνατή την πραγματική 'κατεργασία'. Ελέγχει τον τρόπο με τον οποίο η μπιτ εισέρχεται στο υλικό για τσέπες, αυλακώσεις και καθαρό προφίλ.

Ορισμένες ρυθμίσεις δρομολογητή CNC υποστηρίζουν αναβάθμιση. Όταν 4ος περιστροφικός άξονας , το μηχάνημα μπορεί να περιστρέψει ένα τεμάχιο εργασίας για κυλινδρικό τρισδιάστατο σκάλισμα. υποστηρίζεται ένας Ο επιπλέον άξονας του επιτρέπει να ακολουθεί τυλιγμένα σχήματα αντί μόνο επίπεδων επιπέδων.

Ο δρομολογητής CNC 'καρδιά κοπής': άξονας + μύτη κοπής

Η άτρακτος συγκρατεί και περιστρέφει το κοπτικό μύτη με υψηλή ταχύτητα. Κατά τη διάρκεια ενός τρεξίματος, είναι το μέρος που κάνει τη σωματική εργασία. Η γεωμετρία bit συν την ταχύτητα του άξονα καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο το υλικό σπάει και αφήνει τσιπς.

Η ταχύτητα του άξονα έχει σημασία γιατί επηρεάζει:

• Ρυθμός αφαίρεσης υλικού : πόσο γρήγορα καθαρίζεται το υλικό

• Ποιότητα φινιρίσματος : πιο λείες άκρες έναντι τραχιών γραμμών

• Κίνδυνος φθοράς εργαλείου : η υπερβολική ταχύτητα μπορεί να υπερθερμανθεί, η πολύ αργή μπορεί να προκαλέσει σύρσιμο

Όταν οι άνθρωποι δυσκολεύονται, συχνά δεν είναι η επωνυμία του δρομολογητή. Είναι η αναντιστοιχία μεταξύ της ταχύτητας του άξονα, του ρυθμού τροφοδοσίας και του τύπου bit. Αυτά τα τρία πρέπει να 'συμφωνούν', διαφορετικά η ποιότητα κοπής θα πει την ιστορία αμέσως.

Εκτέλεση διαδρομής αποκοπής: ακολουθούμενη διαδρομή εργαλείου

Τώρα για το μέρος που όλοι μπορούν να φανταστούν: ο δρομολογητής ακολουθεί μια διαδρομή εργαλείων . Μια διαδρομή εργαλείων είναι η προγραμματισμένη διαδρομή που ακολουθεί το bit κατά μήκος της εργασίας. Περιλαμβάνει πού ταξιδεύει το εργαλείο και πού βυθίζεται για βάθος.

Αυτός είναι ο πρακτικός τρόπος για να το σκεφτείτε: ο δρομολογητής ακολουθεί την προγραμματισμένη διαδρομή εργαλείων, όχι τη φαντασία σας. Ακολουθεί συντεταγμένες. Ακολουθεί σειρά. Ακολουθεί προγραμματισμένη πρόθεση.

Μια σωστή διαδρομή εργαλείων συνήθως περιλαμβάνει σαφείς στρατηγικές, όπως δημιουργία προφίλ του εξωτερικού σχήματος, τοποθέτηση σε τσέπες εσωτερικών περιοχών και χάραξη κειμένου με ελεγχόμενα βάθη. Μια λανθασμένη διαδρομή εργαλείων μπορεί ακόμα να εκτελεστεί. Απλώς εμφανίζεται σε σφιγκτήρες, παραλείπει λειτουργίες ή δημιουργεί μετατοπίσεις που δεν σχεδιάσατε.

Ροή εργασιών δρομολογητή CNC — Από τη σχεδίαση στο τελικό εξάρτημα

Η ροή εργασιών CNC Router είναι μια απλή διοχέτευση, αλλά τα μικρά λάθη κοστίζουν σε πραγματικό χρόνο. Περνάμε από τη σχεδίαση CAD στις διαδρομές εργαλείων CAM, μετά τον κώδικα G, τη ρύθμιση, την εκτέλεση και το φινίρισμα. Όταν κάθε βήμα ταιριάζει με το τελευταίο, τα μέρη βγαίνουν καθαρά και επαναλαμβανόμενα.

Οι περισσότερες ομάδες το μαθαίνουν αυτό γρήγορα εκτελώντας πρώτα μια μικρή δοκιμαστική εργασία. Τα τσιπ λένε την αλήθεια: αν η διαδρομή, το βάθος και οι τροφοδοσίες είναι λάθος, θα το δείτε αμέσως.

Βήμα 1 — Δημιουργήστε το σχέδιο σε CAD

Το CAD είναι όπου ξεκινά η δουλειά. Δημιουργεί το δισδιάστατο σκίτσο ή το σχήμα 3D και στη συνέχεια κλειδώνει σε διαστάσεις και γεωμετρία. Οι άνθρωποι συχνά εστιάζουν στην 'εικόνα', αλλά ο δρομολογητής χρειάζεται πραγματικές μετρήσεις.

Για παράδειγμα, το βάθος χάραξης εξαρτάται από τις ρυθμίσεις σχεδίασής σας και τον τρόπο που μοντελοποιείτε το ανάγλυφο. Το μέγεθος του εξαρτήματος και οι γραμμές κοπής καθορίζουν πού θα εισέλθει το bit και πού πρέπει να αποφεύγει τις άκρες.

Δείτε τι περιλαμβάνει συνήθως η καλή έξοδος CAD για ένα έργο δρομολογητή CNC :

• Διορθώστε τις συνολικές διαστάσεις και ανοχές

• Γεωμετρία χάραξης (πλάτος γραμμής, περιοχές βάθους, σχήμα ανάγλυφου)

• Καθαρές άκρες για προφίλ και όρια τσέπης

• Διάταξη που ταιριάζει στην αποτελεσματική περιοχή εργασίας του μηχανήματος σας

Βήμα 2 — Χρησιμοποιήστε το CAM για να δημιουργήσετε τη διαδρομή εργαλείων CNC Router

Το CAM είναι ο μεταφραστής μεταξύ του σχεδιασμού σας και της κίνησης της μηχανής. Μετατρέπει το μοντέλο CAD σε διαδρομές εργαλείων και εκχωρεί παραμέτρους κοπής. Αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνουν το βάθος ανά πέρασμα, την ταχύτητα του άξονα και τον ρυθμό τροφοδοσίας.

Θα δείτε δύο οφέλη από το CAM. Πρώτον, σχεδιάζει τη διαδρομή έτσι ώστε η αφαίρεση υλικού να φαίνεται ελεγχόμενη. Δεύτερον, βοηθά στη μείωση των σφαλμάτων χαρτογραφώντας το σημείο που ταξιδεύει το εργαλείο πριν ξεκινήσει η εργασία.

Ορισμένες ομάδες χρησιμοποιούν συνδυασμένο λογισμικό CAD/CAM για να διατηρούν τα πάντα σε έναν χώρο εργασίας. Μπορεί να εξοικονομήσει χρόνο, ειδικά για πινακίδες, χαρακτικά και μικρά πρωτότυπα.

Αυτή είναι η τυπική έξοδος CAM που στοχεύετε πριν την εξαγωγή:

• Στρατηγική διαδρομής εργαλείων (προφίλ, τσέπη, χάραξη πάσες)

• Κόψτε τα βάθη και τα βήματα προς τα κάτω

• Ρυθμίσεις ταχύτητας άξονα και ταχύτητας τροφοδοσίας

• Επιλογή εργαλείου και συμπεριφορά εκκαθάρισης

Βήμα 3 — Εξαγωγή κωδικού G για τον ελεγκτή δρομολογητή CNC

Αφού το CAM δημιουργήσει διαδρομές εργαλείων, εξάγει τον κωδικό G . Αυτό το αρχείο γίνεται το σύνολο οδηγιών που ακολουθεί ο ελεγκτής του δρομολογητή CNC . Περιλαμβάνει συντεταγμένες και παραμέτρους μηχανικής κατεργασίας, ώστε ο ελεγκτής να ξέρει πού να κόψει στη συνέχεια.

Ο σωστός κωδικός G έχει σημασία επειδή οι λάθος αριθμοί προκαλούν λανθασμένες περικοπές. Εάν οι τιμές βάθους είναι απενεργοποιημένες, είτε θα αφήσετε υλικό πίσω είτε θα σκάψετε πολύ βαθιά. Εάν οι τιμές τροφοδοσίας ή ατράκτου δεν ταιριάζουν με το κομμάτι και το υλικό, το φινίρισμα υποφέρει γρήγορα.

Μια χρήσιμη νοοτροπία: μεταχειριστείτε τον κώδικα G σαν 'συνταγή'. Ο φούρνος μπορεί να λειτουργεί, αλλά η συνταγή πρέπει να είναι σωστή.

Βήμα 4 — Ρύθμιση του μηχανήματος: συγκράτηση εργασίας, εργαλείο και σημείο μηδέν

Το Setup μετατρέπει την εικονική σχεδίαση σε πραγματική κίνηση. Ο δρομολογητής CNC χρειάζεται το τεμάχιο εργασίας να ασφαλιστεί, να εγκατασταθεί το σωστό εργαλείο και να ευθυγραμμιστεί το σύστημα συντεταγμένων.

Οι κοινές επιλογές για εργασία περιλαμβάνουν:

• Σφιγκτήρες στο κρεβάτι για άκαμπτο φύλλο και πάνελ

• Συγκράτηση κενού / σφράγιση κενού όταν υπάρχει για να αποφευχθεί η ανύψωση

Μετά έρχεται ο μηδενισμός . Τα μηδενικά σημεία ευθυγραμμίζουν τις αρχικές θέσεις X/Y/Z με την αρχή εργασίας. Εάν το μηδέν είναι λάθος, ολόκληρη η εργασία εκτελείται με μετατόπιση. Γι' αυτό πολλοί έμπειροι χρήστες αντιμετωπίζουν τον μηδενισμό ως 'βήμα ασφαλείας' και όχι ως τυπικότητα.

Στην πράξη, επαληθεύουν επίσης:

• Το εργαλείο σφίγγεται καλά στον άξονα

• Το ύψος του κόφτη ταιριάζει με την αναμενόμενη συμπεριφορά βάθους κοπής

• Η προέλευση των συντεταγμένων ταιριάζει με τις υποθέσεις του CAM

Βήμα 5 — Εκτελέστε την εργασία: εκτέλεση προγράμματος και αφαίρεση υλικού

Τώρα ο δρομολογητής CNC εκτελεί το πρόγραμμα. Ο ελεγκτής στέλνει σήματα κίνησης στους κινητήρες. Ενώ η κεφαλή κινείται κατά μήκος της προγραμματισμένης διαδρομής του εργαλείου, η άτρακτος περιστρέφει το μύτη κοπής.

Αυτό το μέρος είναι μηχανικό, αλλά εκεί δημιουργούνται τα αποτελέσματα. Ο ρυθμός αφαίρεσης υλικού και η ποιότητα των άκρων προέρχονται από την αντιστοιχία μεταξύ διαδρομής, ταχύτητας και γεωμετρίας εργαλείου.

Οι τυπικές λειτουργίες κατά τη διάρκεια μιας εργασίας περιλαμβάνουν:

• Προφίλ του εξωτερικού σχήματος

• Τσέπες μέσα στους χώρους

• Διάνοιξη οπών ή χαρακτηριστικά προτύπου

• Χαρακτική κειμένου και λογότυπων

• Τρισδιάστατο περίγραμμα για βαθμιαία ανακούφιση

Βήμα 6 — Ολοκληρώστε και αφαιρέστε το εξάρτημα

Μετά την κατεργασία, τα τσιπ και η σκόνη χρειάζονται προσοχή. Ο γρήγορος καθαρισμός βελτιώνει την ασφάλεια και αποτρέπει την ανάμειξη των υπολειμμάτων στην εγκατάσταση της επόμενης εργασίας. Τότε το εξάρτημα μπορεί να χρειαστεί ελαφρύ φινίρισμα.

Ανάλογα με το υλικό και την ποιότητα κοπής, το φινίρισμα μπορεί να είναι τρίψιμο ή γυάλισμα. Για χαραγμένα πλαστικά ή ακρυλικά, ο προσεκτικός καθαρισμός έχει σημασία γιατί τα υπολείμματα μπορούν να κρύψουν την πραγματική επιφάνεια.

Παρακάτω είναι μια απλή προβολή των τελικών βημάτων και του τι προορίζονται να διορθώσουν για τους περισσότερους χρήστες CNC Router .

Μόλις το εξάρτημα επιθεωρηθεί και χειριστεί, η ροή εργασίας είναι έτοιμη να επαναληφθεί για την επόμενη εκτέλεση.

 

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τον δρομολογητή CNC

Ε: Σε τι χρησιμοποιείται ένας δρομολογητής CNC;

Α: Οι δρομολογητές CNC κόβουν, χαράζουν, χαράζουν και τρυπούν. Λειτουργούν εξαιρετικά σε πρωτότυπα ξύλου, ακρυλικού, MDF, πλαστικών, αφρού και PCB.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός δρομολογητή CNC και ενός μύλου CNC;

Α: Ένας δρομολογητής CNC είναι βελτιστοποιημένος για μαλακότερα υλικά και φύλλα εργασίας. Ένας μύλος CNC είναι καλύτερος για σκληρότερα μέταλλα όπως ο χάλυβας λόγω της υψηλότερης ακαμψίας.

Ε: Χρειάζομαι CAD και CAM για να χρησιμοποιήσω έναν δρομολογητή CNC;

Α: Ναι. Το CAD δημιουργεί το σχέδιο, το CAM δημιουργεί διαδρομές εργαλείων και το CAM εξάγει τον G-code για τον ελεγκτή.

Ε: Τι κάνει ο G-code σε έναν δρομολογητή CNC;

A: Ο κωδικός G λέει στον δρομολογητή CNC πού να μετακινηθεί χρησιμοποιώντας συντεταγμένες X/Y/Z. Ρυθμίζει επίσης την ταχύτητα του άξονα, τους ρυθμούς τροφοδοσίας και το βάθος κοπής.

Ε: Μπορεί ένας δρομολογητής CNC να κόψει μέταλλο;

Α: Ναι για μαλακά μέταλλα όπως το αλουμίνιο και ο ορείχαλκος. Για παχύ σκληρυμένο χάλυβα, συνήθως απαιτείται διαφορετική λύση μηχανής.

Ε: Πόσο ακριβής είναι ένας δρομολογητής CNC;

Α: Η ακρίβεια εξαρτάται από την κατασκευή της μηχανής, τη βαθμονόμηση και την εργασία. Η επαναληψιμότητα βελτιώνεται όταν οι ρυθμίσεις είναι συνεπείς και τα μηδενικά είναι σωστά.