Αριθμητικός έλεγχος CNC Routers
Τι είναι ένας δρομολογητής CNC;
Φανταστείτε μια μηχανή που μετατρέπει πρώτες ύλες όπως ξύλο, πλαστικό ή μαλακά μέταλλα σε περίπλοκα τρισδιάστατα γλυπτά, προσαρμοσμένα μέρη ή ακόμα και γραφή με την λεπτότητα ενός χειρουργικού εργαλείου. Ονομάζεται CNC router - ένα εργαλείο αριθμητικού ελέγχου υπολογιστή που είναι παρόμοιο με ένα ηλεκτρικό εργαλείο, αλλά με έναν εξαιρετικά υψηλής τεχνολογίας, ακριβείας επεξεργασμένο εγκέφαλο από μέταλλο. Λοιπόν, καθοδηγούμενο από αυτό που ουσιαστικά είναι G-code, χρησιμοποιεί ένα περιστρεφόμενο εργαλείο κοπής υψηλής ταχύτητας για να χαράξει περίπλοκες μορφές μέσω αφαιρετικής κατασκευής, αποκόπτοντας υλικό αντί να το συσσωρεύει, όπως κάνει η τρισδιάστατη εκτύπωση. Έχω παρακολουθήσει έναν CNC router να μετατρέπει ένα απλό φύλλο κόντρα πλακέ σε πανέμορφες πόρτες ντουλαπιών στο εργαστήριό μου, καθώς έκανε τη δημιουργικότητα προσβάσιμη και αποτελεσματική.
Γιατί οι δρομολογητές CNC έχουν σημασία σήμερα
Οι φρέζες CNC αποτελούν μια ολοκληρωμένη καινοτομία τόσο για τους ερασιτέχνες όσο και για τους επαγγελματίες ξυλουργούς. Είναι μια οικονομική εναλλακτική λύση στις φρέζες CNC για τον εκδημοκρατισμό του σχεδιασμού και σας επιτρέπει να δημιουργείτε προσαρμοσμένες πινακίδες ή ξύλινα σχέδια για χύτευση μετάλλου. Οι χρήσεις τους είναι τόσο τεράστιες, από τις απαιτήσεις της διαφημιστικής βιομηχανίας, όπως διαφημιστικά είδη έως τα θαύματα της ξυλουργικής, που η ευελιξία τους ωθεί τη δημιουργικότητα. Το πρώτο μου έργο - ένα καλούπι αφρού για συσκευασίες - με έκανε να δω πώς αυτά τα μηχανήματα επιτρέπουν στις μικρές επιχειρήσεις και τους καλλιτέχνες να αναλαμβάνουν τις μεγάλες επιχειρήσεις.
Πώς λειτουργούν οι δρομολογητές CNC
Η βασική αρχή λειτουργίας
Ένα φρέζα CNC είναι ένα μηχάνημα που λειτουργεί σαν gantry και χρησιμοποιεί τουλάχιστον τρεις άξονες (x, y και z) για να κόψει ή να χαράξει ένα υλικό, το οποίο είναι γενικά ξύλο ή βιομηχανικά υλικά. Το εργαλείο κοπής, που κινείται από έναν κινητήρα υψηλής ταχύτητας, ακολουθεί εντολές κώδικα G για να σκαλίσει ακόμη πιο επίπεδα υλικά όπως MDF, ακρυλικό και ορείχαλκο. Ένα πλεονέκτημα: Σε αντίθεση με τις φρέζες CNC, ο άξονας z εδώ δεν είναι ιδανικός για βαθύτερες κοπές ή τρύπες σε παχιά υλικά, αλλά αυτό λειτουργεί καλά με μαλακότερα υλικά. Συνήθιζα να σκαλίζω γράμματα σε γρανίτη — αργά αλλά ικανοποιητικά.
Εισαγωγή στα Συστήματα Αυτοματισμού και Ελέγχου
Η κίνηση των βηματικών κινητήρων (που χρησιμοποιούνται σε πολλά χομπίστικα ρούτερ) ή των πολύ πιο ακριβών και υψηλότερης απόδοσης σερβοκινητήρων (σε επαγγελματικά μοντέλα) για τους άξονες κίνησης γίνεται από τον εγκέφαλο, τον ελεγκτή, ο οποίος είναι γεμάτος ηλεκτρονικά. Μπορείτε να χειριστείτε το μηχάνημα χωρίς υπολογιστή χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ελέγχου DSP — το θεωρώ σημαντικό επειδή είναι ωραίο να μπορείτε να κάνετε μια γρήγορη εγκατάσταση χωρίς την ανάγκη υπολογιστή. (3). Το ρούτερ cnc μου είναι κατασκευασμένο με οδοντωτή ράγα και γρανάζι υψηλής ακρίβειας στον άξονα Χ και Υ, βίδα σφαιρών NEFF Γερμανίας στο Z και τετράγωνες ράγες HIWIN Taiwan, επομένως είναι σταθερό και υψηλής ακρίβειας και δεν θα έχει συντονισμό στην απόδοση κοπής του.
Πώς να ξεκινήσετε
Ξεκινήστε με μικρά βήματα με ένα χομπίστικο ρούτερ, μάθετε G-code και πειραματιστείτε με μαλακά υλικά. Ξεκινήστε με διαδικτυακές κοινότητες — μερικές από τις πρώτες μου συμβουλές για τη χάραξη προήλθαν από μια ομάδα ξυλουργικής.
Τύποι δρομολογητών CNC
Βιομηχανικά Μηχανήματα vs Μηχανήματα Ερασιτεχνών
Οι φρέζες CNC ποικίλλουν από φρέζες για ερασιτέχνες με βηματικούς κινητήρες έως εμπορικές φρέζες με σερβοκινητήρες για υψηλότερες ταχύτητες οδήγησης και αποδεκτή στιβαρότητα και ακρίβεια. Η μικρή μου φρέζα για ερασιτέχνες μπορεί να επεξεργαστεί ξύλο και αφρό, αλλά μπορείτε να βρείτε βιομηχανικές που μπορούν να κάνουν εργασίες μεγάλου μεγέθους ή ακόμα και χάλυβα.
Δρομολογητές 3 αξόνων, 4 αξόνων και 5 αξόνων
Οι περισσότερες δρομολογητές CNC είναι 3 αξόνων, x, y και z, για επίπεδα υλικά που μεταφέρονται σε πόρτες ή πάνελ. Το μηχάνημα είναι κατάλληλο για σήμανση με λέιζερ του αντικειμένου σε 4D λόγω του υπάρχοντος περιστροφικού εξαρτήματος, για τον 4ο άξονα κίνησής του, και για χάραξη σε κυκλικά αντικείμενα όπως κολώνες, κάγκελα ή πόδια τραπεζιού. Το έχω χρησιμοποιήσει για πόδια καρεκλών — είναι κάτι που αλλάζει τα δεδομένα. Το πιο προηγμένο από τα τέσσερα είναι το δρομολογητή 5 αξόνων, το οποίο παρέχει τις μεγαλύτερες δυνατότητες επεξεργασίας 3D, αλλά είναι επίσης κάπως ασυνήθιστο.
Επιτραπέζιοι έναντι δρομολογητών πλήρους κλίμακας
Αν ήθελα να κόψω ακρυλικό ή κόντρα πλακέ ως χομπίστας/μικροκατασκευαστής, οι επιτραπέζιες φρέζες CNC είναι αρκετά μικρές! Μεγάλα μοντέλα με πλαίσιο βαρέως τύπου για υλικά πλήρους μεγέθους ή κυλινδρικά μοντέλα. Με τους κινητήρες δύο σταδίων της φρέζας πλήρους μεγέθους σε κάθε άξονα, το X-Carve είναι πραγματικά η δύναμη των δύο για μεγαλύτερα έργα.
Μέρη ενός δρομολογητή CNC
Κορνίζα και κρεβάτι
Το τεμάχιο εργασίας στερεώνεται στην κλίνη με συσκευές σύσφιξης που είναι προσαρτημένες σε οπές ή σημεία σύνδεσης του τεμαχίου εργασίας. Η δομή της μηχανής ψυχρής έλασης είναι αθόρυβη, χωρίς κραδασμούς, βαριά και στιβαρή, για να διατηρεί τη σταθερότητά της και να καταστέλλει αποτελεσματικά τον συντονισμό. Η κλίνη του ρούτερ μου έχει χρησιμεύσει ως στιβαρή βάση για αμέτρητες κοπές.
Σύστημα άξονα και κίνησης
Στο gantry, το εργαλείο κοπής περιστρέφεται με την επιθυμητή ταχύτητα με τον άξονα ή το ρούτερ. Οι άξονες κίνησης κινούνται είτε από βηματικούς κινητήρες είτε από σερβοκινητήρες και επιτυγχάνουν κίνηση ακριβείας με οδοντωτές ράγες, πινιόν και σφαιρικές βίδες υψηλής ακρίβειας. Οι δύο βηματικοί κινητήρες στο Y διασφαλίζουν ότι όλα παραμένουν ομαλά.
Συσκευή ελέγχου λογισμικού και ηλεκτρονικών Ελεγκτής υποστήριξης λογισμικού δύο αξόνων Υπολογιστής ML-85 RTBU 1205 Μονάδα ελέγχου εξόδου λέιζερ Μονάδα ελέγχου σαρωτή DM214/1b Ο ελεγκτής περιέχει ηλεκτρονικά στοιχεία για την απόκρυψη της ταχύτητας και των κοπών. Θα απελευθερωθείτε από έναν υπολογιστή μέσω του συστήματος ελέγχου DSP, το οποίο θα σας επιτρέψει να κόψετε τα επιθυμητά σχήματα με κώδικα G. Η επεξεργασία κώδικα G για ένα τρισδιάστατο γλυπτό μου αποκάλυψε πόσο ισχυρό ήταν αυτό.
Εργαλεία και μύτες
Διαφορετικά εργαλεία χρησιμοποιούνται για ξύλο, πλαστικό ή μαλακά μέταλλα. Στα πιο εκλεπτυσμένα μοντέλα, η εναλλαγή γίνεται απρόσκοπτα με αυτόματο μηχανισμό αλλαγής εργαλείων, αλλά εγώ έχω γίνει επαγγελματίας στην χειροκίνητη εναλλαγή τους. Κάθε εργαλείο είναι σημαντικό για την καλή χάραξη ή κοπή.
Εφαρμογές CNC Routers
Ξυλουργικές εργασίες και κατασκευές ντουλαπιών
Η ξυλουργική ακμάζει με ένα ρούτερ CNC, δημιουργώντας ξύλινες πόρτες, ντουλάπια, τρισδιάστατα γλυπτά, ακόμη και νέα μοντέλα - σχήματα και μοτίβα - για χύτευση με άμμο ή μοτίβα για χύτευση με χαμένο κερί. Η ακρίβεια του ρούτερ μου βοήθησε να μεταμορφωθούν τα ντουλάπια της κουζίνας ενός πελάτη σε ένα εκπληκτικό έργο τέχνης.
Κατασκευή και Χάραξη Πινακίδων
Το ρούτερ CNC εξυπηρετεί τον κλάδο της διαφήμισης για προσαρμοσμένες πινακίδες, καθώς και τον κλάδο των γραφικών κατά παραγγελία που εφαρμόζει γράμματα, λογότυπα και άλλα σχέδια σε πλαστικά φύλλα. Κάποτε έφτιαξα μια τοιχογραφία από κόντρα πλακέ για ένα κοινοτικό κέντρο — μαγεία.
Κοπή πλαστικού και ακρυλικού
Για προσαρμοσμένα σχήματα σε συσκευασίες ή πρωτότυπα, χρησιμοποιήστε ακρυλικό, αφρό πολυουρεθάνης. Το κόψιμο ακρυλικού για μια βιτρίνα ήταν παιχνιδάκι με το ρούτερ μου.
Μεταλλουργία και Πρωτότυπα
Για την κατασκευή πρωτοτύπων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μαλακά μέταλλα όπως ορείχαλκο, αλουμίνιο ή ακόμα και χάλυβα. Μου αρέσει ο ορείχαλκος για πιο ρευστές κοπές, αλλά τα καλούπια χύτευσης μετάλλων είναι ένας τομέας αριστείας για φρέζες.
Εκπαίδευση, Τέχνη και Φτιάξ' το μόνος σου για τις κατώτερες τάξεις του δημοτικού.
Από τις κατασκευές DIY και την ανακύκλωση των χομπίστων μέχρι την τέχνη, οι φρέζες CNC δίνουν ενέργεια. Έχω βοηθήσει παιδιά να χαράζουν αφρό για σχολικές εργασίες και έχω βάλει σε κίνηση τη δημιουργικότητά τους.
Οφέλη από τη χρήση δρομολογητών CNC
Ακρίβεια και ακρίβεια
Υψηλή ακρίβεια – οι υψηλής ποιότητας γερμανικές βίδες NEFF με σφαιρίδια και οι τετράγωνες ράγες HIWIN της Ταϊβάν εγγυώνται τέλειες κοπές. Κάθε φορά εντυπωσιάζομαι από την ακρίβεια του ρούτερ μου.
Ταχύτητα και απόδοση
Οι ταχύτητες είναι μεγαλύτερες στις φρέζες CNC και στους σερβοκινητήρες, ενώ οι αυτόματοι μετατροπείς εργαλείων απλοποιούν τις εργασίες. Μπόρεσα να ολοκληρώσω μια παρτίδα ποδιών τραπεζιού σε ώρες, αντί για μέρες.
Επεκτασιμότητα για επιχειρήσεις
Από μικρά μοντέλα εργαστηρίων έως βιομηχανικές φρέζες CNC, οι φρέζες CNC μπορούν να κατασκευάσουν υλικά οποιουδήποτε μεγέθους (συμπεριλαμβανομένου αφρώδους πυρήνα, πλαστικού, ξύλου και μετάλλου) σε μήκος έως και 50 πόδια. Είναι ο καλύτερος φίλος ενός θεσμού.
Μείωση του ανθρώπινου λάθους
Τα λάθη διορθώνονται με το σύστημα ελέγχου G-code και DSP. Ο ελεγκτής μου μάλιστα ανίχνευσε ένα σφάλμα κωδικοποίησης και έσωσε ένα έργο κόντρα πλακέ.
Πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν αγοράζετε ένα CNC Router (H2)
Προβλεπόμενη χρήση και υλικά
Συνδυάστε το ρούτερ σας με τα υλικά — ξύλο, ακρυλικό ή μαλακά μέταλλα. Έπρεπε να χρησιμοποιήσω το περιστροφικό μου εξάρτημα για τα κυλινδρικά σχέδια.
Απαιτήσεις Προϋπολογισμού και Μεγέθους
Τα δρομολογητές για ερασιτέχνες είναι φθηνά, ενώ αυτά επαγγελματικού τύπου είναι ακριβότερα. Σκεφτείτε τον άφθονο χώρο για επιτραπέζιους υπολογιστές ή διαμορφώσεις κανονικού μεγέθους.
Συμβατότητα Λογισμικού
Βεβαιωθείτε ότι σας αρέσει το λογισμικό ελέγχου. Γι' αυτό έμαθα G-code για να αξιοποιήσω στο έπακρο το ρούτερ μου.
Υποστήριξη και Εκπαίδευση μετά την πώληση
Ο αρχικός κατασκευαστής (OEM) με καλή υποστήριξη είναι σημαντικός. Το εγχειρίδιο του ρούτερ μου ήταν σωτήριο, εκτός από την εγκατάσταση.
Βασικά αξεσουάρ δρομολογητή CNC
Συστήματα συλλογής σκόνης
Συλλέκει σκόνη, ώστε ο χώρος εργασίας σας να γίνεται πιο καθαρός. Αφού η σκόνη ξύλου γέμισε το εργαστήριό μου, έβαλα ένα.
Τραπέζια και σφιγκτήρες ηλεκτρικής σκούπας
Τα τεμάχια εργασίας συγκρατούνται από τραπέζια κενού αέρος ή σφιγκτήρες. Το δικό μου είναι με υλικό σφιγκτήρα, οπότε δεν χρειάζεται να ρουφήξετε.
Δυνατότητες ψυκτικού και λιπαντικού
Το ψυκτικό υγρό βοηθά στην κοπή μετάλλου. Για έργα από ορείχαλκο το χρησιμοποιώ μικρότερο από την παραπάνω λεπίδα οπισθέλκουσας.
Εξοπλισμός ασφαλείας
Υποχρεούστε να φοράτε προστατευτική στολή. Τα γυαλιά μου μού έσωσαν τα μάτια κατά τη διάρκεια μιας κοπής με αφρώδες υλικό.
Υπηρεσία και βέλτιστες πρακτικές
Σχέδιο συντήρησης ρουτίνας
Λένε ότι η τακτική συντήρηση σε κουράζει, αλλά όχι όταν πρόκειται για ένα Motor Half Track. Εγώ καθαρίζω το δικό μου κάθε εβδομάδα.
Συμβουλές βαθμονόμησης και ευθυγράμμισης
Η βαθμονόμηση φέρνει την τελειότητα. Ευθυγραμμίζω τον άξονά μου μία φορά το μήνα για ομοιόμορφες κοπές.
Αντιμετώπιση προβλημάτων κοινών προβλημάτων
Μπορεί να υπάρχουν προβλήματα συντονισμού ή σφάλματα στον ελεγκτή. Έναν κολλημένο βηματικό κινητήρα τον έλυσα με υπομονή και ένα εγχειρίδιο.
Τάσεις και το μέλλον της δρομολόγησης CNC
Ενσωμάτωση Τεχνητής Νοημοσύνης και Έξυπνου Αυτοματισμού
Η Τεχνητή Νοημοσύνη προωθεί τον αυτοματισμό, οι ελεγκτές βλέπουν πού έρχονται οι περικοπές. Αυτό το είδος πράγματος σε νέο δρομολογητή μπορεί να έχει.
Εξελικτικά CNC ανοιχτού κώδικα
Οι ερασιτέχνες ενδυναμώνονται μέσω λογισμικού ανοιχτού κώδικα. Έχω δοκιμάσει δωρεάν εργαλεία G-code στο διαδίκτυο.
Πράσινα Υλικά και Περιβάλλον - Βιώσιμη Κατασκευή
Τα οικολογικά υλικά όπως το βιώσιμο ξύλο βρίσκονται σε άνοδο. Τώρα ασχολούμαι με το πράσινο κόντρα πλακέ.
Δρομολογητής CNC: Ένα εργαλείο για δημιουργικότητα και αποτελεσματικότητα. Δεν είναι περίεργο που είναι τόσο απαραίτητος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορους τρόπους, από τη μετάφραση έως την έρευνα 4D. Η εξερεύνηση που έχω κάνει σχετικά με τους δρομολογητές CNC μου έχει αλλάξει τη ζωή και για αυτόν τον λόγο, καθώς και για αρκετούς άλλους, προτείνω να ξεκινήσετε.
