Centre d'usinage vertical CNC
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Qu'est-ce qu'un routeur CNC ?

Jul 03, 2023

Introduction aux routeurs CNC

 

La commande numérique par ordinateur est appelée CNC. Grâce à la commande numérique, Routeurs CNC utiliser des systèmes informatisés pour contrôler les machines, couper, façonner et sculpter des matériaux comme le bois, le plastique, le métal et les composites.

Le routeur CNC utilise une broche pour des opérations précises et contrôlées sur les pièces. Contrairement aux routeurs portables conventionnels, Routeurs CNC sont automatisés et exécutés selon des instructions préprogrammées. UN robuste le châssis de la machine, une broche puissante, des outils de coupe, un banc ou une table de travail supportant la pièce, un système de contrôle, des moteurs et des entraînements pour le mouvement et un logiciel spécialisé pour la programmation et le contrôle sont tous des éléments essentiels d'un routeur CNC.

 

Composants essentiels d'un routeur CNC

 

Châssis de la machine 

Le châssis de la machine d'un routeur CNC offre le support structurel et la stabilité nécessaires pour un fonctionnement précis et précis. Il est souvent construit à partir de matériaux durs comme l'acier ou l'aluminium pour réduire les vibrations et garantir l'endurance. Le châssis résiste aux efforts produits lors des opérations de coupe tout en préservant la stabilité de la machine.

 

 

Broche 

La broche fait tourner l'outil de coupe et est indispensable pour un routeur CNC. Selon les exigences de l'application particulière, ses capacités de puissance et de vitesse peuvent changer. Les broches peuvent utiliser divers porte-outils pour manipuler divers outils de coupe, y compris des perceuses, des mèches de toupie et des fraises en bout. La précision et la puissance de la broche ont une influence directe sur la qualité des coupes et la variété des matières pouvant être usinées.

 

Outils de coupe 

Les routeurs CNC utilisent des outils de coupe pour effectuer diverses opérations sur la pièce. Les fraises en bout, les mèches de toupie, les perceuses et les outils spécialisés conçus pour des tâches particulières comme la gravure ou le chanfreinage font partie de ces instruments. Le matériau à couper, la qualité de coupe requise et la complexité de la conception sont autant de considérations importantes lors du choix d'un ensemble d'outils de coupe. Les mouvements et les caractéristiques de coupe de l'outil sont prédéterminés par le parcours d'outil exact créé par le Logiciel CNC.

 

Bed ou table de travail

La surface sur laquelle la pièce est fixée pendant la coupe est le lit ou la table de travail du routeur CNC. Il donne à la pièce une base solide qui la soutient pendant Coupe et assure un alignement précis. Les tables de travail peuvent inclure des options de système de serrage ou de vide pour maintenir le matériau. Les dimensions maximales de la pièce pouvant être usinée sont déterminées par la taille et la disposition de la table de travail. 

 

Système de contrôle 

Le système de contrôle sert de "cerveau" au routeur CNC, déchiffrant les commandes de code G et dirigeant les mouvements de la machine. Il comprend une unité de contrôle, qui peut être externe ou intégrée à la machine, et une interface pour entrer des commandes et vérifier l'état de la machine. Le système de contrôle convertit les commandes numériques en impulsions électriques qui actionnent les moteurs et autres composants de la machine.

 

Moteurs et variateurs 

Les moteurs et les entraînements déplacent avec précision les axes d'un routeur CNC. Selon l'application, ces moteurs peuvent être des moteurs pas à pas ou des servomoteurs, chacun avec avantages uniques en matière de vitesse, de couple et de précision. Les entraînements connectés aux moteurs traduisent les impulsions électriques du système de contrôle en mouvement mécanique. Grâce à une combinaison de moteurs et d'entraînements, la machine peut se déplacer le long des axes X, Y et Z tout en exécutant le parcours d'outil prévu.

 

Logiciel

Le fonctionnement d'un routeur CNC est fondamentalement influencé par le logiciel. Il comprend plusieurs parties, telles qu'un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur) pour produire des modèles ou des conceptions numériques, un logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur) pour créer des parcours d'outils et les traduire en instructions de code G, et un logiciel de contrôle de machine pour interagir avec le Système de contrôle du routeur CNC. Les utilisateurs du programme peuvent créer des composants, spécifier des trajectoires d'outils, choisir des paramètres de coupe et pratiquer l'opération d'usinage avant de passer à la production complète.

 

Principes de fonctionnement d'un routeur CNC

 

 

Processus CAO (Conception Assistée par Ordinateur) 

1. Le processus de CAO implique la création de la conception détaillée d'une pièce ou d'un objet à l'aide d'un logiciel spécialisé, la définition des formes, des dimensions et des caractéristiques souhaitées à l'aide d'outils de dessin et de techniques de modélisation avancées.

2. Le concepteur crée des modèles numériques 3D à l'aide d'un logiciel de CAO, transformant la conception conceptuelle en une représentation virtuelle d'une pièce ou d'un objet, garantissant la précision et l'esthétique souhaitée.

3. Le logiciel de CAO génère des trajectoires d'outils, des itinéraires spécifiques et des mouvements pour les routeurs CNC afin de façonner les matériaux et de créer les fonctionnalités souhaitées. Ces trajectoires sont déterminées par des facteurs tels que la géométrie de l'outil, les propriétés des matériaux et les paramètres de coupe, garantissant un usinage précis.

 

Processus FAO (fabrication assistée par ordinateur) 

1. Le logiciel de FAO importe des modèles 3D à partir du processus de CAO, permettant l'usinage, les paramètres de coupe, la sélection d'outils et la génération de trajectoires d'outils en fonction des exigences de conception.

2. Le logiciel de FAO définit les trajectoires d'outils en spécifiant les mouvements de routeur CNC, les paramètres de coupe et la sélection d'outils, affectant l'efficacité, la précision et la finition de surface dans les processus d'usinage.

3. Le logiciel CAM génère des instructions de code G, un langage de programmation standardisé, dirigeant les mouvements et les opérations du routeur CNC, y compris les changements d'outils, les vitesses d'avance et les décalages, garantissant un processus d'usinage précis.

 

 

Commande CNC 

1. Le programme G-code charge le logiciel CAM dans le système de contrôle du routeur CNC, interprétant les instructions en signaux électriques pour le contrôle du moteur.

2. L'opérateur fixe la pièce sur la table de travail du routeur CNC à l'aide de mécanismes de serrage, de systèmes de vide ou de fixations pour un positionnement et des exigences d'usinage appropriés.

3. La prise d'origine du routeur CNC implique d'établir la position de départ, de calibrer et d'aligner les mouvements pour assurer un usinage précis avant l'usinage.

4. L'opérateur lance le routeur CNC, coordonne les mouvements des axes et des outils de coupe en fonction du programme de code G, s'assurant que le matériau est coupé, façonné ou sculpté conformément aux spécifications de conception.

5. L'opérateur surveille le fonctionnement de la CNC pour assurer un fonctionnement fluide, en observant les progrès, en vérifiant les anomalies et en effectuant des ajustements pour optimiser les paramètres, l'outillage et les réglages.

 

Avantages des routeurs CNC

 

Précision et exactitude 

Tout au long du processus d'usinage, les routeurs CNC offrent une précision et une exactitude exceptionnelles. Parce que ces machines sont contrôlées par ordinateur, leurs mouvements sont précis et constants, produisant des coupes et des formes incroyablement exactes. Des trajectoires d'outils complexes peuvent être programmées pour produire des modèles élaborés avec des tolérances précises qui satisfont aux normes les plus strictes.

 

Automatisation et répétabilité 

La capacité d'automatisation des routeurs CNC est l'un de ses principaux avantages. Après avoir été programmés, les routeurs CNC peuvent fonctionner avec peu d'assistance d'une personne. En automatisant le processus, les modifications manuelles sont inutiles et la possibilité d'erreur humaine est réduite. De plus, les routeurs CNC ont excellent répétabilité, permettant au même programme d'être exécuté à plusieurs reprises pour fournir des résultats similaires, garantissant une qualité constante sur différentes pièces.

 

 

Polyvalence et flexibilité

Les routeurs CNC sont réputés pour leur adaptabilité car ils peuvent gérer divers matériaux, y compris le bois, le plastique, le métal, les composites, etc. Les routeurs CNC peuvent gérer divers matériaux et processus d'usinage en changeant l'outil de coupe et en modifiant les paramètres de coupe. En raison de leur capacité à produire divers biens et à s'adapter aux besoins changeants des projets, les fabricants peuvent accroître leurs capacités et leur portée sur le marché.

 

Efficacité et productivité 

Routeurs CNC significativement augmenter la productivité et l'efficacité des processus de fabrication. Ces machines peuvent effectuer plusieurs tâches dans une seule configuration et fonctionner à des vitesses élevées, ce qui réduit les temps de production et augmente le débit. Les routeurs CNC favorisent l'utilisation de la machine et optimisent le flux de travail, augmentant la production et réduisant les délais. Ils peuvent fonctionner constamment et de manière cohérente.

 

Rentabilité

Bien qu'un investissement initial soit nécessaire, les routeurs CNC sont rentables à long terme. Les routeurs CNC réduisent les coûts de main-d'œuvre et éliminent les déchets de matériaux en automatisant le fraisage. La coupe de précision et l'utilisation efficace des matériaux maximisent l'utilisation des matériaux tout en réduisant les coûts des matériaux. Les routeurs CNC réduisent également le besoin de finition manuelle et de processus auxiliaires, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les coûts de fabrication. La capacité des routeurs CNC à produire des biens de haute qualité avec une efficacité améliorée et moins de déchets indique leur rentabilité globale.

 

Applications des routeurs CNC

 

Industrie du bois 

Les routeurs CNC ont transformé l'industrie du travail du bois en permettant une coupe, une sculpture et une sculpture précises et détaillées des produits en bois. Ils créent de l'artisanat du bois, des meubles, des armoires, des éléments décoratifs et des moulures. Les routeurs CNC peuvent produire avec précision des motifs élaborés, des menuiseries sophistiquées et des éléments ornementaux, améliorant ainsi la qualité et l'attrait des articles en bois.

 

 

Création d'enseignes et gravure 

Les industries de la signalétique et de la gravure utilisent largement les routeurs CNC. Ils peuvent couper et façonner avec précision divers matériaux, y compris le métal, le bois et le plastique, pour produire des enseignes, des lettrages dimensionnels, des plaques et des gravures personnalisées. La variété des routeurs CNC permet la production de conceptions complexes, de bords précis et de courbes arrondies, permettant la fabrication de panneaux et de gravures esthétiques et de calibre expert.

 

Fabrication de meubles 

Les routeurs CNC sont essentiels dans la fabrication de meubles pour fabriquer des meubles sur mesure avec précision et efficacité. Plusieurs matériaux, y compris le bois, le contreplaqué et le MDF, peuvent être coupés, façonnés et sculptés pour produire des motifs élaborés, des accents ornementaux et des menuiseries difficiles. -Pour répondre aux diverses exigences des fabricants de meubles et des designers, les routeurs CNC permettent la fabrication de meubles sur mesure de haute qualité avec des caractéristiques exquises et une précision constante.

 

Prototypage et fabrication rapide 

Les concepteurs et les fabricants peuvent rapidement traduire leurs dessins numériques en prototypes physiques ou en séries de production limitées grâce à l'utilisation généralisée de la CNC routeurs pour la fabrication et le prototypage rapides. -Routeurs CNC peut

 

travailler avec plusieurs matériaux pour créer des prototypes pour les tests de produits, la validation de la conception et l'analyse du marché. Les routeurs CNC sont essentiels pour les processus de production rapides en raison de leur vitesse, de leur précision et de leur reproductibilité. 

Fabrication métallique Les routeurs CNC avec l'outillage approprié peuvent être utilisés pourprocédés de fabrication des métaux

 

 

. Ils peuvent percer, couper et graver divers métaux, y compris l'aluminium, le laiton et l'acier doux. Les routeurs CNC offrent un contrôle précis, des conceptions complexes et une production plus rapide. Ils ont des utilisations dans l'aérospatiale, l'automobile et l'art du métal, où la précision et l'adaptabilité sont essentielles. 

Matériaux plastiques et composites

 

Les routeurs CNC sont utiles dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'électronique et de la fabrication, car ils sont excellents pour couper les matériaux plastiques et composites. Les matériaux, y compris l'acrylique, le PVC, l'ABS et les composites de fibre de verre, peuvent être découpés, façonnés et gravés par eux. Des pièces en plastique de précision, des boîtiers uniques, des panneaux et des pièces personnalisées utilisés dans diverses applications peuvent être produits à l'aide de routeurs CNC. 

Découpe de mousse

 

Pour les applications de découpe de mousse, des routeurs CNC avec des outils de coupe spécifiques sont utilisés. Les matériaux en mousse, y compris le polystyrène expansé (EPS), la mousse de polyuréthane (PU) et les panneaux de mousse, peuvent être façonnés et profilés avec précision par eux. Les routeurs CNC sont utilisés dans les secteurs de l'emballage, du rembourrage, de l'isolation et de la modélisation de la mousse, où des formes de mousse précises et complexes sont nécessaires.

Sculpture sur pierre et marbre

 

Pour couper le marbre et la pierre, des routeurs CNC avec des outils à pointe de diamant sont utilisés. Les matériaux en pierre tels que le granit, le marbre et le calcaire peuvent être taillés, façonnés et gravés avec précision. Pour les exigences des secteurs de l'architecture, de la construction et de la création, les routeurs CNC peuvent tailler des conceptions complexes, des sculptures en relief et des composants ornementaux dans la pierre.

 

Considérations de sécurité pour le fonctionnement du routeur CNC

Considération de sécurité

Description

Équipement de protection individuelle (EPI)

Les opérateurs doivent porter un EPI approprié, y compris des gants, des chaussures fermées, une protection auditive, des lunettes ou des lunettes de sécurité, et aucun vêtement ample ou bijou. -Cela réduit la possibilité de dommages et protège contre les dangers potentiels.

Protection des machines

Les routeurs CNC doivent être équipés de protections et de barrières suffisantes pour éviter tout contact involontaire avec les pièces mobiles. Des verrouillages de sécurité ou des dispositifs de détection de présence peuvent être installés pour l'arrêt automatique de la machine en cas de danger. Les contacts accidentels ou les blessures par enchevêtrement peuvent être réduits grâce à une protection appropriée de la machine.

Manutention d'outils et de matériaux

Avant de mettre la machine en marche, les opérateurs doivent s'assurer que les outils de coupe sont solidement fixés et correctement positionnés. Ils doivent respecter les règles suggérées pour les changements d'instruments et les modifications afin de réduire le risque de dommages. -Pour éviter les accidents lors de la manipulation des matériaux, les mains doivent être tenues à l'écart de la zone de coupe et des techniques de levage appropriées doivent être utilisées.

Aspiration de la poussière et des copeaux Les routeurs CNC produisent de la poussière et des copeaux lors de l'usinage, nuire sa santé et sa sécurité. Un système efficace d'extraction de la poussière et des copeaux doit être en place pour éliminer la poussière et les copeaux de l'air et empêcher l'accumulation sur la machine ou l'opérateur. L'élimination des menaces d'incendie et le maintien d'un environnement de travail propre et sûr sont rendus possibles par adéquat

systèmes de ventilation et de dépoussiérage.

Procédures d'arrêt d'urgence

 

Les procédures d'arrêt d'urgence et la position du bouton d'arrêt d'urgence sur le routeur CNC doivent être connues des opérateurs. Une pression sur le bouton d'arrêt d'urgence éteint rapidement la machine en cas d'urgence ou de situation dangereuse. En cas de risques ou d'accidents éventuels, les opérateurs doivent être formés aux procédures d'arrêt d'urgence et être prêts à agir rapidement pour arrêter la machine.

 

Tendances futures de la technologie des routeurs CNC 

Intégration améliorée de l'automatisation et de la robotique

 

L'avenir de la technologie de routeur CNC se concentre sur l'intégration de l'automatisation et de la robotique, l'amélioration de l'efficacité, la réduction des temps d'arrêt et l'amélioration de la productivité dans les changements d'outils, la manutention des matériaux et la manipulation des pièces. 

Logiciels et capacités de simulation améliorés

 

Des solutions logicielles avancées pour la programmation et le fonctionnement des routeurs CNC amélioreront les interfaces utilisateur, les capacités de programmation et les fonctionnalités de simulation, permettant une visualisation précise, des erreurs réduites et une meilleure optimisation des trajectoires d'outils. 

Progrès dans la technologie de broche et de coupe

 

 

La technologie de broche et de coupe évoluera, améliorant les performances, la vitesse et la polyvalence. Les futurs routeurs CNC seront dotés de broches puissantes, d'un régime et d'un couple accrus, permettant des opérations plus rapides et plus précises et une durée de vie de l'outil plus longue. 

Intégration avec la fabrication additive (impression 3D)

 

L'intégration de routeurs CNC et de technologies d'impression 3D donne des machines hybrides capables d'effectuer des processus de fabrication soustractifs et additifs, permettant des structures complexes et combinant les avantages dans un seul appareil.

Connectivité IoT (Internet des objets) et analyse de données

 

La technologie de routeur CNC devrait combiner l'Internet des objets

connexion et analyse des données pour surveiller les performances de la machine, l'usure des outils et l'utilisation des matériaux. -Cela améliorera l'efficacité opérationnelle des opérations de routeur CNC, optimisera les processus de fabrication et prévoira les besoins de maintenance.

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