揭开这些越来越实惠且无限有用的工具的神秘面纱。

CNC 入门

与任何新兴技术一样,CNC 路由器不断改进并降低价格。难怪这些看似神奇的机器正在进入更多家庭木工车间。

当然,所有神奇的事物都有自己的神秘词汇。让我们从这三个字母开始: CNC 代表计算机数控。这意味着大多数木工都不熟悉以计算机为中心的工作流程,并且操作与其他木工机器大不相同。

首先,您的项目构想必须首先转换为计算机绘图——不再仅凭餐巾草图或纸质计划进行工作。一旦 CNC 开始运行,您通常会退后一步,让它工作——在切割过程中既不接触机器也不接触您的材料。虽然很有趣,但当出现问题时,事情可能会变得令人恼火。

 “任何足够先进的技术都与魔法无异。” -亚瑟·C·克拉克

CNC 项目的成功或失败取决于您在按下 RUN 按钮之前设置 CNC 计算机文件、材料和机器的程度。这一切加起来就是一种不同的工作方式,因此了解基本的工作流程和术语是一个很好的起点。

顺其自然

CNC 工作流程分为四个主要步骤,每个步骤都涉及软件。这些步骤一开始可能看起来很复杂,需要记住很多设置和细节,但是在完成几次过程(并犯了一些错误)之后,它就变成了例行公事——并且创造了可能性。通过练习,您将掌握使用 CNC 的更多细节,并扩展您的技能和项目成就。

第 1 步:创建计算机绘图

 我最喜欢的两个 CNC 计划来源是Verctric和instructables Workshop。

所有 CNC 项目都从同一个地方开始——就像计算机绘图一样。您可以从头开始创建此绘图,从 CNC 计划提供商处购买一个,从许多免费在线计划中下载,或导入照片并对其进行跟踪。

无论是从头开始还是其他灵感,例如纸质计划,您都必须使用计算机辅助绘图(CAD) 程序将您的想法转换为计算机绘图。有数十种 CAD 程序,从基本到高级,并相应地定价。CNC 所有者使用的一些常见 CAD 程序(按复杂程度递增)包括 VCarve、SketchUp 和 Fusion 360。学习 CAD 程序需要时间和一点耐心,因此请在可用的时间和地点利用在线或面对面的培训机会.

尽管 CAD 程序的外观和功能各不相同,但它们有许多相似之处。首先,它们提供了一组绘图工具和一个绘图区域 [照片 A ],您可以通过这些区域使用线条和形状来创建您的设计。此外,他们还有用于修改和定制您的设计的编辑工具。简而言之,CAD 绘图工具可以模仿您使用铅笔、橡皮擦、尺子和量角器所做的工作。

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一些制造商在购买 CNC 机床时提供 Vectric V-Carve 软件,如图所示。

步骤 2:创建刀具路径切割文件

在完善您的 CAD 绘图后,您可以创建刀具路径,将铣刀位分配给绘图中的不同部分或线(即,一个1 ⁄ 4英寸的 V 位用于在标志上铣削字母,而一个1 ⁄ 4英寸的直钻头则用于从空白处剪下轮廓)[照片B ]。此时,您还将编程几个设置,以确定每个位的切割速度和力度。这些设置直接影响切割时间、切割质量和钻头磨损。有计算这些设置的公式,但找到一种平衡钻头磨损和切削速度,同时保持良好边缘质量的方法,也需要经验。

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刀具路径显示了钻头的切割位置,投影到毛坯上。蓝线显示材料中的钻头,红线显示钻头在材料上方移动的路径。

 G 代码文件也称为切割文件,或通过它们的文件扩展名,如 TAP、TXT 或 NC 文件。

创建刀具路径使用计算机辅助加工(CAM) 软件 [照片 C ]。一些程序,例如 VCarve 和 Fusion 360,将 CAD 和 CAM 结合到一个程序中。SketchUp 只能创建 CAD 文件,但 VCarve 或 Fabber 可以导入这些 CAD 文件来创建 CAM 文件。

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在刀具路径窗口中,您可以告诉 CNC 切削刀具的尺寸和类型、切削深度、移动钻头的速度以及是在线外、在线内还是在线中心进行切割。

选择和设置路由器位后,就是后处理,它使用大多数 CAM 程序中包含的称为后处理器的小程序或应用程序。后处理将路由器位刀具路径信息转换为g 代码文件,该文件告诉 CNC 控制器移动的位置和方式。后处理器专用于 CNC 机器,因此您必须从菜单中选择为您的机器制作的后处理器。

步骤 3:将刀具路径文件加载到控制器
接下来,将刀具路径/g 代码文件加载到计算机控制面板软件或手持控制装置中。一些 CNC 机器仅使用其中一种方法,而另一些则配备了这两种方法。

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计算机控制面板提供类似于 CAD 程序中看到的刀具路径预览。黑线表示切割路径,红线表示材料上方的行程。

计算机控制面板 [照片 D,上图] 显示了切割过程的模拟,并且可能包括手持式控制装置上没有的其他功能。但是,使用计算机控制面板会使计算机暴露在商店中的灰尘和危险中。相比之下,手持控制挂件[照片E ]让所有基本功能触手可及,无需将计算机带入商店。

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手持控制挂件提供重要的机器控制,但不提供刀具路径预览。

要将 g 代码文件加载到计算机控制面板中,只需在您的计算机上打开该文件即可。要将 g 代码文件加载到手持式控制装置,请将文件传输到 USB 驱动器,然后将其插入控制装置。

第 4 步:设置材料并加工项目

了解将零件安装到 CNC 的几种方法。

在运行 g 代码文件之前,将您的材料固定在机床工作台上,并将 CNC 校准到材料的位置。固定材料的选择包括夹子、螺丝、双面胶带、热熔胶、楔子、凸轮,甚至真空。没有一种方法适用于所有项目。有些方法见效很快,有些被证明更安全,有些适用于大零件,有些适用于小零件,因此请使用适合您情况的方法。无论您选择哪一种,您都必须做好两件事:首先,压紧装置必须防止您的材料在加工过程中移动。其次,压紧器不得侵入钻头的刀具路径,这可能会损坏路由器钻头、机器或项目。

大多数 CNC 机器(还)无法看到您安装材料的位置,因此您必须告诉机器材料相对于钻头的位置 [照片 F ]。通过校准,或为此归零时,X,Y,和Z轴使用控制面板或吊坠。X、Y 和 Z 零设置必须与您在 CAD/CAM 程序中使用的设置相匹配。材料的角或中心用作典型的 X/Y 零位/基准位置。

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X 和 Y 零/基准位置为钻头在水平尺寸中的移动提供参考。Z 零位置为钻头的垂直运动提供了参考——切割深度和将钻头抬高到工作面上方。

一旦您加载了 g 代码文件、安装了材料并为每个轴设置了零位置,请仔细检查您的设置以确保一切正常。如果一切正常,按下 RUN 按钮并等待 CNC 执行您精心计划的项目设计。

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