Apa itu mesin CNC dan bagaimana memilihnya?

Mesin CNC adalah sarana utama mesin pemrosesan massal suku cadang. Ini adalah komponen penting dari sistem desain otomatis. Prinsip pembuatan CNC adalah menyederhanakan produksi suku cadang dengan jenis yang sama.

Mesin CNC - perangkat dengan kontrol numerik. Fitur utamanya adalah penyalinan mudah dari bagian tipe dan tampilan tunggal yang sama: gambar program yang direkam dalam perangkat memori permanen, yang dengannya bagian-bagian itu diputar dan digergaji dari benda kerja yang ditempatkan di area kerja menggunakan mekanisme umpan konveyor. Mesin yang dilengkapi dengan senjata laser-plasma, yang melakukan pemotongan sempurna pada benda kerja primer dan sekunder, dicirikan oleh throughput yang tinggi. Sedikit di bawah mereka dalam hal peralatan teknologi adalah mesin pembubutan dan penggilingan yang melakukan pembubutan non-laser (menggunakan pemotong), penggergajian dan reaming (pengeboran) benda kerja.

Dalam mesin CNC modern, tidak perlu menghubungkan PC atau laptop eksternal - peran programmer pendahuluan (dikendalikan operator) yang menetapkan parameter dilakukan oleh komputer mikro terpasang yang dipasang di kompartemen mesin yang terlindung dari gangguan listrik. Mesin CNC modern juga dapat dihubungkan ke jaringan server lokal (LSN) melalui antarmuka LAN dan dikendalikan dari PC mana pun di lokasi perusahaan, yang diizinkan oleh administrator jaringan untuk mengakses mesin ini, seperti yang telah bekerja selama 20 tahun. , misalnya, dengan printer dan pemindai jaringan.

Perangkat mesin CNC sedemikian rupa sehingga bagian teknis (elektromekanis) terhubung secara kaku dengan elektronik (ECU) dan pada saat yang sama dipisahkan darinya, dipisahkan darinya di ruang internal unit yang terbatas.. Salah satu fitur desain unit CNC adalah penyaringan (perlindungan) ECU dari gangguan yang dihasilkan oleh sirkuit elektromekanis di area kerja dan zona untuk beralih mode operasi. Gangguan ini dapat "mematikan" program, sehingga PC papan tunggal onboard tidak hanya dilepaskan dari elektromekanik (motor, sensor), tetapi juga ditempatkan di kotak baja yang dilindungi, yang diarde dengan aman dan hampir sepenuhnya menghilangkan masuknya listrik statis. dan interferensi ke CPU dan kontrol organ elektronik penting lainnya dari unit CNC.

Keuntungan dari mesin mini rumah adalah bahwa ini adalah solusi yang layak untuk para profesional muda yang telah mulai mempelajari dasar-dasar operator mesin CNC. Mesin CNC diklasifikasikan menurut daftar operasi yang dilakukan dan karakteristik sistem kontrol.Terlepas dari kesan pertama dan menipu pemula bahwa "monster" ini terlalu rumit, dibutuhkan waktu setengah jam hingga beberapa jam untuk menguasai teknik dasar kerja. Seorang pemula dapat dengan cepat menyusun algoritme pertamanya untuk memproses bagian, proses produksi yang dia minati. Misalnya, dia perlu membuat dudukan motor-generator di sepeda - pada mesin seperti itu dia akan dengan cepat menggambarnya, memotongnya, dan mengerjakannya.

Mesin CNC dapat bekerja pada batu, kayu dan turunannya, logam non-ferrous, baja, plastik dan komposit. Semuanya hanya ditentukan oleh kekuatan motor spindel - dalam unit seperti itu itu adalah unit fungsional penggerak utama. Nilai kedua untuk pilihan bahan yang akan diproses adalah panjang, diameter, lapisan pemotong baja - misalnya, jika mesin sedang digiling. Jika Anda berurusan dengan mesin bor, maka kemampuan dan kemampuan unit penggilingan sering digabungkan. Pekerjaan mesin gergaji juga dilakukan oleh mesin penggilingan, dan pekerjaan mesin bor dilakukan oleh mesin bubut.

Mesin semacam itu multiguna: mereka menggabungkan kemampuan yang universal (unit memotong dan menggiling, mengebor bagian dalam proyeksi yang berbeda), desktop (beratnya tidak lebih dari beberapa puluh kilogram, cocok di meja kerja dengan meja luas 2 m2). Kekuatan penggerak spindel untuk memproses plastik dan kayu, sebagai suatu peraturan, tidak melebihi beberapa ratus watt per jam, dikonsumsi dari listrik. Untuk logam non-ferrous, daya hingga satu kilowatt sudah diperlukan, dan untuk baja - 1,5-2 kW. Seringkali tidak ada pengikatan pada jenis material tertentu dalam mesin multiguna.Oleh karena itu, perlu untuk membeli pemotong frais, bor, mahkota, mata gergaji yang terbuat dari baja berkecepatan tinggi, serta dengan abrasif.

Berdasarkan jenis pemrosesan, klasifikasi mesin CNC menyediakan perangkat horizontal (memotong bagian dalam posisi "berbaring") dan vertikal (sebaliknya, mesin ini bekerja dengan bagian "berdiri", memotong ke atas dan ke bawah). Unit gabungan melakukan pemotongan dan pengeboran bagian di ketiga bidang.

Sistem kontrol di mesin CNC adalah karakteristik "komputer" yang biasa, seperti: jumlah megahertz dari masing-masing inti prosesor, jumlah intinya, dan jumlah megabyte (atau gigabyte) dari memori akses acak (RAM, memori akses acak). Sebagai drive, seperti pada PC desktop dan laptop konvensional, drive magneto-optik ("hard drive"), SSD ("hard drive") atau memori eMMC digunakan (seperti pada laptop single-board, tablet, dan smartphone yang melakukan terutama pekerjaan kantor).

Namun, tidak ada perangkat keras yang akan sepenuhnya terwujud sampai program kontrol diinstal di dalamnya. Mesin CNC portabel modern menggunakan sistem operasi berdasarkan inti grafis perangkat lunak Linux atau Windows: untuk tujuan produksi, versi "dipreteli" khusus "di-flash" ke dalam memori mesin, dibuat khusus untuk bekerja, dan bukan, misalnya, untuk penjelajahan web lengkap, menjalankan game, atau menonton video. Di atasnya Anda hanya dapat memproses detail, untuk yang lainnya tidak tersedia.

Model 1325 - salah satu mesin CNC terbaik, dirancang sebagai perangkat entry-level untuk menguasai keterampilan spesialis mesin.Ini rendah dalam hal biaya perawatan - itu milik kelas Start (untuk pemula). Melakukan pengukiran tiga sumbu kosong kayu. Mampu menerapkan pola sederhana dengan simetri bilateral. Pelatihan khusus untuk pemula saat mengerjakan perangkat semacam itu tidak diperlukan.

Area kerja 130x250x200 cm, dimulai dari tegangan antarmuka 380 volt. Ini dikendalikan melalui sistem Mach3, dilengkapi dengan mekanisme spindel yang didinginkan, beroperasi dari inverter kontrol, mengembangkan kecepatan hingga 24.000 putaran setiap menit. Dilumasi dengan tangan. Dikendalikan oleh perangkat lunak Artcam, alat ini memotong MDF dan kayu, akrilik, dan bahan non-logam murni lainnya (termasuk komposit).

Model 2040 CNC ATC. Bekerja berdasarkan CNC dengan ATS. Ada majalah pemotong built-in yang memungkinkan Anda memilih pemotong yang diinginkan dengan mudah. Memotong, menyalakan bahan non-logam, memotong alur di dalamnya dan mencap kosong, menggilingnya. Perubahan alat dilakukan secara otomatis. Model ATC CNC penggilingan korsel dengan area kerja 200x400x20 cm, ditenagai oleh jaringan tiga fase. Spindel mengkonsumsi daya hingga 9 kW dari jaringan, dilengkapi dengan drive servo Jepang 11 kW.

Dibangun berdasarkan meja kerja vakum berbentuk T, pelumasan secara otomatis dimasukkan ke dalam mekanisme kerja dan rotasi. Pompa vakum menghilangkan serpihan dari area kerja, membantu menjaga area kerja tetap bersih. Daya pompa vakum - 3 kW. Mesin ini cocok untuk memutar aluminium.

Model 1625 memiliki luas kerja 2x5 m. Dan juga bekerja dari jaringan tiga fasa. Perangkat desktop dengan karakteristik yang mirip dengan versi sebelumnya. Perbedaannya adalah adanya pemotong berosilasi yang memungkinkan Anda memotong kulit dan materi.Pemotong frais memungkinkan Anda bekerja dengan aluminium dan material sederhana dan komposit non-logam lainnya. Akurasi pemotongan - 10 mikrometer. Dimungkinkan untuk melanjutkan pengukiran non-logam dan aluminium dari titik gangguan operasi.

Model lain memungkinkan Anda untuk bekerja dengan baja, perunggu, duralumin, tetapi kekuatan, dimensi, dan peralatannya ternyata setidaknya beberapa kali lebih mahal daripada tiga model yang dijelaskan di atas. Mereka mendukung mode operasi 5-sumbu (5-sumbu kontrol). Perangkat paling mahal dilengkapi dengan senjata laser yang menghasilkan daya hingga ratusan watt pada titik dengan diameter kurang dari 1 mm, yang memungkinkan pemotongan baja dengan presisi tertinggi.

Peralatan mesin CNC yang biasa termasuk bingkai (frame), kotak roda gigi dan unit umpan, headstock spindel depan dan belakang, mekanisme batang dan caliper. Semua bagian dan komponen dipasang pada rangka mesin, yang tanpanya perangkat ini tidak dapat bekerja. Gearbox (gearbox) bertanggung jawab untuk mentransmisikan torsi dari penggerak spindel. Selanjutnya, torsi yang ditransmisikan dirasakan oleh unit fungsional caliper.

Headstock depan termasuk gear box dan spindel itu sendiri, klem dan bagian berputar yang memutar komponen untuk diputar. Dengan bantuan tailstock, benda kerja yang akan diputar diperbaiki dari sisi yang berlawanan - pada saat memproses bagian tengah benda kerja. Batang adalah bagian reaming atau pemotong pengeboran yang mengatur pemusatan.

Elemen ini secara kaku terhubung ke tailstock. Kaliper menentukan seberapa kaku pemotong dipasang dan ke arah mana ia bergerak.Kelengkapan perangkat CNC dilengkapi dengan meja vakum, pompa vakum yang mengumpulkan chip, serta perangkat pendingin alat pemotong. Untuk dapat pindah sebentar dari tempat kerja, pekerja (operator mesin) menggunakan remote control portabel.

Pilih mesin CNC sesuai dengan parameter berikut.

• Konsumsi daya. Tidak setiap bengkel produksi memiliki kesempatan untuk terhubung ke tegangan suplai tiga fase, belum lagi rumah-rumah pribadi, misalnya, di daerah perumahan pinggiran kota. Kabel rumah tidak mungkin tahan lebih dari 3,5 kW: mesin 16-amp konvensional yang dipasang pada meteran, serta meteran itu sendiri, tidak dapat beroperasi pada arus beban lebih dari 16 ampere. Pilih mesin dengan daya tidak lebih dari 2-3 kW.
• Kecepatan motor spindel harus minimal 10.000 per menit. Jika tidak, putaran bagian tidak akan memiliki kualitas yang cukup tinggi, khususnya, ukiran halus dan putaran dengan kontur terkecil akan bermasalah.
• Bekerja dengan logam. Bahkan mesin yang tidak terlalu kuat dengan efisiensi tinggi dan kecepatan 20.000 rpm dapat memutar setidaknya baja 3 dan perunggu. Pekerjaan logam sangat memperluas permintaan Anda sebagai ahli kerajinan Anda.
• Area kerja harus seluas mungkin. Ini akan memungkinkan Anda untuk menggiling lebih banyak bagian dalam satu bidang, atau menghasilkan benda kerja yang lebih besar.
• Kemudahan pengikatan dan penggantian pemotong frais, pemotong bor - tanpa karakteristik perangkat CNC ini, efisiensi Anda, pelaksanaan yang tepat dari rencana besar dapat terganggu, khususnya, karena pemotong yang tidak diamankan dengan benar, Anda berisiko mendapatkan persentase bagian yang ditolak secara signifikan.
• Kualitas pengerjaan dan sistem pendingin. Tidak hanya sumber daya pemotong frais dan pemotong bor, tetapi juga masa pakai mekanik mesin CNC secara keseluruhan bergantung pada seberapa tinggi kualitas dan bebas masalah kedua komponen ini.
• Hisap vakum dan pelindung. Kedua komponen ini menentukan seberapa bersih tempat kerja Anda setelah pekerjaan selesai.

Bekerja dengan perangkat lunak DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM dan Mach3 hanya berbeda dalam antarmuka perangkat lunak dan serangkaian fungsi.

Penggunaan mesin CNC dibenarkan dalam industri batu dan pengerjaan kayu, dalam produksi pengerjaan logam dan bahkan dalam layanan mobil, di mana, misalnya, suku cadang pengganti dikerjakan untuk mesin karburator. Tetapi mesin CNC akan membantu dalam pembuatan figur dekoratif, perhiasan, dan juga menggiling atau memotong kosong dari baja apa pun menggunakan laser. Di CNC, misalnya, memotong pintu MDF (daun pintu), memutar bagian untuk kunci dan perlengkapan anti-pencurian dari jendela logam-plastik dilakukan. Daftar ini terancam menjadi tak berujung. Salah satu contoh khasnya adalah pembuatan patung perunggu berdasarkan potret tokoh-tokoh terkemuka, yang digambar dalam format tiga dimensi.

Menyiapkan mesin untuk bekerja dilakukan sesuai dengan skema berikut.

• Pilih pemotong sesuai dengan tugas Anda. Periksa ketajaman ujung tombaknya.
• Pasang pemotong di chuck yang dirancang untuk itu. Periksa apakah sudah terpasang dengan aman.
• Mulai mesin tanpa kosong.
• Memprogram perangkat. Unit CNC lama diprogram menggunakan kartu berlubang, yang lebih baru diprogram menggunakan AutoCAD yang sama (memasukkan parameter bagian mesin).
• Jeda mesin dan letakkan benda kerja di meja objek, hidupkan pompa.Mulai ulang mesin.
• Setelah memutar bagian, hentikan mesin dan lepaskan benda kerja yang diputar. Tempatkan yang berikutnya. Jika perlu, ubah parameter yang dimasukkan dan nyalakan mesin.
• Jika ada kebutuhan untuk beberapa putaran (menyalin) bagian, maka tempatkan jumlah benda kerja yang diperlukan di area kerja, program perangkat CNC, dan mulai spindel. Bagian diputar secara otomatis.

Tidak semua model mesin cocok untuk modernisasi. Pada tahap pertama, hanya mungkin untuk menginstal komputer on-board single-board berkinerja lebih tinggi - dan mengubah Windows, misalnya, ke sistem Linux.

Cara memilih mesin CNC, lihat video berikut.