Nie ma znaczenia, czy potrzebujesz maszyny profesjonalnej, czy konsumenckiej – marnowanie ciężko zarobionych pieniędzy zawsze jest nieprzyjemne. Zwłaszcza jeśli prowadzisz firmę, dużo pilnych zleceń i całodobowe obciążenie produkcyjne, a niedawno zakupiona frezarka, która jest sercem i centrum Twojego wszechświata produkcyjnego, nagle „pada” na trzy dni z powodu do nieoczekiwanego załamania.
Ważne jest, aby kupić wysokiej jakości ploter CNC, aby uniknąć takich problemów. W tym artykule w prosty sposób powiemy Ci, jak wybrać frezarkę CNC.
Przeczytaj ten artykuł do końca, a poznasz temat tak dogłębnie jak specjalista techniczny.
TREŚĆ
- Co jest najważniejsze przy wyborze plotera CNC?
- TOP frezarki CNC
- Cechy konstrukcyjne wysokiej jakości plotera CNC
- Łóżko frezarki CNC
- Dlaczego brama routera CNC jest ważna?
- Jak wybrać wrzeciono do routera CNC?
- Elementy kinematyki i dynamiki: silniki, przekładnie, prowadnice.
- Co wpływa na użyteczność plotera CNC?
- Oprogramowanie
- System sterowania
- Obszar roboczy plotera CNC
- Centralny system smarowania
- Czujnik narzędzia
- Dążenie
- Płyn chłodzący
- Wymagania dla firmy dostawcy
- Wnioski
Co jest najważniejsze przy wyborze plotera CNC?
Z opinii naszych klientów wynika, że najważniejsze cechy maszyny CNC to szybkość pracy, niezawodność i wysokiej jakości produkt końcowy.
Szybkość pracy równa się korzyściom ekonomicznym. Im więcej produktów maszyna jest w stanie wyprodukować w jednostce czasu, tym szybciej się to opłaca.
Wskaźnik niezawodności jest również bezpośrednio powiązany z zyskiem – im dłużej router działa i im mniej przerw w pracy, tym bardziej się opłaca. Każda awaria to przestój w produkcji i strata pieniędzy, a także utrata reputacji biznesowej, jeśli zakłócisz ramy czasowe dostawy produktu do klientów.
Jeśli mówimy o jakości routera CNC, to determinuje ją dokładność pozycjonowania i powtarzalność. Wyjaśnijmy te pojęcia.
Im wyższa powtarzalność i dokładność pozycjonowania, tym wyższa powtarzalność i dokładność wytwarzanego produktu.
Dokładność pozycjonowania
Każdy punkt na polu roboczym routera ma swoje współrzędne. Dokładność pozycjonowania oznacza, jak bardzo rzeczywista współrzędna osiągnięta przez maszynę odpowiada tej określonej w programie.
Powtarzalność
Jeśli nakierujemy maszynę na tę samą współrzędną z różnych punktów pola pracy, to za każdym razem uzyskamy nieco inny wynik. Jest to nieuniknione na każdej maszynie CNC z powodu błędów mechanicznych. Ale dobra maszyna CNC będzie miała niski błąd pozycjonowania.
Dokładność obróbki ploterów CNC Wattsan wynosi 0,05–0,01 mm.
Inżynierowie w fabryce sprawdzają i konfigurują plotery CNC przed wysłaniem ich do naszych klientów za pomocą systemu Renishaw Ballbar, bardzo precyzyjnego sprzętu, który analizuje powtarzalność, dokładność pozycjonowania i inne parametry pracy maszyny.
Co decyduje o niezawodności, szybkości i jakości plotera CNC?
Wszystkie powyższe cechy zależą od akcesoriów i głównych elementów maszyny, do których należą:
- łóżko i suwnica,
- wrzeciono i jego parametry,
- elementy kinematyki i dynamiki: silniki, przekładnie, prowadnice.
Wszystkie podzespoły są ze sobą wzajemnie połączone, a ich prawidłowy dobór względem siebie na etapie projektowania maszyny CNC w dużym stopniu wpływa na jej żywotność, zachowanie dokładności i jakości powstających produktów na odpowiednim poziomie jakościowym przez cały okres eksploatacji.
Jeśli komponenty zostaną dobrane nieprawidłowo i nie będą odpowiadały poziomowi odbieranego obciążenia, z czasem router może zacząć wytwarzać produkty niskiej jakości lub, co gorsza, jeden z elementów maszyny może ulec awarii.
Wattsan zwraca na to szczególną uwagę, ponieważ od ponad 20 lat projektuje, testuje i ulepsza swoje plotery CNC. Rozumiemy jak ważny jest każdy element frezarki, jak sztywność i jakość ramy oraz suwnicy wpływają na dokładność oraz dlaczego należy obserwować współosiowość i prostopadłość osi prowadzących oraz odpowiednio dobrać ich klasę dokładności do przewidywanych dopuszczalnych obciążeń .
Porozmawiajmy teraz o cechach jakościowych każdej jednostki głównej routera, które wpływają na niezawodność, szybkość i jakość pracy. A potem porozmawiamy o innych czynnikach, które znacząco wpływają na wygodę pracy:
- system sterowania i oprogramowanie,
- kontroler DSP,
- wymiary i cechy stołu roboczego,
- centralny układ smarowania,
- czujnik narzędzia,
- dążenie,
- smary i chłodziwa,
- wsparcie, konserwacja i inne wymagania dla firmy dostawcy.
Warto wiedzieć, niezależnie od producenta routera, od którego zdecydujesz się go kupić.
Wróćmy więc do cech konstrukcyjnych. Fundamentem, korpusem routera jest jego łóżko.
Najlepsze routery
Wattsan 0609 mini
Najlepsza maszyna na rozpoczęcie działalności lub hobby. Nadaje się do produkcji desek do krojenia, paneli reliefowych, elementów dekoracyjnych, małych mebli i zabawek dla dzieci.
Zajmuje mało miejsca, moc wrzeciona to 1,5 kW, wielkość pola roboczego to 600x900 mm, koszt ok. 3 600 €, sprawdź aktualną cenę tutaj
Wattsana A1 1325
Lekka maszyna na poziomie profesjonalnym. Rozmiar obszaru roboczego wynosi 1300 na 2500 mm. Umożliwia produkcję wielkogabarytowych wyrobów, takich jak drzwi, fasady, elementy mebli, konstrukcje reklamowe.
Wrzeciono o mocy 3,2 kW pozwala pewnie frezować każdy rodzaj materiałów drewnopochodnych oraz różnego rodzaju tworzywa sztuczne.
Koszt tej maszyny to około 7 320 €, sprawdź aktualną cenę tutaj
Wattsana M1 2040
Wielkoformatowa maszyna dla biznesu na dużą skalę. Opracowaliśmy serię maszyn M1 specjalnie do ciężkich ładunków całodobowych.
Wattsan M1 2040 posiada wzmocnioną całość spawaną obudowę o grubości przekroju 10 mm, suwnica o podwyższonej sztywności pozwala na zastosowanie do 12 wrzecion jednocześnie, na maszynie zamontowane są przekładnie planetarne, prześwit suwnicy jest 300 mm.
Obszar roboczy to 2000 na 4000 mm. pozwala na użycie pojedynczego arkusza prawie dowolnego standardowego materiału bez wstępnego cięcia.
Wrzeciono o mocy 6 kW tnie nie tylko wszelkie tworzywa sztuczne , materiały drewnopochodne i gatunki drewna litego, ale także metale miękkie.
Cena maszyny to około 14 380 €, sprawdź aktualną cenę tutaj
Wattsana M3 1325
Maszyna z automatyczną wymianą narzędzi dla nieprzerwanej produkcji. Posiada 8 wkładów na wymienne narzędzia.
Wielkość pola roboczego 1300 na 2500 mm., moc wrzeciona 7,5 kW, serwomotory z przekładniami planetarnymi, listwa sterownicza Syntec 6MA.
Cena na żądanie.
Cechy konstrukcyjne wysokiej jakości plotera CNC
Jakie powinno być prawidłowe łoże frezarki CNC?
Rama maszyny powinna być możliwie mocna i stabilna, ponieważ frezarka musi wytrzymywać dużą odporność materiału podczas pracy, a to wraz z pracą silników i wrzeciona generuje drgania, które mogą negatywnie wpłynąć na jakość pracy i żywotność maszyny.
Mniejsze wibracje skutkują wyższą dokładnością i powtarzalnością.
Aby zachować dokładność, każda rama ploterów CNC Wattsan jest wyżarzana i odpuszczana w specjalnym piecu w celu zmniejszenia naprężeń metalu. Bez zastosowania tej technologii, na skutek obciążeń mechanicznych, rama może z czasem ulec odkształceniu, a maszyna utraci współliniowość i prostopadłość osi prowadzących oraz całą swoją konstrukcję.
Rama żeliwna czy spawana – która lepsza?
Zasadniczo na rynku istnieją dwa rodzaje konstrukcji ramowych: żeliwne i spawane metalowe. Do tej pory możemy powiedzieć, że żeliwo należy już do przeszłości, ponieważ konstrukcje spawane w niczym nie ustępują jakości żeliwom, aw niektórych aspektach nawet je zastępują. Ponadto technologia wykonania łoża żeliwnego wymaga osiadania w określonych temperaturach, czasami nawet do 3 lat, w zależności od grubości.
Rama ploterów CNC Wattsan jest spawana z prostokątnych rur stalowych i blach z dodatkowymi usztywnieniami. Grubość przekroju ścianek łóżka wynosi od 6 do 10 mm w zależności od modelu maszyny. Taka konstrukcja eliminuje wibracje i gwarantuje zachowanie geometrii maszyny CNC przez ponad 10 lat.
Zwróć uwagę na podkładki wibracyjne, muszą być zainstalowane na frezarce CNC, ponieważ pomagają dodatkowo tłumić wibracje.
Dlaczego suwnica frezarki CNC jest ważna?
Suwnica porusza się wzdłuż osi Y wzdłuż całego korpusu maszyny, a wzdłuż osi X porusza się wrzeciono. Dlatego jakość suwnicy w dużej mierze zależy od jakości całej maszyny.
Suwnica frezarki CNC w żadnym wypadku nie powinna być wykonana z aluminium ze względu na dużą masę wrzeciona i co najważniejsze duże obciążenia boczne podczas pracy. Aluminiowa brama po prostu ich nie zniesie.
Dzięki wieloletniemu doświadczeniu inżynierowie Wattsan byli w stanie osiągnąć optymalny projekt suwnicy. Wiemy, jak uprościć projekt bez wpływu na maksymalną sztywność i niezawodność, które są niezbędne dla konstrukcji. Na przykład wzmocniliśmy boczne słupki suwnicy i płytę montażową wrzeciona.
Niezawodna brama to nie tylko parametry dokładnościowe, ale także opcja mocniejszego wrzeciona, które w razie potrzeby można zainstalować później.
Plotery CNC serii Wattsan M1 można wyposażyć w kilka wrzecion jednocześnie, aby przyspieszyć ciągłą produkcję. Takie portale są zaprojektowane dla maksymalnej liczby 12 wrzecion na portal.
Jak wybrać właściwe wrzeciono routera CNC?
Jeśli łoże jest korpusem maszyny, to wrzeciono jest jej sercem. Znajduje się na suwnicy i jest silnikiem z tuleją zaciskową, która mocuje narzędzie obróbcze.
Lewy i prawy ruch wrzeciona wzdłuż suwnicy jest uważany za oś X, a ruch samej suwnicy wraz z wrzecionem wzdłuż korpusu maszyny jest osią Y. Ponadto wrzeciono porusza się w górę iw dół wzdłuż osi Z podczas pracy.
Głównym zadaniem wrzeciona jest przekazanie momentu obrotowego na narzędzie, które tnie materiał warstwa po warstwie, obracając się wokół własnej osi.
To, ile materiału iz jaką prędkością maszyna może przeciąć w jednym przejściu, zależy bezpośrednio od parametrów wrzeciona, a także od wybranego narzędzia.
Podstawowe koncepcje
- Moc – w rzeczywistości jest to energia zużywana przez wrzeciono, mierzona w watach.
- Liczba obrotów na minutę to prędkość obrotowa narzędzia, oznaczana jako „rpm”.
- Posuw to prędkość wrzeciona wzdłuż osi X, Y i Z, mierzona w milimetrach na minutę.
- Głębokość to liczba milimetrów, na jakie frez zanurza się w materiale wzdłuż osi Z.
- Moment obrotowy to siła wytwarzana przez wrzeciono w celu obracania narzędzia.
Przyjrzyjmy się teraz bliżej wszystkim parametrom.
Moc
Szczerze mówiąc, traktowanie mocy jako wskaźnika mocy silnika nie jest do końca poprawne, ponieważ zużywana energia nie zawsze i nie w całości jest przekazywana do siły skrawania. Niemniej mocniejsze wrzeciono zapewnia lepszą wydajność, szybszą pracę i większe możliwości przy ustawianiu parametrów obróbki.
Jeśli chcesz pracować szybciej i mieć większe możliwości obróbki, weź mocniejsze wrzeciono.
Jeśli potrzebujesz wysokowydajnej obróbki, możesz określić wymaganą moc wrzeciona w zależności od zadań:
- do 1500 W – tylko wiercenie i grawerowanie;
- 1500-3000 W – wiercenie, grawerowanie i cięcie sklejki , płyt wiórowych i pilśniowych oraz tworzyw sztucznych;
- od 3000 W – naturalne drewno lite i twarde;
- powyżej 4500 watów – miękkie stopy metali i wszystkie powyższe materiały.
W zastosowaniach przemysłowych niepraktyczne jest wzięcie wrzeciona o mocy mniejszej niż 1500 watów.
Ustal z góry z jakimi materiałami będziesz pracować i jaki rodzaj obróbki Cię interesuje, aby nie stracić z mocą swojej frezarki CNC.
Rozważmy szczegółowo parametry wrzeciona.
Liczba obrotów na minutę
Ten wskaźnik określa ustawiony posuw, czyli prędkość ruchu wzdłuż osi X i Y, którą router może rozwinąć podczas pracy. W końcu im szybciej ploter CNC obraca się wokół własnej osi, tym lepiej radzi sobie z materiałem podczas ruchu.
Prędkość obrotowa jest programowana i zależy od obrabianego materiału oraz wybranego narzędzia.
Dlaczego materiał jest ważny?
Wyjaśnijmy na przykładzie. Do obróbki materiałów drzewnych wymagana jest duża prędkość obrotowa narzędzia, najczęściej stosuje się wrzeciona o indeksie do 24 000 obrotów na minutę. Przeciwnie, w przypadku metali miękkich stosuje się wrzeciono o indeksie od 8000 do 13000 obr./min.
Dlaczego narzędzie jest ważne?
Narzędzie skrawające jest przeznaczone do określonych zadań i materiałów oraz do określonych obciążeń.
Z reguły każdy porządny producent narzędzi skrawających ma specjalny program, który umożliwia obliczenie ustawień skrawania w określonych warunkach początkowych (materiał, rodzaj obróbki, posuw, naddatki itp.)
Jeśli nie masz doświadczenia w pracy, zalecamy najpierw przeszkolić się na tanim narzędziu, aż nauczysz się prawidłowo dobierać parametry. Omówmy teraz uchwyt zaciskowy wrzeciona.
Tuleja zaciskowa wrzecion
Tuleja zaciskowa to uchwyt z zaciskiem tulei zaciskowej, który niezawodnie ściska chwyt narzędzia ze wszystkich stron. Ta metoda mocowania pomaga rozłożyć obciążenia boczne, na które działa narzędzie.
Uchwyt zaciskowy określa, jakiego narzędzia można użyć. Z reguły mocniejsze wrzeciono umożliwia stosowanie frezów o większych średnicach.
Maszyny Wattsan wykorzystują tuleje zaciskowe typu ER z otworem przelotowym i dwiema strefami mocowania. Otwór przelotowy pozwala na zastosowanie narzędzia z dowolną długością chwytu, a podwójny docisk wzdłuż osi utrzymuje współosiowość z wrzecionem pomimo obciążeń.
Wkłady ER wykonują mniej skoków w porównaniu z wkładami śrubowymi, co jest bardzo ważne dla przedłużenia żywotności narzędzia.
Poniżej średnice trzonków według wkładów tulei zaciskowych:
- ER11 – 7mm,
- ER16 – 10mm,
- ER20 – 13mm,
- ER25 – 16mm,
- ER32 – 20mm,
- ER40 – 25mm.
Zmiana narzędzia
Praca na ploterze CNC polega na zmianie narzędzia podczas przejścia z jednego materiału na inny lub sekwencyjnego użycia kilku frezów w procesie wykonywania jednego zadania.
Częstotliwość wymiany frezów zależy od produktu i może sięgać nawet 10 razy na godzinę lub więcej.
Rozważając korzyści z zakupu plotera CNC, weź pod uwagę czas wymiany narzędzia.
Na szczęście ludzie mają tendencję do automatyzacji wszystkiego i ułatwiania sobie pracy. Dlatego możesz zmienić narzędzie na różne sposoby, w zależności od konfiguracji swojej maszyny:
Ręczna zmiana narzędzia
Tu wszystko jest proste – wystarczą dwa klucze i silne ręce, które nie boją się pracy. Jest to najbardziej czasochłonny i pracochłonny sposób. Przy odpowiednich umiejętnościach jedna operacja zmiany narzędzia zajmuje około 2 minut. Jeśli w ciągu godziny wykonasz 5 takich operacji, stracisz około 17% swojego czasu pracy.
W przypadku niektórych zadań ręczna wymiana narzędzi może zająć do 25% czasu pracy.
Uchwyt pneumatyczny (półautomatyczna wymiana narzędzi)
W przypadku wkładu pneumatycznego nie trzeba za każdym razem używać kluczy. Wrzeciono z pneumatyką implikuje obecność kilku wymiennych wkładów, w których z góry instalowane jest narzędzie robocze.
Kiedy nadejdzie czas, operator maszyny naciska przycisk na wrzecionie i łatwo zdejmuje uchwyt. Następnie kolejny uchwyt z następnym narzędziem jest łatwy do zainstalowania.
Wymiana narzędzia za pomocą uchwytu pneumatycznego jest szybsza i łatwiejsza niż ręczna, ale wymaga również bezpośredniego zaangażowania człowieka, w przeciwieństwie do automatycznej wymiany narzędzia.
Automatyczna zmiana narzędzia
Jest to rozwiązanie przemysłowe, które zyskuje coraz większą popularność. Wystarczy pobrać potrzebne narzędzie zgodnie z programem obróbki, zainstalować je w magazynie narzędzi, określić ustawienia i uruchomić program.
Wszystkie operacje wymiany narzędzi wykonywane są automatycznie, bez bezpośredniego udziału operatora. Taka konfiguracja maszyny znacznie oszczędza czas.
Przykładem takiej maszyny jest ploter CNC Wattsan M3 1325.
Maszyny wielowrzecionowe
Inną opcją przyspieszenia procesu pracy jest użycie kilku wrzecion jednocześnie. Istnieją dwie opcje:
- Kilka narzędzi na zawieszeniu pneumatycznym stanowi alternatywę dla automatycznej wymiany, gdy na tej samej maszynie używanych jest jednocześnie kilka wrzecion z różnymi narzędziami. Na przykład router CNC Wattsan M4S 1325: tutaj każde wrzeciono wykorzystuje inne narzędzie, a wrzeciona pracują po kolei.
- Kilka narzędzi, które synchronicznie wykonują podobną pracę. W rzeczywistości to tylko kilka wrzecion, które są sekwencyjnie przymocowane do suwnicy, a każde z nich wykonuje tę samą pracę, co pozostałe. Przykładem jest frezarka Wattsan M1 1313 S4 – świetna opcja na przyspieszenie produkcji podobnych produktów.
Takie rozwiązania stosowane są przy wielkoseryjnej produkcji ciągłej i mają szereg dodatkowych wymagań dotyczących niezawodności maszyny, ze względu na zwiększone obciążenie suwnicy, łoża, prowadnic i innych elementów.
Ostatnią, ale nie najmniej ważną rzeczą, którą należy wziąć pod uwagę przy wyborze wrzeciona, jest jego system chłodzenia.
Chłodzenie wrzeciona
Podczas pracy wrzeciono nagrzewa się jak każdy inny silnik, dlatego wymaga wysokiej jakości chłodzenia. Istnieją dwa rodzaje chłodzenia:
- Chłodzenie powietrzem
Główną zaletą tego rodzaju chłodzenia jest jego niższy koszt. Ale jest też szereg wad:
- Chłodzenie powietrzem jest bardzo głośne,
- Ten rodzaj chłodzenia nie nadaje się do obróbki metali, nawet miękkich, takich jak aluminium, mosiądz czy miedź, ponieważ wrzeciono nagrzewa się dużo bardziej przy niskich prędkościach.
- Chłodzenie cieczą
Chłodzenie cieczą pracuje cicho i wydajniej, nadaje się do pracy z miękkimi metalami. Cons:
- jest droższy,
- Jest to bardziej skomplikowany system, a do pracy potrzebny jest agregat chłodniczy lub pompa.
Najczęściej jako czynnik chłodzący używana jest zwykła woda destylowana, którą należy wymieniać w przypadku zanieczyszczenia.
Zdecydowanie zalecamy użycie agregatu chłodniczego, ponieważ praca z frezarką CNC jest bardzo zakurzona, a brud i kurz nie powinny dostać się do wrzeciona, w przeciwnym razie szybko się przegrzeje i może stać się bezużyteczne.
Zaletą chillera jest to, że zawsze pokazuje aktualną temperaturę, ma obieg zamknięty i aktywne chłodzenie, w przeciwieństwie do pompy. Również w przypadku jakiejkolwiek usterki, takiej jak zaciśnięcie węża lub przekroczenie temperatury krytycznej, agregat wyemituje sygnał ostrzegawczy.
Z chillerem wrzeciono na pewno wytrzyma dłużej niż z pompą.
To, jaki typ chłodzenia wrzeciona wybrać, zależy od twoich zadań, a także od twojego budżetu.
Na tym kończy się sekcja dotycząca wrzeciona. Przejdźmy teraz do elementów odpowiedzialnych za ruch.
Elementy kinematyki i dynamiki
Silniki maszyny CNC Router
Ploter CNC wykorzystuje silniki do poruszania się wzdłuż osi X, Y, Z. We wszystkich tego typu układach najczęściej stosuje się silniki krokowe, ale czasami może to być również serwo. Co za różnica?
Silniki krokowe
Silnik krokowy otrzymuje polecenia w postaci impulsów. Silnik tłumaczy te informacje na dyskretną wartość, według której musi się obracać. Ten obrót przez przekładnię trafia do ruchomej części maszyny, która wprawia ją w ruch. Minimalna jednostka obrotu nazywana jest „krokiem”.
Ile stopni obraca się silnik w jednym kroku, nazywa się jego współczynnikiem. Na przykład w maszynach Wattsana są silniki krokowe o współczynniku 1,8 – oznacza to, że w jednym kroku silnik obraca się o 1,8 stopnia, a pełny obrót o 360 stopni wykonuje w 200 krokach. Ten wskaźnik umożliwia osiągnięcie dokładności ruchów do setnych części milimetra.
Im więcej kroków silnik może wykonać w jednym pełnym obrocie o 360 stopni, tym dokładniejsze są jego ruchy.
Pomimo tego, że silniki krokowe nie posiadają czujników sprzężenia zwrotnego, odpowiednio skonfigurowane posłużą Ci przez długi czas bezawaryjnie i pozwolą osiągnąć wysoką dokładność ruchu.
Serwomotory
Serwomotory to silniki elektryczne, dzięki czemu są bardziej precyzyjne, płynne i jednocześnie szybkie. Dzięki enkoderowi możliwe jest dokładniejsze obliczenie prędkości obrotowej silnika podczas jazdy.
Serwomotory są szybsze, dokładniejsze i cichsze, ale droższe.
Dużym plusem serwomotorów jest to, że nie pomijają kroków, ponieważ enkoder ma sprzężenie zwrotne z napędu. Ponadto serwomotory generują mniej wibracji i pracują ciszej. Są jednak znacznie droższe od silników krokowych.
Jaki silnik wybrać do mojej frezarki CNC?
W większości ploterów CNC nie ma potrzeby stosowania serwomechanizmów. Tak, są znacznie szybsze, ale cała praca na routerze jest stosunkowo bardzo powolna, więc takie silniki są uważane za nadmiar, ponieważ po prostu zwiększają koszt maszyny, nie dając niezbędnych korzyści.
Serwa są ważne dla routera CNC tylko dla maszyny z automatyczną wymianą narzędzi, ponieważ w tym przypadku wymagana jest duża prędkość ruchu na biegu jałowym.
Na przykład routery serii Wattsan A1 i M1 są wyposażone w silniki krokowe NEMA 34. Serwomotory są instalowane na samozmiennych obrabiarkach. Istnieją również hybrydowe silniki krokowe, na przykład jak w maszynie Wattsan M4S 1325.
Silniki hybrydowe mają również sprzężenie zwrotne i inne zalety serwomotorów, ale nie są tak drogie.
Przy projektowaniu i produkcji naszych maszyn kierujemy się zasadą wystarczalności. Dlatego do konkretnych zadań i obciążeń dobieramy komponenty najwyższej jakości.
Ponadto przy wyborze silników należy wziąć pod uwagę skrzynię biegów.
Jaką skrzynię biegów do silnika wybrać i na co to wpływa?
O współczynniku silnika już mówiliśmy: jeśli nie mamy wystarczającej liczby kroków, aby uzyskać dokładnie zadaną wartość, lub odwrotnie – mamy dodatkowe kroki, aby wykonać określone zadanie, wtedy skrzynia biegów nam pomoże.
Przekładnia zabezpiecza podział skoku silnika, zwiększając tym samym rozdzielczość pracy i jej dokładność. Dodatkowo przekładnia zwiększa moment obrotowy i jednocześnie odciąża silnik krokowy, wydłużając jego żywotność.
W zależności od obciążeń i modyfikacji maszyny Wattsan wyposażone są w przekładnie pasowe lub planetarne.
Przekładnie pasowe mają bardzo prostą konstrukcję, jednocześnie dobrze spełniając swoją funkcję. W razie potrzeby można je łatwo wymienić, zwłaszcza że są bardzo tanie.
Przekładnie planetarne charakteryzują się wyższą sprawnością i dużymi przełożeniami, są bezawaryjne w eksploatacji, ale jednocześnie są znacznie droższe.
Współczynnik redukcji przekładni pasowych w maszynach Wattsan wynosi 1,5, współczynnik przekładni planetarnych wynosi 1,7.
Przewodniki
Wszystkie ruchome części maszyny poruszają się po prowadnicach wzdłuż osi X, Y i Z. Są to elementy, które służą do zachowania dokładności wszystkich ruchów.
Od dawna zrezygnowaliśmy z wszelkiego rodzaju przewodników, z wyjątkiem szynowych. W naszych routerach preferujemy najbardziej niezawodne i przystępne cenowo marki na świecie – HIWIN i PMI. Marki te sprawdziły się dobrze i mają długą żywotność dzięki niskiemu współczynnikowi tarcia i przemyślanej konstrukcji.
Szerokość prowadnicy frezarki powinna wynosić od 15 do 25 mm, w zależności od wielkości obszaru roboczego.
Jeśli prowadnice nie zostaną dobrane pod kątem obciążeń, to z czasem nieuniknione są luzy oraz spadek dokładności i powtarzalności pracy.
W maszynach Wattsan, nawet w najmłodszych modelach stacjonarnych, na wszystkich osiach zamontowane są prowadnice szynowe. Ważne jest dla nas, aby nasze routery zachowywały swoją dokładność i jakość nawet po dziesięcioleciach nieprzerwanej pracy.
Aby zachować wyrównanie prowadnic i zachować je przez cały okres eksploatacji maszyny, konieczne jest zainstalowanie ich na idealnie płaskiej powierzchni. W tym celu po wyżarzaniu łoża na maszynach Wattsana frezowanie platformy pod prowadnice szynowe i regały spiralne odbywa się za pomocą robota o wysokiej precyzji
Nie da się zagwarantować wysokiej jakości pracy maszyny bez przygotowania idealnie płaskiej platformy pod montaż prowadnic lub listwy zębatej!
Przeanalizowaliśmy główne cechy konstrukcyjne, które wpływają na jakość maszyny. Porozmawiajmy teraz o wygodzie pracy i innych ważnych aspektach, o których warto wiedzieć przed zakupem plotera CNC.
Co wpływa na użyteczność plotera CNC?
Oprogramowanie
Aby maszyna zrozumiała, co ma robić, konieczne jest utworzenie specjalnego pliku – nazywa się to „programem sterującym”, jest również nazywany „plikiem cięcia maszyny CNC” lub po prostu „układem”.
W Internecie dostępnych jest wiele bezpłatnych układów, które można wykorzystać do treningu i ćwiczenia swoich umiejętności.
Oprogramowanie do tworzenia programów sterujących dzieli się na CAD i CAM:
CAD (Computer-Aided Design) – programy, w których projektowane są części i tworzone są rysunki wektorowe. Taki rysunek można utworzyć nawet w programie CorelDRAW, ale można go uruchomić na komputerze tylko za pomocą programu CAM;
CAM (Computer-Aided Manufacturing) – programy, które tłumaczą rysunki wektorowe na odczytywalny maszynowo kod G. Tutaj ustawia się nie tylko współrzędne ruchu wrzeciona z narzędziem, ale także rodzaj i wielkość samego narzędzia, liczbę obrotów, posuw, pogłębianie, rodzaj materiału i inne ustawienia.
Często programy do pracy z ploterem CNC to rozbudowane systemy CAD/CAM, w których można zarówno projektować rysunki, jak i konfigurować i uruchamiać program sterujący.
Przykładami takich systemów CAD/CAM są Vectric Aspire, ArtCAM, SolidWorks, Autodesk Inventor, Vcarve, SheetCam i wiele innych.
To, którego programu użyć, zależy w dużej mierze od twoich umiejętności – użyj tego, w którym jesteś dobrze zorientowany. Jeśli jednak znasz już jeden z programów, to zrozumienie drugiego nie będzie dla ciebie takie trudne.
Jeśli zaczynasz od zera i trudno Ci się zdecydować, możesz wybrać Vectric Aspire, który jest jednym z najpopularniejszych edytorów o szerokim i łatwym do zrozumienia zakresie funkcjonalności.
Na początek możesz wypróbować kilka programów jednocześnie i wybrać ten, który jest dla Ciebie najwygodniejszy.
System sterowania
System sterowania odbiera i odszyfrowuje kod G oraz wydaje polecenia maszynie. Jest ich ogromna ilość tj. NC Studio, Mach3, Moriseiki, Syntec, Weyhong, Fanuc, HAAS, Seikos, Heidenhain, kontrolery DSP itp.
System sterowania może składać się z:
- Specjalna aplikacja , np. NC Studio lub Mach3, którą należy zainstalować na osobnym komputerze,
- Kontroler DSP to panel sterowania podłączony do maszyny. Podczas pracy na sterowniku można regulować parametry, które są ustawione w programie. Możesz uruchamiać zadania z dysku USB, nie potrzebujesz osobnego komputera do systemu sterowania.
- Pełnoprawny komputer typu rack , taki jak Syntec czy Weyhong przeznaczony jest do sterowania bardziej złożonymi procesami, takimi jak wymiana narzędzi, obróbka wieloosiowa, uszczelnienia pneumatyczne itp.
Który system byłby najlepszy to kwestia kontrowersyjna, ponieważ każdy specjalista w każdym z systemów sterowania znajduje pewne wady i zalety. Z naszego doświadczenia wynika, że dla małych systemów kontroler DSP jest zdecydowanie wygodniejszy niż osobny komputer z programem. Jeśli wybierzesz NC Studio lub MASN3, to preferujemy pierwszą opcję.
W przypadku bardziej złożonych systemów routerów CNC po prostu nie można obejść się bez w pełni funkcjonalnego stojaka sterującego.
Porozmawiajmy teraz o obszarze roboczym maszyny w kontekście jej użyteczności.
Obszar roboczy maszyny CNC
Głównymi parametrami obszaru roboczego maszyny są wielkość obszaru roboczego oraz sposób mocowania przedmiotu obrabianego.
Rozmiar obszaru roboczego
Wielkość obszaru roboczego to jeden z najważniejszych parametrów wpływających na pracę. Przez rozmiar rozumiemy zarówno długość i szerokość, jak i wysokość obszaru roboczego.
Długość i szerokość (osie X i Y)
Od tego parametru zależy wielkość obrabianego materiału. Jest to bardzo wygodne, gdy standardowy arkusz materiału jest natychmiast umieszczany na obszarze roboczym maszyny. W przeciwnym razie materiał należy dodatkowo dociąć. A to nie tylko wymaga czasu, ale także dodatkowej przestrzeni w warsztacie.
Długość i szerokość pola roboczego określa maksymalny rozmiar końcowej części lub produktu, który możesz wyprodukować.
Wydajność zależy również od wielkości pola roboczego wzdłuż osi X i Y – zmiana arkusza materiału pomiędzy zabiegami trwa od 10 do 15 minut. A ponieważ przy dużym rozmiarze obszaru roboczego trzeba rzadziej zmieniać materiał, to znacznie zyskujesz na czasie.
Wysokość (oś Z)
Zakres ruchu wrzeciona wzdłuż osi Z określa jaką maksymalną grubość detalu można obrabiać oraz czy można podłączyć urządzenie obrotowe do obróbki wyrobów cylindrycznych takich jak tralki, nogi mebli czy figurki.
Zalecana wysokość skoku wrzeciona przy zastosowaniu urządzenia obrotowego wynosi 300 mm. Możliwe jest zastosowanie urządzenia obrotowego z prześwitem 200 mm, ale w tym przypadku grubość produktu będzie mocno ograniczona.
Plotery CNC Wattsan serii A1 mają wysokość skoku wrzeciona 200 mm, a maszyny serii M1 mają wysokość skoku 300 mm.
Mocowanie przedmiotu obrabianego
Frezowanie dowolnego materiału wymaga niezawodnego zamocowania na stole roboczym. Istnieją dwie główne opcje: mocowanie mechaniczne i mocowanie próżniowe.
Mocowanie mechaniczne
Większość standardowych frezarek ma stół, który składa się ze specjalnych rowków w kształcie litery T, za pomocą których można zamocować obrabiany przedmiot lub materiał za pomocą śrub mocujących lub zacisków.
Upewnij się, że narzędzie tnące nie koliduje z zaciskiem lub śrubą mocującą podczas pracy!
Mocowanie mechaniczne lepiej nadaje się do materiałów o dużej i średniej grubości, ponieważ przy użyciu tej metody cienkiego materiału trudno jest całkowicie wyrównać na środku stołu, zwłaszcza na dużych obszarach roboczych.
Mocowanie próżniowe
Jest to specjalna konstrukcja obszaru roboczego, który za pomocą pompy wciąga materiał do stołu przez specjalne otwory.
Stół podciśnieniowy jest idealny do cienkich materiałów i wyrównuje je na całej powierzchni. Ten rodzaj mocowania znacznie przyspiesza montaż i demontaż materiału na stole.
Stół podciśnieniowy nie wyklucza zastosowania mocowania mechanicznego w razie potrzeby. Na przykład podczas pracy z grubymi materiałami.
Taka konstrukcja dzieli obszar roboczy na 4–8 stref, które mogą pracować niezależnie. Cały stół podzielony jest na małe kwadratowe rowki, wzdłuż których można ograniczyć obszar obróbki gumową linką do rozmiaru przedmiotu obrabianego.
Scentralizowany układ smarowania frezarki CNC
Aby nie smarować ręcznie każdego ruchomego zespołu maszyny, można ją wyposażyć w centralny układ smarowania. Może być ręczny lub automatyczny.
Ręczny układ smarowania posiada specjalną dźwignię, którą należy nacisnąć, aby przeprowadzić proces smarowania.
Automatyczny system smarowania wykonuje tę pracę automatycznie, ponadto można ją ustawić za pomocą timera. Olej będzie trzeba uzupełniać tylko w specjalnym zbiorniku, gdy się skończy.
Scentralizowany system smarowania, niezależnie od tego, czy jest ręczny, czy automatyczny, znacznie oszczędza czas na konserwacji maszyny.
Czujnik narzędzia
Przed przystąpieniem do pracy maszynę należy ustawić w punkcie zerowym. Czujnik narzędzia upraszcza to zadanie, pozwala wykonać je automatycznie i wyregulować tak dokładnie, jak to możliwe.
Nie wyposażone w czujnik narzędzia, który jest obowiązkowym wyposażeniem maszyn z automatyczną wymianą narzędzi.
System aspiracji
System aspiracji to przemysłowy odkurzacz stacjonarny z karbowaniem i szczotką, które są podłączone do wrzeciona i bezpośrednio do narzędzia roboczego. System ten umożliwia odsysanie wiórów i pyłu podczas pracy do specjalnego worka.
Praca bez aspiracji może prowadzić do problemów ze skórą, błonami śluzowymi i narządami oddechowymi.
Zaawansowane systemy zasysające nie tylko oczyszczają miejsce pracy, ale także filtrują powietrze.
Płyn chłodzący
Chłodziwo (płyn smarujący i chłodzący) jest niezbędne do pracy z metalami, aby nie przegrzać narzędzia i samego materiału.
Specjalna ciecz (woda, oleje lub emulsje) jest dostarczana do punktu mielenia przez dyszę. Ponadto ciecz ta odprowadzana jest rynnami i wzdłuż korpusu maszyny do pompy, gdzie jest filtrowana i ponownie podawana do obszaru roboczego w obiegu zamkniętym.
Wymagania dotyczące wsparcia, konserwacji i dostawców
Firma dostawcy jest równie ważna jak aspekt jakości. Oto kilka wskazówek, na które warto zwrócić uwagę przy wyborze dostawcy sprzętu:
- Już na pierwszych etapach komunikacji z przedstawicielem firmy dostawcy będziesz w stanie ocenić poziom jego kompetencji;
- Zawsze zadawaj pytania wyjaśniające. Powinieneś zostać ostrzeżony przez niejasne sformułowania i wymijające odpowiedzi;
- Pamiętaj, aby podpisać umowę z dostawcą;
- Poszukaj firmy, która może pomóc w dostawie, uruchomieniu i szkoleniu;
- Lepiej wybrać dostawcę, który jest w stanie zapewnić serwis gwarancyjny i pogwarancyjny.
Motto Wattsan to „Pracujemy dla Klientów Naszych Klientów”. Oznacza to, że ważne jest dla nas, abyś mógł zaoferować konsumentowi końcowemu produkt najwyższej jakości, czy to zabawki dla dzieci, produkty dekoracyjne, konstrukcje reklamowe, czy meble.
Tworzymy sprzęt, który jest w stanie dostarczyć produkt wysokiej jakości. Oznacza to, że Twoi klienci będą do Ciebie wracać i polecać Cię.
Wnioski
Ważne jest, aby zrozumieć, że kupując ploter CNC, płacisz nie tylko za sam sprzęt, ale także za jego margines bezpieczeństwa, dalszą konserwację i ewentualne naprawy.
A teraz, jak się wydaje, mało kto daje się skusić tanim maszynom. Chociaż to wciąż się dzieje. Ale teraz już wiesz, na co zwrócić uwagę i jak wybrać wysokiej jakości maszynę.
Druga strona medalu to zbyt drogi sprzęt. Wysokiej jakości frezarka nie musi być zbyt droga, ponieważ najważniejsza jest jej kompetentna konstrukcja, stosunek komponentów względem siebie oraz wybór najlepszego możliwego sprzętu w najlepszej cenie.
Drogie marki, choć wysoko trzymają poprzeczkę, dodają dużą marżę do swojej nazwy.
Odpowiednio zaprojektowana maszyna w cenie 8000 € będzie pracować na najwyższym poziomie przez te same 10 lat co maszyna za 20 000 €.
Wattsan projektując swoje maszyny kieruje się zasadą wystarczalności – dwudziestoletnie doświadczenie pozwala nam dobrać najlepszy z niezbędnych sprzętów, tak aby nasi klienci nie przepłacali.
Mamy nadzieję, że ten artykuł był dla Ciebie pomocny. Teraz już wiesz, na co należy zwrócić uwagę przy wyborze plotera CNC.
Jeśli potrzebujesz szczegółowej konsultacji, skontaktuj się z naszymi menedżerami.
Pytania i odpowiedzi
Na co powinienem zwrócić uwagę przy zakupie frezarki CNC?
Z opinii naszych klientów wynika, że najważniejsze cechy maszyny CNC to szybkość pracy, niezawodność i wysokiej jakości produkt końcowy.
Jak wybrać odpowiednie wrzeciono do plotera CNC?
Rozmiar materiału i prędkość, z jaką maszyna może ciąć w jednym przejściu, zależy bezpośrednio od parametrów wrzeciona, a także od wybranego narzędzia.
Parametry wrzeciona, które należy ze sobą skorelować, to moc, liczba obrotów na minutę, posuw, pogłębianie i moment obrotowy.
Ile kosztuje dobra frezarka CNC?
Odpowiednio zaprojektowana maszyna w cenie 8000 € będzie pracować na najwyższym poziomie przez te same 10 lat co maszyna za 20 000 €.
Tak więc średnia cena maszyny o polu roboczym 1300 na 2500 mm, która umożliwia produkcję dużych produktów, wyniesie około 8250 €.
Która frezarka CNC jest najlepsza?
Wysokiej jakości frezarka nie musi być zbyt droga, ponieważ najważniejsza jest jej kompetentna konstrukcja, stosunek komponentów względem siebie oraz wybór najlepszego możliwego sprzętu w najlepszej cenie.
Jaka jest najlepsza frezarka CNC dla początkujących?
Wattsan 0609 mini to najlepsza maszyna na rozpoczęcie działalności lub hobby. Nadaje się do produkcji desek do krojenia, paneli reliefowych, elementów dekoracyjnych, małych mebli i zabawek dla dzieci.
Zajmuje mało miejsca, moc wrzeciona to 1,5 kW, wielkość pola roboczego to 600x900 mm., koszt to ok. 4 549 €, sprawdź aktualną cenę tutaj .
