Bộ định tuyến CNC là gì và nó hoạt động như thế nào?

Bạn đã bao giờ ước thiết kế của mình có thể biến thành những phần hoàn hảo mà không cần phỏng đoán chưa? Tìm kiếm Bộ định tuyến CNC thường có nghĩa là bạn muốn có độ lặp lại nhanh hơn và kết quả rõ ràng hơn.

Hướng dẫn này giải thích Bộ định tuyến CNC là gì và cách thức hoạt động của nó trong đời thực. Bạn sẽ tìm hiểu về chuyển động X/Y/Z, trục xoay và mã G điều khiển quá trình cắt.

Trong bài đăng này, bạn sẽ tìm hiểu những gì Bộ định tuyến CNC có thể và không thể làm, cùng với cách lập kế hoạch từng bước cho công việc đầu tiên của bạn.

 

Định nghĩa bộ định tuyến CNC - Bộ định tuyến CNC là gì?

MỘT Bộ định tuyến CNC là máy cắt được điều khiển bằng máy tính tuân theo một chương trình chính xác. Nói một cách dễ hiểu, nó di chuyển một công cụ cắt quay dọc theo các đường dẫn chính xác. Nó thực hiện điều này bằng cách sử dụng các lệnh mà máy có thể 'đọc' và thực thi.

Hầu hết các dự án sử dụng sản xuất trừ . Điều đó có nghĩa là nó bắt đầu từ một phần vật liệu lớn hơn, sau đó loại bỏ những gì không cần thiết. Vật liệu bị loại bỏ sẽ trở thành hình dạng bạn thiết kế.

Đây là những gì Bộ định tuyến CNC thường xử lý tốt trong các cửa hàng thực tế. Mọi người sử dụng nó cho những công việc đòi hỏi các góc cạnh sạch sẽ và kết quả có thể lặp lại.

• Cắt hàng hóa thành từng phần

• Khắc chi tiết và văn bản

• Khắc logo, hình khối, hoa văn trang trí

• Phay các vật liệu nhẹ như gỗ, acrylic, MDF, nhựa

Bộ định tuyến CNC và Máy phay CNC (So sánh nhanh)

Bộ định tuyến CNC thường thắng về chi phí và tốc độ đối với các vật liệu mềm hoặc dạng tấm. Nó được thiết kế cho các vật liệu có thể khắc dễ dàng với tốc độ trục chính và mũi khoan phù hợp. Đó là lý do tại sao bạn sẽ thấy bộ định tuyến trong các cửa hàng biển hiệu, trường học, dây chuyền sản xuất theo sở thích và công việc công nghiệp nhẹ.

Máy phay CNC được chế tạo cho lực cắt nặng hơn. Chúng thường có độ cứng cao hơn và phù hợp hơn với các kim loại cứng hơn. Khi thép xuất hiện, thiết kế của nhà máy thường xử lý khối lượng công việc một cách an toàn và chính xác hơn.

Hãy sử dụng quy tắc ngón tay cái nhanh này khi lập kế hoạch mua hàng hoặc quy trình làm việc của bạn.

Quy tắc ngón tay cái

• Bộ định tuyến CNC = tuyệt vời cho gỗ / nhựa / kim loại mềm

• Máy nghiền CNC = tốt hơn cho kim loại / thép cứng hơn

Dưới đây là một so sánh đơn giản mà bạn có thể sử dụng trong các cuộc thảo luận ban đầu.

Trong điều kiện hàng ngày, bộ định tuyến giúp các nhóm vận chuyển nguyên mẫu nhanh hơn. Máy phay giúp các nhóm tránh được căng thẳng, tiếng ồn và biến dạng dụng cụ khi cắt các vật liệu cứng hơn.

Điều gì làm cho Bộ định tuyến CNC khác với Bộ định tuyến cầm tay?

Một bộ định tuyến cầm tay được hướng dẫn bởi một người. Bộ định tuyến CNC được hướng dẫn bởi hệ thống máy tính. Sự thay đổi đó là lý do tại sao các phần lặp lại trở nên thực tế.

Bộ định tuyến CNC chạy theo chuyển động do máy tính điều khiển . Nó sử dụng một chương trình gọi là mã G để kiểm soát vị trí tiếp theo của trục xoay. Máy di chuyển theo chuyển động X/Y/Z nên đường cắt phù hợp với thiết kế.

Sau khi thiết lập chính xác, quy trình này hầu như có thể lặp lại trong các lần chạy. Máy không bị 'mệt mỏi' hay thay đổi áp suất giữa công việc. Họ vẫn cần thiết lập tốt, nhưng hành vi cắt vẫn nhất quán.

• Nó tuân theo mã G thay vì sự chỉ đạo của con người

• Nó lặp lại cùng một đường chạy dao trên nhiều phần

• Nó làm giảm sự phụ thuộc vào 'kỹ năng tay' sau khi hiệu chỉnh

• Nó hỗ trợ các hình dạng phức tạp thông qua các đường chạy dao được lên kế hoạch

Từ quan điểm của người mua, sự khác biệt này có ý nghĩa quan trọng đối với tiến trình và thông lượng. Các nhóm có thể chạy các lô với ít lần làm lại hơn, đặc biệt là đối với các tính năng khắc, định tuyến đường viền và bỏ túi.

Bộ định tuyến CNC hoạt động như thế nào? (Nguyên tắc làm việc cốt lõi)

Bộ định tuyến CNC sẽ cảm thấy đơn giản khi bạn hiểu 'vòng lặp' của nó. Nó đọc chương trình, di chuyển các trục, quay trục chính và đi theo đường cắt đã định. Nó không đoán. Nó thực thi.

Hãy nghĩ về nó giống như một đội được luyện tập tốt. Họ vẫn cần thiết lập chính xác, công cụ an toàn và cài đặt tốt. Nhưng khi quá trình chạy bắt đầu, họ sẽ tiếp tục thực hiện cùng một công việc theo cùng một cách lặp đi lặp lại.

Bộ định tuyến CNC 'bộ não': Hướng dẫn mã G

Bộ tuyến CNC 'bộ não' là mã G. định Tệp này cho nó biết chính xác cách thức và vị trí cần di chuyển tiếp theo. Nó cũng thiết lập hành vi cắt để vết cắt trông đẹp mắt thay vì lộn xộn.

G-code chủ yếu kiểm soát ba lĩnh vực:

• Tọa độ chuyển động : vị trí dao di chuyển trong không gian X/Y/Z

• Tốc độ trục chính/hành vi cắt : trục xoay quay nhanh như thế nào và ăn khớp như thế nào

• Tốc độ tiến dao và độ sâu : tốc độ cắt và độ sâu của mỗi đường chạy

Dưới đây là chế độ xem nhanh về cách ánh xạ các hướng dẫn đó tới các hành động thực tế trong quá trình thực hiện công việc.

Nếu những con số đó bị sai lệch, công việc sẽ không 'thất bại một cách bí ẩn'. Nó chỉ cắt sai cách, sai năng lượng, sai vật liệu.

Bộ định tuyến CNC 'chuyển động': trục X/Y/Z

Sau khi đọc chương trình, Bộ định tuyến CNC sẽ biến nó thành chuyển động bằng cách sử dụng trục X/Y/Z . Hầu hết các bộ định tuyến phổ biến đều chạy thiết lập 3 trục, bao gồm phần lớn công việc khắc và định tuyến.

• Trục X : chuyển động trái/phải

• Trục Y : chuyển động trước/sau

• Trục Z : điều khiển độ sâu lên/xuống

Trục Z đó là thứ giúp cho việc 'gia công' thực sự trở nên khả thi. Nó kiểm soát cách mũi khoan đi vào vật liệu để tạo hốc, rãnh và tạo biên dạng sạch.

Một số thiết lập Bộ định tuyến CNC hỗ trợ nâng cấp. Khi trục quay thứ 4 được hỗ trợ, máy có thể xoay phôi để khắc 3D hình trụ. Trục phụ cho phép nó đi theo các hình dạng được bao bọc thay vì chỉ các mặt phẳng.

Bộ định tuyến CNC 'cắt trái tim': trục chính + mũi cắt

Trục xoay giữ và quay mũi cắt ở tốc độ cao. Trong quá trình chạy, đó là phần thực hiện công việc thể chất. Hình dạng bit cộng với tốc độ trục chính xác định cách vật liệu bị vỡ và để lại phoi.

Tốc độ trục chính quan trọng vì nó tác động:

• Tốc độ loại bỏ vật liệu : tốc độ loại bỏ vật liệu

• Chất lượng hoàn thiện : các cạnh mịn hơn so với các đường thô

• Rủi ro mài mòn dụng cụ : quá nhanh có thể quá nóng, quá chậm có thể gây kéo

Khi mọi người gặp khó khăn, thường đó không phải là thương hiệu bộ định tuyến. Đó là sự không khớp giữa tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao và loại bit. Ba người đó phải 'đồng ý' nếu không chất lượng cắt sẽ kể câu chuyện ngay lập tức.

Thực hiện đường dẫn cắt: đường chạy dao sau

Bây giờ về phần mọi người có thể hình dung: bộ định tuyến đi theo một đường chạy dao . Đường chạy dao là lộ trình được lên kế hoạch mà bit thực hiện trong công việc. Nó bao gồm nơi công cụ di chuyển và nơi nó lao xuống theo chiều sâu.

Đây là cách thực tế để suy nghĩ về nó: bộ định tuyến đi theo đường chạy dao đã lên kế hoạch chứ không phải trí tưởng tượng của bạn. Nó theo tọa độ. Nó tuân theo trật tự. Nó tuân theo ý định được lập trình.

Một đường chạy dao chính xác thường bao gồm các chiến lược rõ ràng như định hình hình dạng bên ngoài, bỏ túi các khu vực bên trong và khắc văn bản với độ sâu được kiểm soát. Một đường chạy dao sai vẫn có thể chạy. Nó chỉ chạy vào các điểm kẹp, bỏ qua các tính năng hoặc tạo ra các điểm bù đắp mà bạn không thiết kế.

Quy trình làm việc của bộ định tuyến CNC - Từ thiết kế đến phần hoàn thiện

Quy trình làm việc một của Bộ định tuyến CNC là quy trình đơn giản nhưng những lỗi nhỏ sẽ gây tổn thất thời gian thực. Chúng tôi đi từ thiết kế CAD đến đường chạy dao CAM, sau đó là mã G, thiết lập, chạy và hoàn thiện. Khi mỗi bước khớp với bước cuối cùng, các bộ phận sẽ trở nên sạch sẽ và có thể lặp lại.

Hầu hết các nhóm học được điều này nhanh chóng bằng cách chạy một công việc thử nghiệm nhỏ trước tiên. Chip nói lên sự thật: nếu đường dẫn, độ sâu và nguồn cấp dữ liệu sai, bạn sẽ thấy điều đó ngay lập tức.

Bước 1 - Tạo thiết kế bằng CAD

CAD là nơi công việc bắt đầu. Nó xây dựng bản phác thảo 2D hoặc hình dạng 3D, sau đó khóa kích thước và hình học. Mọi người thường tập trung vào 'hình ảnh' nhưng bộ định tuyến cần có số đo thực tế.

Ví dụ: độ sâu khắc phụ thuộc vào cài đặt thiết kế của bạn và cách bạn tạo mô hình phù điêu. Kích thước bộ phận và đường cắt xác định vị trí mũi khoan sẽ đi vào và vị trí cần tránh các cạnh.

Đây là những gì đầu ra CAD tốt thường bao gồm cho dự án Bộ định tuyến CNC :

• Chỉnh sửa kích thước tổng thể và dung sai

• Hình học khắc (chiều rộng đường, vùng sâu, hình phù điêu)

• Xóa các cạnh để định hình và ranh giới túi

• Bố cục phù hợp với khu vực làm việc hiệu quả của máy

Bước 2 - Sử dụng CAM để tạo đường chạy dao Bộ định tuyến CNC

CAM là công cụ chuyển đổi giữa thiết kế của bạn và chuyển động của máy. Nó chuyển đổi mô hình CAD thành đường chạy dao và gán các tham số cắt. Các thông số đó bao gồm độ sâu trên mỗi lần chạy, tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao.

Bạn sẽ thấy hai lợi ích từ CAM. Đầu tiên, nó lập kế hoạch lộ trình để việc loại bỏ vật liệu có vẻ được kiểm soát. Thứ hai, nó giúp giảm lỗi bằng cách lập bản đồ nơi công cụ di chuyển trước khi công việc bắt đầu.

Một số nhóm sử dụng phần mềm CAD/CAM kết hợp để giữ mọi thứ trong một không gian làm việc. Nó có thể tiết kiệm thời gian, đặc biệt là đối với các biển hiệu, bản khắc và các nguyên mẫu nhỏ.

Đây là đầu ra CAM điển hình mà bạn hướng tới trước khi xuất:

• Chiến lược đường chạy dao (lập hồ sơ, bỏ túi, khắc)

• Cắt độ sâu và bước xuống

• Cài đặt tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao

• Lựa chọn công cụ và hành vi giải phóng mặt bằng

Bước 3 - Xuất mã G cho bộ điều khiển Bộ định tuyến CNC

Sau khi CAM tạo đường dao, nó xuất mã G. chạy Tập tin đó trở thành tập lệnh mà bộ điều khiển Bộ định tuyến CNC tuân theo. Nó bao gồm tọa độ và các tham số gia công, do đó bộ điều khiển biết nơi cần cắt tiếp theo.

Đúng mã G rất quan trọng vì số sai sẽ gây ra vết cắt sai. Nếu giá trị độ sâu bị tắt, bạn sẽ để lại vật liệu hoặc đào quá sâu. Nếu giá trị tiến dao hoặc trục xoay không khớp với mũi khoan và vật liệu thì quá trình hoàn thiện sẽ bị ảnh hưởng nhanh.

Tư duy hữu ích: coi mã G như một 'công thức'. Lò nướng có thể hoạt động nhưng công thức phải đúng.

Bước 4 - Thiết lập máy: phôi, dao và điểm zero

Thiết lập biến thiết kế ảo thành chuyển động thực. Bộ định tuyến CNC cần bảo đảm phôi gia công, lắp đặt công cụ chính xác và căn chỉnh hệ tọa độ.

Các tùy chọn nắm giữ công việc phổ biến bao gồm:

• Kẹp trên giường dành cho tấm cứng và tấm ván

• Giữ chân không / bịt chân không khi áp dụng để ngăn chặn việc nâng

Sau đó đến zeroing . Điểm 0 căn chỉnh vị trí bắt đầu X/Y/Z với điểm gốc của công việc. Nếu số 0 sai, toàn bộ công việc sẽ chạy offset. Đó là lý do tại sao nhiều người dùng có kinh nghiệm coi việc zeroing là một 'bước an toàn' chứ không phải là hình thức.

Trong thực tế, họ cũng xác minh:

• Dụng cụ được siết chặt vào trục chính

• Chiều cao dao cắt phù hợp với hành vi độ sâu cắt dự kiến

• Tọa độ gốc khớp với giả định của CAM

Bước 5 - Chạy công việc: thực hiện chương trình và loại bỏ vật liệu

Bây giờ Bộ định tuyến CNC chạy chương trình. Bộ điều khiển gửi tín hiệu chuyển động đến động cơ. Trong khi đầu di chuyển dọc theo đường chạy dao đã định, trục xoay sẽ quay mũi cắt.

Phần này có vẻ máy móc nhưng đó là nơi tạo ra kết quả. Tốc độ loại bỏ vật liệu và chất lượng cạnh đến từ sự phù hợp giữa đường dẫn, tốc độ và hình dạng dao.

Các hoạt động điển hình trong một công việc bao gồm:

• Định hình hình dạng bên ngoài

• Bỏ túi bên trong các khu vực

• Khoan lỗ hoặc tính năng mẫu

• Khắc văn bản và logo

• Đường viền 3D để giảm bớt từng bước

Bước 6 - Hoàn tất và xóa phần đó

Sau khi gia công, phoi và bụi cần được chú ý. Việc dọn dẹp nhanh chóng sẽ cải thiện độ an toàn và ngăn chặn các mảnh vụn trộn lẫn vào quá trình thiết lập công việc tiếp theo. Sau đó, bộ phận có thể cần hoàn thiện nhẹ.

Tùy thuộc vào vật liệu và chất lượng cắt, việc hoàn thiện có thể là chà nhám hoặc đánh bóng. Đối với nhựa khắc hoặc acrylic, việc làm sạch cẩn thận là rất quan trọng vì cặn có thể che giấu bề mặt thật.

Dưới đây là chế độ xem đơn giản về các bước cuối cùng và ý nghĩa của chúng để khắc phục đối với hầu hết người dùng Bộ định tuyến CNC .

Sau khi bộ phận được kiểm tra và xử lý, quy trình làm việc đã sẵn sàng lặp lại cho lần chạy tiếp theo.

 

Câu hỏi thường gặp về Bộ định tuyến CNC

Hỏi: Bộ định tuyến CNC được sử dụng để làm gì?

Trả lời: Bộ định tuyến CNC cắt, khắc, khắc và khoan. Chúng hoạt động tốt trên các nguyên mẫu gỗ, acrylic, MDF, nhựa, xốp và PCB.

Hỏi: Sự khác biệt giữa bộ định tuyến CNC và máy phay CNC là gì?

Trả lời: Bộ định tuyến CNC được tối ưu hóa cho các vật liệu mềm hơn và gia công tấm. Máy phay CNC tốt hơn cho các kim loại cứng hơn như thép do độ cứng cao hơn.

Hỏi: Tôi có cần CAD và CAM để sử dụng bộ định tuyến CNC không?

Đ: Vâng. CAD tạo ra thiết kế, CAM tạo đường chạy dao và CAM xuất mã G cho bộ điều khiển.

Câu hỏi: Mã G có tác dụng gì trên bộ định tuyến CNC?

Trả lời: Mã G cho Bộ định tuyến CNC biết nơi cần di chuyển bằng tọa độ X/Y/Z. Nó cũng đặt tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao và độ sâu cắt.

Hỏi: Bộ định tuyến CNC có thể cắt kim loại không?

Đáp: Có đối với các kim loại mềm như nhôm và đồng thau. Đối với thép cứng dày, thường cần một giải pháp máy khác.

Hỏi: Bộ định tuyến CNC có độ chính xác như thế nào?

Trả lời: Độ chính xác phụ thuộc vào việc chế tạo máy, hiệu chuẩn và chế độ làm việc. Khả năng lặp lại được cải thiện khi các thiết lập nhất quán và số 0 là chính xác.