Selezione CNC. Come scegliere una fresatrice CNC (fresatrice) per legno con le proprie mani

Se stai appena avviando un'impresa e non hai esperienza in questo campo, la scelta di una fresatrice CNC può confonderti: c'è così tanta varietà nel mercato degli utensili industriali.

Solo molti anni di esperienza e conoscenze specifiche consentono agli specialisti di selezionare le macchine CNC in conformità con i requisiti dell'attrezzatura.

Molte persone semplicemente si perdono in questa abbondanza, e questo non sorprende: scegliere la migliore macchina CNC può essere difficile anche per i professionisti se non seguono gli ultimi prodotti nel mercato degli utensili, la cui gamma è in costante espansione e miglioramento.

Con quali criteri è meglio scegliere una macchina CNC?

Mandrino

Il mandrino è una delle parti principali di una fresatrice. Dipende dal mandrino, quali frese possono essere utilizzate con questa particolare macchina, a quali angoli possono essere fissate e come utilizzarle esattamente. L'azionamento del mandrino è solitamente integrato, ovvero il mandrino è un potente motore elettrico compatto con una pinza per il bloccaggio della taglierina.

Molto dipende direttamente dalla qualità del mandrino: un buon mandrino durerà a lungo, soddisfacendoti costantemente con la qualità del lavoro, ma uno cattivo può rovinare non solo il prodotto, ma anche danneggiare la macchina stessa in caso di guasto incidente o addirittura ferire il personale. La scelta del mandrino dovrebbe essere affrontata in modo responsabile, ascoltando sempre attentamente le raccomandazioni del produttore della macchina e prestando attenzione, prima di tutto, ai prodotti di produttori di componenti noti e affidabili.

Zona di fresatura

Questa è una delle caratteristiche più importanti di una macchina CNC: la dimensione dell'area di fresatura determina la dimensione del prodotto che la macchina può elaborare. Ogni ristretto ambito di applicazione ha i propri requisiti dimensionali; le macchine più universali hanno un’area di fresatura regolabile, o ovviamente superano i requisiti per i casi applicativi più comuni.

Anche il design della piattaforma è importante: non dovrebbe causare difficoltà nel fissare e posizionare chiaramente la parte del pezzo, altrimenti sono possibili gravi difetti. Quando si sceglie una fresatrice CNC per il lavoro, è necessario decidere in anticipo le dimensioni dei pezzi da lavorare, per non mettersi nei guai.

Scopo della macchina

Le macchine CNC sono suddivise principalmente in base al materiale che sono destinate a lavorare, oltre che per area di applicazione.

Le macchine CNC per la lavorazione dei metalli differiscono dalle altre principalmente per la forza e la potenza del loro design, che consente loro di lavorare sia con il metallo che con la maggior parte degli altri materiali.

Per ridurre l'usura ed evitare inceppamenti della taglierina, sono spesso dotati di un'alimentazione di refrigerante alla taglierina, solitamente acqua o olio, direttamente nell'area di contatto di lavoro, e molti di loro sono dotati di una potente aspirazione dell'aria - un design progettato per montare la campana di un aspiratore industriale, per rimuovere automaticamente i trucioli dalle superfici del materiale lavorato.

Attrezzature per la lavorazione del legno

Le macchine CNC per la lavorazione del legno, così come i compositi e la plastica, differiscono poco strutturalmente dalle macchine per la lavorazione del metallo, ma hanno un design leggermente più semplice e requisiti inferiori in termini di caratteristiche di potenza e resistenza, il che è naturalmente dovuto alle specificità del materiale.

La fresa è raffreddata ad aria, e più spesso è del tutto assente, poiché la sua presenza non è critica. Anche l'asportazione del truciolo solitamente non è prevista e viene effettuata manualmente dall'operatore. Di conseguenza, il costo di tali macchine è generalmente leggermente inferiore, la loro manutenzione è più semplice ed economica e la loro prevalenza è maggiore.

Attrezzature per la produzione di mobili da armadio

Le macchine CNC progettate per la produzione di mobili per armadi hanno le loro caratteristiche - in particolare, le dimensioni dell'area di fresatura superano quelle di altre fresatrici CNC, poiché le parti da lavorare possono avere un'area maggiore rispetto ad altre aree CNC applicazione.

Di conseguenza, una macchina CNC per mobili avrà dimensioni maggiori in tutte le dimensioni, nonché una maggiore complessità e costo del telaio e delle guide rispetto a una macchina simile per lavorare con oggetti più piccoli. Per il resto differiscono poco dalle macchine per la lavorazione del legno, della plastica e dei materiali compositi.

Macchine per la lavorazione del vetro

Le frese possono essere con rivestimento speciale o completamente sinterizzate: tali componenti vengono creati cuocendo i trucioli di diamante ad alte temperature e alta pressione, il che conferisce uno strumento insolitamente forte e durevole.

Inoltre, nelle macchine che lavorano il vetro, è obbligatoria la fornitura di fluido di lavoro nell'area di contatto della taglierina con il materiale - ciò è dovuto non solo alla necessità di raffreddare la taglierina quando si lavora con un materiale così duro come il vetro , ma anche alla necessità di eliminare immediatamente i frammenti di materiale di scarto - in modo che non interferiscano con il lavoro successivo e non rovinino il pezzo rientrando nel punto di contatto tra la fresa e il pezzo da lavorare, da un lato, e così che non entrino nell'aria respirata dall'operatore della macchina: oltre al vetro, tali macchine possono lavorare policarbonato, plexiglass di varie composizioni e altri materiali solidi, nonché pezzi di metallo.

Puoi scegliere una macchina CNC per la lavorazione del vetro in base alla sua conformità a questi criteri obbligatori.

Attrezzature per la lavorazione della pietra

Le specificità della lavorazione della pietra richiedono contemporaneamente ampie aree di lavorazione, elevata durezza del materiale e aumento del peso dei pezzi. Inoltre, la pietra è caratterizzata dal fatto che quando si lavora con essa è necessaria sia la circolazione costante dell'acqua nell'area di lavoro sia la rimozione di briciole e polvere con un aspirapolvere - l'acqua stessa non salva dalla polvere grossolana frazione, caratteristica dei materiali minerali.

Tali macchine possono facilmente far fronte ad altri materiali, dal legno e PVC, spesso anche al vetro e al metallo, e quindi saranno utili non solo per i produttori di prodotti in pietra, ma anche per coloro i cui interessi professionali sono molto più ampi.

Questa è forse l'attrezzatura per la fresatura più avanzata con controllo del programma, che può fare quasi tutto in quest'area della produzione, tuttavia è eccessivamente potente, ingombrante e costosa per la maggior parte dei lavori non direttamente correlati al suo scopo.

Non importa quanto grande possa essere la tentazione di acquistare una fresatrice CNC veramente universale, se i tuoi compiti non includono la lavorazione della pietra, considera l'acquisto di qualcosa di più specializzato tra quelli sopra elencati.

Tipologie di modelli cinematici della macchina

Quando ci si prepara a lavorare su una fresatrice CNC, vengono utilizzati modelli cinematici della macchina, che sono una simulazione software di questa attrezzatura e sono necessari per la corretta preparazione e prevedibilità delle azioni della macchina durante l'esecuzione del programma.

Il modello cinematico della macchina contiene necessariamente informazioni sull'area di lavoro, le sue dimensioni e posizione rispetto alla base fissa della macchina, la posizione e le possibili traiettorie della testa di lavoro - portafresa e altri parametri fisici dell'attrezzatura - distanze , dimensioni: tutto ciò che ha un atteggiamento di impatto diretto nei confronti del lavoro svolto dalla macchina.

Esempi di macchine e loro modelli:

Preparazione di un programma di controllo

Per lavorare sulle fresatrici CNC vengono utilizzati sistemi CAD/CAM, pacchetti software progettati per tradurre i dati di disegni e modelli in una forma di comandi comprensibili alla macchina.

I dati immessi sulla dimensione e sulla forma del pezzo diventano traiettorie di controllo che, a loro volta, si trasformano in programmi di controllo nel processo di postelaborazione.

Postprocessore

Un postprocessore è un prodotto software speciale che trasforma i dati sui parametri di una parte in un programma individuale che controlla i movimenti dell'utensile e/o del pezzo in lavorazione per ciascuna macchina specifica.

Qui puoi leggere di più sullo sviluppo di modelli cinematici, utilizzando l'esempio dei sistemi industriali di Siemens.

Informazioni dettagliate sul funzionamento di ciascuna macchina specifica possono essere ottenute sul sito Web ufficiale del produttore. Questa è l'opzione più affidabile e ti salverà da molti errori.

Controllo

In alcuni casi, quando si deve lavorare su una macchina industriale seria, è possibile impostare manualmente, attraverso il pannello di controllo della macchina, un programma per la lavorazione di qualche parte più o meno semplice. In questo caso, è necessario seguire rigorosamente le istruzioni del produttore e seguire tutti i passaggi necessari in sequenza.

Pannello di controllo per una delle fresatrici CNC:

Quando si creano elementi di forme più complesse, è impossibile fare a meno dell'uso di un computer e molte macchine compatte sono addirittura controllate solo tramite un PC collegato.

Lavorazione multiasse

Le fresatrici CNC sono divise in verticali e orizzontali - in base alla posizione della testa di lavoro, rispettivamente - superiore o laterale, e sono inoltre divise in base al numero di assi di lavorazione - in tre assi, quattro e cinque assi.

Di conseguenza, quanto più sono coordinati gli assi del movimento dell'utensile, tanto più efficiente e con maggiore complessità è possibile elaborare il pezzo.

Frese usate

A seconda delle specifiche del lavoro: il materiale, le forme di lavorazione richieste e altri fattori, le fresatrici CNC utilizzano un gran numero di frese diverse. Le frese sono a singolo principio, a doppio principio, sferiche, a V, a cono sferico, a raggio piramidale con uno o due taglienti, ad incisione, a taglio, ecc.

Le frese sferiche e piramidali vengono utilizzate per la rimozione profonda di materiale da una parte, la lavorazione degli angoli e la creazione di rientranze della forma appropriata. Le frese da taglio e incisione di varie forme vengono utilizzate per incidere, tagliare parti, elaborare i bordi del prodotto e per modellare, creando un'immagine in bassorilievo. Le frese per raggi e raccordi, sia convesse che concave, vengono utilizzate per la lavorazione di angoli, bordi di piani di lavoro e altre parti, smussatura, ecc. Le frese a spianare consentono di creare fori, a differenza delle punte, di qualsiasi forma.

Esempi di frese utilizzate:

La varietà di frese varia da quelle più semplici, simili ad un normale trapano o trivella, a quelle molto complesse, realizzate con materiali diversi e forme di ogni tipo, con un diverso numero di taglienti. Ciò fornisce una vasta gamma di compiti che possono risolvere.

Per ogni materiale e tipo di lavoro è necessaria una selezione individuale di frese, che il nostro specialista ti aiuterà a scegliere.

Le fresatrici CNC sono un ottimo strumento che, se utilizzato correttamente, può realizzare una gamma molto ampia di prodotti, dalle strutture pubblicitarie a parti di altre macchine, dai taglieri da cucina alle parti di motori di aerei a reazione. Il campo di applicazione è quasi illimitato e la gamma e il grado di disponibilità aumentano ogni giorno.

Ora non solo un impianto di costruzione di macchine può permettersi tali attrezzature, ma anche un'officina relativamente piccola, il che è una buona notizia.

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Se stai appena avviando la tua attività e non hai esperienza in questo campo, la scelta di un CNC potrebbe confonderti: c'è così tanta varietà nel mercato degli utensili industriali. Solo molti anni di esperienza e conoscenze specifiche consentono agli specialisti di selezionare le macchine CNC in conformità con i requisiti dell'attrezzatura. Molte persone semplicemente si perdono in questa abbondanza; i motori di ricerca sono pieni di domande come “scelta”, “scelta di fresatura CNC”, “scegli una fresatrice” e “scegli una fresatrice CNC”. Ciò non sorprende: scegliere la migliore macchina CNC può essere difficile anche per i professionisti se non seguono gli ultimi prodotti nel mercato degli utensili, la cui gamma è in costante espansione e miglioramento.

Con quali criteri è meglio scegliere una macchina CNC? Dipende da cosa verrà utilizzato. Dai materiali, dal profilo del lavoro, dalla velocità e precisione richieste e dalla risorsa richiesta. Molte caratteristiche significative di tali macchine dipendono direttamente dalla loro attrezzatura: dalle proprietà dei loro componenti e materiali di consumo, dalle caratteristiche del design. Diamo un'occhiata a quelli più basilari.

Mandrino

Zona di fresatura

Anche il design della piattaforma è importante: non dovrebbe causare difficoltà nel fissare e posizionare chiaramente la parte del pezzo, altrimenti sono possibili gravi difetti.
Quando si sceglie una fresatrice CNC per il lavoro, è necessario decidere in anticipo le dimensioni dei pezzi da lavorare, per non mettersi nei guai.

Tipi di macchine

Tutte le macchine CNC sono suddivise principalmente in base al materiale che sono destinate a lavorare, oltre che per area di applicazione. Quindi, in base alle caratteristiche del design e alla novità del design. La divisione è abbastanza semplice e, con la dovuta diligenza e voglia, dopo aver studiato diverse risorse specializzate e deciso il budget, scegliere una macchina CNC non sarà difficile.

Attrezzature per la produzione di mobili da armadio

Macchine per la lavorazione del vetro

Le fresatrici CNC per la lavorazione del vetro si differenziano dalle macchine per la lavorazione dei metalli principalmente perché utilizzano frese speciali con superfici di lavoro in metallo duro, diamante e corindone. Le frese possono essere con rivestimento speciale o completamente sinterizzate: tali componenti vengono creati cuocendo i trucioli di diamante ad alte temperature e alta pressione, il che conferisce uno strumento insolitamente forte e durevole. Inoltre, nelle macchine che lavorano il vetro, è obbligatoria la fornitura di fluido di lavoro nell'area di contatto della taglierina con il materiale - ciò è dovuto non solo alla necessità di raffreddare la taglierina quando si lavora con un materiale così duro come il vetro , ma anche alla necessità di eliminare immediatamente i frammenti di materiale di scarto - in modo che non interferiscano con il lavoro successivo e non rovinino il pezzo rientrando nel punto di contatto tra la fresa e il pezzo da lavorare, da un lato, e così che non entrino nell'aria respirata dall'operatore della macchina: oltre al vetro, tali macchine possono lavorare policarbonato, plexiglass di varie composizioni e altri materiali solidi, nonché pezzi di metallo.

Puoi scegliere una macchina CNC per la lavorazione del vetro in base alla sua conformità a questi criteri obbligatori.

Attrezzature per la lavorazione della pietra

Le fresatrici CNC per la lavorazione della pietra sono progettate per incidere e realizzare bassorilievi volumetrici complessi su materiali duri come pietre naturali di vario tipo: granito, marmo, arenaria, nonché su lastre di pietra artificiale realizzate con scaglie di granito con polimero. Le specificità della lavorazione della pietra richiedono contemporaneamente ampie aree di lavorazione, elevata durezza del materiale e aumento del peso dei pezzi. Inoltre, la pietra è caratterizzata dal fatto che quando si lavora con essa è necessaria sia la circolazione costante dell'acqua nell'area di lavoro sia la rimozione di briciole e polvere con un aspirapolvere - l'acqua stessa non salva dalla polvere grossolana frazione, caratteristica dei materiali minerali.
Tali macchine possono facilmente far fronte ad altri materiali, dal legno e PVC, spesso anche al vetro e al metallo, e quindi saranno utili non solo per i produttori di prodotti in pietra, ma anche per coloro i cui interessi professionali sono molto più ampi.

Questi sono forse i punti fondamentali di cui devi essere consapevole quando scegli una fresatrice CNC. E anche se a prima vista sembra che se devi acquistare una fresatrice CNC, la scelta non sia facile, non è poi così spaventoso. In altri articoli parleremo più in dettaglio delle specificità del lavoro con ogni tipo di fresatrici CNC e del loro design, questo può anche aiutare nella scelta, quindi non perdere le nuove pubblicazioni.

Tipi di fresatrici CNC

In “natura” esistono molti tipi di fresatrici, diverse per forma e scopo: fresatrici manuali, a pavimento, da tavolo, a sbalzo: fresatrici verticali e orizzontali, fresatrici longitudinali, fresatrici rotative, ecc.

In questo articolo parleremo delle fresatrici prodotte in Cina. A cosa dovrebbe prestare attenzione un "principiante" quando sceglie una macchina per vari compiti: lavorazione (taglio, incisione, realizzazione di parti 3D) di legno, compensato, metalli non ferrosi e ferrosi, lavorazione di plastica, cera per gioielli, pietra, ecc.

“Ripieno” della fresatrice:

Le fresatrici prodotte in Cina si presentano sul mercato in un'ampia gamma con varie opzioni; le macchine possono inoltre essere dotate di vari tipi di elettronica, guide e software. Parliamo più nel dettaglio di cosa possiamo trovare nella configurazione della macchina.

Per tipo di macchina: da pavimento e da tavolo.
Mandrino: raffreddamento ad acqua o ad aria.
Le guide possono essere a profilo tondo o quadro.
Il desktop può essere mobile o meno, il portale stesso si muove.
La macchina può avere un sistema di lubrificazione centralizzato.
Le macchine sono dotate di motori passo-passo o servomotori.
Per tipo di controllo della macchina: controller DSP RZNC, NCStudio - scheda PCI, Mach 3 - scheda di interfaccia (LPT).
La macchina può essere dotata di liquido refrigerante.
Macchine con cambio utensile automatico ATC.
La macchina può essere dotata di tavolo aspirante o solo di morse e scanalature a T.
Il movimento può avvenire a causa di una vite a ricircolo di sfere, di una cremagliera elicoidale o di una cremagliera diritta.

A cosa dovresti prestare attenzione quando scegli una fresatrice?

La cosa principale è la rigidità dell'intera struttura. Meno parti nella struttura della macchina sono collegate tra loro tramite bulloni, minore sarà il gioco. Se la struttura non è sufficientemente rigida, ci ritroviamo con una bassa velocità di lavorazione, una bassa produttività e, a causa delle vibrazioni che ne derivano, rompiamo l'utensile, in particolare gli incisori.

Puoi scegliere assolutamente qualsiasi mandrino, in base al compito: raffreddamento ad aria o ad acqua. I mandrini raffreddati ad acqua sono meno rumorosi, possono “lavorare” a velocità minime e non temono il surriscaldamento, a differenza dei mandrini raffreddati ad aria. Ad esempio, la lavorazione (incisione) del magnesio avviene a 12.000-15.000 giri al minuto. Per un mandrino fino a 3 kW è necessaria una connessione a 220 V ±10% 50 Hz, oltre 3 kW è necessaria una connessione a 380 volt. Inizialmente, nella progettazione della macchina, il produttore include la potenza del mandrino necessaria per determinate attività. Ad esempio, le macchine di piccolo formato per l'incisione 3D (realizzazione di cliché per rilievo, sigillatrici, medaglie) saranno sempre dotate di un mandrino da 800, 1,5, 2,2 kW. Per tale lavoro non è richiesta l'elaborazione della forza. Se si tratta di una macchina per il taglio dello stesso truciolare, MDF (produzione di mobili), ha senso installare un mandrino da 3 kW e oltre.

La scelta delle guide deve essere presa sul serio, da questo dipendono l'accuratezza della lavorazione e la rigidità complessiva della struttura. Le macchine più economiche hanno guide rotonde, ma ciò facilita anche la lavorazione di legno, plastica, cera per gioielli, ecc. Per una lavorazione più precisa, è necessario scegliere guide ferroviarie a profilo quadrato di marchi noti come AMT-PMI, Hiwin, THK e altri.

I tavoli da lavoro, di norma, sono mobili solo su macchine di piccolo formato: 200x300, 300x400 mm. Sulle altre macchine di formato più grande la tavola è sempre fissa, il portale si muove: l'asse Y.

Una caratteristica molto importante nella progettazione della macchina è il sistema di lubrificazione centralizzato. Può essere manuale o automatico. La lubrificazione è importante per lubrificare le parti di sfregamento della macchina: le guide. Il sistema di lubrificazione automatica è comodo e funziona con un timer. Il sistema di lubrificazione è installato su macchine a partire dal formato 1200x1200 mm e superiori.

La scelta del motore non dipende sempre dall'acquirente; le macchine con un campo di lavoro piccolo fino a 1200x1200 mm sono quasi sempre dotate di motore passo-passo. Su macchine con ampio campo di lavoro di 2000x3000 mm è possibile installare motori passo-passo e servomotori. Il servoazionamento fornisce una maggiore dinamica, un posizionamento più accurato, ma, soprattutto, non perde passi (c'è un sensore integrato (encoder) che rileva le violazioni e quindi il sistema apporta modifiche ai movimenti dei meccanismi) ad alta velocità (le coordinate non si perdono). Naturalmente è preferibile installare un servoazionamento sulla macchina, ma ciò comporta un aumento significativo del costo dell'attrezzatura. Ad esempio, per alcune attività nella realizzazione di facciate nella produzione di mobili, è possibile lavorare su una macchina dotata di motori passo-passo. Ecco alcuni esempi:

Velocità di movimento: motore passo-passo (motore passo-passo) – 20-25 m/min, il servoazionamento può muoversi da 60 m/min o più.
Velocità di accelerazione: motore – fino a 120 giri/min in 1 secondo, servo – fino a 1000 giri/min in 0,2 secondi

Ce ne sono molti in natura sistemi di controllo macchine utensili, che vanno dal Mach 3 “amatoriale” agli sviluppi propri dei produttori di apparecchiature: Fanuc, HAAS, Moriseiki, Syntec, Seikos, Heidenhain. I controller semplici Mach 3, NC Studio, ecc. possono funzionare solo con 3-4 coordinate. Le attrezzature professionali (industriali) sono dotate di propri "rack" che consentono di cambiare gli strumenti durante il funzionamento. Per controllare tali apparecchiature, viene utilizzato il sistema di controllo della serie Fanuc Oi, progettato per macchine a 6-8 assi e consente il controllo simultaneo di 4 assi. Per il taglio, il campionamento e l'incisione è possibile utilizzare analoghi economici: NC Studio, controller DSP. Svolgono perfettamente i compiti assegnati, richiedono un minimo di conoscenza, sono facili da usare e non sono costosi.

Le macchine progettate per la lavorazione dei metalli saranno sempre dotate di refrigerante (Con fluido da taglio).

Si consiglia di utilizzare una macchina con cambio utensile automatico (ATC) per cicli di lavorazione “brevi” di 5-15 minuti, dove si utilizzano più di 2 utensili. Si tratterà principalmente di elaborazione 2D: taglio, campionamento. Ad esempio, la produzione di porte interne. Le macchine con cambio automatico vengono solitamente fornite con un formato tavola di 1500x3000 mm o più.

Il pezzo può essere montato su una fresatrice in vari modi. Potrebbe essere un morsetto, un tavolo aspirante, viti autofilettanti. Il piano aspirante consente di fissare il pezzo sul piano di lavoro della fresatrice, sfruttando la potenza di una pompa a vuoto. Il design del tavolo aspirante comprende anche un cordone sigillante, che consente di “tagliare” le aree non necessarie se, ad esempio, il pezzo non è dimensionato per adattarsi all'intera area di lavoro della macchina.

Gli svantaggi di una tabella di questo tipo includono quanto segue:

è impossibile proteggere piccoli pezzi;
incompatibilità con alcuni sistemi (in particolare con il sistema di raffreddamento utensile, sistema di raccolta trucioli);
Alcuni materiali, come MDF, truciolare, legno e una pompa per vuoto, non "attraggono", quindi è necessaria una pompa abbastanza potente da circa 5 kW, che porta ad un aumento del consumo di elettricità e aumenta anche comparativamente i costi. Pertanto, l'addetto alla produzione deve valutare i pro e i contro e fare lui stesso la sua scelta.

Il secondo tipo di tavolo che si può trovare nella progettazione di macchine di piccolo formato è un tavolo con scanalature a T. Molto comodo per lavorare con MDF, truciolato e legno. I vantaggi di questo tavolo sono il fissaggio affidabile del pezzo. Di norma, sul tavolo sono installati cuscinetti in PVC, che in futuro dovranno essere cambiati a causa della loro usura. Questo tavolo è chiamato “tavolo sacrificale”.

Per il movimento meccanico negli azionamenti dei corpi esecutivi di una macchina CNC, è possibile utilizzare: viti a ricircolo di sfere (vite a ricircolo di sfere), cremagliera - elicoidale e diritta. In alcune macchine fatte in casa è possibile trovare una trasmissione a vite. Ogni sistema di movimento ha i suoi pro e i suoi contro. L'ingranaggio a denti diritti può essere utilizzato a velocità medio-basse e non viene mai installato su una macchina dotata di servoazionamento. La trasmissione ad ingranaggi elicoidali fornisce un'elevata velocità di movimento e un'elevata precisione di posizionamento. Le macchine con un campo di 1200x2400 mm o più sono dotate di tali sistemi di spostamento.

Viti a ricircolo di sfere per CNC vengono utilizzati solo per macchine medie e piccole di formato 200x300 e fino a 1200x1200 mm. Ciò è dovuto alla possibilità di deflessione della vite quando l'alloggiamento si trova nella sua parte centrale. Attualmente la lunghezza massima consentita di una vite a ricircolo di sfere è di 1,5 m. Esiste un ottimo esempio di acquisto di macchine apparentemente identiche, ma a prezzi diversi: su una macchina del formato 900x600 mm verrà installata una vite a ricircolo di sfere di 8 mm di diametro e sul secondo 16 mm. Una vite a ricircolo di sfere più sottile ad avanzamenti di lavoro elevati inizierà a vibrare (risonanza) per tutta la sua lunghezza, provocando la rottura dell'utensile e possibilmente la rottura dei componenti della macchina. E sullo stesso una vite a ricircolo di sfere con un diametro di 16 mm lavoratori i parametri di velocità funzioneranno e sposteranno i componenti della macchina senza problemi. E una macchina del genere sarà più produttiva.

Da tutto quanto sopra possiamo concludere: qualsiasi macchina correttamente selezionata per i compiti specifici per i quali è stata progettata funzionerà correttamente, rapidamente e accuratamente senza guasti. Gli specialisti YUSTO ti aiuteranno sempre a fare la scelta giusta. Chiama il numero verde 8-800-555-79-69 e selezioneremo una macchina specifica per le tue attività.

La lavorazione CNC può sconcertarti con così tanta varietà nel mercato degli utensili industriali.

Solo molti anni di esperienza e conoscenze specifiche consentono agli specialisti di selezionare le macchine CNC in conformità con i requisiti dell'attrezzatura.

Molte persone semplicemente si perdono in questa abbondanza, e questo non sorprende: scegliere la migliore macchina CNC può essere difficile anche per i professionisti se non seguono gli ultimi prodotti nel mercato degli utensili, la cui gamma è in costante espansione e miglioramento.

Con quali criteri è meglio scegliere una macchina CNC?

Dipende per cosa verrà utilizzato. Dai materiali, dal profilo del lavoro, dalla velocità e precisione richieste e dalla risorsa richiesta. Molte caratteristiche significative di tali macchine dipendono direttamente dalla loro attrezzatura: dalle proprietà dei loro componenti e materiali di consumo, dalle caratteristiche del design. Diamo un'occhiata a quelli più basilari.
Il mandrino è una delle parti principali di una fresatrice. Dipende dal mandrino, quali frese possono essere utilizzate con questa particolare macchina, a quali angoli possono essere fissate e come utilizzarle esattamente. L'azionamento del mandrino è solitamente integrato, ovvero il mandrino è un potente motore elettrico compatto con una pinza per il bloccaggio della taglierina.

Zona di fresatura

Scopo della macchina

Le macchine CNC sono suddivise principalmente in base al materiale che sono destinate a lavorare, oltre che per area di applicazione.

I dati immessi sulla dimensione e sulla forma del pezzo diventano traiettorie di controllo che, a loro volta, si trasformano in programmi di controllo nel processo di postelaborazione.

Postprocessore

Qui puoi leggere di più sullo sviluppo di modelli cinematici, utilizzando l'esempio dei sistemi industriali di Siemens.

Pannello di controllo per una delle fresatrici CNC:

Frese usate

Esempi di frese utilizzate:

Per ogni materiale e tipo di lavoro è necessaria una selezione individuale di frese, che il nostro specialista ti aiuterà a scegliere.

Ora non solo un impianto di costruzione di macchine può permettersi tali attrezzature, ma anche un'officina relativamente piccola, il che è una buona notizia.

Se hai bisogno di consigli sulla scelta di una macchina CNC, ricorda che puoi sempre contattare Top 3D Shop!

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Quando si sceglie un router CNC decidere:

1. con quale materiale lavorerai? Da questo dipendono i requisiti di rigidità della struttura della fresatrice e la sua tipologia.

Ad esempio, una macchina CNC in compensato consentirà di lavorare solo legno (compreso compensato) e plastica (compresi materiali compositi - plastica con pellicola).

Utilizzando una fresatrice per alluminio, è possibile lavorare anche pezzi grezzi di metalli non ferrosi e aumenterà anche la velocità di lavorazione dei prodotti in legno.

Le fresatrici per alluminio non sono adatte per la lavorazione dell'acciaio, qui sono necessarie macchine massicce con telaio in ghisa, mentre la lavorazione dei metalli non ferrosi su tali fresatrici sarà più efficiente.

2. con la dimensione dei pezzi e la dimensione del campo di lavoro della fresatrice. Ciò determina i requisiti meccanici di una macchina CNC.

Quando si sceglie una macchina, prestare attenzione allo studio della meccanica della macchina; le capacità della macchina dipendono dalla sua scelta ed è impossibile sostituirla senza alterazioni significative del design!

La meccanica di una fresatrice CNC in compensato e alluminio è spesso la stessa. Leggi di più qui sotto nel testo.

Ma maggiore è la dimensione del campo di lavoro della macchina, più rigide e costose saranno le guide di movimento lineare necessarie per il suo assemblaggio.

Quando si scelgono macchine per risolvere problemi di produzione di pezzi alti, con grandi differenze di altezza, c'è un malinteso comune secondo cui è sufficiente scegliere una macchina con una corsa di lavoro ampia lungo l'asse Z. Ma anche con una corsa ampia lungo l'asse Z , è impossibile produrre un pezzo con pendenze ripide se l'altezza del pezzo è maggiore della lunghezza di lavoro della fresa, cioè più di 50 mm.

Diamo un'occhiata alla progettazione di una fresatrice e alle opzioni di selezione utilizzando come esempio le macchine CNC della serie Modelist.

A) Selezione del design della macchina CNC

Esistono due opzioni per la costruzione di macchine CNC:

1) disegni con tavolo mobile, immagine 1.
2) progettazione con portale mobile, Figura 2.

Immagine 1Fresatrice a tavola mobile

Vantaggi Il design di una macchina con tavola mobile è facilità di implementazione, maggiore rigidità della macchina dovuta al fatto che il portale è fisso e fissato al telaio (base) della macchina.

Difetto- grandi dimensioni rispetto a un progetto con portale mobile e incapacità di lavorare pezzi pesanti a causa del fatto che la tavola mobile trasporta il pezzo. Questo design è abbastanza adatto per la lavorazione di legno e plastica, ovvero materiali leggeri.

figura 2 Fresatrice con portale mobile (macchina a portale)

Vantaggi progetti di una fresatrice a portale mobile:

Tavola rigida in grado di sopportare il peso pesante del pezzo,

Lunghezza illimitata del pezzo,

Compattezza,

Possibilità di realizzare la macchina senza tavola (ad esempio per installare un asse rotante).

Screpolatura:

Minore rigidità strutturale.

La necessità di utilizzare guide più rigide (e costose) (a causa del fatto che il portale “appende” alle guide e non è fissato al telaio rigido della macchina, come in una struttura con tavola mobile).

B) Selezione della meccanica del router CNC

Viene presentata la meccanica (vedere numeri in Fig. 1, Fig. 2 e Fig. 3):

3 - supporti guida

4 - cuscinetti lineari o boccole scorrevoli

5 - cuscinetti di supporto (per il fissaggio delle viti di comando)

6 - viti di comando

10 - giunto che collega l'albero della vite all'albero dei motori passo-passo (SM)

12 - dado in corsa

figura 3

Scelta del sistema di movimentazione lineare per una fresatrice (guide - cuscinetti lineari, vite - chiocciola).

Possono essere utilizzati come guide:

1) guide a rulli, Figura 4.5

Figura 4

Figura 5

Questo tipo di guide ha trovato la sua strada nella progettazione di laser amatoriali e di macchine dell'industria del mobile, Figura 6

Lo svantaggio è la bassa capacità di carico e la bassa durata, poiché originariamente non erano destinate all'uso in macchine con un gran numero di movimenti e carichi elevati, la scarsa resistenza del profilo in alluminio delle guide porta al collasso, Figura 5 e, come ne consegue un gioco irreparabile che rende inidoneo l'ulteriore utilizzo della macchina.

Anche un'altra versione di guide a rulli, Figura 7, non è adatta a carichi elevati e quindi viene utilizzata solo nelle macchine laser.

Figura 7

2) guide rotonde, sono un albero in acciaio realizzato in acciaio per cuscinetti di alta qualità resistente all'usura con superficie rettificata, indurimento superficiale e cromatura dura, mostrato con il numero 2 nella Figura 2.

Questa è la soluzione ottimale per i progetti amatoriali, perché... le guide cilindriche hanno una rigidità sufficiente per la lavorazione di materiali morbidi con macchine CNC di piccole dimensioni a un costo relativamente basso. Di seguito una tabella per la scelta del diametro delle guide cilindriche in funzione della lunghezza massima e della freccia minima.

Alcuni cinesi Produttori di macchine economiche che installo guide di diametro insufficiente, che porta ad una diminuzione della precisione, ad esempio, quando si utilizza una macchina per alluminio con una lunghezza di lavoro di 400 mm, guide con un diametro di 16 mm porteranno ad una deflessione al centro sotto il proprio peso di 0,3. .0,5 mm (a seconda del peso del portale).

Con la scelta corretta del diametro dell'albero, la struttura delle macchine che li utilizzano è piuttosto robusta; il peso elevato degli alberi conferisce alla struttura una buona stabilità e rigidità strutturale complessiva. Sulle macchine più grandi di un metro, l'uso di guide rotonde richiede un aumento significativo del diametro per mantenere una deflessione minima, il che rende l'uso di guide rotonde una soluzione irragionevolmente costosa e pesante.

Lunghezza assiale	Macchina per compensato	Macchina in alluminio per la lavorazione del legno	Macchina per la lavorazione dell'alluminio
200 mm	12	12	16	12
300 mm	16	16	20	16
400 mm	16	20	20	16
600 mm	20	25	30	16
900 millimetri	25	30	35	16

3) guide profilate
Gli alberi lucidati sulle macchine di grandi dimensioni vengono sostituiti da guide profilate. L'utilizzo del supporto su tutta la lunghezza della guida consente l'utilizzo di guide di diametri notevolmente inferiori. Ma l'uso di questo tipo di guide impone requisiti elevati alla rigidità del telaio portante della macchina, poiché i letti realizzati in lamiera di duralluminio o lamiera di acciaio non sono rigidi. Il diametro ridotto delle guide ferroviarie richiede l'utilizzo di un tubo professionale in acciaio a pareti spesse o di un profilo strutturale in alluminio di grande sezione nella progettazione della macchina per ottenere la necessaria rigidità e capacità di carico del telaio della macchina.
L'utilizzo di una forma speciale della guida profilata consente una migliore resistenza all'usura rispetto ad altri tipi di guide.

Figura 8

4) Guide cilindriche su supporto
Le guide cilindriche su un supporto sono un analogo più economico delle guide profilate.
Come quelli profilati, richiedono l'utilizzo nel telaio della macchina di tubazioni professionali di grossa sezione anziché di materiali in lamiera.

Vantaggi: nessuna flessione e nessun effetto molla. Il prezzo è doppio rispetto alle guide cilindriche. Il loro utilizzo è giustificato per corse superiori a 500 mm.

figura 9 Guide cilindriche su supporto

Il movimento può essere effettuato nel modo seguente: boccole(attrito radente) - Fig. 10 a sinistra, e utilizzo cuscinetti lineari(attrito volvente)- riso. 10 a destra.

figura 10 Boccole e Cuscinetti Lineari

Lo svantaggio delle boccole scorrevoli è l'usura delle boccole, che porta alla comparsa di giochi e un maggiore sforzo per superare l'attrito radente, richiedendo l'uso di motori passo-passo (SM) più potenti e costosi. Il loro vantaggio è il prezzo basso.

Recentemente, il prezzo dei cuscinetti lineari è sceso così tanto che la loro scelta è economicamente fattibile anche nelle strutture hobbistiche economiche. Il vantaggio dei cuscinetti lineari è un coefficiente di attrito inferiore rispetto alle boccole scorrevoli e, di conseguenza, la maggior parte della potenza dei motori passo-passo è destinata a movimenti utili e non alla lotta contro l'attrito, il che rende possibile l'utilizzo di motori di potenza inferiore.

Per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio su una macchina CNC, è necessario utilizzare una vite ( vite di comando ). A causa della rotazione della vite, il dado si sposta in avanti. Può essere utilizzato in fresatrici e macchine per incidere ingranaggi scorrevoli elicoidali E ingranaggi rotanti elicoidali .

Lo svantaggio della trasmissione a vite scorrevole è l'attrito piuttosto elevato, che ne limita l'utilizzo alle alte velocità e porta all'usura della chiocciola.

Ingranaggi elicoidali scorrevoli:

1) vite metrica. Il vantaggio di una vite metrica è il suo prezzo basso. Svantaggi: bassa precisione, passo ridotto e bassa velocità di movimento. Velocità massima di movimento dell'elica (velocità mm`s al minuto) in base alla velocità massima del motore (600 giri/min). I migliori piloti manterranno la coppia fino a 900 giri al minuto. A questa velocità di rotazione si può ottenere un movimento lineare:

Per viti M8 (passo filettatura 1,25 mm) - non più di 750 mm/min,

Per vite M10 (passo filettatura 1,5 mm) - 900 mm/min,

Per vite M12 (passo filettatura 1,75 mm) - 1050 mm/min,

Per vite M14 (passo filettatura 2,00 mm) - 1200 mm/min.

Alla massima velocità, il motore avrà circa il 30-40% della coppia inizialmente specificata e questa modalità viene utilizzata esclusivamente per i movimenti al minimo.

Lavorando ad un avanzamento così basso il consumo delle frese aumenta; già dopo poche ore di lavoro si formano depositi carboniosi sulle frese.

2) vite trapezia. Nel XX secolo occupò una posizione di primo piano nelle macchine per la lavorazione dei metalli, prima dell'avvento delle viti a ricircolo di sfere. Il vantaggio è l'elevata precisione, l'ampio passo della filettatura e quindi l'elevata velocità di movimento. È necessario prestare attenzione al tipo di lavorazione: più la superficie della vite è liscia e uniforme, più lunga sarà la durata della trasmissione vite-chiocciola. Le viti rullate presentano un vantaggio rispetto alle viti filettate. Gli svantaggi della trasmissione con chiocciola trapezoidale sono che il prezzo è piuttosto elevato rispetto ad una vite metrica; l'attrito radente richiede l'uso di motori passo-passo di potenza piuttosto elevata. Le viti più utilizzate sono TR10x2 (diametro 10mm, passo filettatura 2mm), TR12x3 (diametro 12mm, passo filettatura 3mm) e TR16x4 (diametro 16mm, passo filettatura 4mm). Nelle macchine, la marcatura di tali ingranaggi è TR10x2,TR12x3,TR12x4,TR16x4

Ingranaggi elicoidali:

Azionamento a vite a ricircolo di sfere (vite a sfere). Nella vite a ricircolo di sfere l'attrito radente è sostituito dall'attrito volvente. Per raggiungere questo obiettivo, in una vite a ricircolo di sfere, la vite e il dado sono separati da sfere che rotolano negli incavi della filettatura della vite. Il ricircolo delle sfere è assicurato tramite canali di ritorno che corrono paralleli all'asse della vite.

Figura 12

La vite a ricircolo di sfere offre la capacità di operare con carichi pesanti, buon funzionamento regolare, durata di servizio (durata) notevolmente aumentata grazie alla riduzione dell'attrito e della lubrificazione, maggiore efficienza (fino al 90%) grazie alla riduzione dell'attrito. È in grado di funzionare a velocità elevate, fornisce elevata precisione di posizionamento, elevata rigidità e assenza di gioco. Cioè, le macchine che utilizzano viti a ricircolo di sfere hanno una durata notevolmente più lunga, ma hanno un prezzo più elevato. Le macchine sono marcate SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, dove SFU è una chiocciola singola, DFU è una chiocciola doppia, i primi due numeri indicano il diametro della vite, i secondi due sono il passo della filettatura.

Vite di comando La fresatrice può essere montata come segue:

1) Design del cuscinetto a supporto singolo. Il fissaggio viene effettuato su un lato della vite con un dado al cuscinetto di supporto. Il secondo lato della vite è fissato all'albero del motore passo-passo tramite un accoppiamento rigido. Vantaggi: semplicità di progettazione, svantaggio: aumento del carico sul cuscinetto del motore passo-passo.

2) Esecuzione con due cuscinetti reggispinta. Il design utilizza due cuscinetti di supporto nei lati interni del portale. Lo svantaggio della progettazione è che l'implementazione è più complessa rispetto all'opzione 1). Il vantaggio è una minore vibrazione se la vite non è perfettamente diritta.

3) Esecuzione con due cuscinetti di supporto in tensione. Il design utilizza due cuscinetti di supporto sui lati esterni del portale. Vantaggi: la vite non si deforma, a differenza della seconda opzione. Lo svantaggio è che l'implementazione del progetto è più complessa rispetto alla prima e alla seconda opzione.

Sto impazzendo ci sono:

Bronzo senza gioco. Il vantaggio di tali dadi è la durabilità. Svantaggi: sono difficili da produrre (di conseguenza - prezzo elevato) e hanno un elevato coefficiente di attrito rispetto ai dadi caprolon.

Caprolon senza gioco. Attualmente il caprolon si è diffuso e sta sostituendo sempre più il metallo nelle strutture professionali. Un dado scorrevole in caprolon riempito di grafite ha un coefficiente di attrito significativamente inferiore rispetto allo stesso bronzo.

figura 14 Dado corrente realizzato in caprolon riempito di grafite

Nella chiocciola a ricircolo di sfere l'attrito radente è sostituito dall'attrito volvente. Vantaggi: basso attrito, capacità di operare ad elevate velocità di rotazione. Lo svantaggio è il prezzo elevato.

Selezione dell'accoppiamento

1) collegamento mediante giunto rigido. Vantaggi: i giunti rigidi trasmettono più coppia da albero ad albero, non c'è gioco sotto carichi pesanti. Svantaggi: richiedono un'installazione precisa, poiché questo giunto non compensa il disallineamento e il disallineamento degli alberi.

2) collegamento tramite accoppiamento a soffietto (diviso). Il vantaggio dell'utilizzo di un giunto a soffietto è che il suo utilizzo consente di compensare il disallineamento dell'albero motore e dell'asse del motore passo-passo fino a 0,2 mm e il disallineamento fino a 2,5 gradi, con conseguente minor carico sul cuscinetto del motore passo-passo e un maggiore durata del motore passo-passo. Permette inoltre di smorzare le vibrazioni risultanti.

3) collegamento mediante giunto a ganascia. Vantaggi: permette di smorzare le vibrazioni, trasmettere più coppia da albero ad albero, rispetto ad un tipo split. Svantaggi: minore compensazione del disallineamento, disallineamento dell'albero motore e dell'asse del motore passo-passo fino a 0,1 mm e disallineamento fino a 1,0 gradi.

C) Selezione dell'elettronica

L'elettronica è presentata (vedi Fig. 1 e 2):

7 - controller del motore passo-passo

8 - alimentatore per il controller SD

11 - motori passo-passo

Ci sono 4 fili, 6 fili e 8 fili motori passo-passo . Possono essere utilizzati tutti. Nella maggior parte dei controller moderni, la connessione viene effettuata utilizzando un circuito a quattro fili. I restanti conduttori non vengono utilizzati.

Quando si sceglie una macchina, è importante che il motore passo-passo abbia una potenza sufficiente per muovere l'utensile di lavoro senza perdere passi, cioè senza saltare. Maggiore è il passo della filettatura, più potenti saranno i motori necessari. In genere, maggiore è la corrente del motore, maggiore è la sua coppia (potenza).

Molti motori hanno 8 terminali per ciascun semiavvolgimento separatamente: ciò consente di collegare un motore con avvolgimenti collegati in serie o in parallelo. Con gli avvolgimenti collegati in parallelo, avrai bisogno di un driver con una corrente doppia rispetto agli avvolgimenti collegati in serie, ma sarà sufficiente metà della tensione.

Nel caso della serie, invece, per raggiungere la coppia nominale sarà necessaria la metà della corrente, ma per raggiungere la massima velocità sarà necessaria il doppio della tensione.

La quantità di movimento per passo è solitamente di 1,8 gradi.

Per 1.8 risultano 200 passi per giro completo. Di conseguenza, per calcolare il valore, il numero di passi per mm ( “Passi per mm” (Passo per mm)) utilizziamo la formula: numero di passi per giro / passo della vite. Per una vite con passo 2mm si ottiene: 200/2=100 passi/mm.

Selezione del controllore

1) Controller DSP. Vantaggi: la possibilità di selezionare le porte (LPT, USB, Ethernet) e l'indipendenza delle frequenze dei segnali STEP e DIR dal funzionamento del sistema operativo. Svantaggi: prezzo elevato (da 10.000 rubli).

2) Controller di produttori cinesi per macchine amatoriali. Vantaggi: prezzo basso (da 2500 rubli). Svantaggio: maggiori requisiti per la stabilità del sistema operativo, richiede il rispetto di alcune regole di configurazione, è preferibile utilizzare un computer dedicato, sono disponibili solo le versioni LPT.