O que são máquinas CNC e como escolhê-las?

As máquinas CNC são a principal ferramenta para usinagem em massa de peças. É um componente importante dos sistemas de design auxiliado por computador. O princípio de criar um CNC é simplificar a produção do mesmo tipo de peças.

Máquina CNC - um dispositivo com controle numérico. Sua principal característica é cópia fácil do mesmo tipo e peças de um tipo: uma imagem-programa gravada na memória só de leitura, segundo a qual as peças são fresadas e serradas a partir das peças colocadas na área de trabalho através do mecanismo de alimentação do transportador. As máquinas equipadas com uma pistola de plasma a laser, que realizam cortes perfeitamente lisos de peças primárias e secundárias, são caracterizadas por um alto rendimento. Um pouco mais baixas em termos de equipamento tecnológico são as máquinas de torneamento e fresadoras que realizam o torneamento, serragem e fresagem (furação) não a laser (com a ajuda de cortadores).

Nas máquinas CNC modernas, não há necessidade de conectar um PC externo ou laptop - a função de um programador preliminar (controlado pelo operador) que define os parâmetros é desempenhada por um microcomputador de bordo instalado em um compartimento da máquina protegido de ruídos elétricos. As modernas máquinas CNC também podem ser conectadas a uma rede local de servidores (LSS) através de uma interface LAN e controladas a partir de qualquer PC no território da empresa, que é permitido o acesso a esta máquina pelo administrador da rede, uma vez que está funcionando há 20 anos, por exemplo, com impressoras e scanners de rede.

O design da máquina CNC é tal que a parte técnica (eletromecânica) é rigidamente conectada à eletrônica (ECU) e ao mesmo tempo é separada dela, separada dela no espaço interno limitado da unidade... Uma das características de design da unidade CNC é a blindagem (proteção) da ECU de interferências geradas por circuitos eletromecânicos na área de trabalho e na área de comutação do modo de operação. Essa interferência pode "derrubar" o programa, portanto, o PC de placa única on-board não é apenas removido da eletromecânica (motores, sensores), mas também colocado em uma caixa de aço protegida, que é aterrada de forma confiável e será quase completamente elimine a entrada de estática e ruído na CPU e em outros órgãos eletrônicos vitais, controle da unidade CNC.

A vantagem de uma mini máquina doméstica é que é uma solução valiosa para jovens profissionais que começaram a dominar os fundamentos do trabalho como operador de máquina CNC... As máquinas CNC são classificadas de acordo com a lista de operações realizadas e de acordo com as características do sistema de controle. Apesar da primeira e enganosa impressão de um iniciante de que esse "monstro" é muito complicado, pode levar de meia hora a várias horas para dominar as técnicas básicas. Um iniciante pode compor rapidamente seu primeiro algoritmo para processamento de peças, cujo processo de produção ele está interessado. Por exemplo, ele precisa fazer um suporte para um gerador a motor em uma bicicleta - em tal máquina ele rapidamente o desenha, corta e moe.

As máquinas CNC podem trabalhar em pedra, madeira e seus derivados, em metais não ferrosos, aço, plástico e compósitos. Tudo é determinado apenas pela potência do motor do eixo - em tal unidade, é a unidade funcional de acionamento principal. O segundo valor para a escolha do material da peça é o comprimento, diâmetro, revestimento das fresas de aço - por exemplo, se a máquina estiver fresando. Se você estiver lidando com uma máquina de perfuração, seus recursos e os recursos da unidade de fresagem são frequentemente combinados. O trabalho da máquina de serrar é executado pela fresadora e o trabalho da furadeira é executado pelo torno.

Essas máquinas são polivalentes: combinam as capacidades do universal (a unidade corta e tritura, perfura peças em diferentes projeções), desktop (pesa não mais do que várias dezenas de quilogramas, cabe em uma bancada com uma área de mesa de 2 m2). A potência do acionamento do fuso para o processamento de plástico e madeira, via de regra, não ultrapassa várias centenas de watts por hora consumidos da rede elétrica. Para metais não ferrosos, a potência de até um quilowatt já é necessária, e para os aços - 1,5-2 kW. Freqüentemente, não há referência a tipos específicos de material em uma máquina multifuncional. Para isso, é necessário adquirir fresas, brocas, coroas, lâminas de serra de aço rápido, bem como abrasivos.

De acordo com os tipos de processamento, a classificação das máquinas CNC prevê dispositivos horizontais (corte das peças na posição "deitada") e verticais (pelo contrário, estes dispositivos funcionam com peças "em pé", corte para cima e para baixo). Unidades combinadas realizam corte e perfuração de peças em todos os três planos.

O sistema de controle em máquinas CNC são as características habituais do "computador", tais como: o número de megahertz de cada um dos núcleos do processador, o número de seus núcleos, bem como o número de megabytes (ou gigabytes) de RAM (RAM, memória de acesso aleatório). Como um dispositivo de armazenamento, como em PCs e laptops convencionais, uma unidade magneto-óptica ("disco rígido"), SSD ("disco rígido" de estado sólido) ou memória eMMC (como em laptops de placa única, tablets e smartphones que executar principalmente trabalho de escritório).

No entanto, nenhum hardware se manifestará totalmente até que o programa de controle seja instalado nele. As máquinas CNC portáteis modernas usam um sistema operacional baseado em um software e núcleo gráfico Linux ou Windows: para fins de produção, uma versão especial "cut-down" é "costurada" na memória da máquina, criada exclusivamente para o trabalho, e não, por exemplo, para navegar totalmente na web, executar jogos ou assistir a vídeos. Nele, você só pode processar peças, para todo o resto, não está disponível.

Modelo 1325 - uma das melhores máquinas-ferramenta CNC, projetada como um dispositivo básico para dominar as habilidades de um especialista em máquina-ferramenta. Baixo custo de manutenção - pertence à classe Start (para iniciantes). Executa a gravação de três eixos de peças de madeira. Capaz de aplicar padrões simples com simetria bilateral. Não é necessário treinamento especial para um iniciante ao trabalhar em tal dispositivo.

A área de trabalho é de 130x250x200 cm e parte de uma tensão interfase de 380 volts. É controlado por meio do sistema Mach3, equipado com mecanismo de fuso resfriado, opera a partir de um inversor de controle e desenvolve uma velocidade de até 24.000 rotações por minuto. Lubrificado à mão. Alimentado pelo software Artcam, ele corta MDF e madeira, acrílico e outros (incluindo compostos) materiais puramente não metálicos.

Modelo 2040 ATC CNC... Funciona na base de CNC com central telefônica automática. Há um magazine de corte embutido que facilita a seleção do cortador que você deseja. Corta, ranhura materiais não metálicos, faz ranhuras neles e estampa em branco, fresa-os. A troca de ferramentas é automática. Fresadora em carrossel modelo ATC CNC com área de trabalho de 200x400x20 cm, alimentada por rede trifásica.O fuso consome até 9 kW de potência da rede elétrica e está equipado com servos japoneses de 11 kW.

Construída com base em uma mesa de trabalho a vácuo em forma de T, a lubrificação é automaticamente introduzida no trabalho e na área dos mecanismos rotativos. Uma bomba de vácuo remove limalhas da área de trabalho, ajudando a manter a área de trabalho relativamente limpa. Potência da bomba de vácuo - 3 kW. A máquina é adequada para tornear alumínio.

Modelo 1625 tem uma área útil de 2x5 m. E também opera em rede trifásica. Dispositivo desktop com características semelhantes à versão anterior. A diferença está na presença de um cortador oscilador, que permite cortar pele e matéria. Os cortadores permitem trabalhar com alumínio e quaisquer materiais simples e compostos não metálicos. Precisão de corte - 10 micrômetros. É possível continuar gravando não metais e alumínio a partir do ponto de interrupção da operação.

Outros modelos permitem trabalhar com aço, bronze, duralumínio, mas sua potência, dimensões e equipamentos acabam sendo pelo menos várias vezes mais caros do que os três modelos descritos acima. Eles suportam operação em 5 eixos (controle de 5 eixos). As máquinas mais caras são equipadas com um canhão laser que gera até centenas de watts de potência em um ponto menor que 1 mm de diâmetro, o que permite cortar o aço com a mais alta precisão.

O conjunto usual de máquinas CNC inclui uma estrutura (cama), caixas de engrenagens e unidade de alimentação, cabeçote e cabeçote móvel, mecanismo de haste e suporte. Todas as peças e conjuntos são fixados na estrutura da máquina, sem a qual este dispositivo não pode funcionar. A caixa de engrenagens (caixa de engrenagens) é responsável por transmitir o torque do acionamento do fuso. Além disso, o torque transmitido é recebido pela unidade funcional do calibrador.

O cabeçote inclui a caixa de engrenagens e o próprio fuso, grampos e peças giratórias que giram o componente torneado. Com o auxílio do contraponto, a peça torneada é fixada do lado oposto - nos momentos de usinagem da parte central da peça. O núcleo é um alargador ou cortador de perfuração que define o alinhamento.

Este elemento é rigidamente conectado ao contra-ponto. O slide determina com que firmeza o cortador está fixo e em quais direções ele se move. A integridade do dispositivo CNC é complementada por uma mesa de vácuo, uma bomba de vácuo que coleta cavacos e um dispositivo de resfriamento para ferramentas de corte. Para poder se afastar do local de trabalho por um curto período, o trabalhador (operador da máquina) usa um console portátil.

Escolha uma máquina CNC para os seguintes parâmetros.

• Consumo de energia. Nem todas as oficinas de produção têm a capacidade de se conectar a uma tensão de alimentação trifásica, sem falar em casas particulares, por exemplo, em uma área residencial suburbana. É improvável que a fiação doméstica resista a mais de 3,5 kW: as máquinas automáticas convencionais de 16 amperes instaladas no medidor, assim como o próprio medidor, não podem operar com uma corrente de carga de mais de 16 amperes. Escolha máquinas com potência não superior a 2-3 kW.
• A velocidade do motor do fuso deve ser de pelo menos 10.000 por minuto. Caso contrário, o torneamento das peças acabará por ser de qualidade não muito alta, em particular, será problemático realizar gravações finas e tornear com os menores contornos.
• Trabalhando com metais... Mesmo máquinas não muito potentes com alta eficiência e rotações a partir de 20.000 rpm podem moer pelo menos aço 3 e bronze. Trabalhar com metal expande muito sua relevância como mestre em seu ofício.
• A área de trabalho deve ser a maior possível. Isso permitirá retificar mais peças em um plano ou produzir peças brutas maiores.
• Facilidade de fixação e troca de cortadores, cortadores de perfuração - sem esta característica de um dispositivo CNC, a sua eficiência, a execução precisa de grandes planos pode ser prejudicada, nomeadamente, devido a uma ferramenta devidamente solta, arrisca-se a obter uma percentagem significativa de peças rejeitadas.
• Mão de obra e sistema de refrigeração. A alta qualidade e a isenção de problemas desses dois componentes dependem não apenas da vida útil das fresas e das fresas, mas também da vida útil geral da mecânica da máquina CNC.
• Aspiração a vácuo e viseira... Esses dois fatores determinam o quão limpo estará seu local de trabalho após a conclusão do trabalho.

Trabalhar com os softwares DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM e Mach3 difere apenas na interface do software e no conjunto de funções.

A utilização de máquinas CNC justifica-se na indústria da pedra e madeira, na indústria metalúrgica e até na prestação de serviços de automóveis, onde, por exemplo, peças de reposição são usinadas para motores de carburadores de automóveis. Mas uma máquina CNC ajudará na fabricação de figuras decorativas, joias e também moinhos ou cortes em branco de qualquer aço usando um laser. O CNC realiza, por exemplo, corte de portas de MDF (folha de porta), torneamento de peças para fechaduras e ferragens anti-roubo de janelas de metal-plástico. Esta lista ameaça se tornar interminável. Um dos exemplos típicos é a escultura de estatuetas de bronze de retratos de personalidades proeminentes desenhadas em formato tridimensional.

A configuração da máquina para o trabalho é realizada de acordo com o seguinte esquema.

• Encontre o cortador certo para sua aplicação. Verifique a nitidez de suas arestas de corte.
• Coloque a tocha em seu mandril designado. Verifique se está bem fixado.
• Inicie a máquina sem espaços em branco.
• Programe o dispositivo. As unidades CNC antigas são programadas usando cartões perfurados, os mais novos - usando o mesmo AutoCAD (inserindo os parâmetros da peça usinada).
• Suspenda a máquina, coloque a peça de trabalho na plataforma e ligue a bomba. Reinicie a máquina.
• Após virar a peça, pare a máquina e remova a peça torneada. Coloque o próximo. Se necessário, altere os parâmetros inseridos e inicie a máquina.
• Se o torneamento múltiplo (cópia) de peças deve ser feito, então coloque o número necessário de peças de trabalho na área de trabalho, programe o dispositivo CNC e inicie o fuso. As peças são giradas automaticamente.

Nem todos os modelos de máquina se prestam à modernização. Na primeira fase, só é possível instalar um computador de bordo de mais alto desempenho de placa única - e mudar o Windows, por exemplo, para um sistema Linux.

Como escolher uma máquina CNC, veja o próximo vídeo.