Чпу уроки для начинающих: ЧПУ станки для начинающих — какой выбрать? Основные советы по выбору ЧПУ станков

ЧПУ станки для начинающих — какой выбрать? Основные советы по выбору ЧПУ станков

Основные виды ЧПУ станков. Какой выбрать?

Что такое ЧПУ? Какие бывают виды станков с ЧПУ и как они работают?

В этом разделе мы ответим на все эти вопросы и сравним механическую обработку при помощи ЧПУ станков с другими технологиями производства, чтобы помочь вам найти лучшее решение для себя.

Что такое ЧПУ

Обработка с ЧПУ (числовое программное управление) — это технология выборки материала. Что означает — детали создаются путем удаления материала из цельного блока, называемого заготовкой, с использованием различных режущих инструментов.

Это принципиально иной способ изготовления по сравнению с аддитивной 3D-печатью или технологией литья. Механизм выборки материала имеет как конструктивные ограничения, так и свои преимущества. Подробнее об этом, ниже.

Обработка на ЧПУ оборудовании – это в первую очередь цифровая технология. С её помощью, можно производить высокоточные детали с превосходными физическими свойствами непосредственно из файла CAD. Благодаря высокому уровню автоматизации, ЧПУ обработка является конкурентоспособной по цене, как для изготовления единичных деталей, так и для организации мелкосерийного производства.

Почти любой материал можно обработать на ЧПУ станке. Наиболее распространенные примеры — металлы (алюминиевые и стальные сплавы, латунь и т.д.), пластмассы, такие как АБС или нейлон. Композитные материалы и дерево тоже можно обрабатывать.

Основной процесс ЧПУ обработки можно разбить на 3 этапа. Сначала инженер проектирует модель CAD детали. Затем оператор станка превращает файл CAD в G-код и настраивает станок. Наконец, система ЧПУ выполняет все операции обработки. Конечно, для этого требуется некий контроль за выполняемыми действиями машины.

Краткая история ЧПУ станков

• Самым ранним из когда-либо обнаруженных механически обработанных предметов, была чаша, найденная в Италии. Её изготовили в 700 г. до н.э., с помощью токарного станка
• Попытки автоматизировать механическую обработку начались в 18 веке. Тогда станки были чисто механическими и работали на пару
• Первая программируемая машина была разработана в конце 40-х годов в Массачусетском Технологическом Университете. Для её работы использовали перфокарты, чтобы кодировать каждое движение
• Распространение компьютеров в 50-х и 60-х годах коренным образом изменило обрабатывающую промышленность
• Сегодня станки с ЧПУ являются передовыми роботизированными системами с многоосевым и мультиинструментальным оборудованием, в том числе с автоматической сменой инструмента, без остановки в работе

Виды станков с ЧПУ

В этом руководстве мы сосредоточимся на станках, которые обрабатывают материал с помощью режущих инструментов. Они являются наиболее распространенными и имеют самый широкий спектр применения. Так же существуют и другие станки с ЧПУ. Лазерные, плазменные и EDM — Электроэрозионные.

3-х осевые станки с ЧПУ

Фрезерные и токарные станки с ЧПУ служат примерами 3-осевых систем. Эти «базовые» станки позволяют перемещать режущий инструмент по трем линейным осям относительно заготовки (влево-вправо, назад-вверх и вверх-вниз).

Фрезерные с ЧПУ

• Заготовка удерживается неподвижно прямо на станине станка или в тисках.
• Материал удаляется из заготовки с помощью режущих инструментов — фрез или свёрл, которые вращаются с высокой скоростью;
• Инструменты прикреплены к шпинделю, который может двигаться вдоль трех линейных осей.

3-осевые фрезерные станки с ЧПУ — самые широко известные. Их используют в основном для производства самых распространенных геометрий. Относительно просты в программировании и эксплуатации, поэтому затраты на обработку, относительно невелики.

Доступ к инструменту, при фрезеровке с ЧПУ ограничен конструкцией. Поскольку есть только три оси для работы, некоторые области заготовки могут быть недоступны. В целом – это не большая проблема, если заготовку нужно вращать только один раз. Но если требуется несколько вращений, затраты на обработку могут быстро увеличиться.

Каталог Фрезерных станков с ЧПУ 3-х осевых 

Плюсы

• Может производить большинство деталей с простой геометрией;
• Высокая точность и жесткие допуски.

Минусы

• Есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии;
• Ручное перемещение заготовки снижает достижимую точность.

Токарные станки с ЧПУ

Заготовка удерживается на шпинделе при вращении с высокой скоростью.

Режущий инструмент или центральное сверло обрабатывает внешний или внутренний периметр детали, образуя геометрию.

Инструмент не вращается. Он движется радиально и продольно.

Токарные станки с ЧПУ широко используются, потому что с их помощью можно производить детали с гораздо большей скоростью и с меньшими затратами на единицу, чем на таких же станках без поворотного устройства. Это особенно актуально для больших объемов работы.

Основное ограничение конструкции токарных станков с ЧПУ заключается в том, что они могут изготавливать только детали с цилиндрическим профилем (например, винты или шайбы). Чтобы преодолеть это ограничение, детали часто подвергаются фрезерной обработке с ЧПУ на отдельном этапе. В качестве альтернативы, используются 5и-осевые токарно-фрезерные станции с ЧПУ. С их помощью можно добиться нужных результатов за один процесс.

Каталог токарных станков с ЧПУ 

Плюсы

• Самая низкая стоимость за деталь на выходе, чем при других способах обработки с ЧПУ;
• Очень высокие производственные возможности.

Минусы

• Может производить только детали с радиальной симметрией и простой геометрией

5-осевая обработка с ЧПУ

Многоосевые станки с ЧПУ бывают трех вариантов: 5-осевые индексированные фрезерные станки, 5-осевые фрезерные станки с непрерывной обработкой и токарно-фрезерные с рабочим инструментом.

Эти системы, по сути, являются станками с дополнительными степенями свободы. Например, 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют вращать станину станка или головку инструмента (возможно, сразу всё вместе), в дополнение к трем линейным осям перемещения.

Широкие возможности этих машин влекут за собой их повышенную стоимость. Они требуют как специализированной техники, так и операторов с экспертными знаниями. Для очень сложных или оптимизированных по топологии металлических деталей приоритетнее будет 3D печать.

Индексируемое 5-осевое фрезерование с ЧПУ

• Во время обработки режущий инструмент может двигаться только вдоль трех линейных осей.
• Между операциями платформа и головка инструмента могут вращаться, давая доступ к заготовке под другим углом.

Индексированные 5-осевые фрезерные системы с ЧПУ также известны как 3+2 фрезерные станки. Они используют две дополнительные степени свободы, только между операциями обработки для вращения заготовки.

Основным преимуществом этих систем является то, что они устраняют необходимость ручного перемещения заготовки.Таким образом, детали с более сложной геометрией могут быть изготовлены быстрее и с большей точностью, чем на 3-осевом станке с ЧПУ. Хотя им не хватает возможностей для непрерывных операций.

Плюсы

• Исключает необходимость ручного перемещения
• Производит детали со сложной геометрией быстрее и с большей точностью, чем на 3-х осевом станке

Минусы

• Более высокая стоимость, чем 3-осевая обработка с ЧПУ
• Невозможно воссоздать мелкие детали на заготовке

Непрерывное 5-осевое фрезерование с ЧПУ

• Режущий инструмент может перемещаться вдоль трех линейных и двух осей вращения относительно заготовки.
• Все пять осей могут двигаться одновременно во время всех операций обработки.

5-осевые фрезерные системы с ЧПУ, работающие непрерывно, имеют архитектуру, аналогичную индексируемым 5-осевым фрезерным станкам. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки.

Таким образом, можно изготавливать детали со сложной, органичной геометрией, которые невозможно изготовить с таким уровнем точности при помощи другой технологии. Эти передовые возможности стоят дорого, так как не дёшево само оборудование, и для работы на нём требуются высококвалифицированные кадры.

Плюсы

• Такие станки производят сложные детали с точностью, которой невозможно добиться при использовании другого оборудования
• Очень гладкие органичные поверхности с минимальными следами обработки

Минусы

• Крайне высокая стоимость
• Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии

Фрезерные токарные станции с ЧПУ

• Заготовка прикреплена к шпинделю, который может либо вращаться с высокой скоростью (например, в качестве токарного станка), либо располагать его под точным углом (как 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ).
• Токарные и фрезерные инструменты используются для выборки материала из заготовки, образующей деталь.

Фрезерные токарные станции с ЧПУ — это, в основном, токарные станки оснащенные фрезерными инструментами. Их разновидностью служат токарно-фрезерные станции швейцарского типа, которые обычно имеют более высокую прецессию.

В токарных станках используются преимущества, как высокой производительности токарной обработки, так и геометрической гибкости фрезерования. Они идеально подходят для изготовления деталей с «рыхлой» осевой симметрией (например, распредвалы и центробежные рабочие колеса) при гораздо более низкой стоимости, чем другие 5-осевые системы обработки.

Плюсы

• Самая низкая стоимость среди 5-осевых систем обработки с ЧПУ
• Высокие производственные возможности и свобода дизайна

Минусы

• Всё ещё есть ограничения по фрезерованию скрытых полостей и сложной геометрии
• Больше всего подходит для деталей с цилиндрическим контуром

Подведём итог

• 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с относительно простой геометрией и превосходной точностью и по низкой цене;
• Токарные станки с ЧПУ обладают самой низкой стоимостью, но подходят только для деталей с радиальной геометрией;
• Индексируемые 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с элементами, которые не выровнены с одной из основных осей быстро и с очень высокой точностью;
• Непрерывные 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ производят детали с очень сложной, «органической» геометрией и гладкими контурами, но очень дорогостоящие;
• Токарно-фрезерные станции с ЧПУ объединяют преимущества токарной и фрезерной обработки в единую систему для производства сложных деталей по более низкой цене, чем другие 5-осевые системы с ЧПУ.

ЧПУ для новичков — с чего начать? Советы и рекомендации

9 вещей, которые пригодятся новичкам в ЧПУ

Предположим, у вас есть рабочая машина с ЧПУ, вы только что ее приобрели, но вы мало что знаете о самом ЧПУ. Предположим также, что это фрезерный станок, и что в первую очередь вы будете заниматься резкой металла. Вероятно, вы готовы начать изготавливать детали для чоппера, конструировать устройство для смены инструментов или, может быть, с нуля собрать пистолет Colt 1911. С ЧПУ вы можете сконструировать почти все, и  вы с нетерпением ждете начала работы над вашими любимыми проектами.

Не спешите! Помните, вы только что купили машину, и к тому же вы новичок. Вы еще не готовы к таким проектам.

Надо постараться максимизировать свои шансы на успех. Для этого примите к сведению 9 нижеследующих пунктов

1. Купите несколько приличных фрез

 

Не берите упаковку импортных китайских фрез различных размеров и неопределенного качества. Вам не нужны и зеленые космические фрезы из «Людей в черном», просто купите несколько приличных фрез у надежного поставщика по разумной цене. Можно начинать с быстрорежущей стали. В конечном во многих случаях будет необходим твердосплав, но быстрорежущая сталь дешевле и более устойчива к вибрациям. Купите себе несколько размеров:

— 13 мм

— 6 мм

— 4 мм

Размеры меньше ни к чему на данном этапе, пока вы не потренируетесь на менее чувствительных фрезах. Купите 2-х или 3-заходные для алюминия и 4-заходные для стали. Чтобы лучше понять какие фрезы вам необходимы, прочтите статью Как выбрать фрезы. Вы однозначно сломаете несколько фрез, так что просто свыкнитесь с этой мыслью. На этом этапе следует не забывать надевать защитные очки!

Также купите полный набор спиральных сверл.

2. Купите стоящие тиски, комплект прихватов и набор параллелек

Закрепление заготовки — очень важный этап. Приобретите хорошие тиски для своего станка, и вы потратите деньги на ценный инструмент, который будет служить вам годами. Есть одна загвоздка, которая возникает, когда вы зажимаете заготовку в тисках. Если у вас плохие тиски, заготовка сдвинется, а вы будете гадать, что же произошло.

Вам следует закрепить ваши тиски в Т-образные слоты вашего стола, так что вы также можете приобрести комплект прихватов. 

Наконец, вам понадобится набор параллельных подкладок.

3. Используйте СОЖ или туман! В работе с алюминием придется параноидально следить за отводом стружки.

 

Если машина не была оснащена СОЖ, подаваемой поливом, и не предназначена для такого, то вам необходимо установить генератор тумана. Можно взять качественный, например Noga, есть много разных брендов. 

Перенарезка стружки вредна для фрез, а в худшем случае это приведет к поломке. «Быть параноиком» имеется в виду, что в начале надо очень пристально смотреть на область реза, и возиться с соплом вашего туманообразователя, чтобы освоить, как правильно располагать его для качественной подачи СОЖ.

4. Научитесь пользоваться вашим контроллером ЧПУ

Следующим шагом будет научиться управлять вашим ЧПУ, как если бы это был ручной станок с принудительной подачей и УЦИ на каждой оси. По ходу работы вы узнаете некоторые базовые коды G, дабы иметь представление о том, что ваша программа делает, когда вы в первый раз запускаете реальную программу в коде G (хоть это еще и далеко от правды!). Начните работать с фрезой в верхнем положении, и не пытайтесь делать какие-либо движения по оси Z, дабы не повредить режущий инструмент обо что-то. Практикуйте движения по оси X и Y до тех пор, пока шпиндель не будет двигаться туда, куда вы хотите, и вы не будете ошибаться. Еще один момент: не используйте G00, это заставляет машину двигаться в быстрых режимах на пределах ее возможностей. Используйте G01 и установите относительно низкую скорость подачи. В «G01 F20» машина будет двигаться со скоростью 20 единиц в минуту(миллиметров, метров, дюймов – в зависимости от настроек вашего контроллера). У вас будет намного больше времени на реакцию, если что-то пойдет не так. 

5. Купите измерительный прибор для длины фрезы и научитесь ним пользоваться, чтобы калибровать ось Z. В придачу приобретите кромкоискатель и используйте его, чтобы забазировать шпиндель относительно детали.

Ваша машина должна знать, где находится кончик фрезы, в противном случае можно испортить оборудование. Так как вы новичок, задайте ей необходимую информацию, используя датчик длины фрезы. С его помощью машина будет точно знать, где конец фрезы относительно координаты Z. Первое, что надо сделать после установки заготовки в тиски и фрезы в шпиндель — это установить нули.

Подробнее о компенсации длины инструмента и нахождении базовых точек в статье Как найти нулевую точку станка с ЧПУ.

6. Научитесь регулировать ваш станок и тиски

Отрегулировать — отъюстировать с помощью часового индикатора. Это базовый навык, который необходим всем.  

Выработайте привычку перед началом работы проверять положение ваших тисков. Позже будет понятно, действительно ли нужно делать это прям каждый раз, но поначалу придерживайтесь такй практики. К тому же, убедитесь, что знаете, как отрегулировать свои тиски, чтобы зажимные щеки были правильно выровнены с одной из осей.

7. Начните с алюминия, латуни и мягкой стали. Избегайте использования нержавеющей стали.

Поначалу следует избегать использования труднообрабатываемых материалов. Используйте алюминий или латунь. 

Когда начнет получаться, можно попробовать мягкую сталь. Только после того, как вы почувствуете, что достаточно хорошо фрезеруете такие материалы, фрезы не ломаются и не изнашиваются слишком быстро, и обработанная поверхность больше не похожа на ту, на которую напала стая инфицированных бешенством бобров, лишь тогда переходите к труднообрабатываемым материалам, таким как нержавеющая сталь. Перед этим как следует изучите каталоги поставщиков металлов.

8. Сделайте себе несколько комплектов ступенчатых губок из алюминия

Возьмите пилу и вырежьте кусочки материала, размерами немного больше, чем щеки тисков. Теперь вам нужно обработать эти блоки на прямоугольник, т.е. делать фрезерные проходы до тех пор, пока все стороны не станут строго параллельны или перпендикулярны друг другу, т.е. до получения прямоугольного параллелепипеда.

Используйте концевые фрезы небольших диаметров. Несмотря на то, что для таких работ торцевые подходят лучше, их пока не стоит использовать, т.к. торцевая фреза развивает большое усилие. Шпиндель может завязнуть, заготовку может вырвать тисков и швырнуть ее через комнату, и т.п. 

Обработав материал в виде квадрата, переходите к следующей задаче – обработайте его в соответствии с размерами, фрезеруя до тех пор, пока он не станет идеального размера для ваших тисков (вам понадобятся 2 прямоугольных куска, по одному на каждую зажимную губку). Последний шаг — просверлить и прозенковать монтажные отверстия.

Можно также поучиться делать Куб Тернера. Этот куб (его еще называют мета-куб), не так легко сделать, как это может показаться на первый взгляд. Говорят, что ранее, до появления станков с ЧПУ, такой хитрый кубик давали новичку токарю/фрезеровщику и предлагали аналогичный сделать. Это было тестом на владение станком. Этот куб выглядит как серия кубов с отверстиями, вложенных друг в друга, и касающихся внешнего только вершинами.

 

9. Изучите САПР и CAM

Итак, теперь вы знаете азы. Следующий шаг – изучить, как создавать G-код для станка. Для этого вам необходимо овладеть САПР и CAM. По возможности выберите те программы, с освоением которых вам могут помочь. В идеале, попросите вашего друга, который уже использует программное обеспечение и опытен в нем, помочь вам. Если у вас нет такого друга, рассмотрите вариант курсов. Если вам некому помочь вживую, вам придется вернуться и искать помощи в Интернете. Начните с просмотра нескольких видеороликов. По возможности, постарайтесь смотреть ролик и изучать программное обеспечение одновременно. Найдите онлайн-форумы, на которые люди обращаются за помощью в использовании этих программ.

Процесс ЧПУ для абсолютных новичков

Для тех, кто является абсолютным новичком в ЧПУ, у вас, несомненно, возникнет множество вопросов. Вероятно, лучше всего начать с базового понимания того, что такое фрезерный станок с ЧПУ и как работает процесс ЧПУ.

ЧПУ стало общим термином, используемым для описания нескольких различных типов устройств, управляемых компьютером; все, от фрезерного станка с ЧПУ до токарного станка с ЧПУ, фрезерного станка с ЧПУ, плазменной резки с ЧПУ и т. Д., Все они известны своим энтузиастам как просто ЧПУ. В данном случае я сосредоточусь на фрезерном станке с ЧПУ, так как это то, с чем я больше всего знаком.

Что такое ЧПУ?

CNC расшифровывается как числовое программное управление. Это означает, что физические движения машины контролируются компьютером через сложную математическую систему координат. Компьютер перемещает фрезер или шпиндель на ЧПУ в 3 направлениях или осях. Ось X (которая всегда перемещается из стороны в сторону, когда вы смотрите на машину), ось Y (которая всегда движется спереди назад, когда вы смотрите на машину) и ось Z (которая всегда движется вверх и вниз). оси обозначены на картинке ниже.

3 оси движения

Технология ЧПУ существует с 1940-х годов, когда станок с ЧПУ впервые управлялся аналоговым компьютером через перфорированную ленту или серию перфокарт. Эта система постепенно уступила место полностью электронному управлению с помощью компьютеризированного кода, что в конечном итоге привело к цифровому управлению, которое мы используем сегодня. Процесс, используемый сегодня в большинстве домашних фрезерных станков с ЧПУ, представляет собой ту же базовую систему, которая используется высокотехнологичными производственными предприятиями на станках стоимостью в миллионы долларов. Их программное обеспечение намного сложнее, чтобы его можно было использовать в среде с таким высоким спросом, и может стоить несколько сотен тысяч долларов, но основной процесс очень похож.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Основные части фрезерного станка с ЧПУ можно разбить на несколько компонентов. Эти компоненты включают узел портала, который перемещается вдоль станины или стола маршрутизатора. Портал удерживает сборку оси Z, которая включает в себя фрезер или шпиндель и его крепление. Серия из 3 или 4 шаговых двигателей управляет движением осей вдоль линейной направляющей с помощью ходовых винтов, приводных ремней или цепей или реечной системы зубчатых колес. В приведенном ниже примере используется система привода ходового винта, в которой прецизионно отшлифованный стержень с резьбой ACME продевается через ходовую гайку на оси, а затем прикрепляется к шаговому двигателю с помощью муфты. Когда шаговый двигатель вращается, он вращает ходовой винт, заставляя ходовую гайку (и любой узел, прикрепленный к ней) двигаться вперед и назад по длине ходового винта. Линейные направляющие плавно направляют осевой узел по всей длине его перемещения. На рисунке ниже некоторые из этих компонентов помечены. Все три оси ЧПУ имеют линейную направляющую, ходовой винт, ходовую гайку и шаговый двигатель. Также не виден ПК, на котором загружено программное обеспечение контроллера. Подробнее об этом скоро.

Типичный фрезерный станок с ЧПУ с маркировкой некоторых основных компонентов.

Фрезерный станок с ЧПУ с основными деталями, помеченными

Пожалуйста, поймите с самого начала, что фрезерный станок с ЧПУ НЕ является чудо-машиной. Это просто еще один инструмент, который нужно добавить в арсенал инструментов, уже имеющихся в вашем магазине. Машины, которая может забирать материал с одного конца и выбрасывать готовые проекты с другого конца, не существует. Независимо от того, какой инструмент вы используете, всегда будет ручная шлифовка, сборка и отделка, связанные с завершением проекта. Фрезерный станок с ЧПУ ничем не отличается.

Кроме того, ЧПУ не всегда лучший, самый быстрый или даже самый подходящий инструмент для работы. ЧПУ не просверлит отверстия быстрее, чем вы просверлите их на сверлильном станке. Он режет материал не быстрее, чем на настольной или ленточной пиле. Он не скругляет край быстрее, чем вы можете с помощью ручного маршрутизатора или фрезерного стола. В чем преимущество ЧПУ, так это в точности и воспроизводимости. Если у вас есть проект, который требует просверливания 3 отверстий, сверлильный станок или ручная дрель, вероятно, будут лучшим инструментом для этой работы. Если для детали требуется просверлить 32 отверстия в определенных местах, если важны точные размеры отверстий или их расположение, или вам нужно изготовить большое количество таких деталей, то ЧПУ будет хорошим инструментом для этой работы.

Итак, как работает процесс?

В домашних условиях процесс ЧПУ происходит примерно так: Шаг 1 — стадия концепции или идеи, Шаг 2 — проектирование или процесс CAD, Шаг 3 — процесс CAM, Шаг 4 — процесс фрезерования или механической обработки, и шаг 5 — процесс отделки и сборки. Некоторые из этих шагов требуют специального компьютерного программного обеспечения, в то время как другие вообще не требуют компьютера или программного обеспечения.

Шаг 1, стадия идеи или концепции, требует только вашего воображения и немного вашего времени. В основном это можно свести к одному простому вопросу; что ты хочешь сделать? Этой концепцией или идеей может быть что угодно: от простого мысленного образа до фотографии или наброска на листе бумаги для заметок. Некоторое внимание следует уделить материалу, который вы собираетесь использовать, его размеру и весу, какую отделку вы собираетесь использовать, как вы собираетесь его собирать, если сборка необходима — просто в общем идея как должен выглядеть окончательный проект.

Шаг 2, пожалуй, самый сложный для новичка; получить идею из вашей головы и в компьютер. Это может принимать различные формы, и может использоваться несколько типов программного обеспечения. Если у вас есть опыт работы с программным обеспечением CAD (автоматизированное проектирование) или программным обеспечением для компьютерной графики, вы уже впереди игры. Программа САПР, такая как AutoCAD, TurboCAD или Draftsight, среди прочего, может быть использована для рисования концепции на компьютере, а файл, сохраненный из программы САПР, может быть импортирован в программное обеспечение CAM — подробнее о CAM через минуту. То же самое можно сказать и о многих программах компьютерной графики. Adobe Illustrator, Corel Draw, Inkscape и некоторые другие графические программы более чем способны экспортировать рисунок в файл, который может использоваться программным обеспечением CAM. Дело в том, что если вам уже удобно пользоваться CAD или графической программой, вы, скорее всего, сможете продолжать использовать ее в процессе ЧПУ, и вам не придется беспокоиться об обучении использованию другой новой программы.

Шаг 3 — это процесс CAM. CAM означает автоматизированное производство. На этом этапе мы берем проект, назначаем различные инструменты (фрезы, концевые фрезы и т. д.) и типы операций обработки (вырезы карманов, профильные разрезы и т. д.) для конкретных элементов дизайна и рассчитываем траектории движения инструментов. Траектории инструментов — это буквально пути, по которым инструменты будут следовать, чтобы вырезать или вырезать проект, независимо от того, включает ли проект вырезание чего-то простого, такого как круг, или такого сложного, как вырезание 3D-шедевра, такого как Мона Лиза. После того, как эти траектории были рассчитаны программным обеспечением, мы можем использовать их для создания и сохранения кода, который ЧПУ будет использовать для физического направления инструмента для резки проекта. Этот код называется G-кодом и используется программным обеспечением контроллера ЧПУ на шаге 4.

Сегодня на рынке представлено несколько марок программного обеспечения для ЧПУ, известных как пакеты CAD/CAM. Это означает, что вы можете рисовать дизайн, рассчитывать траектории, а затем генерировать и сохранять g-код в одной и той же программе, устраняя необходимость в отдельной программе САПР или графической программе. Большинство так называемых «программных пакетов ЧПУ», представленных сегодня на рынке, относятся к этому типу. Примерами этого являются Vectric LTD VCarve Desktop, VCarve Pro, Aspire, Autodesk Fusion 360, Autodesk Inventor, а также некоторые другие.

Пакет программного обеспечения VCarve Pro CAD/CAM от Vectric LTD используется

Шаг 4 — процесс фрезерования или механической обработки. На этом этапе мы физически монтируем кусок материала на станину или стол фрезерного станка с ЧПУ, G-код, который мы сохранили в процессе CAM, загружается в наше программное обеспечение контроллера ЧПУ, соответствующая фреза или концевая фреза вставляется в фрезерный станок или шпиндель, мы устанавливаем наши нулевые точки, включаем все и начинаем запускать код для резки проекта. Когда дело доходит до программного обеспечения контроллера, доступно несколько вариантов. Наиболее широко используется программа под названием Mach4, но есть и другие варианты, такие как Linux CNC, UCCNC и некоторые другие. Контроллер чаще всего запускается на настольном ПК, предназначенном только для запуска программного обеспечения контроллера ЧПУ. Это не всегда так, но чаще всего так. После того, как ЧПУ закончит резку проекта, мы можем перейти к шагу 5.

Программное обеспечение контроллера Mach4

Шаг 5 — это шаг, с которым большинство из нас уже знакомо и который больше всего связан с любой другой формой домашнего хобби по дереву. На этом этапе мы снимаем деталь с ЧПУ, затем шлифуем, собираем и чистим. Этому шагу обычно уделяется больше времени, чем любому другому, за исключением, возможно, шага 2. Хотя фрезерный станок с ЧПУ может быть очень хорош в создании детали, он редко выходит из станка готовым к чистовой обработке. Почти всегда необходимо выполнить хотя бы некоторую финишную шлифовку. Чтобы облегчить эту работу, на рынке были представлены специальные шлифовальные швабры, колеса и подушки, предназначенные для использования на всем, от небольшого вращающегося инструмента до сверлильного станка. Отделка может быть выполнена так же, как любой другой проект по деревообработке, будь то промасливание, морилка и верхнее покрытие или покраска.

Две коробки Paradise от Vectric, которые я вырезал на самодельном фрезерном станке с ЧПУ.

Подводя итоги

Ранее я упоминал, что фрезерный станок с ЧПУ не является чудо-машиной. Это не так. Это просто инструмент. Некоторые люди думают о ЧПУ как о помощнике, который работает бесплатно. Человек может шлифовать и собирать, пока ЧПУ вырезает другой проект — и многие люди именно так и поступают. Другие думают о ЧПУ как о способе расширения своей работы в таких областях, как инкрустация или резьба, которые, по их мнению, были выше их уровня навыков. Кроме того, есть еще тот факт, что они просто крутые.

Независимо от того, что и как вы думаете о ЧПУ, они никуда не денутся. Движение домашнего хобби с ЧПУ является большим, и оно набирает силу с каждым днем, поскольку они становятся менее дорогими в покупке или сборке и их легче владеть. Многие заводские станки, которые когда-то поставлялись с 5-значными ценниками, теперь находятся в пределах досягаемости многих столяров с мастерской приличного размера, и есть много комплектов, доступных всего за несколько сотен долларов — они могут быть в любой форме из нескольких частей с набор планов для полного «катящегося шасси», которому нужно всего лишь несколько электронных компонентов, чтобы заставить его работать. Просто знайте, что во многих случаях «лучшего» действительно не бывает. Мнений много, согласитесь. Тем не менее, иногда просто нет лучшего ЧПУ, лучшего фрезерного станка или шпинделя, лучшей детали или расходных материалов, лучшей фрезы или концевой фрезы или даже станка лучшего размера. Мне нравится говорить людям, что «лучшее» — это то, что вы можете себе позволить, с чем вам комфортно и что вы хотите.

Надеюсь, теперь у вас есть общее представление о том, что такое процесс ЧПУ и как он работает. В жаргоне легко запутаться, поэтому я постарался свести его к минимуму. Существует так много вариантов, что стать перегруженным информацией так же легко. Прежде чем сделать первый шаг и купить что-либо, честно оцените, как вы хотите использовать ЧПУ. Конечно, было бы неплохо иметь станок, способный вырезать детали из цельного листа фанеры, или уметь фрезеровать, гравировать лазером, резьбой по камню и плазменной резкой в ​​одном лице, но сколько всего этого вы, честно говоря? будешь делать на постоянной основе? Только вы можете ответить на это; но ответьте на него честно, тогда пусть это будет вашим руководством.

Практический результат

Короче говоря, машина, которая когда-то считалась зарезервированной для огромной многонациональной производственной корпорации, теперь легко доступна для среднего домашнего любителя, у которого достаточно места в гараже, чтобы поставить машину, которая является частью размер стандартного бильярдного стола. Для человека, который разбирается в обычных электроинструментах, вполне возможно построить ЧПУ хорошего качества для хобби и оснастить его всем программным обеспечением, необходимым для его работы. Я знаю это, потому что я сделал это — и вы тоже можете.

Учебники и вебинары по ЧПУ

Часть 1 – для начинающих

Думаете о том, чтобы заняться фрезерованием с ЧПУ, и не знаете, с чего начать? Вот список самых полезных руководств и вебинаров для начинающих, которые мы нашли в Интернете. Давайте начнем!

Общая информация о ЧПУ

Основы ЧПУ Что нужно для начала работы

Простые обсуждения без излишеств и учебные пособия по самым основным элементам работы на вашем станке.

Учебное пособие по ЧПУ 1 из 3: Введение в обработку

Колумбийский университет. Охватывает безопасность, режущие инструменты, материалы, затраты, держатели инструментов и примеры деталей, изготовленных на фрезерном станке с ЧПУ.

Учебное пособие Бена Хека по фрезерованию с ЧПУ

Бен объясняет тонкости фрезерной обработки с ЧПУ, используя только Shapeoko и ноутбук. Области внимания включают обзор деталей, создание файлов проекта, выполнение и другие советы по ЧПУ.

Введение в ЧПУ (плейлист)

5 очень коротких видеороликов с обзором основных концепций, станков и другого оборудования, программного обеспечения, настройки станков, а также подачи и скорости.

Программное обеспечение для начинающих

С ЧПУ (ЧПУ) далеко не уедешь без программного обеспечения для компьютера. Это буквально в названии.

Учебное пособие по Fusion 360 CAM для начинающих!

Если вы новичок в CNC-обработке или пытаетесь начать использовать Fusion 360 CAM, это видеоруководство, показывающее, как начать работу с Fusion 360 CAM, является правильным местом для начала! Давайте пройдемся по настройке нашей детали, выберем наш CAM-инструмент и наши CAM-операции для обработки этой детали на Tormach 440!

Основы Fusion 360 CAM

Autodesk гарантирует, что вы освоите основные этапы создания траекторий ЧПУ на основе вашей модели.

Учебные пособия по AutoCAD для начинающих — плейлист

191 короткий видеоролик обучает AutoCAD с нуля до практического уровня, чтобы вы могли комфортно работать в любой организации и иметь все базовые знания. Охватывает концепции 2D-чертежа, изометрическое рисование и 3D-моделирование.

Покупка вашего первого фрезерного станка с ЧПУ

Видео о покупке станка с ЧПУ часто являются не более чем расхваленными рекламными роликами и пустой тратой времени. Начните с этих видеороликов, чтобы определить, какая машина вам подходит.

ПОСМОТРИТЕ ЭТО, прежде чем купить станок с ЧПУ для 3D-резки!

Не каждая машина поставляется с программным обеспечением, необходимым для того, чтобы делать то, что вы хотите. Посмотрите это короткое видео, прежде чем инвестировать.

Сборка комплекта станка с ЧПУ

Сборка стандартного комплекта настольного станка с ЧПУ размером 2 x 3 дюйма с сайта CNCRouterparts. com и первое пробное фрезерование круга и квадрата из МДФ.

Протестировано: обзор настольного станка с ЧПУ Carvey

Протестировано тестирование Carvey, настольного станка с ЧПУ от Inventables. В отличие от X-Carve, этот трехосевой фрезерный станок предназначен для использования в офисе и разработан для простоты и безопасности. Используя веб-программу Easel, вы можете создать дизайн и вырезать его на листе пластика всего за несколько минут. Простота ограничивает его универсальность, поэтому он может лучше подходить для классных комнат, чем для больших рабочих цехов.

CNC-обработка — что нужно для начала — основное руководство

В этом видео производитель ножей Уолтер Сорреллс расскажет вам об основных компонентах небольшой обрабатывающей системы с ЧПУ. Это видео предназначено специально для производителей ножей… но здесь есть кое-что и для тех, кто хочет познакомиться с основами обработки на станках с ЧПУ.

Познакомьтесь с Maslow, станком для резки с ЧПУ за 350 долларов

Компания Tested приветствует Бара Смита и Ханну Тигл, которые продемонстрируют нам свой станок для резки с ЧПУ Maslow, который поставляется в комплекте за 350 долларов.