เราเตอร์ CNC คืออะไรและทำงานอย่างไร?

คุณเคยอยากให้การออกแบบของคุณกลายเป็นชิ้นส่วนที่สมบูรณ์แบบโดยไม่ต้องคาดเดาหรือไม่? การค้นหาเรา เตอร์ CNC มักจะหมายความว่าคุณต้องการการทำซ้ำที่รวดเร็วยิ่งขึ้นและผลลัพธ์ที่สะอาดยิ่งขึ้น

คู่มือนี้จะอธิบายว่าเราเตอร์ CNC คืออะไรและทำงานอย่างไรในชีวิตจริง คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ X/Y/Z สปินเดิล และ รหัส G ที่ขับเคลื่อนการตัด

ในโพสต์นี้ คุณจะได้เรียนรู้ว่า CNC Router ทำอะไรได้บ้างและทำอะไรไม่ได้ รวมถึงวิธีวางแผนงานแรกของคุณทีละขั้นตอน

 

คำจำกัดความของเราเตอร์ CNC — เราเตอร์ CNC คืออะไร?

ก CNC Router เป็นเครื่องตัดที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นไปตามโปรแกรมที่แม่นยำ ในภาษาอังกฤษธรรมดา จะเคลื่อนเครื่องมือตัดแบบหมุนไปตามเส้นทางที่แน่นอน ทำสิ่งนี้โดยใช้คำสั่งที่เครื่องสามารถ 'อ่าน' และดำเนินการได้

โครงการส่วนใหญ่ใช้ การผลิตแบบ ลบ นั่นหมายความว่ามันเริ่มต้นจากวัสดุชิ้นใหญ่ แล้วเอาสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป วัสดุที่ถูกเอาออกจะกลายเป็นรูปร่างที่คุณออกแบบ

นี่คือสิ่งที่ เราเตอร์ CNC โดยทั่วไปจัดการได้ดีในร้านค้าจริง ผู้คนใช้มันสำหรับงานที่เน้นความสะอาดและผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้

• การตัด สินค้าแผ่นออกเป็นส่วนๆ

• รายละเอียด การแกะสลัก และข้อความ

• แกะสลัก โลโก้ รูปทรง ลวดลายตกแต่ง

• การกัดวัสดุน้ำหนักเบา เช่น ไม้ อะคริลิค MDF พลาสติก

CNC Router กับ CNC Mill (เปรียบเทียบด่วน)

เรา เตอร์ CNC มักจะชนะในด้านต้นทุนและความเร็วสำหรับวัสดุที่อ่อนนุ่มหรือเป็นแผ่น มันถูกออกแบบมาสำหรับวัสดุที่แกะสลักได้ง่ายด้วยความเร็วและบิตของแกนหมุนที่เหมาะสม นั่นเป็นเหตุผลที่คุณจะเห็นเราเตอร์ตามร้านป้าย โรงเรียน สายการผลิตงานอดิเรก และงานอุตสาหกรรมเบา

โรงสี CNC ถูกสร้างขึ้นสำหรับแรงตัดที่หนักกว่า โดยทั่วไปแล้วจะมีความแข็งแกร่งสูงกว่าและเข้าคู่กับโลหะที่แข็งกว่าได้ดีกว่า เมื่อเหล็กเข้าสู่ภาพ การออกแบบของโรงสีมักจะจัดการปริมาณงานได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำยิ่งขึ้น

ใช้หลักการง่ายๆ นี้เมื่อวางแผนการซื้อหรือขั้นตอนการทำงานของคุณ

กฎง่ายๆ

• เราเตอร์ CNC = เหมาะสำหรับ ไม้ / พลาสติก / โลหะอ่อน

• โรงสี CNC = ดีกว่าสำหรับ โลหะ / เหล็กกล้าที่แข็งกว่า

ด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบง่ายๆ ที่คุณสามารถใช้ระหว่างการสนทนาในช่วงแรกๆ

ในแต่ละวัน เราเตอร์ช่วยให้ทีมจัดส่งต้นแบบได้เร็วขึ้น โรงสีช่วยให้ทีมหลีกเลี่ยงความเครียด เสียงพูดคุย และความตึงของเครื่องมือเมื่อตัดวัสดุที่แข็งกว่า

อะไรทำให้เราเตอร์ CNC แตกต่างจากเราเตอร์มือถือ

เราเตอร์แบบมือถือได้รับคำแนะนำจากบุคคล เรา เตอร์ CNC ถูกควบคุมโดยระบบคอมพิวเตอร์ การเปลี่ยนแปลงอย่างหนึ่งคือสาเหตุที่ทำให้ชิ้นส่วนที่ทำซ้ำได้มีความสมจริง

เราเตอร์ CNC ทำงานด้วย การเคลื่อนไหวที่ขับเคลื่อนด้วย คอมพิวเตอร์ ใช้โปรแกรมที่เรียกว่า G-code เพื่อควบคุมตำแหน่งที่สปินเดิลจะไปต่อไป ตัวเครื่องเคลื่อนที่ตามแกน X/Y/Z ดังนั้นการตัดจึงเข้ากันกับดีไซน์

เมื่อการตั้งค่าถูกต้องแล้ว กระบวนการส่วนใหญ่จะสามารถทำซ้ำได้ตลอดการรัน เครื่องไม่ 'เหนื่อย' หรือเปลี่ยนแรงกดระหว่างทำงาน ยังคงต้องมีการตั้งค่าที่ดี แต่ลักษณะการตัดยังคงสม่ำเสมอ

• มันเป็นไปตาม G-code แทนที่จะเป็นทิศทางของมนุษย์

• มันทำซ้ำเส้นทางเครื่องมือเดียวกันในหลายส่วน

• จะลดการพึ่งพา 'ทักษะมือ' หลังจากการสอบเทียบ

• รองรับรูปร่างที่ซับซ้อนผ่านเส้นทางเครื่องมือที่วางแผนไว้

จากมุมมองของผู้ซื้อ ความแตกต่างนี้มีความสำคัญต่อไทม์ไลน์และปริมาณงาน ทีมสามารถรันชุดงานโดยอาศัยการทำงานซ้ำน้อยลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคุณสมบัติการแกะสลัก โครงร่างการกำหนดเส้นทาง และคุณสมบัติการลงหลุม

เราเตอร์ CNC ทำงานอย่างไร? (หลักการทำงานหลัก)

เรา เตอร์ CNC จะรู้สึกเรียบง่ายเมื่อคุณเข้าใจ 'ลูป' ของมัน โดยจะอ่านโปรแกรม ย้ายแกน หมุนแกนหมุน และไปตามเส้นทางการตัดที่วางแผนไว้ มันไม่เดาหรอก มันดำเนินการ

คิดว่ามันเหมือนกับทีมงานที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดี พวกเขายังต้องการการตั้งค่าที่ถูกต้อง เครื่องมือที่ปลอดภัย และการตั้งค่าที่ดี แต่เมื่อการวิ่งเริ่มต้นขึ้น พวกเขาก็ยังคงทำงานเดิมในลักษณะเดิมซ้ำๆ

เราเตอร์ CNC 'สมอง': คำแนะนำ G-code

CNC Router 'brain' คือ G- code ไฟล์นี้บอกอย่างชัดเจนว่าจะย้ายไปที่ไหนและอย่างไร นอกจากนี้ยังกำหนดลักษณะการตัดเพื่อให้การตัดดูถูกต้องแทนที่จะเลอะเทอะ

G-code ส่วนใหญ่ควบคุมสามส่วน:

• พิกัดการเคลื่อนที่ : ตำแหน่งที่เครื่องมือไปในพื้นที่ X/Y/Z

• ความเร็วของแกนหมุน / พฤติกรรมการตัด : ความเร็วของแกนหมุนและลักษณะการทำงานของแกนหมุน

• อัตราป้อนและความลึก : ตัดได้เร็วแค่ไหนและแต่ละรอบผ่านลึกแค่ไหน

ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อว่าคำแนะนำเหล่านั้นเชื่อมโยงกับการกระทำจริงระหว่างงานอย่างไร

ถ้าตัวเลขเหล่านั้นดับไป งานก็จะไม่ 'ล้มเหลวอย่างลึกลับ' มันแค่ตัดวิธีที่ผิด ด้วยพลังงานที่ไม่ถูกต้อง สำหรับวัสดุที่ไม่ถูกต้อง

'การเคลื่อนไหว' เราเตอร์ CNC: แกน X/Y/Z

หลังจากอ่านโปรแกรมแล้ว CNC Router จะเปลี่ยนให้เป็นการเคลื่อนไหวโดยใช้ แกน X/Y/ Z เราเตอร์ทั่วไปส่วนใหญ่ใช้การตั้งค่าแบบ 3 แกน ซึ่งครอบคลุมงานแกะสลักและการกำหนดเส้นทางส่วนใหญ่

• แกน X : การเคลื่อนที่ซ้าย/ขวา

• แกน Y : การเคลื่อนไหวด้านหน้า/ด้านหลัง

• แกน Z : การควบคุมความลึกขึ้น/ลง

แกน Z นั้นคือสิ่งที่ทำให้ 'การตัดเฉือน' เป็นจริงได้ ควบคุมวิธีที่ดอกเจาะเข้าไปในวัสดุสำหรับหลุม ร่อง และการทำโปรไฟล์ที่สะอาด

การตั้งค่า บางอย่าง เราเตอร์ CNC รองรับการอัพเกรด เมื่อ แกนหมุนที่ 4 เครื่องจะสามารถหมุนชิ้นงานสำหรับการแกะสลัก 3 มิติทรงกระบอกได้ รองรับ แกนพิเศษช่วยให้สามารถติดตามรูปร่างที่พันไว้ได้ แทนที่จะเป็นเพียงระนาบแบนเท่านั้น

เราเตอร์ CNC 'หัวใจตัด': แกนหมุน + บิตตัด

แกน หมุน จับและหมุนบิตตัดด้วยความเร็วสูง ระหว่างการวิ่งเป็นส่วนของการออกกำลังกาย รูปทรงบิตบวกกับความเร็วของสปินเดิลเป็นตัวกำหนดว่าวัสดุจะแตกและหลุดออกจากเศษอย่างไร

ความเร็วของแกนหมุนมีความสำคัญเนื่องจากจะส่งผลต่อ:

• อัตราการกำจัดวัสดุ : ความเร็วในการเคลียร์วัสดุ

• คุณภาพการตกแต่ง : ขอบเรียบเนียนกว่าเมื่อเทียบกับเส้นหยาบ

• ความเสี่ยงต่อการสึกหรอของเครื่องมือ : เร็วเกินไปอาจทำให้ร้อนเกินไป ช้าเกินไปอาจทำให้เกิดการลากได้

เมื่อผู้คนประสบปัญหา มักจะไม่ใช่แบรนด์เราเตอร์ มันไม่ตรงกันระหว่างความเร็วสปินเดิล อัตราป้อน และประเภทบิต ทั้งสามต้อง 'เห็นด้วย' ไม่งั้นคุณภาพคัทจะเล่าเรื่องทันที

การดำเนินการตัดเส้นทาง: เส้นทางเครื่องมือดังต่อไปนี้

ตอนนี้สำหรับส่วนที่ทุกคนสามารถนึกภาพได้: เราเตอร์ติดตาม เครื่องมือ เส้นทาง เส้นทางเครื่องมือคือเส้นทางที่วางแผนไว้ซึ่งบิตจะใช้ข้ามงาน รวมถึงตำแหน่งที่เครื่องมือเคลื่อนที่และตำแหน่งที่เครื่องมือเจาะลึก

นี่เป็นวิธีคิดที่ใช้ได้จริง: เราเตอร์เป็นไปตามเส้นทางเครื่องมือที่วางแผนไว้ ไม่ใช่จินตนาการของคุณ เป็นไปตามพิกัด. มันเป็นไปตามคำสั่ง. มันเป็นไปตามเจตนาที่ตั้งโปรแกรมไว้

เส้นทางเครื่องมือที่ถูกต้องมักจะมีกลยุทธ์ที่ชัดเจน เช่น การทำโปรไฟล์รูปร่างภายนอก การเจาะเข้าไปในพื้นที่ และการแกะสลักข้อความด้วยความลึกที่ควบคุมได้ เส้นทางเครื่องมือที่ไม่ถูกต้องยังคงสามารถทำงานได้ มันแค่ชนเข้ากับแคลมป์ ข้ามฟีเจอร์ หรือสร้างออฟเซ็ตที่คุณไม่ได้ออกแบบ

ขั้นตอนการทำงานของเราเตอร์ CNC — ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์

ขั้นตอนการทำงาน นั้น ของเราเตอร์ CNC เป็นไปป์ไลน์ที่เรียบง่าย แต่ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ต้องอาศัยเวลาจริง เราเปลี่ยนจากการออกแบบ CAD ไปสู่เส้นทางเครื่องมือ CAM จากนั้น G-code การตั้งค่า การรัน และการตกแต่งขั้นสุดท้าย เมื่อแต่ละขั้นตอนตรงกับขั้นตอนสุดท้าย ชิ้นส่วนจะออกมาสะอาดและสามารถทำซ้ำได้

ทีมส่วนใหญ่เรียนรู้สิ่งนี้ได้อย่างรวดเร็วโดยการทดสอบงานเล็กๆ ก่อน ชิปบอกความจริง: หากเส้นทาง ความลึก และฟีดไม่ถูกต้อง คุณจะเห็นได้ทันที

ขั้นตอนที่ 1 — สร้างการออกแบบใน CAD

CAD คือจุดเริ่มต้นของงาน สร้างภาพร่าง 2 มิติหรือรูปร่าง 3 มิติ จากนั้นล็อคขนาดและเรขาคณิต ผู้คนมักให้ความสำคัญกับ 'ภาพ' แต่เราเตอร์ต้องการการวัดผลจริง

ตัวอย่างเช่น ความลึกของการแกะสลักขึ้นอยู่กับการตั้งค่าการออกแบบของคุณ และวิธีสร้างโมเดลนูน ขนาดชิ้นส่วนและเส้นตัดจะกำหนดตำแหน่งที่บิตจะเข้าไปและตำแหน่งที่ควรหลีกเลี่ยงขอบ

ต่อไปนี้คือสิ่งที่เอาต์พุต CAD ที่ดีมักจะรวมไว้สำหรับ โครงการ CNC Router :

• ขนาดโดยรวมและความคลาดเคลื่อนที่ถูกต้อง

• รูปทรงการแกะสลัก (ความกว้างของเส้น พื้นที่ความลึก รูปร่างนูน)

• ขอบที่ชัดเจนสำหรับการทำโปรไฟล์และขอบเขตกระเป๋า

• เค้าโครงที่เหมาะกับพื้นที่ทำงานที่มีประสิทธิภาพของเครื่องของคุณ

ขั้นตอนที่ 2 — ใช้ CAM เพื่อสร้างเส้นทางเครื่องมือ CNC Router

CAM เป็นตัวแปลระหว่างการออกแบบและการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร โดยจะแปลงโมเดล CAD ให้เป็นเส้นทางเครื่องมือและกำหนดพารามิเตอร์การตัด พารามิเตอร์เหล่านั้นได้แก่ ความลึกต่อการผ่าน ความเร็วสปินเดิล และอัตราการป้อน

คุณจะเห็นประโยชน์สองประการจาก CAM ขั้นแรก วางแผนเส้นทางเพื่อให้มีการควบคุมการกำจัดวัสดุ ประการที่สอง ช่วยลดข้อผิดพลาดโดยการจับคู่ตำแหน่งที่เครื่องมือเดินทางไปก่อนที่งานจะเริ่มต้น

บางทีมใช้ซอฟต์แวร์ CAD/CAM รวมกันเพื่อเก็บทุกอย่างไว้ในพื้นที่ทำงานที่เดียว สามารถประหยัดเวลาได้ โดยเฉพาะป้าย การแกะสลัก และต้นแบบขนาดเล็ก

นี่คือเอาต์พุต CAM ทั่วไปที่คุณตั้งเป้าไว้ก่อนที่จะส่งออก:

• กลยุทธ์ Toolpath (การทำโปรไฟล์ การแทง การแกะสลักพาส)

• ตัดความลึกและขั้นตอนลง

• การตั้งค่าความเร็วแกนหมุนและอัตราการป้อน

• การเลือกเครื่องมือและพฤติกรรมการกวาดล้าง

ขั้นตอนที่ 3 — ส่งออก G-code สำหรับตัวควบคุม CNC Router

หลังจากที่ CAM สร้างเส้นทางเครื่องมือแล้ว มันจะส่งออก G- code ไฟล์นั้นจะกลายเป็นชุดคำสั่งที่ คอนโทรลเลอร์ CNC Router ดังต่อไปนี้ รวมถึงพิกัดและพารามิเตอร์การตัดเฉือน ดังนั้นผู้ควบคุมจึงรู้ว่าจะต้องตัดตรงไหนต่อไป

G-code ที่ถูกต้องมีความสำคัญเนื่องจากตัวเลขที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดการตัดที่ไม่ถูกต้อง หากค่าความลึกปิดอยู่ คุณจะทิ้งวัสดุไว้ข้างหลังหรือขุดลึกเกินไป หากค่าป้อนหรือสปินเดิลไม่ตรงกับบิตและวัสดุ ผิวสำเร็จจะเสียหายอย่างรวดเร็ว

กรอบความคิดที่เป็นประโยชน์: ปฏิบัติต่อ G-code เหมือน 'สูตรอาหาร' เตาอบอาจได้ผล แต่สูตรต้องถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 4 — การตั้งค่าเครื่องจักร: การจับชิ้นงาน เครื่องมือ และจุดศูนย์

การตั้งค่าเปลี่ยนการออกแบบเสมือนจริงให้เป็นการเคลื่อนไหวจริง เรา เตอร์ CNC ต้องการชิ้นงานที่ปลอดภัย ติดตั้งเครื่องมือที่ถูกต้อง และระบบพิกัดอยู่ในแนวเดียวกัน

ตัวเลือกการทำงานทั่วไป ได้แก่:

• แคลมป์บนเตียงสำหรับงานแผ่นแข็งและงานแผง

• ยึดสูญญากาศ / ซีลสูญญากาศเมื่อทำได้เพื่อป้องกันการยก

จากนั้นมา ศูนย์ เป็น จุดศูนย์จัดตำแหน่งเริ่มต้น X/Y/Z ให้ตรงกับที่มาของงาน ถ้าศูนย์ผิด งานทั้งหมดจะรันออฟเซ็ต นั่นเป็นสาเหตุที่ผู้ใช้ที่มีประสบการณ์จำนวนมากถือว่าการศูนย์เป็น 'ขั้นตอนความปลอดภัย' ไม่ใช่พิธีการ

ในทางปฏิบัติ พวกเขายังตรวจสอบ:

• เครื่องมือถูกขันให้แน่นในแกนหมุน

• ความสูงของหัวกัดตรงกับลักษณะความลึกของการตัดที่คาดหวัง

• ต้นกำเนิดพิกัดตรงกับสมมติฐานของ CAM

ขั้นตอนที่ 5 — รันงาน: การทำงานของโปรแกรมและการลบวัสดุ

ตอนนี้ เราเตอร์ CNC รันโปรแกรม ตัวควบคุมจะส่งสัญญาณการเคลื่อนไหวไปยังมอเตอร์ ในขณะที่หัวเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางเครื่องมือที่วางแผนไว้ สปินเดิลจะหมุนบิตตัด

ส่วนนี้ให้ความรู้สึกเหมือนกลไก แต่เป็นส่วนที่สร้างผลลัพธ์ อัตราการขจัดวัสดุและคุณภาพของคมตัดนั้นมาจากความสอดคล้องระหว่างเส้นทาง ความเร็ว และรูปทรงของเครื่องมือ

การปฏิบัติงานทั่วไประหว่างงานหนึ่ง ได้แก่:

• การทำโปรไฟล์รูปร่างภายนอก

• เจาะพื้นที่ภายใน

• การเจาะรูหรือคุณสมบัติเทมเพลต

• แกะสลักข้อความและโลโก้

• รูปทรง 3 มิติเพื่อการผ่อนปรนแบบขั้นบันได

ขั้นตอนที่ 6 — เสร็จสิ้นและนำชิ้นส่วนออก

หลังการตัดเฉือน เศษและฝุ่นจำเป็นต้องได้รับการดูแล การล้างข้อมูลอย่างรวดเร็วช่วยเพิ่มความปลอดภัยและป้องกันไม่ให้เศษขยะปะปนเข้ากับการตั้งค่างานถัดไป จากนั้นชิ้นส่วนอาจต้องมีการตกแต่งแบบบางเบา

ขึ้นอยู่กับวัสดุและคุณภาพการตัด การตกแต่งขั้นสุดท้ายอาจเป็นการขัดหรือขัดเงา สำหรับพลาสติกหรืออะคริลิกที่แกะสลัก การทำความสะอาดอย่างระมัดระวังเป็นสิ่งสำคัญเพราะสารตกค้างสามารถซ่อนพื้นผิวที่แท้จริงได้

ด้านล่างนี้คือมุมมองง่ายๆ ของขั้นตอนสุดท้ายและสิ่งที่ควรแก้ไขสำหรับ CNC Router ส่วนใหญ่ ผู้ใช้

เมื่อชิ้นส่วนได้รับการตรวจสอบและจัดการแล้ว ขั้นตอนการทำงานก็พร้อมที่จะทำซ้ำสำหรับการทำงานครั้งต่อไป

 

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเราเตอร์ CNC

ถาม: เราเตอร์ CNC ใช้ทำอะไร?

ตอบ: เราเตอร์ CNC ตัด แกะสลัก แกะสลัก และเจาะ ใช้งานได้ดีบนไม้ อะคริลิค MDF พลาสติก โฟม และต้นแบบ PCB

ถาม: เราเตอร์ CNC และโรงสี CNC แตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: เราเตอร์ CNC ได้รับการปรับให้เหมาะกับวัสดุและงานแผ่นที่นุ่มกว่า โรงกัด CNC เหมาะกว่าสำหรับโลหะแข็ง เช่น เหล็กกล้า เนื่องจากมีความแข็งแกร่งสูงกว่า

ถาม: ฉันต้องใช้ CAD และ CAM เพื่อใช้เราเตอร์ CNC หรือไม่

ก. ใช่. CAD สร้างการออกแบบ CAM สร้างเส้นทางเครื่องมือ และ CAM ส่งออก G-code สำหรับคอนโทรลเลอร์

ถาม: G-code ทำอะไรบนเราเตอร์ CNC

ตอบ: G-code จะบอก CNC Router ว่าจะต้องเคลื่อนที่ไปที่ใดโดยใช้พิกัด X/Y/Z นอกจากนี้ยังตั้งค่าความเร็วสปินเดิล อัตราป้อน และความลึกของการตัดอีกด้วย

ถาม: เราเตอร์ CNC สามารถตัดโลหะได้หรือไม่

ตอบ: ได้สำหรับโลหะอ่อน เช่น อลูมิเนียมและทองเหลือง สำหรับเหล็กชุบแข็งหนา โดยปกติแล้วจะต้องใช้ระบบเครื่องจักรอื่น

ถาม: เราเตอร์ CNC มีความแม่นยำเพียงใด

ตอบ: ความแม่นยำขึ้นอยู่กับการสร้างเครื่องจักร การสอบเทียบ และลักษณะการทำงาน ความสามารถในการทำซ้ำจะดีขึ้นเมื่อการตั้งค่าสอดคล้องกันและค่าศูนย์ถูกต้อง