איך עובדת מכונת חריטה CNC

מכונת חריטה של ​​CNC היא מכונות מבוקרות CNC החוקרות, חריטות, מגלגלות או חותמות כל עיצוב, דפוס או טקסט על מגוון חומרים עם דיוק רב {}}} זה עובד עם כלים או ביטים, כמו יהלומים, אשר עיצובים מתוכננים עם קובץ CNC במכונות עבודות עם קובץ {}} אלה הם בעלי תכנות של קובץ {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} של}}}. מתכת, פלסטיק, עץ, זכוכית ורבים אחרים . יש להם יעילות ודיוק רב השורר לא רק בתעשיות אלא גם באמנויות {}}}

האוטומציה של כלי מכונה באמצעות מחשבים מכונה CNC- בקרה מספרית מחשב . היא מאפשרת ביצועים של פעולות כמו חיתוך, חריטה, קידוח או טחינה עם מעט מאוד התערבות אנושית מאוד הנדרשת בתהליך. מגזרת הייצור עושה שימוש בטכנולוגיה זו המתאימה ליכולות שלה לבצע טשטש עם תנועה גבוהה {} {תורם, מגביר את העקביות בתהליך הייצור תוך צמצום בזבוז חומרי ושגיאות אנושיות .

מכונות חריטה של ​​CNC משתמשות במערכות בקרת תנועה מפותחות מאוד עם כלים מדויקים כדי לחרוט עיצובים, דפוסים או טקסט על חומרים שונים כמו מתכות, פלסטיקה, זכוכית וקרמיקה קרמיקה . מרבית המכונות הללו משתמשות בשליטה מספרית מחשב (CNC), המאפשרת ביצוע תנועות מדויקות וכן גם תכונות של תכונות המכונה {פרטנות של תכונות המכונה). כל מכונת חריטה כוללת ציר או לייזר, פלטפורמת בקרת תנועה ותוכנת קלט עיצוב .

הזמן שלוקח למכונת חריטה להשלים עבודה יכול להשתנות באופן נרחב על סמך מספר גורמים, כמו מורכבות העיצוב, החומר שנחרט, כוחו של הלייזר וגודל העיצוב . הנה סקירה קצרה המבוססת על המידע הזמין:

1. מורכבות עיצוב: ניתן להשלים עיצובים פשוטים תוך שניות, ואילו עיצובים מורכבים יותר דורשים מספר דקות או יותר . למשל, לוגו טקסט פשוט על פיסת אלומיניום בגודל 2x3 אינץ 'בעזרת לייזר 50 עד 100 וואט עשוי לקחת רק כמה דקות, אך חריטה של ​​תמונה מורכבת על חתיכת עץ גדולה יותר יכולה לקחת משמעותית .

2. סוג חומר: לחומרים שונים עשויים להיות זמני חריטה שונים . לדוגמה, נמצא כי חריטה על נירוסטה ארכה בערך 8 שניות, בעוד שהסימון האפל באלומיניום ארך בין 6 . 3 עד 9.6 שניות תלוי בצבע הרקע המשמש.

3. כוח לייזר: חריטים לייזר בעלי עוצמה גבוהה ייקח פחות זמן לחרוט עיצוב נתון בהשוואה לאלה של כוח נמוך יותר . חרט לייזר בעל עוצמה גבוהה, למשל, ייקח כמה דקות כדי לחרוט עיצוב בגודל קטן על משטח שטוח יחיד.

4. גודל העיצוב: עיצובים גדולים יותר ייקח באופן טבעי זמן רב יותר לחרוט לעומת קטנים יותר . ככל שהשטח הפנים גדול יותר שייחרט, כך ייקח זמן רב יותר, במיוחד אם העיצוב מורכב גם {}}}

5. איכות ציוד: מכונות חריטה לייזר באיכות טובה יותר עשויות לעבוד מהר יותר ויעילות יותר . לדוגמה, מקור שהוזכר חריטה לייזר יכול לארוך עד 5 דקות, אך הדבר יכול להשתנות באופן נרחב על סמך הציוד המשמש .

6. זמן ההתקנה: עבודות חריטה פשוטות עשויות לקחת מספר דקות בלבד עד להגדרה, ואילו חריטות מורכבות או מרובות מיקום עשויות לקחת 30 דקות ומעלה כדי לתכנת באופן מלא .

7. זמן החריטה: זמן החריטה של ​​הלייזר בפועל תלוי בכמה גורמים, כולל המורכבות והגודל של החריטה, החומר נחרט וכוחו של הלייזר .

עלות מכונות החריטה יכולות להשתנות באופן משמעותי על סמך סוג המכונה, כוחו וגודל הלייזר, בין גורמים אחרים . להלן סיכום של טווחי העלות לסוגים שונים של מכונות חריטה על בסיס המידע העדכני ביותר:

1. חריצי לייזר דיודה:

דגמים ברמת כניסה: אלה מתאימים ביותר למתחילים, תחביבים או פרויקטים של חריטה בקנה מידה קטן . הם בדרך כלל עולים בין $ 150 ל- $ 300.

דגמים אמצעיים: אידיאלי לחובבים או לעסקים קטנים הזקוקים לביצועים ורבגוניות טובים יותר . דגמים אלה עולים בדרך כלל בין $ 300 ל- $ 600.

דגמים יוקרתיים: מיועד למקצוענים ועסקים המחפשים תכונות מתקדמות ויעילות רבה יותר . אלה יכולים לעלות בין $ 600 ליותר מ- $ 1, 500.

2. חריצי לייזר CO₂:

חריצי לייזר ברמת כניסה: הכי טוב עבור חובבים, חובבי DIY ופרויקטים בקנה מידה קטן . דגמים אלה נעים בדרך כלל בין $ 300 ל- $ 1, 000.

חריצי לייזר Co₂ אמצע השכבה: מתאים לעסקים קטנים או לאנשי מקצוע הדורשים יותר כוח ורבגוניות . אלה יכולים לעלות בין $ 1, 000 ו- $ 5, 000.

חריטים לייזר מתקדמים ותעשייתיים: מיועד ליישומים גדולים או תעשייתיים . מכונות אלה יכולות לעלות בין $ 5, 000 ו- $ 30, 000+.

3. חריצי לייזר סיבים:

חריטים לייזר סיבים ברמת NTRY: המתאים ביותר לתחביבים, עסקים קטנים ומשימות חריטה קלות . דגמים אלה בדרך כלל עולים בין $ 2, 000 ו- $ 5, 000.

חריטי לייזר סיבים אמצעיים: מתאים לעסקים קטנים עד בינוניים הדורשים מהירויות סימון מהירות יותר וגמישות רבה יותר . מכונות אלה בדרך כלל עולות בין $ 5, 000 ו- $ 15, 000.

חריטים לייזר סיבים מתקדמים ותעשייתיים: הכרחי לייצור בקנה מידה גדול, יישומים תעשייתיים או צרכי חריטה בעלי דיוק גבוה . אלה יכולים לעלות מ- $ 15, 000 ליותר מ- $ 100, 000.

4. עלויות מכונת חריטה לייזר כללית:

מכונת חריטה בלייזר נמוכה בדרך כלל עולה מ- $ 300 ל- $ 1, 500. מכונת החריטה של ​​לייזר בינוני טווח עשויה לעלות מ- $ 2, 000 ל- $ 10, {{8} מצד שני, מכונת החריטה בלייזר גבוהה עשויה לעלות מעל 20 $, {} 11}}

5. עלויות נוספות:

אביזרים: כגון קבצים מצורפים סיבוביים, משאבות סיוע לאוויר או מארזי בטיחות .

תוֹכנָה: בעוד שמכונות רבות תומכות בתוכנות חופשיות כמו LaserGrbl, אפשרויות פרימיום כמו Lightburn עשויות לרשום עלויות נוספות^338^.

תַחזוּקָה: חלופי מודולי לייזר או חלקי חילוף עשויים להיות נחוצים לאורך זמן .

להלן הצעדים הכלליים לחיבור המחשב שלך למכונת חריטה:

לחיבור USB

1. בדוק את הממשק: ודא שלמונת החריטה שלך יש ממשק USB .

2. חבר את הכבל: השתמש בכבל USB כדי לחבר את מכונת החריטה למחשב שלך .

3. התקן מנהלי התקנים: אם תתבקש, התקן את מנהלי ההתקן הדרושים . רוב מערכות ההפעלה המודרניות יכולות לזהות אוטומטית ולהתקין מנהלי התקנים עבור חיבורי USB .

4. הפעלת תוכנת בקרה: פתח את תוכנת הבקרה התואמת למכונת החריטה שלך, כגון Lightburn או LaserGrbl .

5. הגדר הגדרות: בתוכנה, בחר את יציאת ה- USB הנכונה וקבע את התצורה של ההגדרות בהתאם למפרט המחשב שלך .

6. בדוק את החיבור: בצע מבחן בתוכנה כדי להבטיח שהחיבור מצליח .

לחיבור Ethernet

1. בדוק את הממשק: אשר למכונת החריטה שלך יש יציאת Ethernet .

2. חבר את הכבל: השתמש בכבל Ethernet כדי לחבר את המחשב למחשב שלך .

3. הגדר הגדרות IP: הגדר את כתובת ה- IP של המכונה ל- IP סטטי (E . g ., 192.168.5.101) דרך התוכנה .

4. הפעלת תוכנת בקרה: פתח את תוכנת הבקרה ובחר במכשיר המחובר .

5. בדוק את החיבור: הפעל מבחן כדי לאמת את החיבור .

לחיבור Wi-Fi

1. בדוק תאימות: ודא שמכונת החריטה שלך תומכת בחיבורי Wi-Fi .

2. הגדר Wi-Fi: עקוב אחר הוראות היצרן לחיבור המכונה לרשת ה- Wi-Fi שלך .

3. תוכנת הפעלה: פתח את תוכנת הבקרה ובחר באפשרות חיבור Wi-Fi .

4. בדוק את החיבור: בצע מבחן כדי להבטיח שהחיבור יוקם .

כדי לעבור בין מצבי חיתוך לייזר לחריטה במכונת לייזר, בצע את הצעדים הבאים:

1. לפני שתתחיל

כבה את המכונה: ודא שמכונת הלייזר שלך כבויה ולא מנותקת .

בדוק את לוח הבקרה: אתר את לוח הבקרה במכונת הלייזר שלך . בדרך כלל זהו לוח קטן ושטוח עם סדרת כפתורים ומוצג .

2. מצבי מיתוג

אתר את מתג המצב: בלוח הבקרה, חפש כפתור או מתג שכותרתו "מצב לייזר ." בדרך כלל זה יהיה מתג Toggle המאפשר לך לעבור בין שני המצבים .

בחר את המצב הרצוי:

אם ברצונך לעבור למצב חיתוך לייזר, וודא שהמתג מוגדר כ"חתך . "

אם ברצונך לעבור למצב חריטת לייזר, וודא שהמתג מוגדר כ- "חריטה" .

הפעל את המכונה: לאחר שבחרת את המצב הרצוי, חבר את מכונת הלייזר שלך והפעל אותו .

3. הגדרות נוספות

התאם את הכוח והמהירות:

לחיתוך לייזר, יתכן שתצטרך להתאים את הגדרות ההספק והמהירות כדי להבטיח שהלייזר חותך את החומר בצורה נקייה ומדויקת .

לצורך חריטת לייזר, יתכן שתצטרך להתאים את הגדרות המיקוד והרזולוציה כדי להבטיח שהחריטה ברורה ומדויקת .

התאמת מיקוד:

השתמש בפקודת המיקוד בלוח הבקרה כדי להתאים את גובה ראש הלייזר . באפשרותך גם להתאים ידנית את הגובה באמצעות ידיות הבקרה או כפתורי .

עבור מכונות מסוימות, יתכן שתצטרך להשתמש בקובץ מצורף למיקוד כדי להבטיח שהלייזר ממוקד נכון על פני החומר .

4. הפעלת מבחן

בצע ריצת מבחן: לפני שתתחיל את הפרויקט שלך, הפעל חיתוך או חריטה של ​​מבחן קטן כדי להבטיח שהמכונה מוגדרת כראוי ומייצרת את התוצאות הרצויות .

בדוק את התוצאות: התאם את ההגדרות לפי הצורך על סמך תוצאות הבדיקה כדי לייעל את המכונה לפרויקט הספציפי שלך .

5. בטיחות ותחזוקה

הפעל מערכות אוורור וקירור: לפני שמתחילים את המכונה, וודא שמערכת האוורור המרכזית, הצ'ילר ומאוורר המפוח מופעלים .

נקה את המכונה: לאחר השימוש, נקה את מיטת חותך הלייזר והסר כל פסולת או חומר שאריות .

כדי לחרוט אבן עם מכונת חריטה לייזר, בצע את הצעדים והטיפים המפורטים האלה להשגת התוצאות הטובות ביותר:

1. בחר את האבן הנכונה

סוגי האבן הטובים ביותר: צפחה, שיש, אבן סבון ואבן גיר הם אידיאליים לחריטת לייזר בגלל מרקם עדין . אבנים מלוטשות עם משטחים שטוחים מספקים את התוצאות הטובות ביותר .

הכנת פני השטח: נקה את האבן היטב עם סבון ומים כדי להסיר לכלוך, שמנים ופסולת . וודא שהאבן יבשה לחלוטין לפני החריטה .

2. בחר במכונת הלייזר המתאימה

לייזרים CO₂: אלה הם הנפוצים והיעילים ביותר לחריטת אבן . הם פועלים באורך גל שנספג בקלות על ידי חומרי אבן .

לייזרי סיבים: בעודם נפוצים פחות באבן, הם יכולים להשיג חריטות בעלות ניגודיות גבוהה על אבנים מסוימות בצבע כהה .

לייזרי דיודה: אלה ניידים וחסכוניים אך עשויים לדרוש מעברים מרובים כדי להשיג את העומק והניגודיות הרצויים .

3. אופטימיזציה של הגדרות לייזר

כוח ומהירות: התחל עם הגדרות כוח נמוכות יותר ומעברים מרובים כדי למנוע הלם תרמי ופיצוח . עבור לייזר CO 6 60W, השתמש ב 100% כוח ובמהירות 30% כנקודת התחלה . התאם את ההגדרות הללו על בסיס סוג האבן והעומק הרצוי.

עומק ומעברים מרובים: לקבלת חריטות עמוקות יותר (2 מ"מ - 3 מ"מ), השתמשו במעבר מרובה והפחיתו את המהירות . נקה את האזור החרוט באוויר דחוס בין מעברים להסרת אבק.

טכניקות בגווני אפור: השתמש בשיטת המטריצה ​​של אפור אפור לצורך הצללה ועומק מפורטות . זה כרוך בשינוי כוחו ומהירותו של הלייזר ליצירת גוונים שונים {}}}

4. מיקום וממקד את האבן

לייצב את האבן: השתמש במאבק כחול או ג'יג 'בהתאמה אישית כדי לייצב אבנים מעוגלות או בצורת סדירה על משטח שטוח .

התאמת מיקוד: ודא שראש הלייזר ממוקד נכון . עבור משטחים לא אחידים, העלה מעט את נקודת המוקד כדי לשפר את הבהירות .

5. תהליך חריטה

חריטות מבחן: בצע חריטות מבחן בקטע קטן של האבן כדי לכוונן את ההגדרות .

התחל חריטה: ברגע שההגדרות מותאמות, התחל את תהליך החריטה . השתמש בתכונת המיקוד האוטומטי של המכונה כדי לשמור על עומק חריטה אחיד .

6. טיפול לאחר חריף

ניקוי: לאחר חריטה, נקה את האבן בעזרת מטלית לחה להסרת אבק שיורי . למראה מלוטש, החל מעיל לכה שני כדי לשפר את הניגודיות ולהגן על העיצוב .

אמצעי מגן: אחסן אבנים חרוטות בסביבה יבשה והחל חומר איטום מגן על חתיכות חיצוניות כדי למנוע דהייה או בליה .

כדי לחרוט באמצעות מכונת CNC, בצע את הצעדים המקיפים הללו כדי להבטיח דיוק ולהשיג תוצאות באיכות גבוהה:

1. הכנת עיצוב

צור או ייבא את העיצוב שלך: השתמש בתוכנת CAD כמו Inkscape (בחינם), Adobe Illustrator או Fusion 360 כדי ליצור או לייבא את העיצוב שלך .

להמיר לפורמט קובץ מתאים: ודא שהעיצוב שלך נמצא בפורמט התואם למכונת ה- CNC שלך, כגון DXF, SVG או קוד G-Code .

2. בחירת והתקנה של חומרים

בחר את החומר הנכון: תלוי בפרויקט שלך, בחר חומרים כמו עץ, אקריליק, אלומיניום או פליז .

אבטח את החומר: מהדק את החומר בחוזקה על מיטת המכונה כדי למנוע תנועה במהלך חריטה .

3. בחירת כלים

בחר חתיכות חריטה מתאימות: סוגים נפוצים כוללים V-BIT

להבטיח ביטים חדים: כלים חדים מפחיתים את הבלאי ושמירה על דיוק .

4. כיול מכונה

הגדר נקודת אפס: כיול את מכונת ה- CNC על ידי הגדרת נקודת האפס (מקור) לצירי x, y ו- z .

התאם פרמטרים: הגדר את קצב ההזנה, מהירות הציר ועומק החיתוך על בסיס דרישות החומר והעיצוב .

5. ביצוע תהליך החריטה

הפעל חתך מבחן: לפני שמתחילים את החריטה הסופית, הפעל את המבחן בחומר גרוטאות כדי לאמת הגדרות .

בצע את החריטה הסופית: לאחר אישור ההגדרות, התחל את תהליך החריטה .

6. פוסט-עיבוד

נקי וגימור: לאחר חריטה, נקה את החומר והחל כל טיפולי גימור נחוצים כמו איטום או וריינט .

כדי להכין מכונת חרט משלך, בין אם מדובר בחריטה של ​​CNC או חרט לייזר, אתה יכול לבצע את הצעדים המפורטים האלה:

מכונת חריטה של ​​DIY CNC

חומרים ורכיבים הדרושים

מִסגֶרֶת: השתמש בחומרים יציבים כמו חליפות אלומיניום או לוחות MDF .

מנועי צעד: חיוני לבקרת תנועה מדויקת .

ציר חריטה: הכלי שיעשה את החריטה בפועל .

מדריך מסילות ומסבים: לתנועה חלקה ומדויקת .

לוח בקר CNC: כדי לשלוט במנועי הצעד .

ספק כוח: כדי לספק כוח למחשב .

לוחות נהגים: כדי להניע את מנועי הצעד .

הגבל מתגי: לצורך בית המכונה .

תוֹכנָה: תוכנת CAD/CAM לעיצוב והמרת עיצובים לקוד G .

צעדים לבנייה

1. תכנן את המסגרת: השתמש בתוכנת CAD כדי לתכנן את המסגרת . וודא שהיא יציבה ויכולה לתמוך במשקל הרכיבים .

2. הרכיבו את המסגרת: בנה את המסגרת באמצעות החומר שנבחר . וודא שנוקשה לטפל בתנודות .

3. הר מנועים ומסילות: צרף את מנועי הצעד ואת מסילות הנחיות למסגרת . וודא שהם מהודקים היטב .

4. התקן את הציר: הרכיב את ציר החריטה במכונה . עקוב אחר הוראות היצרן ליישור נכון .

5. חוטי האלקטרוניקה: חבר את מנועי הצעד, לוח הבקר, אספקת החשמל ולוחות הנהגים . הקפידו על הארקה וניהול כבלים נאותים .

6. כיול את המכונה: התאם את הגדרות המנוע והבטיח יישור ציר . בצע חריטות מבחן על חומרים שונים כדי לכוונן את ההגדרות .

7. הגדרת תוכנה: התקן ותצורה של תוכנת בקרת CNC . העלה את הקושחה ללוח הבקר ובדוק את המכונה .

חרט לייזר DIY

חומרים ורכיבים הדרושים

דיודה לייזר או מודול לייזר: לחריטה .

Arduino uno: מוח המכונה .

מגן CNC: כדי לשלוט במנועי הצעד .

מנועי צעד: עבור תנועת ציר x ו- y .

ספק כוח: SMPS 12V או מקור כוח דומה .

לוחות נהגים: עבור מנועי הצעד .

הגבל מתגי: לצורך בית המכונה .

משקפי מגן: משקפי בטיחות להגנת לייזר .

רכיבים מכניים: חגורות, גלגלות, מוטות וכו '.

צעדים לבנייה

1. תכנן את המסגרת: השתמש בתוכנה כמו SolidWorks כדי לתכנן את המסגרת . השתמש בחומרים כמו MDF או אלומיניום לבנייה .

2. הרכיבו את המסגרת: בנה את המסגרת באמצעות התבניות המעוצבות . וודא שהיא יציבה ויכולה לתמוך במודול הלייזר .

3. התקן את מודול הלייזר: צרף את מודול הלייזר למסגרת . וודא שהוא מיושר כראוי כדי למנוע הפרעות ברמת החריטה .

4. הר: חבר את מנועי הצעד למסגרת . אלה ישלטו על התנועה לאורך צירי x ו- y .

5. חוטי האלקטרוניקה: חבר את דיודת הלייזר, מגן CNC, מנועי צעד ואספקת חשמל בהתאם לתרשים החיווט . ודא שכל החיבורים מאובטחים .

6. כיול את המכונה: התאם את המיקוד, כוח הלייזר והגדרות המהירות של החריטה . בצע חריטות מבחן על חומר גרוטאות כדי לכוונן את המכונה .

7. הגדרת תוכנה: התקן את התוכנה הדרושה במחשב שלך כדי לשלוט על חרט הלייזר . העלה את הקושחה ל- Arduino Uno וכייל את המכונה .