Stavebnica CNC frézky Next 3D
Poučka nám hovorí, že frézovanie je trieskové obrábanie vnútorných alebo vonkajších rovinných a tvarových plôch. Hlavný rezný pohyb (rotačný) pri frézovaní vykonáva nástroj a vedľajší rezný pohyb (priamočiary alebo rotačný) vykonáva obrobok. Nástroj (viacbritý) sa nazýva fréza a stroj frézka. Prvé frézy boli používané na konci osemnásteho storočia. Využívali sa predovšetkým v zámočníctve na pilovacie práce. Brity fréz sa podobali pilníkom. Vo svojom článku sa zameriam na CNC frézku radu Next 3D určenú na obrábanie plastov, dreva, plexiskla, uhlíka, DIBOND, dosiek s elektronickými obvodmi ai.
Next3D je nová séria frézok, ktorá bola v plnom rozsahu vyvinutá nemeckými výrobcami a po dvoch rokoch vývoja môžeme predstaviť zariadenie, aké v tejto cenovej hladine na trhu nie je. Pritom je nutné zdôrazniť, že počas fázy vývoja bol kladený veľký dôraz na bezporuchovú a jednoduchú montáž, spoľahlivosť a dlhú životnosť zariadenia. Zariadenie zostaví človek s technickým myslením a manuálnou zručnosťou. Český zástupca výrobca samozrejme poradí so zostavením stroja. Pri vlastnom zostavovaní frézky sa zoznámime s technológiou CNC daného stroja. Pre predstavu najskôr popíšem jednotlivé časti stroja.
Popis jednotlivých súčastí frézky
1. Hnací motor pre os Z
Krokový motor pre zvislý pohyb (hore/dole) v osi Z.
2. Lineárne vedenie (špeciálny profil) pre os Z
Pohybuje sa zvislo (hore/dole) prostredníctvom hnacieho motora osi Z pomocou hnacieho vretena.
3. Ohybná rúrka („husí krk“) X
Obsahuje riadiace káblové zväzky pre hnací motor osi Z a pre referenčné spínače osi Z a osi X.
4. Hnací motor pre os Y
Krokový motor pre vodorovný pohyb (doľava/doprava) držiaka nástroja.
5. Ľavý portálový stĺpik
Dva portálové stĺpiky stroja pohybujú osou X a osou Z pozdĺž osi Y. Pri práci na stroji je nutné zaistiť čistotu celej dráhy pohybu.
6. Ohybná rúrka („husí krk“) Y
Obsahuje riadiace káblové zväzky pre hnací motor osi Z a pre referenčné spínače osi Z a osi X.
7. Hnací motor pre os Y
Krokový motor pre vodorovný pohyb (dopredu/dozadu) celého portálu stroja.
8. Ľavý panel pre os Y
Obe lineárne vedenia pre os Y sú chránené pred vniknutím cudzích predmetov krycími panelmi, ktoré je nutné odstrániť pri údržbe dvoch hnacích vretien a lineárnych vedení pre os Y.
9. Čelný panel
10. Tlačidlo núdzového zastavenia
Stlačením tlačidla sa stroj ihneď zastaví.
11. Prepínač ZAP/VYP
Zapína a vypína napájací zdroj stroja. Prepínač obsahuje kontrolku indikujúcu prevádzkový stav jednotky.
12. Kryt pre os Z
Sú tu umiestnené všetky káble pre os Z a referenčný spínač. Pod nalepovacím štítkom je otvor, prostredníctvom ktorého môžetenastavovat šrouby pro vedení.
13. Vodiaca lišta pre os X
Celá jednotka osi Z sa pohybuje pozdĺž tohto lineárneho vedenia. Na tomto hliníkovom profile sú okrem toho namontované aj riadiace linky pre os Z.
14. Pravý portálový stĺpik
Dva portálové stĺpiky stroja pohybujú osou X a osou Z pozdĺž osi Y.
15. Hnacie vreteno pre os Z
Je poháňané motorom pre os Z a pohybuje vedeným nástrojom zvisle (hore/dole).
16. Úchyt nástroja
Priemer 43 mm, pre vedené nástroje, býva často označovaný ako CNC adaptér „Eurohals“. Tu sú upnuté frézovacie motory, perá súradnicového zapisovača, hlava 3D tlačiarne a ďalšie nástroje.
17. Pravý panel pre os Y
Rovnaké ako číslo 8.
18. Pracovná plocha
Materiál MDF, hrúbka 10 mm. Je možné tiež nahradiť stolom s drážkou T.
19. Vetracie štrbiny
20. Ventilátor
Zaisťuje do statočnú cirkuláciu vzduchu na chladenie elektroniky.
21. Výkonový výstup
Frézovací motor je možné pripojiť do tejto zásuvky. Stroj je vybavený elektronikou potrebnou na zapínanie a vypínanie frézovacieho motora prostredníctvom softvéru.
22. Spínací vstup výkonu
Ak máme k stroju pripojený frézovací motor, ktorý chceme zapínať a vypínať príkazom zo softvéru, potom je nutné túto zásuvku pripojiť k výstupu výkonu 230 V napájacím káblom IEC.
23. Poistka 5 A
Chráni prvky 230 V riadené strojom – napríklad frézovacie motory alebo vysávače.
24. Priestor pre prídavnú spínaciu zásuvku napájania
25. Typový štítok
26. Hnací motor pre os Y
Zhodný s hnacím motorom číslo 7. Tento krokový motor je zodpovedný za vodorovný pohyb (dopredu/dozadu) celého portálu stroja.
27. Zdierka 3,5 mm (na prianie)
Doplnok na pripojenie príslušenstva.
28. Pripojenie IEEE 1284
Paralelné rozhranie pre priame pripojenie vstupu tlačiarne počítača alebo ovládacej skrinky.
29. Výstup pre štvrtú os (na prianie)
30. Pripojenie napájacieho zdroja 19 V
Systém ovládania stroja
CNC portálové frézky Next3D sú ovládané prostredníctvom počítača a špeciálneho CAM softvéru, určeného pre CNC stroje. Výkresy obrobkov sú vytvorené vopred za využitia kresliaceho vektorového programu alebo CAD (CorelDRAW, Fusion 360, AutoCAD a pod.) a potom uložené v príslušnom formáte. Po vytvorení výkresu je potrebné ho editovať programom CAM a previesť do G-kódu alebo do súboru HPGL pre výstup na stroji.
Počiatočná prevádzka stroja s CNC Studio
CNC stroj sa pripojí k USB skrinke CNC Studio ak počítaču. Nainštaluje sa softvér CNC Studio do počítača, pričom vlastný softvér a inštalačné pokyny sú k dispozícii na priloženom DVD. Podrobný postup inštalácie dostane zákazník v tlačenej verzii spolu so strojom. Po inštalácii CNC Studio USB sa nastavia východiskové hodnoty v súlade s návodom.
Obrazovka ovládacího programu CNC Studio
Import súboru HPGL (*.plt)
Import sa uskutoční v programe CNC Studio kliknutím na tlačidlo „Program“ a ďalej „Open file“ vpravo hore a výberom súboru „MyFile.plt“ z adresára CNC Studio USB/HPGL na pevnom disku. Potom sa zatvorí okno „Open“ a klikne na tlačidlo „Homing XYZ“ vľavo. Stroj sa presunie do východiskovej polohy, pričom sa os Z posúva hore, až do nájdenia referenčného spínača.
Potom sa os X posúva doľava a vyhľadáva ďalší referenčný spínač. Nakoniec sa celý portál posúva späť pozdĺž osi Y. Po ukončení sekvencie návratu do východiskovej polohy sa celý portál posunie dopredu. Ak sú všetky nastavenia správne, objímka na upnutie riadeného nástroja je umiestnená vľavo hore, asi 100 mm nad frézovacím stolom. Táto poloha sa nazýva nulový bod stroja.
Po ľavej strane obrazovky CNC Studio USB (zobrazenie „Program“) je vidieť úsek programu označený „Manual drive“. Pomocou príslušného ovládacieho tlačidla sa ručne presunie os Z o približne 50 mm dole. Potom kliknutím myšou na ovládacie tlačidlo „Zero point set“ sa os Z posunie o 10 mm nahor, čo je bezpečná vzdialenosť, špecifikovaná v nastavených hodnotách.
Teraz sa klikne v CNC Studio na „Štart“, zavedený súbor príde na výstup stroja, nástroj upnutý v stroji sa pohybuje pozdĺž čiar, uložených na zavedenom výkrese. Týmto je stroj teraz pripravený na prevádzku!
Prevádzka CNC stroje s iným softvérom
CNC systém v rade Next3D pracujú so všetkými riadiacimi programami (napríklad EstiCAM, WinPC-NC, Eding CNC, Galaad 3). Tieto programy riadi CNC stroj priamo prostredníctvom portu LPT alebo USB. Ak je stroj riadenia prostredníctvom portu USB, budeme potrebovať softvér USB aj príslušnú krabičku USB. Krabičky USB nie sú vzájomne zlučiteľné a sú vždy určené výlučne na použitie so softvérom dodávaným so škatuľkou. Tieto krabičky USB sú vždy pripojené medzi počítač aCNC stroj. K CNC stroju sú pripojené prostredníctvom rozhrania LPT ak počítaču prostredníctvom USB. Občas na trhu narazíme na riešenie s pripojením Ethernet namiesto USB.
Okrem toho môžeme stroje Next3D ovládať priamo prostredníctvom portu LPT počítača s príslušným softvérom. Medzi najobľúbenejšie programy s priamou podporou portu LPT patria napríklad Mach 3 a Linux CNC. Tieto programy nevyžadujú krabičku USB, a počítač je pripojený priamo k CNC stroju.
Stoly a upínanie obrobku
Rad Next3D sa dodáva v dvoch verziách, a to so stolom s drážkou T, alebo s jednoducho natretou drevotrieskovou doskou, ktorú je možné použiť priamo ako dočasný stôl na frézovanie. Pri verziách stroja so stolom z drevotrieskovej dosky sa obrobky pripevňujú priamo na stôl obojstrannou samolepiacou páskou alebo napríklad skrutkami. Ak je stôl opotrebovaný, môžete ho obrátiť a používať druhú stranu, alebo si môžete nechať odrezať drevenú dosku na požadované rozmery.
Pri verzii stola s drážkou T môžete na stôl montovať rôzne nástroje. Upínanie obrobkov je navyše podstatne rýchlejšie a jednoduchšie vďaka rôznym prídavným súčiastkam. Stoly s drážkou T pre rad Next3D boli skonštruované a vyrobené špeciálne pre tieto stroje.
Různé způsoby upínání obrobku na pracovní stůl s T drážkami
