Kilka słów o obrabiarkach CNC

Tak jak zapowiadałem tydzień temu, na stronie pojawi się kilka wpisów na temat maszyn sterowanych numerycznie. Dzisiaj raczej od strony teoretycznej, następne wpisy będą się skupiały na bardziej praktycznych zagadnieniach. Na początku warto wyjaśnić znaczenie skrótu CNC. Pochodzi on od trzech angielskich słów – Computerized Numerical Control i oznacza sterowanie urządzeń numerycznych z pomocą komputera.

Maszyny numeryczne

Czym są wspomniane we wstępie maszyny numeryczne? Są to często urządzenia znane i często używane, takie jak frezarki, tokarki, grawerki, plotery, tyle że wyposażone w odpowiednie czujniki, moduły wykonawcze i sterowniki, dzięki którym możliwe jest sterowanie nimi z pomocą programów zapisanych w kodzie numerycznym (tzw. G code).

Polecam najpierw zobaczyć dwa przykładowe filmiki:

Pierwszy przedstawiający frezowanie ścieżek na płytce PCB przez frezarkę produkowaną przez polską firmę Kimla. Aż miło popatrzeć

Na drugim filmiku widać tokarkę CNC:

Rolę sterowników wykonujących programy często pełnią komputery PC, do których dołączone są tylko niezbędne układy wykonawcze – moduły z układami sterującymi silnikami. Nie potrzeba do tego dużej mocy obliczeniowej, nawet stary komputer sprzed kilkunastu lat da sobie radę ze sterowaniem obrabiarką.

Funkcje wykonawcze pełnią zazwyczaj różnego rodzaju silniki, które potrafią przemieszczać wrzeciono (lub inne narzędzie) w dwu- lub trójwymiarowym układzie współrzędnych, a często również obracać obrabiany element (tokarki).

W maszynach często można znaleźć rożnego rodzaju czujniki. Podstawowe z nich to tzw. krańcówki zapobiegające wyjechaniu narzędzia poza bezpieczne pole obróbki, co mogło by skutkować uszkodzeniem tegoż narzędzia lub maszyny . Inne mogą np. ustalać miejsce spoczynkowe, wymiany narzędzi czy ich pomiaru. Maszyna może być też wyposażona w czujniki pomiaru długości narzędzia i enkodery służące do dokładnego pomiaru odległości podczas wykonywania ruchów narzędzia. Droższe i większe maszyny często posiadają kamery do kontroli wizualnej poprawności obróbki (nawet automatycznej).

Jeśli ktoś zacznie szukać maszyn do zakupu pewnie niemiło się rozczaruje – gotowe, profesjonalne maszyny są cholernie drogie – ceny najprostszych zaczynają się od kilku tysięcy… Dlatego bardzo popularne jest własnoręczne budowanie takich maszyn. Wprawdzie parametry są trochę gorsze, ale za to cena potrafi być już całkiem znośna.

Najdroższymi potrzebnymi częściami są ruchome elementy mechaniczne i silniki. Elektronikę i sterowniki da się wykonać stosunkowo tanio. Osobna kwestia to materiały konstrukcyjne do budowy maszyny – najbardziej ekonomiczne są składane nawet ze sklejki, ale nie można wtedy liczyć na dobrą dokładność bo nie jest to zbyt twardy i sztywny materiał, przy wibracjach będą pojawiać się luzy. Znacznie lepsze ale i też droższe jest aluminium.

Trzecią możliwością jest sprowadzenie maszyny z krajów dalekiego wschodu – ceny są tam znacznie lepsze, ale i z jakością bywa różnie. Ja zdecydowałem się na taką opcję, ale w ostatecznym rozrachunku nie wiem czy był to najlepszy wybór. Opiszę to dokładniej w następnym wpisie.

Czuję, że ten wpis wyszedł raczej średni, ale następny na pewno będzie ciekawszy. Po długim czasie przestoju staram się wrócić do formy, tak więc jeśli nadal chcecie czytać wpisy mojego autorstwa, proszę o komentarze. Przysyłajcie też swoje artykuły – naprawdę każdy ma coś ciekawego do powiedzenia lub pokazania, wystarczy to tylko zapisać, uzupełnić o ilustrujące fotografie i opublikować. Mogę w tym pomóc, wiec na dobrą sprawę trzeba tylko trochę chęci do działania :).