Rezbarenje je oduvijek bilo posebna vrsta zanata. Ovo je zaista originalno umjetničko djelo koje izgleda i košta puno.

Međutim, nema mnogo pravih majstora, a potražnja znatno premašuje ponudu. Za uvođenje masovne proizvodnje rezbarenih proizvoda kreirana je glodalica za drvo sa numeričkom kontrolom: CNC.

Trenutno se na tržištu takmiče mnoge kompanije koje proizvode alatne mašine. Jedna od njih je kompanija MULTICUT, čije su CNC mašine za glodanje drveta poznate po visokom kvalitetu širom Rusije. Na službenoj web stranici kompanije možete pogledati sve modele mašina i upoznati se sa njihovim karakteristikama.

Kontrolirana 3D glodalica nije ništa drugo do praktična primjena Puškinove linije: „Vjerovao sam harmoniji s algebrom...“. Rezač obrađuje radni komad ništa lošije od ruke umjetnika, a proces se izvodi pomoću matematičkih formula programskog koda.

Šta je CNC ruter za drvo?

Strukturno, uređaj se sastoji od dva povezana sistema:

Mehanički dio

Konvencionalni modul za glodanje drveta sa električnim pogonom, koji se kreće u 3D ravnima pomoću koračnih motora. Osim toga, stol na koji je dio pričvršćen je također pomičan. Ovo pomaže glodalu da brže završi obradu drveta.

Cijela konstrukcija je pričvršćena na zajednički ležaj (ram) i ima fiksni geometrijski položaj elemenata jedan u odnosu na drugi. CNC glodalica za drvo je prilično precizan alat, mehanika je izrađena od visokokvalitetnog metala sa niskim stepenom habanja.

Elektronsko punjenje

Kontrolira položaj vretena tokarenja i glodanja, brzinu rotacije motora i silu pritiska na drvo. Numerički upravljani programator odabire optimalnu putanju bloka za glodanje i zazora u odnosu na koordinatne ose.

Centri za obradu drveta mogu imati vlastito računalo ili ih programirati kompjuter treće strane: čak i tableti koji koriste Android. Mini glodalice su često opremljene priključkom za memorijsku karticu u koju je program prethodno učitan.

Postoje i čisto mehaničke mašine za glodanje drveta. Koristeći sondu ili sondu, operater pokreće koordinatni mehanizam rutera.


Obrada se izvodi strogo prema predlošku, bez mogućnosti promjene konfiguracije dijela. Mašina za glodanje drveta sa CNC modulom radi na virtuelnoj matrici, koja se nalazi u elektronskom „mozgu“. Istovremeno, operater uvijek ima priliku prilagoditi program.

Oprema se koristi kako u kućnoj radionici, tako iu drvnoj industriji. Na primjer, kompleks za CNC glodanje Beaver je dobio registraciju u velikim tvornicama namještaja zbog uspješne kombinacije cijene i brzine obrade.

U pogonu CNC osovine, zupčanik se koristi za pretvaranje rotacijskog kretanja osovine motora u linearno kretanje duž ose. Kako bi vam olakšali odabir CNC zupčanika, u nastavku su navedene najčešće korištene vrste zupčanika u CNC mašinama. Transmisije koje su egzotične za DIY sektor, kao što su linearni servo motor i linearni koračni motor, ostat će izvan okvira ovog članka iz praktičnih razloga, a razmatrat će se oni najčešći.

Prenos sa navrtkom

Prijenos vijčana matica odnosi se na par čeličnih vijaka s trapezoidnim ili metričkim navojem i maticom. Ovaj tip prijenosa je prijenos s trenjem klizanja i u praksi, zauzvrat, ima nekoliko varijanti.

• Konstrukcijski klin i matica. Najbudžetnija opcija. Konstrukcijski klin uopće nije namijenjen za upotrebu u industriji alatnih strojeva, tehnički proces njegove proizvodnje je usmjeren na upotrebu u građevinskoj industriji, zbog čega ovaj tip prijenosa ima najpotpuniji skup nedostataka - visoku grešku; , mala ravnost, niske karakteristike opterećenja, niska otpornost na habanje, veliko trenje, itd. Međutim, još uvijek se koristi u DIY mašinama proizvedenim u obrazovne svrhe zbog niske cijene. Odlučite li po svaku cijenu uštedjeti na opremi i ugraditi konstrukcijski klin, svakako razmislite o mogućnosti zamjene za trapezoidni ili kuglični vijak! Najvjerovatnije, mašina na građevinskom klinu neće opravdati vaše nade.
• Pogonski vijak sa trapezoidnim ili pravokutnim navojem. Vijak s trapezoidnim navojem je najčešći tip prijenosa u mašinama za obradu metala u prošlom stoljeću i do danas. Trapezni vijci se proizvode od različitih vrsta konstrukcijskih ugljičnih čelika rezanjem navoja na čeličnoj šipki ili njihovim valjanjem. Vijci s narukvicom imaju znatno bolje karakteristike od vijaka s navojem. Široka upotreba trapeznih vijaka je zbog njihovog širokog spektra i dostupnosti na tržištu vijaka različitih klasa točnosti, od C10 do C3. Navrtka je izrađena od materijala otpornih na habanje, kao što su poliamidi (kaprolon, najlon), teflon, bronza. Pravilno projektovani i proizvedeni trapezni zupčanici odlikuju se velikom otpornošću na habanje, jer... trenje se javlja pri niskom pritisku (zbog relativno velike površine trenja). Na mnogim mašinama sovjetske proizvodnje, koje su još uvijek u funkciji, parovi su na mjestu od izlaska mašine i nisu mijenjani 30-40 godina. Također je moguće koristiti razdvojene matice na takvim vodećim vijcima, što vam omogućava da podesite napetost pritiskom na maticu i odaberete zazor koji se pojavljuje s vremenom. Od minusa vrijedi napomenuti, što je čudno, jednostavnost proizvodnje vijka, što automatski znači prisustvo mnogih proizvođača, s vrlo širokim rasponom pokazatelja kvalitete. Budžetne serije šrafova izrađene su od čelika #45 bez površinskog kaljenja, što može dovesti do narušavanja ravnosti šrafa (drugim riječima, šrafovi malog promjera su mekani i često se savijaju tokom transporta). Nedostaci i prednosti u isto vrijeme uključuju veliko trenje u prijenosu. S jedne strane, ovo smanjuje efikasnost potreban je snažniji motor za rotaciju propelera. S druge strane, trenje donekle prigušuje rotacijske vibracije vijka, što može biti korisno kada se koriste koračni motori (pogledajte rezonanciju koračnih motora). Ovaj efekat je, međutim, prilično slab i potrebne su druge metode za suzbijanje rezonancije. Sumirajući, možemo reći da trapezni vijak još nije izgubio svoju važnost kao prijenosnik CNC alatnih strojeva i uspješno se koristi u alatnim strojevima svih klasa.
• Kuglični vijak () Kuglični vijak, ili kuglični vijak (koji se naziva i "kuglični vijak"), trenutno je de facto standard u konstrukciji CNC mašina. Čelični vijak s kugličnim stazama, indukcijski kaljenim, a zatim brušenim, i posebno ugrađenom maticom s kuglicama koje kruže unutra. Kako se vijak okreće, matice se kotrljaju duž staza, prenoseći silu na tijelo matice. Ovaj prijenos odlikuje visoka preciznost, visoka efikasnost (80, 90% ili više) i vijek trajanja. Kuglični vijci se češće koriste u CNC mašinama, jer njihova upotreba omogućava upotrebu motora manje snage (tako značajne prekidne sile nisu potrebne kao u slučaju prijenosa navrtkom). Kuglični vijak se isporučuje kao kompletan par, ne zahtijeva podešavanje matice i često ne zahtijeva obradu krajeva za ugradnju u nosače - to radi proizvođač, tj. Kuglični vijci su često plug and play, dok se kod trapeznih vijaka navrtke i vijci često proizvode na različitim lokacijama i mogu zahtijevati pažljivo podešavanje, bez kojih može doći do zazora, zračnosti, povećanog trenja, habanja itd. Kuglični vijci su manje otporni na piljevinu, prašinu i nedostatak podmazivanja od vijčanih transmisija, ako uđe strano tijelo, čak i vrlo malo, prijenos se može zaglaviti, jer susjedne kuglice u kanalu rotiraju u suprotnom smjeru. Često je potrebna dodatna zaštita vijaka pomoću valovitih materijala. Kuglični vijci, kao i trapezni vijci, imaju ograničenja u dužini - predugački vijak savija pod vlastitom težinom i kada se vijak rotira (brzina rotacije vijka u koracima od 5 mm u portalnim mašinama dostiže 10-15 okretaja u sekundi i viši) ponaša se poput užeta za skakanje, zbog čega mašina vibrira, a komponente koje fiksiraju vijak doživljavaju udarna opterećenja, njihov vijek trajanja se brzo smanjuje, pojavljuju se praznine u sjedištima, što zauzvrat povećava vibracije mašine i smanjuje kvalitetu proizvedenih proizvoda. Iskustvo pokazuje da odnos prečnika kugličnog vijka i njegove dužine ne bi trebalo da bude manji od 0,022, a takođe se ne preporučuje prekoračenje dužine vijka od 2000 mm. Da bi se eliminirao efekat "skakačkog užeta", koriste se dizajni s fiksnim vijkom i rotirajućom maticom, ali su takve jedinice, u pravilu, mnogo skuplje i teže za proizvodnju, a zahtijevaju i prostor, koji nije uvijek moguće implementirati na kompaktnim portalima. Ako planirate ponekad isključiti pogonske motore i ručno upravljati mašinom, onda je bolje da ne koristite kuglični vijak - prijenos bez samokočenja može vam uzrokovati mnogo problema. Za informacije o vrstama kugličnih vijaka i njihovim karakteristikama pogledajte glavni članak.

Gear

Kako odabrati zupčanik za CNC mašinu

Da bi odaberite zupčanik za CNC mašinu, izbor bi trebao biti zasnovan na onim karakteristikama koje su najkritičnije za vašu mašinu. Mjenjači s navrtkom koriste se tamo gdje ne postoje visoki zahtjevi za preciznošću i brzinom kretanja, ako je potrebno samokočenje od mjenjača, kao i u slučaju strogih budžetskih ograničenja. Kuglični vijci imaju najširi spektar primjena, možete kupiti kuglične vijke sa klasom točnosti, nagibom i mogućnošću kreiranja prednaprezanja ili bez njega. Jedini slučaj kada se kuglični vijak ne može koristiti je ako je potrebno samokočenje od mjenjača, međutim, ako govorimo o kočenju mjenjača iz sigurnosnih razloga (držanje glave vretena), onda se problem rješava korištenjem elektromagnetne kočnica na motoru, protivteg itd. Stalak i traka se koriste u mašinama sa velikom radnom površinom - od 1,5 kvadratnih metara i više - prvenstveno za postizanje velikih brzina rezanja i kretanja u praznom hodu. Na mašinama ove veličine nije cilj postići tačnost od desetina mikrona 0,2-0,3 mm je više nego dovoljno u većini slučajeva, tako da rastezljivost remena i tačnost zupčanika i zupčanika nisu prepreka; na njihovu upotrebu.

Dakle, ako imate veliku mašinu za sečenje, trebalo bi da izaberete zupčani ili remenski pogon. Ako imate stonu mašinu za glodanje i graviranje u obrazovne ili hobi svrhe, za vas je prikladan prijenos navrtke. Ako gradite mašinu srednjeg formata za posao, za proizvodnju, kuglični vijak bi bio optimalan izbor. Nakon odabira tipa, trebali biste se odlučiti za određene parametre prijenosa.

(c) web stranica iz 2012. godine

Kopiranje je dozvoljeno uz direktnu vezu do izvora

Ako tek započinjete vlastiti posao i nemate iskustva u ovoj oblasti, odabir CNC-a može vas zbuniti - postoji toliko raznolikosti na tržištu industrijskih alata. Samo dugogodišnje iskustvo i specifično znanje omogućavaju stručnjacima da izaberu CNC mašine u skladu sa zahtevima opreme. Mnogi ljudi se jednostavno izgube u ovom obilju tražilice su ispunjene upitima kao što su “izbor”, “izbor za CNC glodanje”, “odaberite glodalicu” i “izaberite CNC glodalicu”. To nije iznenađujuće - odabir najbolje CNC stroja može biti težak čak i za profesionalce ako ne prate najnovije proizvode na tržištu alata, čiji se asortiman stalno širi i poboljšava.

Po kojim kriterijumima je najbolje izabrati CNC mašinu? Zavisi za šta će se koristiti. Od materijala, profila rada, potrebne brzine i tačnosti, te potrebnih resursa. Mnoge značajne karakteristike takvih mašina direktno ovise o njihovoj opremi - o svojstvima njihovih komponenti i potrošnog materijala, o karakteristikama dizajna. Pogledajmo one najosnovnije.

Vreteno

Vreteno je jedan od glavnih dijelova glodalice. Od vretena zavisi koji se rezači mogu koristiti sa ovom mašinom, pod kojim uglovima se mogu fiksirati i kako ih tačno koristiti. Pogon vretena je obično ugrađen - to jest, vreteno je snažan kompaktni elektromotor sa steznom steznicom za stezanje rezača.

Mnogo toga direktno ovisi o kvaliteti vretena - dobro vreteno će trajati dugo, neprestano vas zadovoljavajući kvalitetom rada, ali loše može uništiti ne samo proizvod, već i oštetiti samu mašinu u slučaju kvara. nesreću, ili čak povredu osoblja. Izboru vretena treba pristupiti odgovorno, uvijek pažljivo slušajući preporuke proizvođača strojeva i obraćajući pažnju prije svega na proizvode poznatih i renomiranih proizvođača komponenti.

Područje glodanja

Ovo je jedna od najvažnijih karakteristika CNC mašine - veličina površine glodanja određuje koju veličinu proizvoda mašina može obraditi. Svako usko područje primjene ima svoje zahtjeve za veličinom.

Dizajn platforme je također važan - ne bi trebao uzrokovati poteškoće u osiguranju i jasnom pozicioniranju dijela obratka, inače su mogući ozbiljni defekti.
Prilikom odabira CNC glodalice za rad, morate unaprijed odlučiti o dimenzijama dijelova koji se obrađuju kako ne biste upali u nevolje.

Vrste mašina

Sve CNC mašine se dijele prvenstveno prema materijalu koji su dizajnirani za obradu, kao i prema području primjene. Zatim - prema karakteristikama dizajna i novosti dizajna. Podjela je prilično jednostavna i, uz dužnu marljivost i želju, nakon proučavanja nekoliko specijaliziranih resursa i odlučivanja o budžetu, odabir CNC stroja neće biti težak.

CNC mašine za obradu metala razlikuju se od ostalih prvenstveno po snazi ​​i snazi ​​svog dizajna, što im omogućava da rade i sa metalom i sa većinom drugih materijala.

Kako bi se smanjilo habanje i izbjeglo zaglavljivanje rezača, često su opremljeni dovodom rashladne tekućine do rezača, obično vode ili ulja, direktno u područje radnog kontakta, a mnogi od njih su opremljeni snažnim usisom zraka - dizajn dizajniran za montiranje zvona industrijskog usisivača, za automatsko uklanjanje strugotine sa obrađenih površina.

CNC mašine za rad sa drvetom, kao i kompozitima i plastikom, konstruktivno se malo razlikuju od mašina za rad sa metalom, ali imaju nešto jednostavniji dizajn i niže zahteve za karakteristike snage i čvrstoće, što je prirodno određeno specifičnostima materijala.

Rezač se hladi zrakom, a češće je potpuno odsutan, jer njegovo prisustvo nije kritično. Uklanjanje strugotine također obično nije predviđeno i ručno ga obavlja operater. Shodno tome, cijena takvih strojeva je obično nešto niža, njihovo održavanje je jednostavnije i jeftinije, a rasprostranjenost je veća.

Oprema za proizvodnju plakarnog namještaja

CNC mašine dizajnirane za proizvodnju korpusnog nameštaja imaju svoje karakteristike - posebno, dimenzije površine glodanja u njima su veće od onih drugih CNC glodalica, jer delovi koji se obrađuju mogu imati veću površinu u odnosu na druge oblasti CNC-a. aplikacija.

Shodno tome, CNC mašina za nameštaj će imati veće dimenzije u svim dimenzijama, kao i veću složenost i cenu okvira i vodilica od slične mašine za rad sa manjim objektima. Inače se malo razlikuju od mašina za obradu drveta, plastike i kompozitnih materijala.

Mašine za obradu stakla

CNC glodalice za obradu stakla razlikuju se od mašina za obradu metala uglavnom po tome što koriste posebne glodalice sa karbidnim, dijamantskim i korundnim radnim površinama. Glodala mogu biti posebno obložena ili potpuno sinterirana - takve komponente nastaju pečenjem dijamantskih strugotina na visokim temperaturama i visokom pritisku, što daje neobično jak i izdržljiv alat. Također, u mašinama koje obrađuju staklo, dovod radnog fluida u područje kontakta rezača s materijalom je obavezan - to nije samo zbog potrebe za hlađenjem rezača pri radu s tako tvrdim materijalom kao što je staklo. , ali i na neophodnost momentalnog uklanjanja fragmenata otpadnog materijala - kako ne bi ometali dalji rad i ne bi pokvarili dio vraćanjem na mjesto kontakta rezača i obratka, s jedne strane, i tako da ne dospevaju u vazduh koji rukovalac mašine udiše, pored stakla, takve mašine mogu da obrađuju polikarbonat, pleksiglas raznih sastava i druge čvrste materijale, kao i metalne radove.

Možete odabrati CNC mašinu za rad na staklu na osnovu njene usklađenosti sa ovim obaveznim kriterijumima.

Oprema za obradu kamena

CNC glodalice za rad na kamenu su dizajnirane za graviranje i izradu složenih volumetrijskih bareljefa na tvrdim materijalima kao što su prirodni kamen raznih vrsta - granit, mermer, peščar, kao i na pločama od veštačkog kamena od granitnih strugotina sa polimerom. Specifičnosti rada sa kamenom istovremeno zahtevaju velike površine obrade, visoku tvrdoću materijala i povećanu težinu obradaka. Također, kamen se odlikuje činjenicom da pri radu s njim postoji potreba i za stalnom cirkulacijom vode u radnom području i za uklanjanjem mrvica i prašine usisivačem - sama voda ne spašava od grube prašine. frakcija, karakteristična za mineralne materijale.
Takve mašine se lako nose sa drugim materijalima - od drveta i PVC-a, do, često, čak i stakla i metala, pa će stoga biti korisne ne samo za proizvođače proizvoda od kamena, već i za one čiji su profesionalni interesi mnogo širi.

Ovo je, možda, najnaprednija oprema za glodanje sa programskom kontrolom, koja može skoro sve u ovoj oblasti proizvodnje, međutim, premoćna je, glomazna i skupa za većinu poslova koji nisu direktno vezani za njegovu namjenu.

Bez obzira koliko je veliko iskušenje da nabavite zaista univerzalnu CNC glodalicu, ako vaši zadaci ne uključuju obradu kamena, razmislite o kupovini nečeg specijaliziranijeg od gore navedenih.

Ovo su možda najosnovnije točke kojih morate biti svjesni kada birate CNC glodalicu. Čak i ako se u početku čini da ako trebate kupiti CNC glodalicu, izbor nije lak, nije tako strašno. U ostalim člancima ćemo detaljnije govoriti o specifičnostima rada sa svakom vrstom CNC glodalica i njihovom dizajnu, to također može pomoći pri izboru, stoga ne propustite nove publikacije.

Odabir opreme za organizaciju proizvodnje nije lak zadatak, zahtijeva posebna inženjerska znanja i stručnu obuku. Svaka vrsta opreme se bira na osnovu specifičnih potreba i zadataka proizvodnje. Uz pravilnu organizaciju proizvodnje, sastavlja se dijagram toka operacija u kojem se navodi:

• Koje operacije treba izvršiti
• Kakav je redosled operacija
• Koja je učestalost izvođenja operacija koje se ponavljaju?
• Koliko vremena je potrebno da se završi svaka operacija?
• Koji materijali i koja oprema su potrebni za izvođenje operacija.

Razvoj proizvodnje postavljao je različite zadatke za obradu obradaka, pa su se i dizajni glodalica mijenjali i razvijali, što je dovelo do velikog broja tipova i modela ove vrste opreme. Mašine za glodanje su horizontalne, vertikalne, konzolne i nekonzole, uzdužne, univerzalne itd. Naziv mašine, po pravilu, odražava položaj ose vretena ili način glodanja delova.

Mašine za glodanje mogu koristiti različite vrste rezača u zavisnosti od proizvodnog zadatka. Postoji nekoliko vrsta rezača:

• ključem,
• oblikovan,
• cilindrični,
• kraj,
• kraj,
• disk.

Glodalice imaju jednu ili više reznih površina. Svaki tip je dizajniran za obavljanje određene operacije. Rezači za ključeve, na primjer, odabiru žlijeb za ključ, cilindrični rezači obrađuju ravnine, rezni glodali režu žljebove i žljebove, itd.

Kriterijumi za odabir CNC glodalice

Prilikom odabira vrste mašine potrebno je odrediti zadatke koje je kupljena mašina sposobna da obavlja. Kriterijumi za odabir CNC glodalice mogu biti sljedeći:

1. Metode upravljanja mašinama
2. Karakteristike vretena
3. Mašinska oprema

Visina portala i dimenzije radnog prostora

Važan kriterij pri odabiru glodalice je visina portala i veličina radnog prostora. Proizvodi male veličine mogu se obraditi na maloj mašini, dok je za obradu velikih obradaka potrebna mašina pune veličine. U svakom slučaju, radna površina mašine mora biti veća od dimenzija radnog komada kako bi se radni predmet mogao učvrstiti stezaljkama. Ako mašina ima vakuumski sto, onda nema potrebe za pričvršćivanjem radnog predmeta, dimenzije radnog prostora mašine mogu biti iste kao i dimenzije radnog komada.

Visina portala zavisi od debljine radnog komada i potrebe za ugradnjom rotacione ose. Visina se mjeri od radnog stola do stezne čahure. Dakle, ako je visina portala 100 mm, a rezač iz stezne čahure strši za 30 mm, tada debljina obratka ne može biti veća od 70 mm. Što je veća visina portala i opseg kretanja vretena, to bolje, jer S vremenom, mala visina portala može postati nepremostiva prepreka za korištenje mašine.

Metode upravljanja mašinama

Glodalicama se može upravljati na različite načine:

1. Korišćenjem personalnog računara, kada je mašina povezana sa računarom pomoću posebne ploče. U tom slučaju se na računar instaliraju upravljački programi u kojima se podešavaju brzina rotacije vretena i brzina pomaka obratka. Ova metoda upravljanja je idealna za individualnu proizvodnju, jer možete upravljati mašinom i kreirati upravljačke programe pomoću jednog računara.
2. Korištenje DSP kontrolera - malog daljinskog upravljača koji upravlja mašinom. Ova kontrola je pogodna za masovnu proizvodnju velikog raspona standardnih dijelova. Kontrolni programi se unose u kontroler sa flash medija. Ovo je pogodno za masovnu proizvodnju jer se upravljački programi ne mijenjaju sve dok postoji potražnja za nizom proizvedenih dijelova.
3. Koristeći posebne sisteme upravljanja mašinama koji vam omogućavaju da automatski kontrolišete promene alata, programski podešavate dužinu alata, dajete povratne informacije servomotorima i još mnogo toga.

Prilikom odabira CNC rutera odlučiti:

1. sa kojim materijalom ćete raditi? O tome ovise zahtjevi za krutost strukture glodalice i njen tip.

Na primjer, CNC mašina napravljena od šperploče omogućit će vam da obrađujete samo drvo (uključujući šperploču) i plastiku (uključujući kompozitne materijale - plastiku s folijom).

Koristeći aluminijsku glodalicu, možete obraditi i prazne dijelove od obojenih metala, a brzina obrade proizvoda od drveta također će se povećati.

Aluminijske glodalice nisu prikladne za obradu čelika masivnih strojeva s okvirom od lijevanog željeza, dok će obrada obojenih metala na takvim glodalicama biti efikasnija.

2. sa veličinom izradaka i veličinom radnog polja glodalice. Ovo određuje mehaničke zahtjeve CNC mašine.

Prilikom odabira mašine obratite pažnju na proučavanje mehanike mašine, mogućnosti mašine zavise od njenog izbora i nemoguće ju je zameniti bez značajne izmene dizajna!

Mehanika CNC glodalice napravljene od šperploče i aluminijuma je često ista. Više pročitajte u nastavku teksta.

Ali što je veća veličina radnog polja mašine, to će biti potrebni čvršći i skuplji linearni vodiči za njegovo sastavljanje.

Prilikom odabira strojeva za rješavanje problema izrade visokih dijelova, sa velikim razlikama u visinama, uvriježeno je mišljenje da je dovoljno odabrati stroj s velikim radnim hodom po Z osi, ali čak i sa velikim hodom po Z osi , nemoguće je proizvesti dio sa strmim nagibima ako je visina dijela veća od radne dužine glodala, odnosno veća od 50 mm.

Pogledajmo dizajn glodalice i opcije odabira koristeći CNC strojeve serije Modelist kao primjer.

A) Izbor dizajna CNC mašine

Postoje dvije opcije za izradu CNC mašina:

1) dizajni sa pokretnim stolom, slika 1.
2) dizajn sa pokretnim portalom, Slika 2.

Slika 1Glodalica sa pokretnim stolom

Prednosti Dizajn mašine sa pokretnim stolom je laka implementacija, veća krutost mašine zbog činjenice da je portal stacionaran i fiksiran na ram (bazu) mašine.

Mana- velike dimenzije u odnosu na dizajn sa pokretnim portalom, te nemogućnost obrade teških dijelova zbog činjenice da pokretni sto nosi dio. Ovaj dizajn je sasvim prikladan za obradu drveta i plastike, odnosno laganih materijala.

slika 2 Mašina za glodanje sa pokretnim portalom (portal mašina)

Prednosti dizajn glodalice sa pokretnim portalom:

Kruti sto koji može izdržati veliku težinu radnog komada,

Neograničena dužina radnog komada,

kompaktnost,

Mogućnost izrade mašine bez stola (npr. za ugradnju rotacione ose).

Nedostaci:

Manja strukturalna krutost.

Potreba za korištenjem čvršćih (i skupih) vodilica (zbog činjenice da portal "visi" na vodilicama, a nije pričvršćen za kruti okvir stroja, kao u dizajnu s pokretnim stolom).

B) Izbor mehanike CNC rutera

Predstavljena je mehanika (vidi brojeve na sl. 1, sl. 2 i sl. 3):

3 - držači vodiča

4 - linearni ležajevi ili klizne čahure

5 - noseći ležajevi (za pričvršćivanje vodećih vijaka)

6 - olovni vijci

10 - spojnica koja povezuje osovinu vodećeg vijka sa vratilom koračnih motora (SM)

12 - trna matica

slika 3

Odabir sistema linearnog kretanja za glodalicu (vodilice - linearni ležajevi, olovni vijak - olovna matica).

Sljedeće se može koristiti kao vodič:

1) vodilice sa valjcima, Slika 4.5

Slika 4

Slika 5

Ova vrsta vodiča pronašla je put u dizajnu amaterskih lasera i mašina iz industrije namještaja, Slika 6.

Nedostatak je mala nosivost i nizak vijek trajanja, budući da nisu prvobitno bili namijenjeni za upotrebu u strojevima sa velikim brojem pokreta i velikim opterećenjem, mala čvrstoća aluminijskog profila vodilica dovodi do kolapsa, slika 5 i kao rezultat, nepopravljivu igru, koja dalju upotrebu mašine čini neprikladnom.

Druga verzija valjkastih vodilica, slika 7, takođe nije pogodna za velika opterećenja i stoga se koristi samo u laserskim mašinama.

Slika 7

2) okrugle vodilice, su čelična osovina izrađena od visokokvalitetnog nosivog čelika otpornog na habanje sa brušenom površinom, površinskim kaljenjem i tvrdim hromom, prikazana pod brojem 2 na slici 2.

Ovo je optimalno rešenje za amaterske dizajne, jer... Cilindrične vodilice imaju dovoljnu krutost za obradu mekih materijala s malim CNC mašinama uz relativno nisku cijenu. Ispod je tabela za izbor prečnika cilindričnih vodilica u zavisnosti od maksimalne dužine i minimalnog otklona.

Neki Kinezi Proizvođači jeftinih mašina koje ugrađujem vodilice nedovoljnog promjera, što dovodi do smanjenja točnosti, na primjer, kada se koristi aluminijska mašina na radnoj dužini od 400 mm, vodilice promjera 16 mm dovest će do otklona u središtu pod vlastitom težinom za 0,3. 0,5 mm (ovisno o težini portala).

Uz pravilan izbor promjera osovine, dizajn strojeva koji ih koriste je prilično jak, velika težina osovina daje strukturi dobru stabilnost i ukupnu strukturnu krutost. Na mašinama većim od jednog metra, upotreba okruglih vodilica zahtijeva značajno povećanje promjera kako bi se održala minimalna deformacija, što upotrebu okruglih vodilica čini nerazumno skupim i teškim rješenjem.

3) profilne šine vodilice
Polirana osovina na velikim mašinama se zamjenjuju profilnim vodilicama. Upotreba nosača po cijeloj dužini vodilice omogućava korištenje vodilica znatno manjih prečnika. Ali upotreba ove vrste vodilica nameće visoke zahtjeve za krutost nosećeg okvira stroja, budući da sami kreveti od duraluminijskog lima ili čeličnog lima nisu kruti. Mali promjer šinskih vodilica zahtijeva korištenje čelične profesionalne cijevi debelih stijenki ili strukturnog aluminijskog profila velikog presjeka u dizajnu stroja kako bi se postigla potrebna krutost i nosivost okvira stroja.
Upotreba posebnog oblika profilne šine omogućava bolju otpornost na habanje u odnosu na druge tipove vodilica.

Slika 8

4) Cilindrične vodilice na nosaču
Cilindrične vodilice na nosaču su jeftiniji analog profilnih vodilica.
Kao i profilni, oni zahtijevaju upotrebu profesionalnih cijevi velikog presjeka u okviru stroja umjesto limenih materijala.

Prednosti - nema otklona i efekta opruge. Cijena je duplo veća od cilindričnih vodilica. Njihova upotreba je opravdana za dužine putovanja iznad 500 mm.

slika 9 Cilindrične vodilice na nosaču

Pokret se može izvesti na sljedeći način: čahure(trenje klizanja) - Slika 10 lijevo, i korištenje linearni ležajevi(trenje kotrljanja)- pirinač. 10 na desnoj strani.

slika 10 Čaure i linearni ležajevi

Nedostatak kliznih čahura je trošenje čahure, što dovodi do pojave zazora i povećanog napora da se savlada trenje klizanja, što zahtijeva upotrebu snažnijih i skupljih koračnih motora (SM). Njihova prednost je niska cijena.

Nedavno je cijena linearnih ležajeva toliko pala da je njihov izbor ekonomski izvodljiv čak i kod jeftinih hobi dizajna. Prednost linearnih ležajeva je manji koeficijent trenja u usporedbi s kliznim čahurama, te, shodno tome, većina snage koračnih motora odlazi na korisne pokrete, a ne na borbu protiv trenja, što omogućava korištenje motora manje snage.

Za pretvaranje rotacijskog kretanja u translacijsko kretanje na CNC mašini, potrebno je koristiti vijak ( olovni vijak ). Zbog rotacije vijka, matica se pomiče naprijed. Može se koristiti u mašinama za glodanje i graviranje spiralni klizni zupčanici I spiralni kotrljajući zupčanici .

Nedostatak kliznog vijčanog prijenosa je prilično veliko trenje, što ograničava njegovu upotrebu pri velikim brzinama i dovodi do trošenja matice.

Klizni spiralni zupčanici:

1) metrički vijak. Prednost metričkog vijka je njegova niska cijena. Nedostaci - niska preciznost, mali korak i mala brzina kretanja. Maksimalna brzina kretanja propelera (brzina mm`s u minuti) bazirana na maksimalnoj brzini motora (600 o/min). Najbolji vozači će zadržati obrtni moment do 900 o/min. Pri ovoj brzini rotacije, linearno kretanje se može postići:

Za M8 vijak (razmak navoja 1,25 mm) - ne više od 750 mm/min,

Za M10 vijak (razmak navoja 1,5 mm) - 900 mm/min,

Za M12 vijak (razmak navoja 1,75 mm) - 1050 mm/min,

Za vijak M14 (razmak navoja 2,00 mm) - 1200 mm/min.

Pri maksimalnoj brzini, motor će imati oko 30-40% svog početno specificiranog momenta, a ovaj način rada se koristi isključivo za kretanje u praznom hodu.

Prilikom rada pri tako malom pomaku, potrošnja glodala se povećava nakon samo nekoliko sati rada, na rezačima se stvaraju naslage ugljika.

2) trapezni vijak. U dvadesetom veku zauzimao je vodeću poziciju u mašinama za obradu metala, pre pojave kugličnih vijaka. Prednost je visoka preciznost, veliki korak navoja, a time i velika brzina kretanja. Treba obratiti pažnju na vrstu obrade što je glatkija i ravnomjernija površina vijka, duži je vijek trajanja vijčane matice. Valjani vijci imaju prednost u odnosu na vijke sa navojem. Nedostaci trapeznog prijenosa vijčane navrtke su u tome što je cijena prilično visoka u usporedbi s metričkim kliznim vijkom koji zahtijeva korištenje koračnih motora prilično velike snage. Najrašireniji zavrtnji su TR10x2 (prečnik 10 mm, korak navoja 2 mm), TR12x3 (prečnik 12 mm, korak navoja 3 mm) i TR16x4 (prečnik 16 mm, korak navoja 4 mm). Kod mašina, oznaka takvog zupčanika je TR10x2,TR12x3,TR12x4,TR16x4

Zupčanici sa spiralnim kotrljanjem:

Pogon sa kugličnim vijakom (kuglični vijak). Kod kugličnog vijka trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Da bi se to postiglo, kod kugličnog vijka, vijak i matica su odvojeni kuglicama koje se kotrljaju u udubljenjima navoja. Recirkulacija kuglica je osigurana pomoću povratnih kanala koji idu paralelno sa osom vijka.

Slika 12

Kuglični vijak pruža mogućnost rada pod velikim opterećenjima, dobar glatki rad, značajno produžen vijek trajanja (trajnost) zbog smanjenog trenja i podmazivanja, povećanu efikasnost (do 90%) zbog manjeg trenja. Može raditi pri velikim brzinama, pruža visoku preciznost pozicioniranja, veliku krutost i bez zazora. Odnosno, mašine koje koriste kuglične vijke imaju znatno duži vijek trajanja, ali imaju višu cijenu. Mašine imaju oznake SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, gdje je SFU jednostruka matica, DFU je dvostruka matica, prva dva broja su prečnik zavrtnja, druga dva su korak navoja.

Lead crew Mašina za glodanje se može montirati na sledeći način:

1) Dizajn ležaja s jednim nosačem. Pričvršćivanje se vrši na jednoj strani vijka navrtkom na noseći ležaj. Druga strana vijka pričvršćena je na osovinu koračnog motora preko krute spojnice. Prednosti - jednostavnost dizajna, nedostatak - povećano opterećenje na ležaju koračnog motora.

2) Dizajn sa dva potisna ležaja. Dizajn koristi dva noseća ležaja na unutrašnjim stranama portala. Nedostatak dizajna je što je implementacija složenija u odnosu na opciju 1). Prednost je manje vibracija ako vijak nije savršeno ravan.

3) Dizajn sa dva potporna ležaja u zatezanju. Dizajn koristi dva noseća ležaja na vanjskim stranama portala. Prednosti - vijak se ne deformira, za razliku od druge opcije. Nedostatak je što je implementacija dizajna složenija u odnosu na prvu i drugu opciju.

Running nuts oni su:

Bronza bez zazora. Prednost takvih orašastih plodova je izdržljivost. Nedostaci - teško ih je proizvesti (kao rezultat toga - visoka cijena) i imaju visok koeficijent trenja u odnosu na kaprolonske matice.

Caprolon bez zazora. Trenutno je kaprolon postao široko rasprostranjen i sve više zamjenjuje metal u profesionalnim konstrukcijama. Pokretna matica od kaprolona punjenog grafitom ima znatno manji koeficijent trenja u odnosu na istu bronzu.

slika 14 Pokretna matica od kaprolona punjenog grafitom

U matici s kugličnim navojem, trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Prednosti: nisko trenje, sposobnost rada pri velikim brzinama rotacije. Nedostatak je visoka cijena.

Izbor spojnice

1) povezivanje pomoću krute spojnice. Prednosti: krute spojnice prenose više obrtnog momenta s osovine na vratilo, nema zazora pod velikim opterećenjima. Nedostaci: zahtijevaju preciznu ugradnju, jer ova spojnica ne kompenzira neusklađenost i neusklađenost osovina.

2) spajanje pomoću mehove (split) spojnice. Prednost upotrebe spojnice s mehom je u tome što njena upotreba omogućava kompenzaciju neusklađenosti pogonskog vratila i ose koračnog motora do 0,2 mm i neusklađenosti do 2,5 stepeni, što rezultira manjim opterećenjem ležaja koračnog motora i duži radni vek koračnog motora. Takođe vam omogućava da prigušite nastale vibracije.

3) spajanje pomoću čeljustne spojnice. Prednosti: omogućava vam da prigušite vibracije, prenosite više obrtnog momenta sa osovine na vratilo, u poređenju sa split tipom. Nedostaci: manja kompenzacija neusklađenosti, neusklađenost pogonskog vratila i osovine koračnog motora do 0,1 mm i neusklađenost do 1,0 stepeni.

C) Izbor elektronike

Predstavljena je elektronika (vidi slike 1 i 2):

7 - kontroler koračnog motora

8 - jedinica za napajanje SD kontrolera

11 - koračni motori

Postoje 4-žične, 6-žične i 8-žične koračni motori . Svi se mogu koristiti. U većini modernih kontrolera, veza se vrši pomoću četverožičnog kruga. Preostali provodnici se ne koriste.

Prilikom odabira mašine važno je da koračni motor ima dovoljnu snagu da pomera radni alat bez gubljenja koraka, odnosno bez preskakanja. Što je veći korak navoja vijaka, bit će potrebni snažniji motori. Tipično, što je struja motora veća, to je veći njegov moment (snaga).

Mnogi motori imaju 8 terminala za svaki polunamotaj zasebno - to vam omogućava da povežete motor sa namotima povezanim serijski ili paralelno. Kod paralelno povezanih namotaja, trebat će vam drajver sa dvostruko većom strujom nego sa serijski spojenim namotajima, ali će biti dovoljna polovina napona.

U slučaju serije, naprotiv, za postizanje nazivnog momenta biće potrebna polovina struje, ali za postizanje maksimalne brzine biće potreban dvostruki napon.

Količina pokreta po koraku je obično 1,8 stepeni.

Za 1.8 ispada 200 koraka po punom okretu. U skladu s tim, za izračunavanje vrijednosti, broj koraka po mm ( “Korak po mm” (Korak po mm)) koristimo formulu: broj koraka po okretu / korak zavrtnja. Za vijak sa nagibom od 2mm dobijamo: 200/2=100 koraka/mm.

Izbor kontrolera

1) DSP kontroleri. Prednosti - mogućnost odabira portova (LPT, USB, Ethernet) i neovisnost frekvencija STEP i DIR signala od rada operativnog sistema. Nedostaci - visoka cijena (od 10.000 rubalja).

2) Kontroleri kineskih proizvođača za amaterske mašine. Prednosti - niska cijena (od 2500 rubalja). Nedostatak - povećani zahtjevi za stabilnost operativnog sistema, zahtijeva usklađenost sa određenim konfiguracijskim pravilima, poželjno je koristiti namjenski računar, dostupne su samo LPT verzije.

3) amaterski dizajni kontrolera na bazi diskretnih elemenata. Niska cijena kineskih kontrolera istiskuje amaterske dizajne.

Kineski kontroleri se najčešće koriste u dizajnu amaterskih mašina.

Odabir napajanja

Nema17 motori zahtevaju napajanje od najmanje 150W

Nema23 motori zahtevaju napajanje od najmanje 200W