Máy CNC là gì và làm thế nào để chọn chúng?

Máy CNC là công cụ chính để gia công hàng loạt các bộ phận. Nó là một thành phần quan trọng của hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Nguyên tắc tạo ra một máy CNC là đơn giản hóa việc sản xuất các bộ phận tương tự.

Máy CNC - một thiết bị điều khiển số. Tính năng chính của nó là sao chép dễ dàng các bộ phận tương tự và một loại: hình ảnh chương trình được ghi lại trong bộ nhớ chỉ đọc, theo đó các bộ phận được xay và xẻ từ phôi được đặt trong khu vực làm việc bằng cách sử dụng cơ cấu cấp băng tải. Các máy được trang bị súng laser-plasma, thực hiện cắt các phôi sơ cấp và thứ cấp một cách hoàn hảo trơn tru, được đặc trưng bởi thông lượng cao. Thấp hơn một chút về thiết bị công nghệ là máy tiện và máy phay thực hiện việc tiện, cưa và doa (khoan) phôi không dùng tia laser (với sự trợ giúp của máy cắt).

Trong các máy CNC hiện đại, không cần kết nối PC hoặc máy tính xách tay bên ngoài - vai trò của một lập trình viên sơ bộ (do người vận hành điều khiển) thiết lập các thông số được thực hiện bởi một máy vi tính trên bo mạch được lắp đặt trong một khoang máy được bảo vệ khỏi nhiễu điện. Máy CNC hiện đại cũng có thể được kết nối với mạng máy chủ cục bộ (LSS) thông qua giao diện LAN và được điều khiển từ bất kỳ PC nào trên lãnh thổ của doanh nghiệp, được quản trị viên mạng cho phép truy cập vào máy này vì nó đã hoạt động được 20 năm, ví dụ, với máy in và máy quét mạng.

Cấu trúc của máy CNC là phần kỹ thuật (cơ điện) được kết nối chặt chẽ với phần điện tử (ECU) và đồng thời được tách ra khỏi nó, tách biệt với nó trong không gian bên trong hạn chế của máy.... Một trong những đặc điểm thiết kế của thiết bị CNC là che chắn (bảo vệ) ECU khỏi nhiễu tạo ra bởi các mạch điện cơ trong khu vực làm việc và khu vực chuyển đổi chế độ vận hành. Sự can thiệp này có thể "đánh sập" chương trình, do đó, PC một mạch trên bo mạch không chỉ bị loại bỏ cơ điện (động cơ, cảm biến) mà còn được đặt trong một hộp thép được bảo vệ, được nối đất đáng tin cậy và sẽ gần như hoàn toàn. loại bỏ tĩnh và tiếng ồn xâm nhập vào CPU và các cơ quan điện tử quan trọng khác. điều khiển thiết bị CNC.

Ưu điểm của máy gia đình mini là nó là một giải pháp xứng đáng cho các chuyên gia trẻ, những người đã bắt đầu nắm vững những điều cơ bản của việc vận hành máy CNC... Máy CNC được phân loại theo danh sách các hoạt động được thực hiện và theo các đặc tính của hệ thống điều khiển. Bất chấp ấn tượng đầu tiên và đánh lừa của người mới bắt đầu rằng "con quái vật" này quá khó, việc nắm vững các kỹ thuật cơ bản của công việc có thể mất từ ​​nửa giờ đến vài giờ. Người mới bắt đầu có thể nhanh chóng soạn thuật toán đầu tiên của mình cho các bộ phận xử lý, quy trình sản xuất mà anh ta quan tâm. Ví dụ, anh ta cần làm một giá đỡ cho một máy phát động cơ trên xe đạp - trên một chiếc máy như vậy, anh ta sẽ nhanh chóng vẽ, cắt và mài nó.

Máy CNC có thể làm việc trên đá, gỗ và các dẫn xuất của nó, trên kim loại màu, thép, nhựa và composite. Mọi thứ chỉ được xác định bởi sức mạnh của động cơ trục chính - trong một đơn vị như vậy, nó là đơn vị chức năng dẫn động chính. Giá trị thứ hai để lựa chọn vật liệu phôi là chiều dài, đường kính, lớp phủ của dao cắt thép - ví dụ: nếu máy đang phay. Nếu bạn đang xử lý một máy khoan, thì khả năng của nó và khả năng của bộ phận phay thường được kết hợp với nhau. Công việc của máy cưa được thực hiện bởi máy phay, và công việc của máy khoan được thực hiện bởi máy tiện.

Những chiếc máy như vậy rất đa dụng: chúng kết hợp các khả năng của máy phổ thông (thiết bị cắt và mài, khoan các bộ phận theo các hình chiếu khác nhau), máy tính để bàn (nặng không quá vài chục kg, đặt vừa trên bàn làm việc với diện tích mặt bàn là 2 m2). Công suất của bộ truyền động trục chính để xử lý nhựa và gỗ, theo quy luật, không vượt quá vài trăm watt mỗi giờ được tiêu thụ từ nguồn điện. Đối với kim loại màu, công suất lên đến một kilowatt đã được yêu cầu và đối với thép - 1,5-2 kW. Thường không có tham chiếu đến các loại vật liệu cụ thể trong máy đa năng. Theo đó, cần phải mua máy cắt, máy khoan, mão, lưỡi cưa làm bằng thép tốc độ cao, cũng như với chất mài mòn.

Theo các dạng gia công, việc phân loại máy CNC cung cấp các thiết bị ngang (cắt các bộ phận ở vị trí "nằm" của chúng) và dọc (ngược lại, các thiết bị này làm việc với các bộ phận "đứng", cắt lên và xuống). Các đơn vị kết hợp thực hiện cắt và khoan các bộ phận trong cả ba mặt phẳng.

Hệ thống điều khiển trong máy CNC là các đặc điểm thông thường của "máy tính", chẳng hạn như: số megahertz của mỗi lõi bộ xử lý, số lõi của nó, cũng như số megabyte (hoặc gigabyte) của RAM (RAM, bộ nhớ truy cập tạm thời). Là một thiết bị lưu trữ, như trong máy tính để bàn và máy tính xách tay thông thường, ổ đĩa quang nam châm ("đĩa cứng"), SSD ("đĩa cứng" thể rắn) hoặc bộ nhớ eMMC (như trong máy tính xách tay, máy tính bảng và điện thoại thông minh một bo mạch thực hiện chủ yếu các công việc văn phòng) được sử dụng.

Tuy nhiên, không có phần cứng nào sẽ tự hiển thị đầy đủ cho đến khi chương trình điều khiển được cài đặt trên đó. Máy CNC cầm tay hiện đại sử dụng hệ điều hành dựa trên phần mềm và lõi đồ họa Linux hoặc Windows: cho mục đích sản xuất, một phiên bản "cắt giảm" đặc biệt được "khâu" trong bộ nhớ của máy, được tạo ra dành riêng cho công việc, và không phải, ví dụ, để lướt web, chạy trò chơi hay xem video. Trên đó, bạn chỉ có thể xử lý các chi tiết, đối với mọi thứ khác, nó không có sẵn.

Mẫu 1325 - một trong những máy CNC tốt nhất, được thiết kế như một thiết bị cấp thấp để nắm vững các kỹ năng của một chuyên gia máy công cụ. Chi phí bảo trì thấp - thuộc lớp Start (dành cho người mới bắt đầu). Thực hiện khắc ba trục trên phôi gỗ. Có khả năng áp dụng các mẫu đơn giản với đối xứng hai bên. Không cần đào tạo đặc biệt cho người mới bắt đầu làm việc trên một thiết bị như vậy.

Khu vực làm việc có kích thước 130x250x200 cm, bắt đầu từ điện áp giữa các pha là 380 volt. Nó được điều khiển bằng hệ thống Mach3, được trang bị cơ chế trục chính làm mát, hoạt động từ một biến tần điều khiển và phát triển tốc độ lên đến 24.000 vòng mỗi phút. Bôi trơn bằng tay. Được vận hành trên nền tảng phần mềm Artcam, nó cắt được MDF và gỗ, acrylic và các vật liệu hoàn toàn khác (bao gồm cả composite) phi kim loại.

Mẫu 2040 ATC CNC... Hoạt động trên cơ sở CNC với tổng đài điện thoại tự động. Có ổ dao cắt tích hợp giúp bạn dễ dàng chọn dao cắt theo ý muốn. Cắt, tạo rãnh vật liệu phi kim loại, cắt rãnh trên chúng và dập phôi, nghiền chúng. Thay đổi công cụ là tự động. Mô hình phay băng chuyền ATC CNC với diện tích làm việc 200x400x20 cm. Được cung cấp bởi mạng ba pha.Trục quay tiêu thụ tới 9 kW điện từ nguồn điện và được trang bị động cơ servo 11 kW của Nhật Bản.

Được xây dựng trên cơ sở bàn làm việc chân không hình chữ T, chất bôi trơn tự động được đưa vào khu vực làm việc và khu vực của các cơ cấu quay. Một máy bơm chân không loại bỏ swarf khỏi khu vực làm việc, giúp giữ cho khu vực làm việc tương đối sạch sẽ. Công suất bơm chân không - 3 kW. Máy thích hợp để tiện nhôm.

Mẫu 1625 có diện tích làm việc là 2x5 m và cũng hoạt động từ mạng ba pha. Thiết bị để bàn với các đặc điểm tương tự như phiên bản trước. Sự khác biệt là sự hiện diện của một máy cắt dao động cho phép bạn cắt da và vật chất. Máy cắt cho phép bạn làm việc với nhôm và bất kỳ vật liệu đơn giản và composite phi kim loại nào. Độ chính xác cắt - 10 micromet. Có thể tiếp tục khắc kim loại và nhôm từ thời điểm hoạt động bị gián đoạn.

Các mô hình khác cho phép bạn làm việc với thép, đồng, duralumin, nhưng sức mạnh, kích thước và thiết bị của chúng hóa ra có giá thành cao hơn ít nhất vài lần so với ba mô hình được mô tả ở trên. Chúng hỗ trợ hoạt động 5 trục (điều khiển 5 trục). Những cỗ máy đắt tiền nhất được trang bị một khẩu pháo laser tạo ra công suất lên tới hàng trăm watt tại một điểm có đường kính nhỏ hơn 1 mm, cho phép cắt thép với độ chính xác cao nhất.

Bộ máy CNC thông thường bao gồm khung (giường), hộp số và bộ cấp liệu, đầu và ụ, cơ cấu thanh truyền và giá đỡ. Tất cả các bộ phận, cụm máy đều được cố định trên khung máy, thiếu nó thiết bị này không thể hoạt động được. Hộp số (hộp giảm tốc) có nhiệm vụ truyền mômen quay từ ổ trục quay. Hơn nữa, mô-men xoắn truyền được nhận bởi đơn vị chức năng thước cặp.

Phần đầu bao gồm hộp giảm tốc và bản thân trục chính, các kẹp và bộ phận quay làm quay bộ phận quay được. Với sự trợ giúp của ụ, phần quay được cố định từ phía đối diện - tại thời điểm gia công phần trung tâm của phôi. Cốt là một mũi doa hoặc một mũi khoan để đặt căn chỉnh.

Phần tử này được kết nối chặt chẽ với ụ. Slide xác định mức độ cố định của máy cắt và hướng nó di chuyển. Sự hoàn chỉnh của thiết bị CNC được bổ sung thêm bàn hút chân không, bơm chân không thu gom phoi, thiết bị làm mát dụng cụ cắt. Để có thể di chuyển khỏi nơi làm việc trong thời gian ngắn, người lao động (người vận hành máy) sử dụng bàn điều khiển di động.

Chọn một máy CNC cho các thông số sau.

• Sự tiêu thụ năng lượng. Không phải xưởng sản xuất nào cũng có khả năng kết nối với nguồn điện áp ba pha, chưa kể đến các nhà riêng ở khu dân cư ngoại thành chẳng hạn. Hệ thống dây điện trong gia đình không thể chịu được quá 3,5 kW: các máy tự động 16 ampe thông thường được lắp trên đồng hồ, cũng như bản thân đồng hồ, không thể hoạt động ở dòng tải hơn 16 ampe. Chọn máy có công suất không quá 2-3 kW.
• Tốc độ động cơ trục chính ít nhất phải là 10.000 vòng / phút. Nếu không, việc tiện các bộ phận sẽ có chất lượng không hoàn toàn cao, đặc biệt, sẽ có vấn đề khi thực hiện các thao tác khắc và tiện tinh xảo với những đường nét nhỏ nhất.
• Làm việc với kim loại... Ngay cả những máy không mạnh với hiệu suất cao và số vòng quay từ 20.000 vòng / phút cũng có thể mài được ít nhất là thép 3 và đồng. Gia công kim loại mở rộng đáng kể mức độ liên quan của bạn với tư cách là một bậc thầy trong nghề thủ công của bạn.
• Khu vực làm việc nên càng rộng càng tốt. Điều này sẽ cho phép bạn mài một số lượng lớn các bộ phận trong một mặt phẳng hoặc tạo ra các khoảng trống lớn hơn.
• Dễ dàng sửa chữa và thay đổi máy cắt, máy cắt khoan - nếu không có đặc tính này của thiết bị CNC, hiệu quả của bạn, việc thực hiện chính xác các kế hoạch lớn có thể bị ảnh hưởng, đặc biệt, do dao cắt lỏng lẻo đúng cách, bạn có nguy cơ nhận được một tỷ lệ phần trăm đáng kể các bộ phận bị từ chối.
• Tay nghề và hệ thống làm mát. Hai thành phần này có chất lượng cao và không gặp sự cố như thế nào không chỉ phụ thuộc vào tuổi thọ sử dụng của máy cắt và máy khoan, mà còn phụ thuộc vào tuổi thọ tổng thể của các cơ khí trong máy CNC.
• Hút chân không và kính che mặt... Hai yếu tố này quyết định nơi làm việc của bạn sẽ sạch sẽ như thế nào sau khi hoàn thành công việc.

Làm việc với phần mềm DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM và Mach3 chỉ khác nhau về giao diện phần mềm và bộ chức năng.

Việc sử dụng máy CNC là hợp lý trong ngành công nghiệp chế biến đá và gỗ, trong ngành công nghiệp gia công kim loại và thậm chí trong dịch vụ xe hơi, trong đó, ví dụ, các bộ phận thay thế được gia công cho động cơ bộ chế hòa khí của ô tô. Nhưng một máy CNC sẽ giúp sản xuất các hình trang trí, đồ trang sức và cũng có thể xay hoặc cắt phôi từ bất kỳ loại thép nào bằng cách sử dụng tia laser. Ví dụ, CNC thực hiện cắt cửa MDF (lá cửa), tiện các bộ phận cho ổ khóa và phụ kiện chống trộm của cửa sổ nhựa kim loại. Danh sách này có nguy cơ trở thành vô tận. Một trong những ví dụ điển hình là việc chạm khắc các bức tượng nhỏ bằng đồng từ chân dung của các nhân vật nổi bật được vẽ ở định dạng ba chiều.

Thiết lập máy cho công việc được thực hiện theo sơ đồ sau.

• Tìm máy cắt phù hợp cho ứng dụng của bạn. Kiểm tra độ sắc của các cạnh cắt của nó.
• Đặt ngọn đuốc vào mâm cặp được chỉ định. Kiểm tra xem nó đã được cố định an toàn chưa.
• Khởi động máy không có khoảng trống.
• Lập trình thiết bị. Các đơn vị CNC cũ được lập trình bằng thẻ đục lỗ, thẻ mới hơn - sử dụng cùng một AutoCAD (nhập các thông số của bộ phận được gia công).
• Treo máy, và đặt phôi trên sàn, bật máy bơm. Khởi động lại máy.
• Sau khi tiện chi tiết, dừng máy và lấy phôi đã quay. Đặt cái tiếp theo. Nếu cần, hãy thay đổi các thông số đã nhập và khởi động máy.
• Nếu phải thực hiện nhiều lần tiện (sao chép) các bộ phận, thì đặt số lượng phôi cần thiết vào vùng làm việc, lập trình thiết bị CNC và khởi động trục chính. Các bộ phận được quay tự động.

Không phải tất cả các mô hình máy móc đều có khả năng hiện đại hóa. Ở giai đoạn đầu tiên, chỉ có thể cài đặt một máy tính trên bo mạch đơn hiệu năng cao hơn - và thay đổi Windows, chẳng hạn như hệ thống Linux.

Cách chọn máy CNC, xem video tiếp theo.