Cosa sono le macchine CNC e come sceglierle?

Le macchine CNC sono lo strumento principale per la lavorazione di massa dei pezzi. È un componente importante dei sistemi di progettazione assistita da computer. Il principio della creazione di un CNC è quello di semplificare la produzione di parti dello stesso tipo.

Macchina CNC - un dispositivo con controllo numerico. La sua caratteristica principale è facile copiatura di parti simili e di tipo singolo: un'immagine di programma registrata nella memoria di sola lettura, in base alla quale le parti vengono fresate e segate da pezzi posti nell'area di lavoro utilizzando il meccanismo di alimentazione del trasportatore. Le macchine dotate di pistola laser-plasma, che eseguono un taglio perfettamente fluido di pezzi primari e secondari, sono caratterizzate da un'elevata produttività. Leggermente inferiori in termini di attrezzature tecnologiche sono torni e fresatrici che eseguono tornitura, segatura e alesatura (foratura) non laser (con l'ausilio di frese).

Nelle moderne macchine CNC non è necessario collegare un PC o laptop esterno: il ruolo di un programmatore preliminare (controllato dall'operatore) che imposta i parametri è svolto da un microcomputer di bordo installato in un vano macchina protetto dai disturbi elettrici. Le moderne macchine CNC possono anche essere collegate a una rete di server locale (LSS) tramite un'interfaccia LAN e controllate da qualsiasi PC sul territorio dell'azienda, a cui è consentito l'accesso a questa macchina dall'amministratore di rete, poiché funziona da 20 anni, ad esempio, con stampanti e scanner di rete.

La struttura della macchina CNC è tale che la parte tecnica (elettromeccanica) è rigidamente collegata all'elettronica (ECU) e allo stesso tempo ne è separata, separata da essa nel limitato spazio interno dell'unità... Una delle caratteristiche progettuali dell'unità CNC è la schermatura (protezione) della ECU dalle interferenze generate dai circuiti elettromeccanici nell'area di lavoro e nell'area di commutazione della modalità operativa. Questa interferenza può "abbattere" il programma, quindi il PC a scheda singola di bordo non viene solo rimosso dall'elettromeccanica (motori, sensori), ma anche collocato in una scatola d'acciaio protetta, che è affidabile messa a terra e sarà quasi completamente eliminare l'elettricità statica e il rumore dall'entrare nella CPU e in altri organi elettronici vitali controllo dell'unità CNC.

Il vantaggio di una mini macchina domestica è che è una soluzione degna per i giovani professionisti che hanno iniziato a padroneggiare le basi del lavoro come operatore di macchine CNC... Le macchine CNC sono classificate in base all'elenco delle operazioni eseguite e in base alle caratteristiche del sistema di controllo. Nonostante la prima e ingannevole impressione di un principiante che questo "mostro" sia troppo difficile, padroneggiare le tecniche di base del lavoro può richiedere da mezz'ora a diverse ore. Un principiante può comporre rapidamente il suo primo algoritmo per la lavorazione delle parti, il cui processo di produzione è interessato. Ad esempio, deve realizzare un supporto per un motogeneratore su una bicicletta: su una macchina del genere lo disegnerà, lo taglierà e lo macinerà rapidamente.

Le macchine CNC possono lavorare su pietra, legno e suoi derivati, su metalli non ferrosi, acciaio, plastica e compositi. Tutto è determinato solo dalla potenza del motore del mandrino: in tale unità, è l'unità funzionale principale di guida. La seconda importanza per la scelta del materiale del pezzo è la lunghezza, il diametro, il rivestimento delle frese in acciaio, ad esempio se la macchina sta fresando. Se hai a che fare con una perforatrice, le sue capacità e le capacità dell'unità di fresatura sono spesso combinate. Il lavoro della segatrice viene eseguito dalla fresatrice e il lavoro della perforatrice viene eseguito dal tornio.

Tali macchine sono multiuso: combinano le capacità dell'universale (l'unità taglia e macina, perfora le parti in diverse proiezioni), desktop (pesa non più di diverse decine di chilogrammi, si adatta a un banco da lavoro con un'area del tavolo di 2 mq2). La potenza dell'azionamento del mandrino per la lavorazione della plastica e del legno, di regola, non supera le diverse centinaia di watt all'ora consumati dalla rete. Per i metalli non ferrosi è già richiesta una potenza fino a un kilowatt e per gli acciai - 1,5-2 kW. Spesso non si fa riferimento a tipi specifici di materiale in una macchina multiuso. Di conseguenza, è necessario acquistare frese, trapani, corone, lame per seghe in acciaio ad alta velocità e abrasivi.

In base ai tipi di lavorazione, la classificazione delle macchine CNC prevede dispositivi orizzontali (taglio di parti nella loro posizione "sdraiata") e verticali (al contrario, questi dispositivi funzionano con parti "in piedi", tagliando su e giù). Le unità combinate eseguono il taglio e la foratura di parti su tutti e tre i piani.

Il sistema di controllo nelle macchine CNC sono le solite caratteristiche del "computer", come: il numero di megahertz di ciascuno dei core del processore, il numero dei suoi core, nonché il numero di megabyte (o gigabyte) di RAM (RAM, memoria ad accesso casuale). Come dispositivo di archiviazione, come nei tradizionali PC desktop e laptop, un'unità magneto-ottica ("disco rigido"), SSD ("disco rigido" a stato solido") o memoria eMMC (come in laptop, tablet e smartphone a scheda singola che svolgere principalmente lavoro d'ufficio).

Tuttavia, nessun hardware si manifesterà completamente finché il programma di controllo non sarà installato su di esso. Le moderne macchine CNC portatili utilizzano un sistema operativo basato su un software e un core grafico Linux o Windows: ai fini della produzione, nella memoria della macchina viene "cucita" una versione speciale "cut-down", creata esclusivamente per il lavoro e non, ad esempio, per la navigazione web a tutti gli effetti, l'esecuzione di giochi o la visione di video. Su di esso puoi elaborare solo i dettagli, per tutto il resto non è disponibile.

Modello 1325 - una delle migliori macchine CNC, progettata come dispositivo entry-level per padroneggiare le competenze di uno specialista di macchine utensili. Bassi costi di manutenzione - appartiene alla classe Start (per principianti). Esegue l'incisione a tre assi di grezzi in legno. In grado di applicare modelli semplici con simmetria bilaterale. Non è necessaria una formazione speciale per un principiante quando si lavora su un dispositivo del genere.

L'area di lavoro è di 130x250x200 cm e parte da una tensione interfase di 380 volt. È controllato tramite il sistema Mach3, dotato di un meccanismo a mandrino raffreddato, opera da un inverter di controllo e sviluppa una velocità fino a 24.000 giri al minuto. Lubrificato a mano. Operato sulla base del software Artcam, taglia MDF e legno, acrilico e altri materiali (compresi i compositi) puramente non metallici.

Modello 2040 ATC CNC... Funziona su base CNC con centralino telefonico automatico. C'è un caricatore di taglierina incorporato che semplifica la selezione della taglierina desiderata. Taglia, scanala materiali non metallici, esegue scanalature in essi e stampa pezzi grezzi, li fresa. Il cambio utensile è automatico. Carosello fresatrice modello ATC CNC con area di lavoro di 200x400x20 cm Alimentata da rete trifase.Il mandrino consuma fino a 9 kW di potenza dalla rete ed è dotato di servo giapponesi da 11 kW.

Costruito sulla base di un piano di lavoro a depressione a forma di T, la lubrificazione viene automaticamente introdotta nella lavorazione e nell'area dei meccanismi rotanti. Una pompa per vuoto rimuove i trucioli dall'area di lavoro, contribuendo a mantenere l'area di lavoro relativamente pulita. Potenza della pompa del vuoto - 3 kW. La macchina è adatta per la tornitura dell'alluminio.

Modello 1625 ha un'area di lavoro di 2x5 m e opera anche da una rete trifase. Dispositivo desktop con caratteristiche simili alla versione precedente. La differenza sta nella presenza di una taglierina oscillante che permette di tagliare pelle e materia. Le frese consentono di lavorare l'alluminio e qualsiasi materiale non metallico semplice e composito. Precisione di taglio - 10 micrometri. È possibile continuare a incidere non metalli e alluminio dal punto di interruzione dell'operazione.

Altri modelli consentono di lavorare con acciaio, bronzo, duralluminio, ma la loro potenza, le dimensioni e le attrezzature risultano essere almeno diverse volte più costose rispetto ai tre modelli sopra descritti. Supportano il funzionamento a 5 assi (controllo a 5 assi). Le macchine più costose sono dotate di un cannone laser che genera fino a centinaia di watt di potenza in un punto inferiore a 1 mm di diametro, che permette di tagliare l'acciaio con la massima precisione.

Il solito set di macchine CNC comprende un telaio (basamento), riduttori e unità di alimentazione, paletta e contropunta, meccanismo dell'asta e supporto. Tutte le parti e gli assiemi sono fissati sul telaio della macchina, senza i quali questo dispositivo non può funzionare. Il cambio (cambio) è responsabile della trasmissione della coppia dall'azionamento del mandrino. Inoltre, la coppia trasmessa viene ricevuta dall'unità funzionale pinza.

La paletta comprende il riduttore e il mandrino stesso, morse e parti rotanti che ruotano il componente da tornire. Con l'aiuto della contropunta, la parte tornita viene fissata dal lato opposto - nei momenti di lavorazione della parte centrale del pezzo. Il nucleo è un alesatore o una fresa per foratura che imposta l'allineamento.

Questo elemento è rigidamente connesso alla contropunta. La slitta determina quanto saldamente è fissata la fresa e in quali direzioni si muove. La completezza del dispositivo CNC è completata da un tavolo a vuoto, una pompa per vuoto che raccoglie i trucioli e un dispositivo di raffreddamento per gli utensili da taglio. Per potersi allontanare per breve tempo dal posto di lavoro, il lavoratore (operatore di macchina) utilizza una consolle portatile.

Scegli una macchina CNC per i seguenti parametri.

• Consumo di energia. Non tutte le officine di produzione hanno la possibilità di connettersi a una tensione di alimentazione trifase, per non parlare delle case private, ad esempio, in un'area residenziale suburbana. È improbabile che il cablaggio domestico resista a più di 3,5 kW: le macchine automatiche convenzionali da 16 ampere installate sul contatore, così come il contatore stesso, non possono funzionare con una corrente di carico superiore a 16 ampere. Scegli macchine con una potenza non superiore a 2-3 kW.
• La velocità del motore del mandrino deve essere almeno 10.000 al minuto. Altrimenti, la tornitura delle parti risulterà di qualità non del tutto elevata, in particolare, sarà problematico eseguire incisioni e torniture fini con i contorni più piccoli.
• Lavorare con i metalli... Anche macchine non abbastanza potenti con alta efficienza e giri da 20.000 giri/min possono macinare almeno acciaio 3 e bronzo. La lavorazione dei metalli espande notevolmente la tua rilevanza come maestro del tuo mestiere.
• L'area di lavoro dovrebbe essere la più ampia possibile. Ciò ti consentirà di macinare un numero maggiore di parti su un piano o di produrre pezzi grezzi più grandi.
• Facilità di fissaggio e sostituzione di frese, frese per foratura - senza questa caratteristica di un dispositivo CNC, la tua efficienza, esecuzione accurata di grandi progetti potrebbe risentirne, in particolare, a causa di una fresa correttamente allentata, rischi di ottenere una percentuale significativa di pezzi scartati.
• Lavorazione e sistema di raffreddamento. L'elevata qualità e l'assenza di problemi di questi due componenti dipende non solo dalla durata delle frese e delle frese per foratura, ma anche dalla durata complessiva della meccanica della macchina CNC.
• Aspirazione a vuoto e visiera... Questi due fattori determinano quanto sarà pulito il tuo posto di lavoro dopo il completamento del lavoro.

Lavorare con i software DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM e Mach3 differisce solo nell'interfaccia software e nel set di funzioni.

L'uso di macchine CNC è giustificato nell'industria della lavorazione della pietra e del legno, nell'industria della lavorazione dei metalli e persino nel servizio automobilistico, dove, ad esempio, vengono lavorati pezzi di ricambio per motori a carburatore di automobili. Ma una macchina CNC aiuterà nella produzione di figure decorative, gioielli e anche fresa o taglia pezzi grezzi da qualsiasi acciaio usando un laser. Il CNC esegue, ad esempio, taglio di porte in MDF (anta), tornitura di parti per serrature e ferramenta antieffrazione di finestre in metallo-plastica. Questa lista rischia di diventare infinita. Uno degli esempi tipici è l'intaglio di statuette in bronzo di ritratti di personalità di spicco disegnati in formato tridimensionale.

L'impostazione della macchina per il lavoro viene eseguita secondo il seguente schema.

• Trova la fresa giusta per la tua applicazione. Controlla la nitidezza dei suoi bordi taglienti.
• Posizionare la torcia nel relativo mandrino designato. Controlla se è fissato saldamente.
• Avviare la macchina senza spazi vuoti.
• Programma il dispositivo. Le vecchie unità CNC sono programmate utilizzando schede perforate, quelle più recenti - utilizzando lo stesso AutoCAD (immissione dei parametri della parte lavorata).
• Sospendere la macchina e posizionare il pezzo in lavorazione sul palco, accendere la pompa. Riavvia la macchina.
• Dopo aver girato il pezzo, fermare la macchina e rimuovere il pezzo tornito. Posiziona il prossimo. Se necessario, modificare i parametri inseriti e avviare la macchina.
• Se è necessario eseguire più torniture (copiatura) di pezzi, posizionare il numero richiesto di pezzi nell'area di lavoro, programmare il dispositivo CNC e avviare il mandrino. Le parti vengono girate automaticamente.

Non tutti i modelli di macchine si prestano alla modernizzazione. Nella prima fase, è possibile installare solo un computer di bordo a scheda singola più performante e cambiare Windows, ad esempio, in un sistema Linux.

Come scegliere una macchina CNC, guarda il prossimo video.