Hvordan man forbereder og justerer sin CNC-maskine til præcise snit

Når du arbejder med en CNC-maskine, er det afgørende at forberede og kalibrere maskinen korrekt for at sikre, at dine skæringer bliver præcise og fejlfri. Dette er især vigtigt, når du arbejder med materialer, der kræver specifikke indstillinger for at opnå de bedste resultater. En vigtig del af denne forberedelse er at have en pålidelig affaldsplade (wasteboard), som både beskytter arbejdsbordet og sikrer, at dit emne er korrekt fastgjort under bearbejdningen.

Når du har din affaldsplade på plads, er det tid til at sikre dit emne. Dette kan gøres på to måder: Først ved at bore huller i dit emne og skru det fast i affaldspladen, hvilket kræver, at skruerne er forsænkede, så de ikke forstyrrer værktøjets bevægelse. Alternativt kan du bruge klemmer, der ofte følger med maskinen, til at holde emnet på plads. I begge tilfælde skal du sørge for, at emnet ikke bevæger sig under bearbejdningen, hvilket kan forstyrre snittet.

Når dit emne er sikret, og affaldspladen er på plads, er det tid til at kalibrere maskinen. En vigtig proces er at hjemme akslerne på din maskine. Start med z-aksen, hvor du kan bruge en probe til at indstille z=0. Proben afslutter en kredsløb, når spidsen på værktøjet rører ved den, hvilket giver en præcis referencepunkt for dybden. Dette hjælper med at undgå fejl, som kan opstå, hvis værktøjet ikke er korrekt kalibreret.

Når z=0 er indstillet, skal du også definere x=0 og y=0. Dette kan gøres ved at bruge maskinens kontrolmenu og manuelt flytte akslerne til de ønskede nullpunkter, hvorefter du trykker på reset-knappen. Det er en god idé at lave en testskæring for at sikre, at dine indstillinger er korrekte. Start med at skære enkle former som en trekant, rektangel eller cirkel i din designsoftware, og sørg for, at skæringen ikke går dybere end den ønskede dybde.

Selv om det er muligt at bruge en LCD-controller til at styre maskinen, vil det typisk kræve, at G-koden er indlæst på et SD-kort og læses direkte derfra. Dette begrænser nogle funktioner som nulstilling af akslerne, hvorfor nogle maskiner er udstyret med endstops, der automatisk kalibrerer maskinen hver gang.

Desuden er det vigtigt at være opmærksom på de potentielle farer ved bearbejdning af forskellige materialer, såsom støv og varmeudvikling. Hvert materiale har sine egne udfordringer og muligheder, og ved at forstå disse kan du vælge de bedste materialer og skæreværktøjer til dit projekt. For eksempel er det lettere at arbejde med træ og MDF på desktop CNC-maskiner, mens materialer som aluminium og plast kræver mere præcise indstillinger og specialiserede værktøjer.

Endvidere er det en god idé at begynde med enkle testprojekter for at forstå, hvordan maskinen og materialerne arbejder sammen, før du begynder på mere avancerede opgaver. På denne måde kan du lære, hvordan de forskellige indstillinger påvirker resultatet og få en bedre forståelse for de tekniske aspekter ved CNC-bearbejdning.

Hvordan man sikrer sit arbejdsstykke korrekt og tester en CNC-maskine

Et andet grundlæggende værktøj i min opsætning er en affaldsbræt (waste board). Selvom disse ofte er relativt billige, kan man også lave et selv med MDF og en borepresse. Ved at installere nogle gevindindsatser kan du nemt fastgøre arbejdsstykket direkte til affaldsbrættet. Jeg har købt et affaldsbræt online, men har også skaffet gevindindsatser, så jeg kan skære mit eget bræt, hvis nødvendigt. Det er en simpel proces at bruge en købte enhed som skabelon og fremstille flere brætter.

Når jeg opsætter en ny CNC-maskine, begynder jeg altid med at skære nogle enkle former for at få en fornemmelse af, hvordan maskinen fungerer. Jeg starter typisk med at skære i MDF eller krydsfiner, og jeg forsøger at undgå at skære helt igennem materialet, da jeg ønsker at teste maskinen med hensyn til materialeegenskaber og få en fornemmelse for, hvordan den håndterer forskellige opgaver. Dette er en god mulighed for at opdage eventuelle åbenlyse begrænsninger, da ikke alle maskiner (eller fræsere) er ens. Jeg starter med en skæredybde på omkring 1 mm og øger gradvist dybden for at se, hvordan resultaterne bliver.

Valget af testmateriale er vigtigt, og jeg anbefaler at bruge et materiale, der er 20-25 mm tykt eller mere, og at begynde med en lav skæredybde. På den måde kan du vende arbejdsstykket og fortsætte skæringen fra den anden side, mens du stadig efterlader noget kerne materiale imellem. Jeg benytter ofte en række grundlæggende former som trekanter, cirkler og rektangler til disse tests. Du kan selv lave disse i et designprogram eller bruge mønstre fra det offentlige domæne. Et godt eksempel på et sådant mønster kommer fra Inventables, som tilbyder et kalibreringsmønster, der kan testes på deres hjemmeside.

Testmønsteret er ikke kun nyttigt for at teste maskinens evne til at skære former, men også til at kontrollere dine steppermotorers funktion. Hvis motorerne ikke får nok strøm, eller hvis firmwaren ikke er korrekt indstillet til at understøtte de nødvendige trin, kan motorerne misse trin, hvilket resulterer i uforudsigelige resultater. Testmønsteret hjælper også med at validere, at værktøjets hoved er korrekt justeret og at endefræsens akse er helt vinkelret i forhold til arbejdsbordet og arbejdsstykket – en essentiel detalje for præcise skæringer.

Når man taler om opsætning, er det vigtigt at tage højde for flere parametre, såsom endefræsens diameter, skæredybde og feed rate. Når man skaber designet i sin CAD-software og genererer G-kode, skal man overveje, hvordan disse faktorer påvirker skæringen. For eksempel skal man sikre sig, at der er tilstrækkelig plads mellem to skærelinjer, især hvis endefræsens diameter kan dække den mellemliggende afstand. Hvis linjerne er for tæt på hinanden, kan det være nødvendigt at justere designet eller vælge en mindre diameter endefræs. Samtidig er det også nødvendigt at tage højde for, om materialet og værktøjet kan håndtere den ønskede skæredybde.

En vigtig del af maskinopsætningen er at justere RPM (omdrejninger pr. minut) og feed rate (bevægelsernes hastighed). RPM skal være tilstrækkelige til at skære materialet effektivt, uden at værktøjet overopheder og beskadiger både værktøjet og arbejdsstykket. Feed rate er ligeledes vigtig, da det definerer, hvor hurtigt maskinen bevæger sig, og dermed hvordan materialet bearbejdes. På nogle 3018-maskiner kan RPM ikke kontrolleres via softwaren, men dette kan ofte løses med en PWM-kontrolenhed.

Når du skærer igennem materialer som metal, kan det være nødvendigt at foretage flere passeringer for at undgå overophedning af værktøjet. At skære materialet over flere omgange mindsker risikoen for at brænde værktøjet og skader materialet. Dette gælder især, når du skærer igennem tykkere materialer, som ofte kræver, at du arbejder med lavere skæredybde pr. passering.

Slutteligt, når du arbejder med en CNC-maskine som 3018, vil det være nyttigt at udvikle og finjustere skæredybder og passeringer baseret på eksperimentering med forskellige materialer og værktøjer. For eksempel, hvis du bruger et bit med en radius på 0,125”, bør du ikke gå dybere end 0,0625” per passering. Denne regel hjælper med at forhindre, at værktøjet bliver overbelastet og sikrer, at materialet behandles korrekt og effektivt.

Hvordan vælge og installere den rette laserhoved til din CNC-maskine

Af og til finder jeg brugte enheder på sider som Craigslist, eBay eller OfferUp, hvor jeg kan skaffe mig et værktøjshoved fra en skæremaskine til at bruge i mine egne maskiner. Let brugte maskiner kan også give andre nyttige dele ud over værktøjshovedet. Der er folk, der har bygget deres egne værktøjshoveder ved hjælp af Blu-ray laserdioder, men jeg foretrækker at købe noget, der er fuldt sammensat, så jeg kan komme i gang med at skære hurtigt.

Det er vigtigt at huske på, at det er nødvendigt at beskytte øjnene korrekt, når du arbejder med laseren. Blå laserbriller er ikke kompatible med røde laserbriller, så det er vigtigt at købe de rigtige briller, der passer til den specifikke laser, du bruger. De fleste laserhoved kommer med et sæt briller, der er designet specielt til den pågældende enhed.

Når du har valgt dit laserhoved, skal du overveje, hvordan du vil styre din laser. Der er mange softwareløsninger, nogle gratis, andre betalte, og nogle er meget specifikt designet til laserbearbejdning. Jeg bruger selv meget LightBurn, som ikke er gratis, men meget overkommelig i pris. Andre muligheder inkluderer LaserGRBL, som er gratis og ideel til hobbyister, samt T2Laser, der har nyttige funktioner som at opdatere controlleren. For mere enkle designopgaver er Inkscape en gratis designsoftware, der også tilbyder graveringsevner, men det er ikke specifikt lavet til laserbearbejdning.

Næste trin er at installere dit laserhoved. Installationens kompleksitet afhænger af den valgte metode og maskinens struktur. På en af mine 3018-maskiner installerede jeg laserhovedet på siden af spindelklampen. Denne installation krævede, at jeg boremønskede et par huller i klampens krop, så jeg kunne forbinde alt og køre maskinen ved rimelige hastigheder, da værktøjet er meget let. Denne metode medførte, at laseren blev monteret forskudt fra midten af spindlen, hvilket betød, at mit udgangspunkt også var forskudt i forhold til en traditionel CNC-maskine.

En anden mulighed er at montere laseren direkte på X-aksen. Dette kan være lettere at gøre på stærkere maskiner som BumbleBee, der har en stiv metalstruktur, hvilket giver mulighed for en mere permanent installation uden behov for at af- og tilslutte enheden ved skift mellem CNC og laser.

Selvom vi har fokuseret på at udstyre en 3018 maskine med laserhovedet, vil du, når du bliver mere erfaren, måske finde behov for at bygge en større maskine. For mere præcise og kraftigere opgaver kan du enten vælge at forbedre din nuværende maskine eller bygge en ny, dedikeret maskine til tungere arbejde. En mulighed er at bygge et maskinsystem som BumbleBee, en maskine, jeg har udviklet for at kunne håndtere større og mere præcise opgaver.

Når du begynder at bruge din maskine til lasergravering og skæring, vil du opdage, at det giver dig muligheder, der går ud over de traditionelle flade objekter, som en CNC-maskine normalt bearbejder. For eksempel kan du nu gravere på runde objekter som flasker eller glas. Laseren giver dig fleksibilitet til at arbejde på næsten hvilken som helst form, som dens stråle kan nå, og du er ikke begrænset til at arbejde på flade overflader.