روتر CNC چیست و چگونه کار می کند؟

آیا تا به حال آرزو کرده اید که ای کاش طرح های شما بدون حدس و گمان به قطعات عالی تبدیل می شد؟ جستجوی یک روتر CNC معمولاً به این معنی است که تکرارپذیری سریع‌تر و نتایج تمیزتری می‌خواهید.

این راهنما توضیح می دهد که روتر CNC چیست و چگونه در زندگی واقعی کار می کند. شما در مورد حرکت X/Y/Z، دوک نخ ریسی و G-code که برش را هدایت می کند، خواهید آموخت.

در این پست، خواهید آموخت که یک روتر CNC چه کارهایی را می تواند انجام دهد و چه کاری را نمی تواند انجام دهد، به علاوه اینکه چگونه اولین کار خود را مرحله به مرحله برنامه ریزی کنید.

 

تعریف روتر CNC - روتر CNC چیست؟

الف روتر CNC یک دستگاه برش با کنترل کامپیوتر است که از یک برنامه دقیق پیروی می کند. به زبان انگلیسی ساده، ابزار برش چرخان را در مسیرهای دقیق حرکت می دهد. این کار را با استفاده از دستوراتی انجام می دهد که ماشین می تواند 'خواند' و اجرا کند.

اکثر پروژه ها از تولید کسر کننده استفاده می کنند . این بدان معنی است که از یک قطعه بزرگتر شروع می شود، سپس آنچه را که لازم نیست حذف می کند. مواد حذف شده به شکلی تبدیل می شود که شما طراحی کرده اید.

در اینجا چیزی است که یک روتر CNC معمولاً در مغازه های واقعی به خوبی انجام می دهد. مردم از آن برای مشاغلی استفاده می کنند که لبه های تمیز و نتایج قابل تکرار اهمیت دارد.

• برش کالاهای ورق به قطعات

• حکاکی جزئیات و متن

• حکاکی آرم، اشکال، الگوهای تزئینی

• فرز کردن مواد سبک مانند چوب، اکریلیک، ام دی اف، پلاستیک

روتر CNC در مقابل آسیاب CNC (مقایسه سریع)

یک روتر CNC اغلب در هزینه و سرعت برای مواد نرم تر یا ورق برنده است. این برای موادی طراحی شده است که به راحتی با سرعت دوک و بیت های مناسب تراشیده می شوند. به همین دلیل است که روترها را در مغازه های تابلو، مدارس، خطوط تولید سرگرمی و کارهای صنعتی سبک خواهید دید.

آسیاب های CNC برای نیروهای برش سنگین تر ساخته شده اند. آنها معمولاً سفتی بالاتری دارند و بهتر با فلزات سخت تر مطابقت دارند. هنگامی که فولاد وارد تصویر می شود، طراحی کارخانه معمولاً حجم کار را با ایمنی و دقت بیشتری انجام می دهد.

هنگام برنامه ریزی خرید یا گردش کار خود از این قانون سریع استفاده کنید.

قانون سرانگشتی

• روتر CNC = برای چوب / پلاستیک / فلزات نرم عالی است

• آسیاب CNC = برای فلزات / فولاد سخت تر بهتر است

در زیر یک مقایسه ساده وجود دارد که می توانید در بحث های اولیه از آن استفاده کنید.

در شرایط روزمره، روترها به تیم ها کمک می کنند تا نمونه های اولیه را سریعتر ارسال کنند. آسیاب ها به تیم ها کمک می کنند تا هنگام برش مواد سخت تر از استرس، پچ پچ و فشار ابزار جلوگیری کنند.

چه چیزی یک روتر CNC را با یک روتر دستی متفاوت می کند؟

یک روتر دستی توسط یک شخص هدایت می شود. یک روتر CNC توسط یک سیستم کامپیوتری هدایت می شود. این یک تغییر این است که چرا قسمت های قابل تکرار واقعی می شوند.

یک روتر CNC با حرکت کامپیوتری کار می کند . از برنامه ای به نام G-code برای کنترل مسیر بعدی اسپیندل استفاده می کند. ماشین از حرکت X/Y/Z پیروی می کند تا برش با طراحی مطابقت داشته باشد.

هنگامی که راه‌اندازی درست انجام شود، فرآیند اغلب در سراسر اجراها قابل تکرار می‌شود. دستگاه 'خسته' نمی شود یا فشار را در اواسط کار تغییر نمی دهد. آنها هنوز به نصب خوب نیاز دارند، اما رفتار برش ثابت می ماند.

• پیروی می کند کد G به جای هدایت انسان، از

• مسیر ابزار یکسانی را در چندین بخش تکرار می کند

• پس از کالیبراسیون، وابستگی 'مهارت دست' را کاهش می دهد

• از طریق مسیرهای ابزار برنامه ریزی شده از اشکال پیچیده پشتیبانی می کند

از دیدگاه خریدار، این تفاوت برای جدول زمانی و توان عملیاتی اهمیت دارد. تیم‌ها می‌توانند دسته‌هایی را با کار مجدد کمتر اجرا کنند، به‌ویژه برای حکاکی، مسیریابی خطوط کلی و ویژگی‌های جیبی.

روتر CNC چگونه کار می کند؟ (اصل کار اصلی)

یک روتر CNC هنگامی که 'حلقه' آن را درک کنید ساده به نظر می رسد. یک برنامه را می خواند، محورها را حرکت می دهد، دوک را می چرخاند و یک مسیر برش برنامه ریزی شده را دنبال می کند. حدس نمیزنه اجرا می کند.

مثل یک خدمه خوب تمرین شده به آن فکر کنید. آنها هنوز به راه اندازی صحیح، ابزار ایمن و تنظیمات خوب نیاز دارند. اما هنگامی که اجرا شروع می شود، آنها به همان روش در تکرارها به انجام همان کار ادامه می دهند.

مسیریاب CNC 'مغز': دستورالعمل های کد G

مسیریاب CNC 'brain' G-code است . این فایل دقیقاً به آن می گوید که چگونه و کجا باید حرکت بعدی را انجام دهد. همچنین رفتار برش را تنظیم می کند تا برش به جای نامرتب درست به نظر برسد.

G-code عمدتاً سه حوزه را کنترل می کند:

• مختصات حرکت : جایی که ابزار در فضای X/Y/Z قرار می گیرد

• سرعت اسپیندل / رفتار برش : سرعت چرخش دوک و نحوه درگیر شدن آن

• نرخ تغذیه و عمق : سرعت کاهش و عمق هر عبور چقدر است

در اینجا یک نمای سریع از نحوه انطباق آن دستورالعمل ها با اقدامات واقعی در طول یک کار ارائه شده است.

اگر این اعداد خاموش باشند، کار 'به طور مرموزی شکست نمی خورد'. بلکه فقط از راه اشتباه، با انرژی اشتباه، برای مواد اشتباه حذف می شود.

مسیریاب CNC 'حرکت': محورهای X/Y/Z

پس از خواندن برنامه، روتر CNC آن را با استفاده از به حرکت تبدیل می کند محورهای X/Y/Z . اکثر روترهای رایج یک راه اندازی 3 محوره را اجرا می کنند که اکثر کارهای حکاکی و مسیریابی را پوشش می دهد.

• محور X : حرکت چپ/راست

• محور Y : حرکت جلو / عقب

• محور Z : کنترل عمق بالا/پایین

این محور Z چیزی است که «ماشینکاری» واقعی را ممکن می‌سازد. نحوه ورود بیت به مواد برای جیب ها، شیارها و پروفایل تمیز را کنترل می کند.

برخی از تنظیمات روتر CNC از ارتقا پشتیبانی می کنند. هنگامی که یک محور چرخشی چهارم پشتیبانی می شود، دستگاه می تواند یک قطعه کار را برای حکاکی سه بعدی استوانه ای بچرخاند. محور اضافی به آن اجازه می دهد تا به جای صفحات صاف، از اشکال پیچیده پیروی کند.

روتر CNC 'قلب برش': دوک نخ ریسی + بیت برش

اسپیندل . قیچی را با سرعت بالا نگه می دارد و می چرخاند در حین دویدن، این بخشی است که کار فیزیکی را انجام می دهد. هندسه بیت به علاوه سرعت دوک تعیین می کند که چگونه مواد شکسته شده و تراشه ها را ترک می کنند.

سرعت اسپیندل اهمیت دارد زیرا بر:

• سرعت حذف مواد : چقدر سریع مواد پاک می شود

• کیفیت پایان : لبه های صاف تر در مقابل خطوط ناهموار

• خطر سایش ابزار : خیلی سریع می تواند بیش از حد گرم شود، خیلی کند می تواند باعث کشیدن شود

وقتی مردم مشکل دارند، اغلب برند روتر نیست. این عدم تطابق بین سرعت اسپیندل، نرخ تغذیه و نوع بیت است. این سه نفر باید 'موافق باشند' یا کیفیت برش فوراً داستان را بازگو می کند.

اجرای مسیر برش: مسیر ابزار زیر

اکنون برای بخشی که همه می توانند تصویر کنند: روتر یک مسیر ابزار را دنبال می کند . مسیر ابزار مسیر برنامه ریزی شده ای است که بیت در سراسر کار طی می کند. این شامل جایی است که ابزار حرکت می کند و در کجا برای عمق فرو می رود.

این روش عملی برای فکر کردن در مورد آن است: روتر مسیر ابزار برنامه ریزی شده را دنبال می کند، نه تخیل شما. از مختصات پیروی می کند. از نظم پیروی می کند. از قصد برنامه ریزی شده پیروی می کند.

یک مسیر ابزار صحیح معمولاً شامل استراتژی‌های واضحی مانند نمایه‌سازی شکل بیرونی، پاک کردن قسمت‌های داخلی و حکاکی متن با عمق کنترل‌شده است. یک مسیر ابزار اشتباه همچنان می تواند اجرا شود. این فقط به گیره‌ها برخورد می‌کند، ویژگی‌ها را رد می‌کند یا افست‌هایی ایجاد می‌کند که شما طراحی نکرده‌اید.

گردش کار روتر CNC - از طراحی تا قسمت نهایی

گردش کار یک روتر CNC خط لوله ساده است، اما اشتباهات کوچک هزینه زمان واقعی دارند. ما از طراحی CAD به مسیرهای ابزار CAM، سپس G-code، راه اندازی، اجرا و تکمیل می رویم. وقتی هر مرحله با آخرین مرحله مطابقت داشت، قطعات تمیز و قابل تکرار بیرون می‌آیند.

اکثر تیم ها با اجرای یک تست کوچک ابتدا این را سریع یاد می گیرند. تراشه ها حقیقت را می گویند: اگر مسیر، عمق و تغذیه اشتباه باشد، بلافاصله آن را خواهید دید.

مرحله 1 - طراحی را در CAD ایجاد کنید

CAD جایی است که کار شروع می شود. طرح دو بعدی یا شکل سه بعدی را می سازد، سپس ابعاد و هندسه را قفل می کند. مردم اغلب روی 'تصویر' تمرکز می کنند، اما روتر به اندازه گیری های واقعی نیاز دارد.

به عنوان مثال، عمق حکاکی به تنظیمات طراحی شما و نحوه مدل سازی نقش برجسته بستگی دارد. اندازه قطعه و خطوط برش تعیین می کند که بیت کجا وارد شود و کجا باید از لبه ها اجتناب کند.

در اینجا آنچه معمولاً خروجی CAD خوب برای پروژه CNC Router شامل می شود آورده شده است :

• ابعاد و تلورانس های کلی را اصلاح کنید

• هندسه حکاکی (عرض خط، مناطق عمق، شکل برجسته)

• لبه های شفاف برای پروفایل و مرزهای جیب

• چیدمانی که متناسب با منطقه کار موثر دستگاه شما باشد

مرحله 2 - از CAM برای ایجاد مسیر ابزار CNC Router استفاده کنید

CAM مترجم طراحی شما و حرکت ماشین است. این مدل CAD را به مسیرهای ابزار تبدیل می کند و پارامترهای برش را اختصاص می دهد. این پارامترها شامل عمق در هر گذر، سرعت اسپیندل و نرخ تغذیه است.

دو مزیت از CAM خواهید دید. اول، مسیر را طوری برنامه ریزی می کند که حذف مواد کنترل شده به نظر برسد. دوم، با نقشه برداری از جایی که ابزار پیش از شروع کار حرکت می کند، به کاهش خطاها کمک می کند.

برخی از تیم ها از نرم افزار ترکیبی CAD/CAM برای نگه داشتن همه چیز در یک فضای کاری استفاده می کنند. این می تواند در زمان صرفه جویی کند، به خصوص برای علائم، حکاکی و نمونه های اولیه کوچک.

این خروجی CAM معمولی است که قبل از صادرات به آن هدف دارید:

• استراتژی مسیر ابزار (پروفایل، پاکت کردن، پاس‌های حکاکی)

• عمق ها را کاهش دهید و به سمت پایین بروید

• تنظیمات سرعت اسپیندل و نرخ تغذیه

• انتخاب ابزار و رفتار پاکسازی

مرحله 3 - کد G را برای کنترلر روتر CNC صادر کنید

پس از اینکه CAM مسیرهای ابزار را ایجاد کرد، G-code را صادر می کند . آن فایل به مجموعه دستورالعملی تبدیل می شود که کنترلر روتر CNC دنبال می کند. این شامل مختصات و پارامترهای ماشین‌کاری است، بنابراین کنترل‌کننده می‌داند کجا بعدی را برش دهد.

G-code صحیح مهم است زیرا اعداد اشتباه باعث برش های اشتباه می شود. اگر مقادیر عمق خاموش باشد، یا مواد را پشت سر می گذارید یا خیلی عمیق حفاری می کنید. اگر مقادیر خوراک یا دوک با بیت و مواد مطابقت نداشته باشد، پایان به سرعت آسیب می بیند.

یک طرز فکر مفید: با G-code مانند یک 'دستور غذا' رفتار کنید. فر ممکن است کار کند، اما دستور غذا باید درست باشد.

مرحله 4 - راه اندازی ماشین: کار، ابزار و نقطه صفر

Setup طراحی مجازی را به حرکت واقعی تبدیل می کند. به روتر CNC قطعه کار ایمن، ابزار صحیح نصب شده و سیستم مختصات تراز شده نیاز دارد.

گزینه های متداول کار شامل موارد زیر است:

• گیره روی تخت برای ورق و پانل سفت و سخت

• نگهدارنده / آب بندی خلاء در صورت امکان برای جلوگیری از بلند شدن

سپس صفر شدن می آید . نقاط صفر موقعیت های شروع X/Y/Z را با مبدا کار تراز می کنند. اگر صفر اشتباه باشد، کل کار آفست می شود. به همین دلیل است که بسیاری از کاربران با تجربه، صفر کردن را به عنوان یک 'مرحله ایمنی' و نه یک امر رسمی تلقی می کنند.

در عمل، آنها همچنین تأیید می کنند:

• ابزار محکم در دوک محکم شده است

• ارتفاع برش با رفتار عمق برش مورد انتظار مطابقت دارد

• مبدا مختصات با مفروضات CAM مطابقت دارد

مرحله 5 - کار را اجرا کنید: اجرای برنامه و حذف مواد

اکنون روتر CNC برنامه را اجرا می کند. کنترل کننده سیگنال های حرکتی را به موتورها ارسال می کند. در حالی که سر در امتداد مسیر ابزار برنامه ریزی شده حرکت می کند، اسپیندل بیت برش را می چرخاند.

این قسمت مکانیکی به نظر می‌رسد، اما جایی است که نتایج ایجاد می‌شود. سرعت حذف مواد و کیفیت لبه از تطابق بین مسیر، سرعت و هندسه ابزار ناشی می شود.

عملیات معمولی در طول یک کار عبارتند از:

• پروفایل شکل بیرونی

• جیب زدن در داخل مناطق

• سوراخ های حفاری یا ویژگی های قالب

• حکاکی متن و لوگو

• کانتورینگ سه بعدی برای تسکین پلکانی

مرحله 6 - قطعه را تمام کرده و جدا کنید

پس از ماشینکاری، تراشه ها و گرد و غبار نیاز به توجه دارند. تمیز کردن سریع ایمنی را بهبود می بخشد و از مخلوط شدن زباله ها در کار بعدی جلوگیری می کند. سپس ممکن است قطعه نیاز به تکمیل سبک داشته باشد.

بسته به مواد و کیفیت برش، تکمیل می تواند سنباده یا پرداخت باشد. برای پلاستیک های حکاکی شده یا اکریلیک، تمیز کردن دقیق اهمیت دارد زیرا باقی مانده می تواند سطح واقعی را پنهان کند.

در زیر یک نمای ساده از مراحل نهایی و آنچه که برای اکثر کاربران قرار است برطرف کنند، آورده شده است روتر CNC .

پس از بازرسی و مدیریت قطعه، گردش کار آماده است تا برای اجرای بعدی تکرار شود.

 

سوالات متداول در مورد روتر CNC

س: روتر CNC برای چه مواردی استفاده می شود؟

A: روترهای CNC برش، حکاکی، حکاکی و مته کاری دارند. آنها روی نمونه های اولیه چوب، اکریلیک، ام دی اف، پلاستیک، فوم و PCB عالی کار می کنند.

س: تفاوت بین روتر CNC و آسیاب CNC چیست؟

A: یک روتر CNC برای مواد نرم تر و ورق کاری بهینه شده است. آسیاب CNC به دلیل استحکام بیشتر برای فلزات سخت تر مانند فولاد بهتر است.

س: آیا برای استفاده از روتر CNC به CAD و CAM نیاز دارم؟

ج: بله. CAD طراحی را ایجاد می کند، CAM مسیرهای ابزار تولید می کند، و CAM کد G را برای کنترلر صادر می کند.

س: G-code در روتر CNC چه می کند؟

A: G-code به روتر CNC می گوید با استفاده از مختصات X/Y/Z کجا حرکت کند. همچنین سرعت اسپیندل، نرخ تغذیه و عمق برش را تنظیم می کند.

س: آیا روتر CNC می تواند فلز را برش دهد؟

پاسخ: برای فلزات نرم مانند آلومینیوم و برنج بله. برای فولاد سخت شده ضخیم، معمولاً محلول ماشینی متفاوتی مورد نیاز است.

س: یک روتر CNC چقدر دقیق است؟

A: دقت به ساخت ماشین، کالیبراسیون و کار بستگی دارد. تکرارپذیری زمانی بهبود می‌یابد که تنظیمات هماهنگ و صفرها درست باشد.