เครื่อง CNC คืออะไรและจะเลือกอย่างไร?

เครื่อง CNC เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการตัดเฉือนชิ้นส่วนจำนวนมาก เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย หลักการสร้าง CNC คือการลดความซับซ้อนในการผลิตชิ้นส่วนที่คล้ายคลึงกัน

เครื่อง CNC - อุปกรณ์ที่มีการควบคุมเชิงตัวเลข คุณสมบัติหลักของมันคือ คัดลอกได้ง่ายของชิ้นส่วนประเภทเดียวกันและประเภทเดียว: ภาพโปรแกรมที่บันทึกในหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว ซึ่งชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกกัดและเลื่อยจากชิ้นงานที่วางอยู่ในพื้นที่ทำงานโดยใช้กลไกการป้อนของสายพานลำเลียง เครื่องจักรที่ติดตั้งปืนเลเซอร์-พลาสม่า ซึ่งตัดชิ้นงานหลักและรองได้อย่างราบรื่นอย่างสมบูรณ์แบบ มีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาณงานสูง อุปกรณ์เทคโนโลยีที่ต่ำกว่าเล็กน้อยคือเครื่องกลึงและกัดที่ทำการกลึงที่ไม่ใช่เลเซอร์ (ด้วยความช่วยเหลือของใบมีด) การเลื่อยและการคว้าน (เจาะ) ของชิ้นงาน

ในเครื่อง CNC สมัยใหม่ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อพีซีหรือแล็ปท็อปภายนอก - บทบาทของโปรแกรมเมอร์เบื้องต้น (ควบคุมโดยผู้ปฏิบัติงาน) ซึ่งตั้งค่าพารามิเตอร์นั้นเล่นโดยไมโครคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดที่ติดตั้งในห้องเครื่องที่ป้องกันเสียงรบกวนจากไฟฟ้า เครื่อง CNC สมัยใหม่ยังสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายเซิร์ฟเวอร์ภายใน (LSS) ผ่านอินเทอร์เฟซ LAN และควบคุมจากพีซีเครื่องใดก็ได้ในอาณาเขตขององค์กร ซึ่งผู้ดูแลระบบเครือข่ายอนุญาตให้เข้าถึงเครื่องนี้ได้ เนื่องจากทำงานมาแล้ว 20 ปี ปี เช่น กับเครื่องพิมพ์และสแกนเนอร์เครือข่าย

โครงสร้างของเครื่อง CNC เป็นแบบที่ส่วนทางเทคนิค (ระบบเครื่องกลไฟฟ้า) เชื่อมต่อกับอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) อย่างแน่นหนาและในเวลาเดียวกันก็แยกออกจากกันโดยแยกออกจากกันในพื้นที่ภายในที่ จำกัด ของตัวเครื่อง... คุณลักษณะการออกแบบอย่างหนึ่งของหน่วย CNC คือการป้องกัน (การป้องกัน) ของ ECU จากการรบกวนที่เกิดจากวงจรไฟฟ้าเครื่องกลในพื้นที่ทำงานและพื้นที่การสลับโหมดการทำงาน การรบกวนนี้สามารถ "ล้มลง" โปรแกรมได้ ดังนั้น ออนบอร์ดพีซีบอร์ดเดี่ยวไม่เพียงแต่ถูกถอดออกจากอิเล็กโทรเมคานิกส์ (มอเตอร์ เซ็นเซอร์) แต่ยังวางในกล่องเหล็กที่มีการป้องกัน ซึ่งต่อสายดินได้อย่างน่าเชื่อถือและเกือบจะสมบูรณ์ ขจัดไฟฟ้าสถิตและเสียงรบกวนจากการเข้าสู่ CPU และอวัยวะอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญอื่น ๆ การควบคุมเครื่อง CNC

ข้อดีของเครื่องมินิโฮมก็คือ เป็นโซลูชันที่คุ้มค่าสำหรับมืออาชีพรุ่นใหม่ที่เริ่มฝึกฝนพื้นฐานการทำงานในฐานะผู้ควบคุมเครื่องจักร CNC... เครื่อง CNC จำแนกตามรายการการดำเนินงานที่ดำเนินการและตามลักษณะของระบบควบคุม แม้จะมีความประทับใจครั้งแรกและหลอกลวงของผู้เริ่มต้นว่า "สัตว์ประหลาด" ตัวนี้ยากเกินไป การเรียนรู้เทคนิคพื้นฐานในการทำงานอาจใช้เวลาครึ่งชั่วโมงถึงหลายชั่วโมง ผู้เริ่มต้นสามารถเขียนอัลกอริธึมแรกสำหรับการประมวลผลชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตที่เขาสนใจ ตัวอย่างเช่น เขาต้องติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนจักรยาน - เขาจะวาด ตัด และบดบนเครื่องจักรดังกล่าวอย่างรวดเร็ว

เครื่อง CNC สามารถทำงานบนหิน ไม้ และอนุพันธ์ของมัน บนโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เหล็ก พลาสติก และคอมโพสิต ทุกอย่างถูกกำหนดโดยพลังของมอเตอร์แกนหมุนเท่านั้น - ในหน่วยดังกล่าว มันคือหน่วยการทำงานหลักในการขับขี่ ความสำคัญอันดับสองในการเลือกใช้วัสดุชิ้นงานคือ ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง การเคลือบหัวกัดเหล็ก ตัวอย่างเช่น หากเครื่องกำลังกัด หากคุณกำลังจัดการกับเครื่องเจาะ ความสามารถและความสามารถของเครื่องกัดมักจะถูกรวมเข้าด้วยกัน งานของเครื่องเลื่อยจะดำเนินการโดยเครื่องกัดและการทำงานของเครื่องเจาะจะดำเนินการโดยเครื่องกลึง

เครื่องจักรดังกล่าวใช้งานได้หลากหลาย: รวมความสามารถของอุปกรณ์อเนกประสงค์ (หน่วยตัดและบด, เจาะชิ้นส่วนในการฉายภาพที่แตกต่างกัน), เดสก์ท็อป (น้ำหนักไม่เกินหลายสิบกิโลกรัม, พอดีกับโต๊ะทำงานที่มีพื้นที่โต๊ะ 2 ม.2) พลังของไดรฟ์แกนหมุนสำหรับการแปรรูปพลาสติกและไม้ตามกฎแล้วไม่เกินหลายร้อยวัตต์ต่อชั่วโมงที่ใช้จากแหล่งจ่ายไฟหลัก สำหรับโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก จำเป็นต้องใช้พลังงานสูงถึงหนึ่งกิโลวัตต์แล้ว และสำหรับเหล็ก - 1.5-2 กิโลวัตต์ มักไม่มีการอ้างอิงถึงประเภทของวัสดุเฉพาะในเครื่องจักรอเนกประสงค์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องซื้อใบมีด, ดอกสว่าน, ครอบฟัน, ใบเลื่อยที่ทำจากเหล็กความเร็วสูงและสารกัดกร่อน

ตามประเภทของการประมวลผลการจำแนกประเภทของเครื่อง CNC มีไว้สำหรับแนวนอน (การตัดชิ้นส่วนในตำแหน่ง "นอน") และแนวตั้ง (ในทางตรงกันข้ามอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานกับชิ้นส่วน "ยืน" การตัดขึ้นและลง) หน่วยที่รวมกันจะทำการตัดและเจาะชิ้นส่วนในระนาบทั้งสาม

ระบบควบคุมในเครื่อง CNC เป็นคุณลักษณะ "คอมพิวเตอร์" ตามปกติ เช่น จำนวนเมกะเฮิรตซ์ของแกนประมวลผลแต่ละคอร์ จำนวนคอร์ ตลอดจนจำนวนเมกะไบต์ (หรือกิกะไบต์) ของ RAM (RAM หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เช่นเดียวกับในเดสก์ท็อปพีซีและแล็ปท็อปทั่วไป ไดรฟ์แม่เหล็กออปติคัล ("ฮาร์ดดิสก์"), SSD (โซลิดสเตต "ฮาร์ดดิสก์") หรือหน่วยความจำ eMMC (เช่นเดียวกับในแล็ปท็อปแบบบอร์ดเดี่ยว แท็บเล็ต และสมาร์ทโฟนที่ ทำงานสำนักงานเป็นหลัก) ใช้

อย่างไรก็ตาม ไม่มีฮาร์ดแวร์ใดจะแสดงออกมาอย่างสมบูรณ์จนกว่าจะมีการติดตั้งโปรแกรมควบคุมไว้ เครื่อง CNC แบบพกพาที่ทันสมัยใช้ระบบปฏิบัติการที่ใช้ซอฟต์แวร์และแกนกราฟิก Linux หรือ Windows: เพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต รุ่น "ตัดทอน" พิเศษจะถูก "เย็บ" ในหน่วยความจำของเครื่อง ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อการทำงานโดยเฉพาะ ไม่ใช่เพื่อการท่องเว็บอย่างเต็มรูปแบบ เล่นเกม หรือดูวิดีโอ คุณสามารถประมวลผลได้เฉพาะส่วนเท่านั้นสำหรับอย่างอื่นไม่พร้อมใช้งาน

รุ่น 1325 - หนึ่งในเครื่องจักร CNC ที่ดีที่สุด ซึ่งออกแบบมาเป็นอุปกรณ์ระดับเริ่มต้นสำหรับการเรียนรู้ทักษะของผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือกล ค่าบำรุงรักษาต่ำ - เป็นของคลาส Start (สำหรับผู้เริ่มต้น) ดำเนินการแกะสลักช่องว่างไม้สามแกน สามารถใช้รูปแบบที่เรียบง่ายด้วยความสมมาตรทวิภาคี ไม่จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมพิเศษสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าว

พื้นที่ทำงาน 130x250x200 ซม. เริ่มจากแรงดันไฟระหว่างเฟส 380 โวลต์ มันถูกควบคุมโดยระบบ Mach3 ที่ติดตั้งกลไกแกนหมุนระบายความร้อน ทำงานจากอินเวอร์เตอร์ควบคุม และพัฒนาความเร็วได้ถึง 24,000 รอบต่อนาที หล่อลื่นด้วยมือ ขับเคลื่อนโดยซอฟต์แวร์ Artcam โดยสามารถตัดไม้ MDF และไม้ อะคริลิก และวัสดุอื่นๆ ที่ไม่ใช่โลหะอย่างหมดจด (รวมถึงคอมโพสิต)

รุ่น 2040 ATC CNC... ทำงานบนพื้นฐานของ CNC พร้อมระบบแลกเปลี่ยนโทรศัพท์อัตโนมัติ มีแม็กกาซีนคัตเตอร์ในตัวที่ทำให้ง่ายต่อการเลือกคัตเตอร์ที่คุณต้องการ เธอตัด, ร่องวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ, ตัดร่องในพวกเขาและประทับตราช่องว่าง, กัดพวกเขา การเปลี่ยนเครื่องมือเป็นไปโดยอัตโนมัติ เครื่องกัดแบบหมุน ATC CNC ที่มีพื้นที่ทำงาน 200x400x20 ซม. ขับเคลื่อนด้วยเครือข่ายสามเฟสแกนหมุนใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟหลักสูงสุด 9 กิโลวัตต์ และติดตั้งเซอร์โวญี่ปุ่นขนาด 11 กิโลวัตต์

สร้างขึ้นบนพื้นฐานของโต๊ะทำงานรูปตัว T การหล่อลื่นจะถูกนำเข้าสู่การทำงานและพื้นที่ของกลไกการหมุนโดยอัตโนมัติ ปั๊มสุญญากาศจะขจัดเศษผงออกจากพื้นที่ทำงาน ช่วยให้พื้นที่ทำงานค่อนข้างสะอาด กำลังปั๊มสุญญากาศ - 3 กิโลวัตต์ เครื่องนี้เหมาะสำหรับการกลึงอลูมิเนียม

รุ่น 1625 มีพื้นที่ทำงาน 2x5 ม. และยังทำงานจากเครือข่ายสามเฟส เครื่องเดสก์ท็อปที่มีลักษณะเหมือนกับรุ่นก่อนหน้า ความแตกต่างอยู่ที่การมีออสซิลเลเตอร์คัตเตอร์ ซึ่งช่วยให้คุณตัดผ่านผิวหนังและสสารได้ หัวกัดช่วยให้คุณทำงานกับอะลูมิเนียมและวัสดุธรรมดาและวัสดุคอมโพสิตที่ไม่ใช่โลหะได้ ความแม่นยำในการตัด - 10 ไมโครเมตร สามารถแกะสลักอโลหะและอะลูมิเนียมต่อจากจุดที่เกิดการหยุดชะงักของการทำงานได้

รุ่นอื่นๆ ช่วยให้คุณทำงานกับเหล็ก บรอนซ์ ดูราลูมินได้ แต่กำลัง ขนาด และอุปกรณ์มีราคาสูงกว่าสามรุ่นที่อธิบายไว้ข้างต้นอย่างน้อยหลายเท่า รองรับการทำงานแบบ 5 แกน (การควบคุมแบบ 5 แกน) เครื่องจักรที่แพงที่สุดติดตั้งปืนใหญ่เลเซอร์ที่สร้างพลังงานได้สูงถึงหลายร้อยวัตต์ ณ จุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มม. ซึ่งช่วยให้สามารถตัดเหล็กได้อย่างแม่นยำสูงสุด

การกำหนดค่าตามปกติของเครื่องมือเครื่อง CNC ประกอบด้วยโครง (เตียง) กระปุกเกียร์และฟีดยูนิต headstock และ tailstock กลไกก้านและการรองรับ ชิ้นส่วนและส่วนประกอบทั้งหมดได้รับการแก้ไขบนโครงเครื่องโดยที่อุปกรณ์นี้ไม่สามารถทำงานได้ กระปุกเกียร์ (กระปุกเกียร์) มีหน้าที่ส่งแรงบิดจากตัวขับแกนหมุน นอกจากนี้ ยูนิตฟังก์ชันคาลิปเปอร์ยังรับแรงบิดที่ส่งผ่าน

headstock ประกอบด้วยกระปุกเกียร์และแกนหมุน แคลมป์และชิ้นส่วนที่หมุนได้ซึ่งจะหมุนส่วนประกอบให้หมุน ด้วยความช่วยเหลือของ tailstock ส่วนที่หมุนได้รับการแก้ไขจากฝั่งตรงข้าม - ในช่วงเวลาของการตัดเฉือนส่วนกลางของชิ้นงาน แกนกลางเป็นรีมเมอร์หรือคัตเตอร์เจาะที่กำหนดตำแหน่ง

องค์ประกอบนี้เชื่อมต่อกับส่วนท้ายอย่างแน่นหนา สไลด์กำหนดว่าใบมีดจะยึดแน่นแค่ไหนและเคลื่อนไปในทิศทางใด ความสมบูรณ์ของอุปกรณ์ CNC เสริมด้วยโต๊ะสุญญากาศ ปั๊มสุญญากาศที่รวบรวมเศษ และอุปกรณ์ทำความเย็นสำหรับเครื่องมือตัด เพื่อให้สามารถย้ายออกจากที่ทำงานได้ในระยะเวลาอันสั้น พนักงาน (พนักงานควบคุมเครื่องจักร) จะใช้คอนโซลแบบพกพา

เลือกเครื่อง CNC สำหรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้

• การใช้พลังงาน. ไม่ใช่ทุกโรงปฏิบัติงานด้านการผลิตที่มีความสามารถในการเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าสามเฟส ไม่ต้องพูดถึงบ้านส่วนตัว เช่น ในเขตที่อยู่อาศัยในเขตชานเมือง การเดินสายไฟในครัวเรือนไม่น่าจะทนต่อมากกว่า 3.5 กิโลวัตต์: เครื่องอัตโนมัติ 16 แอมป์ทั่วไปที่ติดตั้งบนมิเตอร์ เช่นเดียวกับตัวมิเตอร์เอง ไม่สามารถทำงานได้ที่กระแสโหลดที่มากกว่า 16 แอมแปร์ เลือกเครื่องจักรที่มีกำลังไม่เกิน 2-3 กิโลวัตต์
• ความเร็วของมอเตอร์แกนหมุนต้องไม่ต่ำกว่า 10,000 ต่อนาที มิฉะนั้น การกลึงของชิ้นส่วนจะกลายเป็นคุณภาพที่ไม่สูงนัก โดยเฉพาะการแกะสลักแบบละเอียดและการกลึงด้วยรูปทรงที่เล็กที่สุดจะเป็นปัญหา
• การทำงานกับโลหะ... แม้เครื่องจักรไม่ทรงพลังแต่มีประสิทธิภาพสูงและรอบจาก 20,000 รอบต่อนาทีก็สามารถบดเหล็กอย่างน้อย 3 และทองแดงได้ งานโลหะช่วยขยายความเกี่ยวข้องของคุณในฐานะผู้เชี่ยวชาญงานฝีมือของคุณ
• พื้นที่ทำงานควรมีขนาดใหญ่ที่สุด ซึ่งจะทำให้คุณสามารถบดชิ้นส่วนจำนวนมากขึ้นในระนาบเดียว หรือสร้างช่องว่างขนาดใหญ่ขึ้น
• ง่ายต่อการยึดและเปลี่ยนใบมีด, ใบมีดเจาะ - หากไม่มีคุณลักษณะนี้ของอุปกรณ์ CNC ประสิทธิภาพ การดำเนินการที่ถูกต้องของแผนขนาดใหญ่อาจได้รับผลกระทบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากเครื่องตัดที่หลวมอย่างเหมาะสม คุณจึงเสี่ยงที่จะได้รับชิ้นส่วนที่ถูกปฏิเสธในเปอร์เซ็นต์ที่มีนัยสำคัญ
• ฝีมือและระบบทำความเย็น ส่วนประกอบทั้งสองนี้มีคุณภาพสูงและเชื่อถือได้มากเพียงใด ไม่เพียงแต่กำหนดอายุการใช้งานของหัวกัดและหัวกัดเจาะ แต่ยังรวมถึงอายุการใช้งานโดยรวมของกลไกในเครื่อง CNC ด้วย
• เครื่องดูดสูญญากาศและกระบังหน้า... ปัจจัยทั้งสองนี้กำหนดว่าสถานที่ทำงานของคุณจะสะอาดเพียงใดหลังจากทำงานเสร็จ

การทำงานกับซอฟต์แวร์ DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM และ Mach3 แตกต่างกันในอินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์และชุดฟังก์ชันเท่านั้น

การใช้เครื่องจักร CNC เป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลในอุตสาหกรรมหินและงานไม้ ในอุตสาหกรรมโลหะการ และแม้กระทั่งในการบริการรถยนต์ ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ของรถยนต์ แต่เครื่อง CNC จะช่วยในการผลิตของประดับตกแต่ง เครื่องประดับ และโรงสีหรือตัดเหล็กใดๆ โดยใช้เลเซอร์ CNC ทำหน้าที่เช่นการตัดประตู MDF (บานประตู) การกลึงชิ้นส่วนสำหรับล็อคและอุปกรณ์กันขโมยของหน้าต่างโลหะพลาสติก รายการนี้ขู่ว่าจะไม่มีที่สิ้นสุด ตัวอย่างทั่วไปอย่างหนึ่งคือการแกะสลักรูปปั้นทองสัมฤทธิ์จากภาพบุคคลที่มีชื่อเสียงซึ่งวาดในรูปแบบสามมิติ

การตั้งค่าเครื่องสำหรับการทำงานจะดำเนินการตามรูปแบบต่อไปนี้

• เลือกเครื่องตัดที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ ตรวจสอบความคมของคมตัด
• วางไฟฉายลงในหัวจับที่กำหนดไว้ ตรวจสอบว่าได้รับการแก้ไขอย่างปลอดภัยหรือไม่
• สตาร์ทเครื่องโดยไม่มีช่องว่าง
• โปรแกรมอุปกรณ์ เครื่อง CNC เก่าถูกตั้งโปรแกรมโดยใช้การ์ดเจาะรู ใหม่กว่า - ใช้ AutoCAD เดียวกัน (ป้อนพารามิเตอร์ของชิ้นส่วนที่กลึง)
• ระงับเครื่อง และวางชิ้นงานบนเวที เปิดปั๊ม รีสตาร์ทเครื่อง
• หลังจากหมุนชิ้นส่วนแล้ว ให้หยุดเครื่องและนำชิ้นงานที่หมุนออก วางอันถัดไป หากจำเป็น ให้เปลี่ยนพารามิเตอร์ที่ป้อนและสตาร์ทเครื่อง
• หากต้องหมุนชิ้นส่วนหลายครั้ง (คัดลอก) ให้วางชิ้นงานตามจำนวนที่ต้องการในพื้นที่ทำงาน ตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ CNC และเริ่มแกนหมุน ชิ้นส่วนจะถูกหมุนโดยอัตโนมัติ

ไม่ใช่ทุกรุ่นของเครื่องจักรที่ให้ความทันสมัย ในขั้นแรก เป็นไปได้ที่จะติดตั้งคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดแบบบอร์ดเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพสูงเท่านั้น - และเปลี่ยน Windows เช่น เป็นระบบ Linux

วิธีเลือกเครื่อง CNC ดูวิดีโอถัดไป