Trasowanie to proces lub narzędzie sterowane numerycznie (CNC) służące do kształtowania drewna, tworzyw sztucznych i miękkich metali.Komputerowe sterowanie trasowaniem CNC umożliwia precyzyjne cięcie, wiercenie i grawerowanie tych materiałów w zamierzone części.Co więcej, jego możliwości szybkiego usuwania materiału i kształtowania detali są niezbędne w określonych zastosowaniach skupiających się na materiałach.
Przeanalizujmy jego prosty podział, w tym czym jest routing CNC, proces routingu, routery CNC, zalety, zastosowania, ograniczenia i nie tylko.
Co to jest routing CNC?
Pierwsze pytanie, które pojawia się w Twojej głowie, może brzmieć: czym jest routing CNC?Jest to jedno z popularnych podejść do obróbki skrawaniem w nowoczesnej produkcji.Podobnie jak w przypadku innych standardowych obróbek CNC, frezowanie odnosi się do kształtowania kompatybilnych materiałów w pożądany kształt lub geometrię.Różnica polega jednak na narzędziach i możliwościach.
Maszyna trasująca wykorzystuje specjalistyczne narzędzie zwane routerem z obrotowym bitem.Router ten porusza się po elemencie obrabianym, postępując zgodnie z instrukcjami (kod G) i wcześniej określonymi ścieżkami narzędzia, aby nadać mu kształt umożliwiający wykonanie operacji obróbki.Ponadto wymaga dużego łoża CNC i niskiego nacisku narzędzia.W rezultacie operacje routingu są odpowiednie dla cienkich i dużych arkuszy.
Jak działają frezarki CNC?
Maszyna składa się ze stołu łóżkowego do przechowywania materiału i wrzeciona do mocowania frezu CNC.Najpierw do sterownika CNC wysyłane są kody G, a frez przechodzi do początkowej pozycji cięcia.Jednocześnie operator ustawia parametry obróbki, takie jak głębokość skrawania, prędkość wrzeciona itp. Następnie wrzeciono porusza się w wielu osiach w celu usunięcia materiału i uzyskania pożądanego kształtu, ogólnie X-poziomego, Y-pionowego, i wysokość Z.
W tym miejscu możesz się zastanawiać, w jaki sposób router steruje wrzecionem.Wrzeciono jest połączone z kilkoma silnikami i prowadnicami liniowymi.Po przesłaniu kodów G sterownik konwertuje na sygnały elektryczne sterujące silnikami i prowadnicami.
Oto proces routingu CNC krok po kroku:
modelowanie 3d:To pierwszy krok.Projektant stworzył szczegółowy model ze wszystkimi specyfikacjami, funkcjami i tolerancjami.
Kod G:Kody G uzyskuje się poprzez przetworzenie modelu 3D w oprogramowaniu CAM.Zawiera wszystkie informacje dotyczące obróbki.
Ustawienie maszyny:Podczas konfiguracji maszyny do uzyskania pożądanych rezultatów niezbędne są odpowiednie obrabiarki i frezy CNC.Podobnie mocowanie przedmiotu obrabianego w łożu maszyny.
Pozycjonowanie zerowe:Bit routera jest ustawiony w pozycji początkowej (odniesienie 0, 0, 0).
Obróbka:Frez frezujący obraca się z dużą prędkością obrotową i rozpoczyna usuwanie materiału po wcześniej określonej ścieżce.
Monitorowanie:Obróbka trwa aż do uzyskania ostatecznego kształtu.Dlatego proces pozostaje pod obserwacją pod kątem możliwego zużycia narzędzia, precyzyjnego ugięcia i innych defektów.
Wykończenie powierzchni:Dalsze wykończenia, takie jak piaskowanie, gratowanie i szczotkowanie, są stosowane, jeśli wykończenie po obróbce nie jest wystarczające ze względu na funkcjonalność lub estetykę.
Kontrola jakości:Końcowe kontrole i pomiary zapewniają, że części spełniają wymagane specyfikacje i standardy.
Jakie są główne elementy routera CNC?
Router CNC to skomplikowana maszyna.Składa się z różnych komponentów, z których każdy ma unikalną rolę i funkcję.Łączne działanie tych komponentów kończy proces frezowania CNC.
Oto sześć głównych komponentów:
1. Rama i suwnica
Rama to zazwyczaj stojak z nogami wykonanymi z wysokiej jakości aluminium lub stali.Jest odporny na siłę skrawania i tłumi wibracje, zapewniając sztywność i stabilność maszyny.Podobnie suwnica strukturalnie wspiera ruchy wrzeciona i głowicy tnącej.
2. Stół lub łóżko
Są to płaskie powierzchnie z rowkami teowymi lub podciśnieniowymi systemami dociskowymi, które umożliwiają zaciski i mocowania.Dlatego stoły lub łóżka odpowiadają za bezpieczne umieszczanie i przytrzymywanie przedmiotów obrabianych podczas obróbki.Dodatkowo łóżka zawierają również czujniki ścieżki narzędzia lub czasami psują się płyty MDF.
3. Wrzeciono
To właśnie komponenty zapewniają niezbędną siłę skrawania podczas frezowania CNC.Zasadniczo wrzeciono jest obrotowym wałem połączonym z kilkoma silnikami, łożyskami i systemami prowadzenia do sterowania ruchem.Zawiera także tuleję zaciskową lub uchwyt do mocowania narzędzi skrawających, takich jak frezy, które obracają się i poruszają wraz z wrzecionem.Następnie może obracać się z prędkością 10 000-20 000 obr./min.
4. Narzędzia tnące
Frezarka umożliwia użycie różnych narzędzi skrawających w celu uzyskania skomplikowanych kształtów i unikalnych potrzeb obróbki.Niektóre zestawy do frezowania obejmują bity V, frezy kulowe i czołowe, wiertła, wiertła proste i do wyrównywania, podkładkę Spoilboard itp.
Każda z tych odmian narzędzi ma różne zastosowania w obróbce.Na przykład bity proste nadają się do prostych cięć i rowków, natomiast bity w kształcie litery V służą do grawerowania.
5. Silniki osi
Jak wiemy, wrzeciono porusza się wzdłuż wielu osi podczas operacji frezowania.Dlatego silniki osi ułatwiają to dzięki precyzyjnym współrzędnym i kontroli ruchu.W napędzie osi można spotkać dwa rodzaje silników: serwo i krokowe.
Serwosilniki przesuwają suwnicę i silnik wrzeciona w kierunku szyn prowadzących w oparciu o instrukcje kodu G.Wykorzystują informacje zwrotne do ciągłego dostosowywania prędkości i pozycji.W przeciwieństwie do tego stepper jest prostszy i porusza się w dyskretnych krokach, aby kontrolować pozycję i prędkość.Podobnie wzdłuż dłuższej osi zamocowany jest układ zębatkowy, umożliwiający ruch wrzeciona lub suwnicy wzdłuż osi X i Y.
6. Kontroler CNC
Sterownik CNC jest elektronicznym elementem maszyn do trasowania CNC.Składa się z procesora sterującego (CPU), pamięci masowej (RAM), portów wejściowych i wyjściowych oraz obwodu napędowego.Ten sterownik odbiera kody G i wykonuje pracę, wysyłając sygnał elektryczny do silników.Dlatego silniki (i ostatecznie wrzeciono) poruszają się zgodnie z sygnałami sterownika.
Typowe typy routerów CNC
Istnieje kilka typów routerów CNC w zależności od rozmiaru, możliwości i konkretnych zastosowań obróbki.Chociaż tutaj omówimy trzy główne typy: routery przemysłowe, stacjonarne i wieloosiowe.
Przemysłowy router
Routery przemysłowe nadają się do ciężkiej produkcji ze względu na wrzeciona o dużej mocy.Są to duże i wytrzymałe maszyny budowlane, które obsługują intensywne projekty routingu.Wymagają także więcej miejsca na podłodze niż router hobbystyczny lub router stacjonarny.Ponadto routery przemysłowe są niezbędne w obróbce drewna, produkcji metali, przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i morskim, umożliwiając szybką i dokładną obróbkę różnych części.
Router stacjonarny
Routery stacjonarne to wydajne i wydajne maszyny CNC, które mogą poruszać się w trzech lub więcej osiach.Są jednak małe i zaprojektowane z myślą o oszczędności miejsca i łatwości użytkowania.Routery te nie są w stanie obsłużyć ciężkiego routingu przemysłowego ze względu na ograniczenia możliwości.Jednak stacjonarny router CNC jest idealny dla małych firm, warsztatów domowych i entuzjastów routerów DIY.
Wieloosiowe plotery CNC
Do złożonej obróbki dostępne są routery o różnych możliwościach osi.Maszyny te posiadają możliwości ruchu w 3, 4 lub 5 osiach, a w niektórych przypadkach nawet więcej niż 5.Wraz ze wzrostem liczby ruchów osi maszyny mogą tworzyć bardziej złożone i dokładne części.Niemniej jednak wybór zależy od złożoności, tolerancji i materiału przedmiotu obrabianego.
Korzyści i ograniczenia frezowania CNC
Pierwszą znaczącą zaletą frezowania CNC jest szybka i dokładna obróbka miękkich materiałów.Omówmy proste korzyści i ograniczenia.
Korzyści
Może osiągnąć precyzję około ± 0,0025 mm i znacznie wyprzedza tradycyjne routery ręczne.
Duży rozmiar łoża routera pozwala na obróbkę dużych arkuszy lub detali.
Zaawansowane narzędzia, takie jak routery ATC, pozwalają na automatyczną wymianę bitów routera CNC podczas pracy, skracając czas cyklu.
Routing zapewnia doskonałą powtarzalność.Może konsekwentnie tworzyć identyczne, złożone kształty.
Jest opłacalny i umożliwia tworzenie skomplikowanych kształtów z kompatybilnych materiałów CNC.
Ograniczenia
Router CNC ma również pewne ograniczenia.Nie nadaje się do obróbki twardych materiałów, takich jak stal i tytan.
Rozmiar łoża CNC ogranicza rozmiar przedmiotu obrabianego, a zmiana projektu wymaga zbyt dużo czasu.
Frezarka może być głośna ze względu na system podciśnienia.
Materiały do procesu frezowania CNC
Ponieważ frezowanie jest preferowanym procesem obróbki miękkich materiałów, można pomyśleć, że jest on kompatybilny z mniejszą liczbą opcji materiałów do obróbki CNC.Wręcz przeciwnie, router może obrabiać różnorodne tworzywa sztuczne, drewno oraz niektóre kompozyty i metale.Nie nadaje się tylko do metali i stopów o dużej twardości.
Poniżej znajdują się materiały dotyczące procesu routingu.
Drewno (miękkie, twarde i sklejkowe)
Akryl
Polietylen o dużej gęstości (HDPE)
Poliwęglan
Akrylonitryl-butadien-styren (ABS)
Polichlorek winylu (PVC)
Aluminium i jego stopy (2024, 6061, 6062, 7075 itp.)
Mosiądz
Miedź
Stal
Włókno szklane
Zastosowania części routerów CNC
Zaawansowane możliwości obróbki i różnorodny zakres materiałów sprawiają, że proces frezowania CNC ma zastosowanie w wielu sektorach, takich jak frezowanie drewna CNC, kształtowanie i grawerowanie metali, oznakowanie, produkcja form itp.
Wykonuje skomplikowane meble i stolarkę na zamówienie w obróbce drewna, oznakowania 3D i grawerowane tabliczki dla firm i wydarzeń.Następnie instrumenty muzyczne wykorzystują części routera CNC, takie jak korpusy gitar i muszle bębnów.W motoryzacji i lotnictwie jest to popularna metoda szybkiego prototypowania kilku komponentów.
Co więcej, części routerów są również cenne przy wytwarzaniu form, modeli architektonicznych, płytek drukowanych, zastosowań morskich, przyrządów i osprzętu, obudów elektronicznych itp.
Trasowanie CNC a frezowanie: jakie są różnice?
Kryteria
Trasowanie CNC
Frezowanie CNC
Pracujący
Wrzeciono porusza się wzdłuż osi X, Y i Z wraz z obracającym się frezem, który usuwa materiał.
Wrzeciono porusza się wzdłuż wielu osi (3 lub więcej) za pomocą narzędzia tnącego o dużej sile skrawania w celu usuwania materiału.
Sztywność
Frezarki są mniej sztywne niż frezarki.
Solidna rama i konstrukcja frezarek CNC sprawiają, że są one bardzo sztywne.
Prędkość
Maszyna do trasowania CNC działa z dużą prędkością.
Niższe i umiarkowane prędkości skrawania
Możliwości materiałowe
Drewno, tworzywa sztuczne, pianka oraz niektóre metale miękkie i kompozyty.
Prawie każdy materiał CNC, od tworzyw sztucznych po twardy metal i stopy.
Siła cięcia
Niskie i średnie siły skrawania
Wysokie siły skrawania
Precyzja
Doskonała precyzja w obróbce specyficznej dla materiału z tolerancją tak niską jak ± 0,0025 mm.
Więcej niż frezowanie – wąskie tolerancje dla złożonych i szczegółowych projektów.
Złożoność
Bardziej odpowiedni do obróbki na dużą skalę niż do złożoności.
Frezowanie obsługuje złożone i szczegółowe projekty.
Opcje narzędzi
Bity proste, frezy do wyrównywania powierzchni, bity zaokrąglone, rowki w kształcie litery V itp.
Różnorodne opcje obrabiarek, takie jak frezowanie, frezy palcowe, frezy czołowe, wiertła, narzędzia do fazowania, frezy z czołem kulistym itp.
Koszt
Bardzo opłacalne
Drogie niż routing
Porównanie routera z wrzecionem: co musisz wiedzieć
Zarówno router, jak i wrzeciono służą temu samemu celowi.Różnią się jednak wydajnością i zastosowaniami.Wrzeciono pracuje z wysokim momentem obrotowym i niską prędkością skrawania.Z drugiej strony frezowanie wymaga niskiego momentu obrotowego i bardzo dużej prędkości skrawania.Następnie bicie wrzeciona wynosi 0,0002 cala lub mniej, podczas gdy dla źródła routera waha się od 0,0010 do 0,0015 cala.
Router ma zastosowanie przy tworzeniu mebli, rycin, dzieł sztuki, części z tworzyw sztucznych i miękkiego metalu oraz prototypów.Z drugiej strony wrzeciono szybkoobrotowe jest lepszym wyborem w przypadku ciężkich zastosowań przemysłowych.Zatem wybór pomiędzy routerem a wrzecionem wymaga rozważenia pewnych kryteriów wyboru.Kryteriami tymi są materiał przedmiotu obrabianego, precyzja, złożoność, koszt, objętość operacyjna itp.
Jak rozpocząć trasowanie CNC?
Rozpoczęcie trasowania CNC wiąże się ze starannym wykonaniem kilku kroków.Przed rozpoczęciem musisz mieć model 3D zamierzonej części w kompatybilnym formacie, takim jak STEP, STL i DXF.Oto kroki chronologicznie:
Aktywuj sterownik CNC, pilota, łóżko/stół i pojemnik na kurz.
Wybierz odpowiedni frez CNC i przymocuj go do tulei zaciskowej lub uchwytu.
Połóż przedmiot na stole, regulując strefy podciśnienia.
Ustaw bit w pozycji początkowej i podaj współrzędne 0, 0, 0.
Włóż plik CAD/CAM do sterownika i uruchom program.
Monitoruj proces w sposób ciągły aż do jego zakończenia.
NIE!Nie można używać żadnych frezów do routerów CNC.To, którego bitu użyć, zależy od tego, jaki jest routing biegnący do maszyny.Każdy typ frezu CNC ma określoną kompatybilność materiałową i możliwości obróbki.Na przykład można użyć bitów V do szczegółowego grawerowania drewna, ale bity proste nie mogą tego osiągnąć.
Dlatego należy wybrać odpowiedni wiertło w zależności od materiału obrabianego i pożądanych rezultatów.W przeciwnym razie wpływa to na tolerancję, prędkość i wykończenie powierzchni.Czasami niewłaściwe oprzyrządowanie może również uszkodzić przedmiot obrabiany i samo narzędzie.W tym przypadku najlepiej zasięgnąć porady eksperta, aby wybrać odpowiedni frez do konkretnego projektu.
Wniosek
Praca routera CNC przekształca projekty w części fizyczne o dokładnych specyfikacjach.Oferuje precyzję i opłacalność przy obróbce dowolnego odpowiedniego materiału.Jednak o efekcie końcowym decyduje dobór odpowiednich narzędzi i parametrów, zastosowanie zaawansowanego sprzętu oraz umiejętności operatora.
Race dysponuje zaawansowanymi maszynami i specjalistyczną wiedzą niezbędną do obsługi dowolnego projektu trasowania CNC.Świadczymy wszelkie usługi w zakresie obróbki CNC dla różnych gałęzi przemysłu.Nasze niezawodne usługi obejmują szybkie prototypowanie po masową produkcję części przemysłowych i niestandardowych.Nasi doświadczeni inżynierowie ściśle ze sobą współpracują, aby mieć pewność, że przekroczymy oczekiwania klienta.Jeśli więc potrzebujesz trasowania CNC lub podobnych usług, możesz poprosić o wycenę naszych precyzyjnych, a jednocześnie niedrogich rozwiązań w zakresie obróbki CNC.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
