Jak funguje CNC řezací stroj na dřevo?
Práce na CNC stroji vyžaduje trochu jiné znalosti a dovednosti než manipulace s tradiční jednotkou bez programového ovládání. Operátor se musí soustředit nikoli na přímé řízení procesu zpracování, ale na přípravu programu pro stroj a modelu součásti v počítači. Tento článek bude diskutovat o nuancích práce s CNC stroji při vytváření kovových a dřevěných výrobků.
- Hlavní součásti CNC stroje
- Jaké znalosti potřebujete pro práci s CNC strojem?
- Základy práce na CNC strojích (jaké dovednosti musíte mít)
- Jak se naučit pracovat na CNC fréze a soustruhu na dřevo a kov?
- Jak pracovat na CNC stroji?
- Na kov
- Návrh dílu
- CNC programování
- Nastavení stroje
- Správa a výroba dílů
- Návrh dílu
- CNC programování
- Nastavení stroje
- Správa a výroba dílů
Hlavní součásti CNC stroje
CNC stroj se skládá z následujících klíčových součástí:
- zařízení pro vkládání dat;
- BUS (řídicí jednotka stroje);
- akční člen;
- pohonné systémy;
- systémy zpětné vazby;
- ovládací panel.
Program pro zpracování objektů se nahraje do stroje prostřednictvím zařízení pro vkládání dat.
Vstupními zařízeními jsou obvykle čtečky magnetických pásek, čtečky děrných pásek a počítače pracující přes port RS-232-C.
BUS ovládá jednotku a provádí následující operace:
- čte a dešifruje kódové instrukce do něj zadané;
- Provádí kruhovou, lineární a spirálovou interpolaci pro generování příkazů pohybu os;
- přenáší povely pohybu os do obvodů zesilovače pro řízení mechanismů os;
- přijímá zpětnou vazbu týkající se poloh a rychlostí všech hnacích os;
- zapíná a vypíná chladiče nebo vřetena, mění nástroje a provádí další pomocné funkce.
CNC stroje mají obvykle pohyblivé stoly a vřetena, která řídí rychlost a polohu. Akční členy ovládají vřetena ve směru osy Z a stoly ve směru os X a Y.
Pohonné systémy zahrnují zesilovací obvody, hnací motory a kuličková šroubová ložiska (kuličkové šrouby). BUS vysílá signály o rychlosti a poloze každé osy do obvodů zesilovače. Tyto signály jsou poté zesíleny pro pohon hnacích motorů. Tyto motory otáčejí kuličkovým šroubem pro nastavení požadované polohy pracovního stolu.
Systém zpětné vazby (také známý jako systém měření) má vestavěné senzory, známé také jako převodníky. Neustále sledují rychlost a polohu řezných nástrojů. Signály ze snímačů jsou posílány na BUS, kde je rozdíl mezi původními signály a signály zpětné vazby využit pro generování další série signálů.
Obsluha může přesunout ovládací panel do vhodné polohy. Na displeji se zobrazí příkazy, programy a další potřebné informace.
Jaké znalosti potřebujete pro práci s CNC strojem?
Chcete-li úspěšně pracovat na CNC stroji, musíte být schopni provádět následující operace:
- vytvářet modely dílů v grafických editorech;
- nainstalovat programy do paměti RAM jednotky;
- nastavit optimální režimy a parametry ovládání pro mikrokrokové motory.
S postupem prací bude nutné všechny technologické operace vizuálně sledovat prostřednictvím panelu, který zobrazuje všechny aktuální informace v reálném čase.
Nejběžnější softwarové řídicí systémy jsou dnes Linux CNC, USB CNC, Mach3, OSAI, Fanuc, Rich Auto, OSP, Sinumerik, Heidenhain. Všechny jsou víceméně stejného typu a pouze Heidenhain se od ostatních výrazně liší svým řízením.
Základy práce na CNC strojích (jaké dovednosti musíte mít)
Obsluha CNC stroje vyžaduje méně dovedností a zkušeností než obsluha zařízení podobného tradičního typu. Programovatelné zařízení úspěšně zvládne následující úkoly:
- zlepšuje produktivitu práce;
- zaručuje nejpřesnější a nejkvalitnější zpracování;
- zajišťuje bezpečnost lidské práce a řeší četné problémy kultury výroby.
Ve skutečnosti musí operátor jednoduše řídit provádění těch procesů, které byly začleněny do jednotky ve fázi programování.
Jak se naučit pracovat na CNC fréze a soustruhu na dřevo a kov?
Na vysokých školách se vyučuje používání CNC soustružnických a frézovacích strojů. Poměrně velkou pozornost věnují jak teorii, tak praxi. Praxe absolvovaná před vysokou školou však nemusí splňovat požadavky, které bude konkrétní zaměstnavatel na pracovišti klást. Mnoho zaměstnavatelů má proto volná místa se školením na místě, kde se po uchazečích vyžaduje především znalost teorie.
Teorii lze čerpat na internetu. Minimální délka kurzu přes Skype jsou dva týdny. Za tři dny se v rozporu s reklamními sliby nemůžete nic naučit.
Dálkové kurzy jsou dobré, protože studenti dostávají spoustu úkolů k psaní řídicích programů pro obráběcí stroje a vytváření vektorových obrázků.
Jak pracovat na CNC stroji?
Práce na CNC stroji se provádí v následujícím pořadí:
- Program zpracování dílu se zadá do řídicí jednotky.
- Data jsou zpracovávána v BUS. Tam jsou připravovány pohybové příkazy a odesílány do systému pohonu.
- Rychlost a pohyb bloků jednotky jsou řízeny pohonem.
- Informace o rychlosti pohybu a poloze os zaznamenává zpětnovazební systém, který vysílá signály na BUS.
- BUS porovnává každý příchozí signál s původním. Pokud jsou chyby, jsou opraveny.
Obsluha po celou dobu řídí proces prostřednictvím ovládacího panelu s displejem.
Po stisknutí tlačítka napájení se jednotka zahájí inicializací. Tento termín označuje určení počátečních souřadnic polohy vřetena. Všechny modely CNC strojů mají konstantní nulový bod, tzv. strojní nulu. Chcete-li provést inicializaci v ručním režimu, musíte stisknout tlačítko „Domů“, ale mnohem pohodlnější je provést tuto akci v automatickém režimu. Pracovní části jednotky se budou střídavě pohybovat podél každé osy až do koncového spínače a pohyb začne od osy Z, jakmile vřeteno dosáhne krajní polohy podél jedné z os, koncový spínač se spustí a stroj se vynuluje bude inicializováno. Neměnná nula stroje je potřebná, aby obsluha mohla nastavit ne jeden, ale mnoho nulových bodů pro zpracování obrobku, a tyto body by byly umístěny na libovolném požadovaném místě na pracovním stole.
U modelů se čtyřmi nebo třemi osami jsou nuly stroje umístěny v rozích tabulek. Právě ve vztahu k těmto bodům se nastavují všechny ostatní základní polohy zařízení.
Na kov
Všechny CNC stroje na kov fungují na podobném principu. Po vypořádání se s jedním zařízením můžete bezpečně pracovat s jakýmikoli novými modely. Kromě návodu od výrobce má smysl hledat na internetu materiály o práci s g-kódy a m-kódy.
Návrh dílu
Návrh součásti se provádí ve 2D nebo 3D formátu v programu CAD. V ruštině zkratka CAD znamená „počítačově podporovaný designový systém“.
CNC programování
Součást vytvořená v programu CAD musí být převedena do kódu g, kterému stroj rozumí. To se děje v programu CAM. V ruštině zkratka CAM znamená „počítačově podporovaný výrobní systém“.
Nastavení stroje
Chcete-li nastavit stroj, musíte provést následující:
- Ujistěte se, že jste naplnili chladicí kapalinu a olej na maximum a přesně v souladu s pokyny.
- Dbejte na to, aby se do pracovního prostoru nedostaly cizí předměty.
- Zapněte kompresor a zkontrolujte, zda je tlak v něm přesně takový, jak je uvedeno v návodu.
- Připojte zařízení ke zdroji napájení a spusťte jej. Tlačítko napájení je obvykle umístěno na ovládacím panelu v levém horním rohu a hlavní vypínač je umístěn na zadní straně jednotky.
- Vložte nástroje do karuselu v pořadí uvedeném v seznamu CNC programů. Pokud má jednotka pouze jeden nástroj, musí být fréza instalována ve vřetenu.
- Díl pevně zajistěte na stole nebo ve svěráku.
- Nastavte indikátor korekce pro délku nástroje. Nástroje musí být přesunuty do horní části dílu v pořadí zadaném v CNC programu a poté musí být nastaveny korekční hodnoty.
- Nastavte korekci pro osy X a Y Po instalaci svěráku nebo jiných dílů upravte korekci pro instalaci obrobku, abyste našli počáteční body X a Y.
Poté už zbývá jen nahrát CNC program do řídicího systému jednotky přes USB disk.
Správa a výroba dílů
Po nastavení stroje probíhá výrobní proces v následujícím pořadí:
- Pro zkušební provoz se program spustí ve vzduchu tak, aby nástroj fungoval ve výšce přibližně 5 cm od předmětu.
- Program běží, když se nástroj dostane do kontaktu s obrobkem a sleduje chybová hlášení.
- Upravte offsety a zkontrolujte vlastnosti obrobku. Upravte korekce délky nástroje, abyste zajistili, že obrobek splňuje zadané parametry.
Po dokončení práce musíte vyjmout obrobek ze svěráku, vyjmout nástroje z vřetena, vyčistit pracovní plochu a vypnout jednotku.
práce se dřevem
Se dřevem si úspěšně poradí i CNC stroj určený pro práci s kovem. Ale jednotka, která byla původně orientována na práci se dřevem, nebude schopna efektivně řezat kov – bude provádět pouze mělké zpracování kovového povrchu.
Návrh dílu
Návrh dřevěného obrobku v CAD programu se prakticky neliší od přípravy modelu kovového předmětu. Začátečníkům se však doporučuje začít se dřevem: chyby jsou během procesu učení nevyhnutelné a dřevo je levnější než kov, takže zkažení obrobku nebude tak děsivé.
CNC programování
Kovoobráběcí stroje obvykle obsahují více elektrických součástí než jejich protějšky na zpracování dřeva. Pro operátory s malými zkušenostmi je výhodnější se nejprve naučit programování dřeva.
Nastavení stroje
Nastavení zahrnuje použití jednoho ze tří režimů: ruční ovládání, ruční zadávání dat nebo automatické ovládání. Klíčovou fází nastavení je správné nastavení nulových bodů v souladu s instrukcemi stroje.
Správa a výroba dílů
Dřevoobráběcí stroj je o něco jednodušší na ovládání než kovoobráběcí stroj. Mnoho začátečníků však zapomíná nosit ochranné brýle nebo předpokládá, že nejsou potřeba. To je chyba: dřevěné třísky mohou způsobit stejně vážné poškození očí jako kovové částice, proto je důležité dodržovat bezpečnostní opatření.
10 věcí, které jsou užitečné pro začátečníky v práci s CNC
Následující tipy budou užitečné pro začátečníky:
- Kupujte kvalitní frézy od spolehlivých výrobců. Ideálně ať je to karbid. Pokud ale máte omezený rozpočet, vystačíte si nejprve s rychlořeznou ocelí. Pro začátečníky jsou optimální velikosti fréz: 4 mm, 6 mm, 13 mm. Na ocel jsou vhodné 4břité frézy, na hliník 3 nebo 2břité. Při práci s brýlemi si chraňte oči. Zatímco získáváte zkušenosti, vaše frézy často selžou, ale to je normální. Kupte si také sadu spirálových vrtáků.
- Kupte si sadu paralel, sadu svorek a svěrák. Svěrák je navržen tak, aby vydržel mnoho let. Pokud si koupíte levný čínský svěrák, abyste ušetřili peníze nebo správně nezajistíte obrobek, veškerá práce půjde do odpadu. Oficiální název pro „paralelní“ je paralelní podložky.
- Použijte mlhu nebo chladicí kapalinu. Pokud chladicí kapalina nebo generátor mlhy nejsou součástí konstrukce stroje, zakupte je samostatně. S největší pravděpodobností budete muset nejprve strávit spoustu času nastavením chladicí kapaliny. Ale pokud jste na to příliš líní, přeřezávání třísek může vést ke zlomení frézy.
- Naučte se používat CNC řídicí jednotku. Nejprve je potřeba trénovat na osách X a Y, bez ovlivnění Z. V tomto případě nelze použít G00, jinak se jednotka bude pohybovat maximální rychlostí a hranicí svých možností. Optimální je nastavit G01 F20, přičemž indikátor „20“ bude odpovídat hodnotě, kterou si sami nastavíte (například palce nebo centimetry).
- Zvykněte si používat zařízení na měření délky frézy. K založení vřetena na obrobku použijte vyhledávač hran. Pokud jednotka nerozumí, kde je špička řezačky, existuje riziko selhání zařízení. Jakmile je obrobek nainstalován ve svěráku a fréza je ve vřetenu, musíte nastavit nuly.
- Nastavte stroj a svěrák pomocí úchylkoměru. Před každou prací zkontrolujte polohu svěráku.
- Pokud jste začátečník, nezkoušejte hned pracovat na nerezu. Nejprve procvičte na měkké oceli, mosazi nebo hliníku. Pokud hned začnete řezat obtížné materiály, frézy se příliš často opotřebují a lámou.
- Pořiďte si několik sad hliníkových stupňovitých čelistí. Pomocí pily řežte kusy materiálu tak, aby jejich rozměry byly o něco větší než čelisti svěráku. Poté provádějte průchody stopkovou frézou, dokud nezískáte pravoúhlý rovnoběžnostěn. Poté upravte tento obrázek na rozměry, které potřebujete, vyvrtejte a zapusťte do něj montážní otvory.
- Zvládněte CAD a CAM programy, ve kterých budete psát g-kódy. Mnoho programů má docela srozumitelné rusifikované manuály a také aktivní komunity uživatelů na internetu, vždy připravené pomoci začátečníkům.
- Naučte se předem, jak provést nouzové zastavení stroje a restartovat jej po neplánovaném vypnutí.
Chcete-li vidět, jak jste připraveni, zkuste na stroji vytvořit Turner Cube (také známou jako Meta Cube). Tento obrazec se skládá z několika vnořených krychlí s otvory, přičemž všechny vnitřní krychle se dotýkají vnější pouze svými vrcholy. Před vybavením výrobních zařízení CNC stroji je to přesně ten typ čísla, o který byli soustružníci a frézaři požádáni během náborového procesu, aby se posoudila úroveň jejich dovedností.
Nyní tedy máte základní představu o tom, jak CNC stroje fungují. Na internetu můžete najít mnoho školicích videí věnovaných různým fázím nastavení jednotky a zpracování obrobků. Pokud máte ještě málo zkušeností, začněte se zpracováním dřeva – je to jednodušší než vytvářet kovové výrobky a samotný materiál je levnější.
- Na kov
