CNC - komputerowa obróbka drewna

Nie tak dawno pisałem o Alexander Grabovetskiy i jak rzeźbi w drewnie dłutem, tak jak robił to jego pradziadek, tworząc prawdziwe dzieła sztuki. Gdy nie ma już pozorów tworzenia unikalnych dzieł, całą tę pracę można wykonać za pomocą maszyn, które mogą tworzyć rysunki i rzeźby oraz odtwarzać je identycznie w dowolnym momencie. Są to CNC, czyli maszyny sterowane numerycznie, jak je znamy, lub routery CNC, aby użyć międzynarodowego terminu.

Nazwa CNC oznacza Computer Numerical Control i odnosi się do faktu, że narzędzia do obróbki drewna są sterowane za pomocą poleceń numerycznych z komputera. Maszyny te nie są specyficzne dla przemysłu drzewnego, ponieważ są również używane do cięcia metali, tworzyw sztucznych, pianki poliuretanowej itp. Idea wysyłania poleceń do maszyny sięga daleko wstecz, a pierwszymi takimi urządzeniami były krosna z lat dwudziestych XVII wieku, które wykorzystywały dziurkowane karty papieru do haftowania lub mechaniczny flet, wynaleziony w 1860 roku, który wykorzystywał rolkę papieru z otworami. Technologia ewoluowała i w 1955 roku do sprzedaży trafiły pierwsze przemysłowe maszyny CNC. Wraz z pojawieniem się i rozwojem komputerów i technologii IT, maszyny CNC osiągnęły niezwykłą wydajność.

Każdy system CNC wykorzystuje program komputerowy do sterowania układem mechanicznym. Obróbka jest wykonywana bardzo dokładnie, jest odtwarzana identycznie, a maszyna wykonuje pracę lepiej niż operator. Ogólnie rzecz biorąc, komputer koordynuje ruchy układu mechanicznego w 3 kierunkach kartezjańskich x, y i z, tj. długości, szerokości i wysokości, tworząc obraz 3D. Kierunek x odpowiada za ruch narzędzia obróbczego przód-tył, kierunek y za ruch lewo-prawo, a kierunek z za ruch góra-dół. Oprócz tych standardowych kierunków istnieją również maszyny z 4- lub nawet 5-kierunkowymi ruchami. Oprócz kierunków narzędzia, ruch obrotowy jest również wykonywany w jednej lub dwóch płaszczyznach. Maszyny te mogą wykonywać bardzo precyzyjne prace, a nawet rzeźby.

Maszyny CNC są bardzo zróżnicowane, począwszy od wysokowydajnych, wysokowydajnych i wysokowydajnych modeli zaprojektowanych dla przemysłu na dużą skalę, po Projekty, które idealnie pasują do warsztatu. Niezależnie od rozmiaru i wydajności, wszystkie mają kilka głównych elementów:

• Komputer i kontroler CNC jest w zasadzie mózgiem maszyny, który przesyła do narzędzia polecenia potrzebne do wykonania ruchu. Zasadniczo wszystko zaczyna się od rysunku cyfrowego, który jest przekształcany przez program w kody przesyłane do narzędzia. Komputer przekształca polecenia w sygnały cyfrowe, a sterownik CNC w impulsy sterujące układem mechanicznym.
• Router to zespół zawierający narzędzie (frez, wiertło, nóż itp.) i urządzenie, które je obraca. Prędkość obrotowa jest regulowana, w przypadku narzędzi do obróbki drewna, od 8000 do 30 000 obrotów na minutę. Maszyny do obróbki drewna mogą również przetwarzać metale nieżelazne (aluminium). W przypadku przedmiotów żelaznych potrzebne są systemy chłodzenia, ponieważ narzędzia nagrzewają się w wyniku tarcia. W zależności od modelu i jego wydajności, komputer może zmieniać prędkość obrotową w zależności od materiału, sterować automatyczną wymianą narzędzi lub czujnikami narzędzi.
• System mocowania, które ma na celu przytrzymanie przedmiotu obrabianego w miejscu i zabezpieczenie go przed obróbką. Istnieją różne formy lub systemy mocowania, z których najważniejsze to mocowanie za pomocą zacisków lub ssanie (podciśnienie). Nowoczesne systemy wykorzystują kombinację tych dwóch metod.
• System prowadzenia liniowego jest tym, co porusza routerem w 3 osiach ruchu. Ruch jest realizowany za pomocą silnika, który jest łącznikiem między elektroniką a mechaniką.

Ze względu na rozmiar, możliwości obróbki i wydajność, maszyny CNC można podzielić na 4 szerokie kategorie:

• Przemysłowy - są dużymi i dość drogimi maszynami, zaprojektowanymi do długiego czasu pracy i ciężkich warunków pracy. Są wyposażone tak, aby były przede wszystkim wydajne, posiadając wysoką prędkość obróbki, automatyczną wymianę narzędzi, system odsysania pyłu drzewnego, zaawansowany system mocowania. Mogą być przystosowane do obróbki wielu rodzajów materiałów. W przemyśle drzewnym mogą być wykorzystywane zarówno do produkcji mebli, jak i drzwi lub do realizacji specjalnych logo, wzorów lub znaków.

• Klasa średnia (dla warsztatów) - są mniejsze i lżejsze. Ich rozmiary mogą wahać się od małych CNC, które można umieścić na biurku, do średniej wielkości maszyn o długości 1,5/3 metrów. Mogą one zasadniczo wykonywać obróbkę, jaką wykonują maszyny przemysłowe, ale z mniejszą liczbą funkcji (bez systemu ssącego, specjalnych czujników na narzędziu itp.) Niektórzy producenci oferują również CNC, średniej klasy centra obróbcze CNC z maksymalnymi udogodnieniami. Jestem maszyny odpowiednie dla małych producentów instrumentów muzycznych lub producentów drewnianych znaków i logo.

• Multiax - to maszyny, do których dodawane są dodatkowe osie podczas obróbki na 3 osiach kartezjańskich. Mogą być 4 - obrotowe w jednej płaszczyźnie lub 5 - obrotowe w 2 płaszczyznach. Są one używane do produkcji rzeźb, tablic lub trofeów.
• Hobby - samochody stworzone przez entuzjastów. Są to unikalne samochody opatrzone pieczęcią producenta. Są tworzone na potrzeby każdego właściciela, więc nie można ich kategoryzować ani grupować.

Zastosowanie CNC w produkcji ma wiele zalet: szybkość produkcji, elastyczność, powtarzalność, wydajność, wyższa jakość, mniejsze zapotrzebowanie na siłę roboczą. Wad jest niewiele, ale nie są one również bez znaczenia: wysoka inwestycja, wyższe koszty utrzymania, wyższe kwalifikacje operatorów (programistów), wysokie koszty produkcji dla małych serii produkcyjnych. Wystarczy rozważyć zalety i wady, aby przekonać się, czy warto zainwestować.

Pył i wióry z drewna i paneli drewnopochodnych zawsze stanowiły problem, ale istnieją Inteligentne narzędzia, które mogą zwiększyć wydajność odpylania zmniejszenie zużycia energii.