Jak správně připravit pracovní desku a nastavit CNC stroj pro první řez?

Při práci s CNC strojem je klíčové správně připravit pracovní plochu, aby bylo zajištěno, že výsledky budou přesné a materiál nebude poškozen. Jedním z nejběžnějších způsobů, jak toho dosáhnout, je použití zbytkové desky (wasteboard), kterou si můžete snadno vyrobit z překližky nebo MDF desky dostupné v obchodech s nářadím. Doporučuje se, aby byla tato deska alespoň 6 mm silná, což vám poskytne dostatečný prostor pro zastavení řezu, pokud by se dostal příliš hluboko, a zároveň ochrání vaši pracovní stůl. Na tuto desku můžete také navrtat otvory pro šrouby, kterými uchytíte svůj materiál pomocí svorek.

Před samotným řezáním je nutné správně uchytit materiál na tuto zbytkovou desku. Existují dvě možnosti, jak to provést. První možností je vyvrtání otvorů přímo do materiálu a následné připevnění pomocí šroubů. Je důležité, aby šrouby byly zapuštěné, aby nezasahovaly do pohybu nástroje, a měly by být umístěny mimo okraje objektu, který chcete z materiálu vyřezat. Pokud se chystáte pouze na leptání nebo mělký řez, tento krok není nutný.

Druhou možností je použití svorek, které mohou být součástí vašeho CNC stroje. I zde platí, že je nutné zajistit, aby se svorky nenacházely v dráze pohybu nástroje. Pokud materiál chcete oddělit od zbytkové desky, je třeba jej stabilně uchytit, aby během řezu nevyklouzl a nezpůsobil chyby.

Dalším krokem je nastavení nulového bodu pro X a Y osy. Tento postup se provádí pomocí ručního ovládání CNC stroje, kde jednoduše nastavíte požadované hodnoty a následně je resetujete pomocí příslušného tlačítka. Mějte na paměti, že některé systémy mohou mít omezené možnosti nastavení nulového bodu, což může být problém, pokud nemáte funkci koncových spínačů, které usnadňují automatickou kalibraci při každém zapnutí stroje.

Jakmile jsou osy správně nastaveny, je čas na testovací řez. Doporučuje se začít s jednoduchými tvary, jako je trojúhelník, obdélník a kruh. Tyto tvary si můžete připravit v CAD softwaru, převedete je na G-kód a nahrajete do CNC stroje. Tento první test vám pomůže ověřit, zda vše funguje správně, a umožní vám nastavit optimální parametry pro následné výrobní kroky.

Před prvním řezem je také nezbytné zkontrolovat, zda je stroj správně nastavený a zda všechny komponenty fungují tak, jak mají. Tento krok nejenom zajišťuje bezpečnost, ale také eliminuje možné chyby při samotném zpracování materiálu. Jakmile máte stroj připravený, můžete přejít k pokročilým projektům, kde bude nutné kombinovat různé materiály a nástroje.

Pochopení toho, jak správně nastavit svůj CNC stroj, je základem pro jakýkoliv projekt. To, co je pro jednu aplikaci správné, nemusí být vhodné pro jinou. Proto je důležité nejen znát technické specifikace vašeho stroje, ale také porozumět vlastnostem materiálů, které budete používat. Správný výběr materiálů a nástrojů je klíčem k dosažení kvalitních výsledků, ať už jde o výrobu precizních dílů, umělecké projekty nebo prototypy.

Jak nastavit CNC stroj pro různé materiály a operace

Při práci s materiály je klíčové postupovat opatrně. Například u laseru, který pracuje s akrylem, se často používá více průchodů, protože laserový paprsek má tendenci se uvnitř akrylu difuzovat. To vede k širším liniím řezu, které vyžadují použití vyššího výkonu a několika průchodů, aby se materiál neodpustil nebo nevytvořil nečistoty. Při použití frézy, většina nastavení probíhá v programu pro generování G-kódu, nicméně existuje několik základních pravidel, která mi vždy pomohla. Například při gravírování dřeva udržuji hloubku řezu na maximálně 1-2 mm. Pokud potřebuji stínování a změnu textury, přepnu na laser.

Pokud se rozhodnete gravírovat kov pomocí frézy, nikdy neprovádím řez hlubší než 1 mm, přičemž se raději držím v rozmezí 0,2-0,5 mm. Tento výběr je založen na zkušenostech a testování, protože každý materiál a fréza mají své specifické požadavky. Rychlost posuvu je v tomto procesu zásadní. Tato hodnota závisí na průměru frézy, počtu zubů, typu materiálu a dalších parametrech. Rychlost posuvu se často uvádí jako počet povrchových stop za minutu (SFM) nebo metrů za minutu (SMM), což je rychlost, jakou nástroj prochází a odebírá materiál.

Rychlost posuvu je určena podle vzorce:
Rychlost posuvu = Otáčky vřetena (RPM) x Počet zubů (flút) x Hladina zátěže čipu (chip load)

Největší faktor, který ovlivňuje rychlost posuvu, je hladina zátěže čipu, která závisí na materiálu a průměru frézy. Například u tvrdého dřeva je hladina zátěže čipu mezi 0,08 a 0,13, zatímco u hliníku je to 0,05 až 0,1. Tato čísla slouží jako základní doporučení pro frézy o průměru 3 mm a otáčky v rozmezí 12 000 až 24 000 RPM.

Mnozí operátoři se spoléhají na zkušenosti při nastavování těchto parametrů, jelikož každý materiál a fréza může vyžadovat odlišné hodnoty. Pokud máte nový materiál nebo frézu, začněte s malými změnami, abyste minimalizovali riziko poškození nástrojů. Při práci s tenkými frézami je důležité nastavit nižší hodnoty rychlosti posuvu a otáček, protože tenčí nástroje jsou křehčí a mohou se snadno poškodit. To však neznamená, že pomalý posuv znamená neúspěch řezu, pouze to, že proces bude trvat déle. Některé moderní G-kódové programy umožňují upravit otáčky a rychlost posuvu v průběhu řezu, což může výrazně zlepšit výsledky.

V některých případech může být potřeba vykonávat několik testů s různými nastaveními, zejména pokud používáte různé materiály. Například při práci s měkkým dřevem je důležité mít jemnější nastavení, protože výsledné části mohou být křehké. U hustšího materiálu, jako je MDF nebo hliník, se naopak očekává vyšší zátěž a různé parametry otáček a posuvu.

V některých případech, zejména při gravírování, je důležité pochopit, že tvar a detaily na povrchu materiálu mají vliv na nastavení hloubky řezu. Při gravírování měkkých materiálů, jako je dřevo, může být zapotřebí více průchodů s nižší hloubkou řezu pro dosažení lepších detailů.

Tento proces, ačkoli zpočátku může být náročný, vám umožní dosahovat vynikajících výsledků s různými materiály, což je základem pro úspěšnou práci s CNC strojem.

Jak správně importovat, upravit a sestavit součásti pro vlastní 4. osu CNC strojů?

Pokud se rozhodnete vytvořit vlastní 4. osu pro váš CNC stroj, proces bude vyžadovat několik kroků, které jsou nezbytné pro dosažení přesného a funkčního výsledku. Klíčem k úspěchu je důkladná příprava součástí, které budete potřebovat, a správné přizpůsobení těchto dílů pro váš konkrétní projekt. Začněme s tím, jak importovat a upravit součásti z původního SVG souboru do TinkerCAD a jak postupovat při jejich finální úpravě pro výrobu.

Když načtete původní SVG soubor do TinkerCAD, všechny součásti se objeví najednou. Pro dosažení ideálních rozměrů je důležité nastavit správnou velikost importu. Zjistil jsem, že pro tento konkrétní projekt je ideální měřítko 70 %. Po importu souboru je tedy nutné zvolit 70 % původní velikosti. Důvodem je způsob, jakým TinkerCAD interpretuje jednotlivé části a jak se jednotlivé součásti dostanou na pracovní plochu.

Po zmenšení souboru na požadovanou velikost bude nutné každou část vyřezat a upravit tak, aby ji bylo možné vyrobit samostatně. Vzhledem k velikosti vaší pracovní plochy CNC stroje (v tomto případě 3018) není možné všechny součásti zpracovat najednou. Proto je třeba je rozdělit na jednotlivé díly. Pokud se rozhodnete pro 3D tisk, doporučuji tisknout součásti s plným vyplněním (100 %), aby byla zajištěna dostatečná pevnost. Je však třeba počítat s tím, že fit těchto částí bude velmi těsný, a proto bude nutné některé díly jemně upravit, například pilováním zářezů nebo štěrbin.

Dalším krokem je vytvoření samostatného STL souboru pro každou část. Tento proces je jednoduchý: vložte kolem každé součásti průhlednou krabici, kterou následně seskupíte. Tím získáte samostatné součásti, které můžete dále upravovat a pracovat s nimi jednotlivě. Tento proces je důležitý, protože pro některé součásti bude potřeba provést úpravy tak, aby bylo možné je přizpůsobit dostupným ložiskům, která lze získat od online prodejců.

Po izolování všech částí bude nezbytné upravit díly, které budou obsahovat ložiska. V mém případě jsem použil dvě různá ložiska: 6000-ZZ a 608-ZZ. Změna rozměrů otvorů byla nutná, aby se ložiska do dílů správně vešla. Pro ložisko 6000-ZZ jsem zvětšil průměr otvoru na 26 mm. U ložiska 608-ZZ bylo potřeba experimentovat, abych našel ideální průměr otvoru 23 mm, což zajistilo dostatečný prostor pro umístění ložiska, přičemž jsem použil epoxidovou pryskyřici k jeho zajištění.

Po dokončení úprav a přípravy součástí je čas na sestavení 4. osy. Tento proces bude vyžadovat pečlivé přizpůsobení jednotlivých částí, aby vše správně zapadlo. Během zkoušek jsem zjistil, že některé části je nutné jemně upravit pomocí pilníku, protože tolerance jsou velmi těsné. Pokud chcete zjednodušit tento proces, můžete experimentovat s menšími změnami měřítka, ale tato varianta se ukázala být časově náročná. Mnohem efektivněji jsem dosáhl výsledků pomocí ručního přizpůsobení částí po vytištění.

Při sestavování 4. osy budete potřebovat následující komponenty: NEMA 17 krokový motor (možná ho máte jako náhradní díl z předchozích projektů), ložiska (6000-ZZ a 608-ZZ), soupravu sklíčidla, uzavřený časovací řemen s kladkami a samozřejmě šrouby a matice pro upevnění jednotlivých dílů. Všechny tyto součásti jsou snadno dostupné a můžete je zakoupit online. U některých součástí budete možná muset provést drobné úpravy, například změnit velikost otvorů pro různé typy ložisek.

Po dokončení všech dílů můžete začít s finální montáží 4. osy. V této fázi bude důležité ujistit se, že všechny součásti správně zapadají a že máte dostatečný prostor pro správnou manipulaci s CNC strojem. Pokud vše uděláte správně, vaše 4. osa by měla být plně funkční a připravená k použití pro komplexní obrábění.