Kaj je CNC usmerjevalnik in kako deluje?

Ste si kdaj želeli, da bi se vaši dizajni brez ugibanja spremenili v popolne dele? Iskanje CNC rezkalnika običajno pomeni, da želite hitrejšo ponovljivost in čistejše rezultate.

Ta priročnik pojasnjuje, kaj je CNC usmerjevalnik in kako deluje v resničnem življenju. Spoznali boste gibanje X/Y/Z, vreteno in kodo G , ki poganja rezanje.

V tem prispevku boste izvedeli, kaj lahko in česa ne zmore CNC-rezkalnik ter kako korak za korakom načrtovati svojo prvo nalogo.

 

Definicija CNC usmerjevalnika — kaj je CNC usmerjevalnik?

A CNC Router je računalniško voden rezalni stroj, ki sledi natančnemu programu. V navadni angleščini premika vrteče se rezalno orodje po natančnih poteh. To naredi z ukazi, ki jih stroj lahko 'prebere' in izvede.

Večina projektov uporablja subtraktivno proizvodnjo . To pomeni, da začne z večjim kosom materiala, nato pa odstrani tisto, kar ni potrebno. Odstranjeni material postane oblika, ki ste jo oblikovali.

Tukaj je tisto, s čim se CNC-rezkalnik običajno dobro znajde v resničnih trgovinah. Ljudje ga uporabljajo za dela, kjer so pomembni čisti robovi in ​​ponovljivi rezultati.

• Razrez pločevinastega blaga na dele

• Graviranje podrobnosti in besedila

• Izrezovanje logotipov, oblik, okrasnih vzorcev

• Rezkanje lahkih materialov , kot so les, akril, MDF, plastika

CNC rezkalnik proti CNC mlinu (hitra primerjava)

CNC rezkalnik pogosto zmaga pri stroških in hitrosti za mehkejše ali listnate materiale. Zasnovan je za materiale, ki zlahka rezljejo s pravo hitrostjo vretena in nastavki. Zato boste usmerjevalnike videli v prodajalnah znakov, šolah, hobi proizvodnih linijah in lahkih industrijskih delih.

CNC rezkarji so izdelani za večje rezalne sile. Običajno imajo večjo togost in se bolje ujemajo s tršimi kovinami. Ko se na podobo pojavi jeklo, zasnova mlina običajno obvlada delovno obremenitev varneje in natančneje.

Pri načrtovanju nakupa ali poteka dela uporabite to hitro pravilo.

Osnovno pravilo

• CNC rezkalnik = odličen za les/plastiko/mehke kovine

• CNC mlin = boljši za trše kovine / jeklo

Spodaj je preprosta primerjava, ki jo lahko uporabite med zgodnjimi razpravami.

V vsakodnevnem smislu usmerjevalniki pomagajo ekipam hitreje pošiljati prototipe. Rezkarji pomagajo ekipam pri rezanju trših materialov preprečiti stres, klepetanje in obremenitev orodja.

Po čem se CNC rezkalnik razlikuje od ročnega usmerjevalnika?

Ročni usmerjevalnik vodi oseba. CNC usmerjevalnik vodi računalniški sistem. Ta ena sprememba je razlog, zakaj ponovljivi deli postanejo realistični.

CNC usmerjevalnik deluje na podlagi računalniško vodenega gibanja . Uporablja program, imenovan G-code , za nadzor, kam gre vreteno naprej. Stroj sledi gibanju X/Y/Z, tako da se rez ujema z zasnovo.

Ko je nastavitev pravilna, postane postopek večinoma ponovljiv med poteki. Stroj se med delom ne 'utrudi' ali spremeni tlaka. Še vedno potrebujejo dobro nastavitev, vendar obnašanje pri rezanju ostaja dosledno.

• Sledi G-kodi namesto človeški smeri

• Ponavlja isto pot orodja v več delih

• Zmanjša odvisnost od 'spretnosti' po kalibraciji

• Podpira zapletene oblike prek načrtovanih orodnih poti

Z vidika kupca je ta razlika pomembna za časovne okvire in pretok. Ekipe lahko izvajajo serije z manj ponovnega dela, zlasti za funkcije graviranja, usmerjanja in žepanja.

Kako deluje CNC usmerjevalnik? (Osnovno delovno načelo)

CNC -rezkalnik se zdi preprost, ko razumete njegovo 'zanko'. Bere program, premika osi, vrti vreteno in sledi načrtovani poti reza. Ne ugiba. Izvaja se.

Pomislite na to kot na dobro uigrano ekipo. Še vedno potrebujejo pravilno nastavitev, varno orodje in dobre nastavitve. Toda ko se tek začne, nadaljujejo z enakim delom pri ponavljanjih.

'možgani' CNC rezkarja: navodila G-kode

CNC usmerjevalnik 'možgani' je G-koda . Ta datoteka natančno pove, kako in kam naj se premakne naprej. Nastavi tudi način rezanja, tako da je rez videti pravilen in ne neurejen.

G-koda v glavnem nadzoruje tri področja:

• Koordinate gibanja : kam gre orodje v prostoru X/Y/Z

• Hitrost vretena/obnašanje rezanja : kako hitro se vreteno vrti in kako se zaskoči

• Hitrosti pomika in globina : kako hitro reže in kako globoko poteka vsak prehod

Tukaj je kratek pregled, kako se ta navodila preslikajo v dejanska dejanja med delom.

Če so te številke napačne, delo ni 'skrivnostno neuspešno'. Samo reže na napačen način, z napačno energijo, za napačen material.

'Gibanje' CNC rezkarja: X/Y/Z osi

Po branju programa ga CNC-rezkalnik spremeni v gibanje z uporabo osi X/Y/Z . Večina običajnih rezkalnikov ima 3-osno nastavitev, ki pokriva večino rezbarskih in rezkalnih del.

• X-os : gibanje levo/desno

• Y-os : gibanje spredaj/nazaj

• Z-os : nadzor globine gor/dol

Ta os Z je tista, ki omogoča pravo 'obdelovanje'. Nadzoruje, kako svedro vstopi v material za žepe, utore in čisto profiliranje.

Nekatere nastavitve CNC usmerjevalnika podpirajo nadgradnjo. Ko je podprta 4. rotacijska os , lahko stroj zavrti obdelovanec za cilindrično 3D-rezovanje. Dodatna os mu omogoča, da sledi zavitim oblikam namesto samo ravnim ravninam.

CNC rezkalnik 'rezalno srce': vreteno + rezalni nastavek

Vreteno . drži in vrti rezalni nastavek z visoko hitrostjo Med tekom je to tisti del, ki opravlja fizično delo. Geometrija nastavka in hitrost vretena določata, kako se material lomi in pušča ostružke.

Hitrost vretena je pomembna, ker vpliva na:

• Stopnja odstranjevanja materiala : kako hitro je material očiščen

• Kakovost končne obdelave : bolj gladki robovi v primerjavi z grobimi linijami

• Nevarnost obrabe orodja : prehitro se lahko pregreje, prepočasno lahko povzroči vlečenje

Ko se ljudje spopadajo, pogosto ni vzrok za znamko usmerjevalnika. To je neskladje med hitrostjo vretena, hitrostjo podajanja in vrsto nastavka. Ti trije se morajo 'strinjati', sicer bo kakovost reza takoj povedala zgodbo.

Izvedba poti rezanja: sledenje poti orodja

Zdaj pa tisti del, ki si ga lahko predstavlja vsak: usmerjevalnik sledi orodni poti . Pot orodja je načrtovana pot, ki jo sveder opravi čez opravilo. Vključuje, kam orodje potuje in kam se poglobi.

To je praktičen način razmišljanja o tem: rezkalnik sledi načrtovani poti orodja, ne vaši domišljiji. Sledi koordinatam. Sledi vrstnemu redu. Sledi programirani nameri.

Pravilna pot orodja običajno vključuje jasne strategije, kot je profiliranje zunanje oblike, žepkanje notranjih območij in graviranje besedila z nadzorovano globino. Napačna pot orodja se lahko še vedno izvaja. Samo naleti na objemke, preskoči funkcije ali ustvari odmike, ki jih niste načrtovali.

Delovni tok CNC usmerjevalnika — od zasnove do končnega dela

Potek dela CNC usmerjevalnika je preprost cevovod, vendar majhne napake stanejo realni čas. Gremo od oblikovanja CAD do orodnih poti CAM, nato kode G, nastavitve, izvajanja in končne obdelave. Ko se vsak korak ujema z zadnjim, so deli čisti in ponovljivi.

Večina ekip se tega hitro nauči, tako da najprej izvedejo majhno testno opravilo. Čipi govorijo resnico: če so pot, globina in pomiki napačni, boste to takoj videli.

1. korak — Ustvarite načrt v CAD

CAD je kraj, kjer se delo začne. Zgradi 2D skico ali 3D obliko, nato pa zaklene dimenzije in geometrijo. Ljudje se pogosto osredotočajo na 'sliko', vendar usmerjevalnik potrebuje resnične meritve.

Na primer, globina graviranja je odvisna od vaših oblikovalskih nastavitev in načina modeliranja reliefa. Velikost dela in linije reza določajo, kje bo sveder vstopil in kje se mora izogibati robov.

Tukaj je tisto, kar dober izhod CAD običajno vključuje za projekt CNC usmerjevalnika :

• Pravilne splošne mere in tolerance

• Geometrija graviranja (širina črte, globina, reliefna oblika)

• Jasni robovi za profiliranje in meje žepov

• Postavitev, ki ustreza učinkovitemu delovnemu območju vašega stroja

2. korak — Uporabite CAM za ustvarjanje poti orodja CNC Router

CAM je prevajalec med vašim dizajnom in gibanjem stroja. Model CAD pretvori v poti orodja in dodeli rezalne parametre. Ti parametri vključujejo globino na prehod, hitrost vretena in hitrost podajanja.

Od CAM-a boste videli dve prednosti. Najprej načrtuje pot, tako da je odstranjevanje materiala videti nadzorovano. Drugič, pomaga zmanjšati napake s preslikavo, kam potuje orodje, preden se delo začne.

Nekatere ekipe uporabljajo kombinirano programsko opremo CAD/CAM, da imajo vse v enem delovnem prostoru. Lahko prihrani čas, zlasti za znake, gravure in majhne prototipe.

To je tipičen izhod CAM, ki ga želite doseči pred izvozom:

• Strategija poti orodja (profiliranje, žepkanje, prehodi za graviranje)

• Globine reza in padci

• Nastavitve hitrosti vretena in podajanja

• Izbira orodja in obnašanje pri odmiku

3. korak — Izvozite kodo G za krmilnik CNC usmerjevalnika

Ko CAM ustvari poti orodij, izvozi G. kodo Ta datoteka postane nabor navodil, ki jim sledi krmilnik CNC usmerjevalnika . Vključuje koordinate in obdelovalne parametre, tako da krmilnik ve, kje mora rezati naslednjič.

Pravilna koda G je pomembna, ker napačne številke povzročajo napačne reze. Če so vrednosti globine izklopljene, boste za seboj pustili material ali kopali pregloboko. Če se vrednosti pomika ali vretena ne ujemajo z nastavkom in materialom, končna obdelava hitro trpi.

Uporabna miselnost: kodo G obravnavajte kot 'recept'. Pečica morda deluje, vendar mora biti recept pravi.

4. korak — Nastavitev stroja: držalo, orodje in ničelna točka

Namestitev spremeni virtualni dizajn v resnično gibanje. CNC rezkalnik potrebuje zavarovan obdelovanec, nameščeno pravilno orodje in poravnan koordinatni sistem.

Pogoste možnosti zadrževanja dela vključujejo:

• Objemke na postelji za delo s togo pločevino in ploščami

• Vakuumsko držalo/vakuumsko tesnilo, če je primerno, za preprečevanje dvigovanja

Nato pride na ničlo . Ničelne točke poravnajo začetne položaje X/Y/Z z izhodiščem dela. Če je nič napačna, se celotno opravilo izvaja z zamikom. Zato mnogi izkušeni uporabniki nastavljanje na ničlo obravnavajo kot 'varnostni korak', ne kot formalnost.

V praksi preverjajo tudi:

• Orodje je trdno zategnjeno v vretenu

• Višina reza se ujema s pričakovano globino reza

• Izvor koordinat se ujema s predpostavkami CAM

5. korak — Zaženite opravilo: izvedba programa in odstranitev materiala

Zdaj CNC usmerjevalnik izvaja program. Krmilnik pošilja signale gibanja motorjem. Medtem ko se glava premika po načrtovani poti orodja, vreteno vrti rezalni nastavek.

Ta del se zdi mehaničen, vendar se tam ustvarjajo rezultati. Hitrost odstranjevanja materiala in kakovost robov izhajata iz ujemanja med potjo, hitrostjo in geometrijo orodja.

Tipične operacije med enim delom vključujejo:

• Profiliranje zunanje oblike

• Žepkanje v notranjosti

• Funkcije vrtanja lukenj ali predloge

• Graviranje besedila in logotipov

• 3D konturiranje za stopničast relief

6. korak — dokončajte in odstranite del

Po obdelavi je treba pozornost posvetiti ostružkom in prahu. Hitro čiščenje izboljša varnost in prepreči mešanje smeti v nastavitev naslednjega opravila. Potem je del morda treba rahlo dodelati.

Odvisno od materiala in kakovosti reza je končna obdelava lahko brušena ali polirana. Pri gravirani plastiki ali akrilu je pomembno natančno čiščenje, saj lahko ostanki skrijejo pravo površino.

Spodaj je preprost pogled zadnjih korakov in tega, kaj naj bi popravili za večino uporabnikov CNC-rezkalnikov .

Ko je del pregledan in z njim obdelan, je potek dela pripravljen za ponovitev za naslednji zagon.

 

Pogosta vprašanja o CNC usmerjevalniku

V: Za kaj se uporablja CNC usmerjevalnik?

O: CNC rezkalniki režejo, gravirajo, izrezujejo in vrtajo. Odlično delujejo na lesu, akrilu, MDF, plastiki, peni in prototipih PCB.

V: Kakšna je razlika med CNC rezkalnikom in CNC mlinom?

O: CNC rezkalnik je optimiziran za mehkejše materiale in delo s ploščami. CNC rezkar je zaradi večje togosti boljši za trše kovine, kot je jeklo.

V: Ali potrebujem CAD in CAM za uporabo CNC usmerjevalnika?

O: Da. CAD ustvari načrt, CAM ustvari poti orodij, CAM pa izvozi kodo G za krmilnik.

V: Kaj počne G-koda na CNC usmerjevalniku?

O: G-koda pove CNC usmerjevalniku, kam naj se premika z uporabo koordinat X/Y/Z. Nastavi tudi hitrost vretena, hitrost podajanja in globino reza.

V: Ali lahko CNC rezkalnik reže kovino?

O: Da za mehke kovine, kot sta aluminij in medenina. Za debelo kaljeno jeklo je običajno potrebna druga strojna rešitev.

V: Kako natančen je CNC rezkalnik?

O: Natančnost je odvisna od zgradbe stroja, kalibracije in oprijema. Ponovljivost se izboljša, če so nastavitve dosledne in ničle pravilne.