Mecanica
1.1. Batiul – batiul utilajului cnc reprezinta „baza” pe care sunt montate toate componentele, daca comparam routerul cnc cu o casa, batiul reprezinta fundatia acesteia. E logic ca vei dori sa ai o fundatie cat mai solida si cat mai dreapta. Problema care se pune este ce tip de batiu sa alegi. Unii producatori construiesc masinile cu batiu din profile de aluminiu (diverse calitati), altii construiesc batiul din profile de otel sudate iar la altii este din fonta turnata. Sa le luam pe rand.
Batiul din profile de aluminiu are, ca toate celelalte tipuri de batiuri, avantaje si dezavantaje. Ca regula generala, pentru routere cnc de dimensiuni mici, nu foarte rapide si fara pretentii de precizie exceptionala, este o.k. Lasand la o parte calitatea profilelor din care este executat batiul (china, turcia, germania cu diferite calitati, etc.), un batiu din profile de aluminiu va fi usor, nu foarte rigid si suficient de drept (asta daca profilele utilizate sunt de calitate, profilele au fost taiate si gaurite corespunzator – un batiu din profile taiate la ferastrau si gaurite la bormasina din hornbach, in garaj este putin probabil ca va fi suficient de drept si paralel). In principiu, batiurile fabricate din profile nu pot fi frezate ulterior, astfel precizia dimensionala a intregului ansamblu este data de precizia dimensionala a batiului. Astfel daca aveti nevoie de un router cnc mic sau de un router cnc pe care sa il puteti demonta ca sa il introduceti pe o usa foarte ingusta, un batiu din profile de aluminiu poate fi o solutie acceptabila. Vibratiile aparute la prelucrare vor fi preluate in mica masura de batiul fabricat din profile de aluminiu (in special datorita masei reduse) iar in cazul in care se foloseste routerul cu acceleratii si avansuri ridicate, este posibil ca datorita inertiei, batiul sa se torsioneze in timpul prelucrarii. General Numeric utilizeaza pentru masinile fabricate cu batiu din profile de aluminiu doar profile industriale ISEL Germany fiind prelucrate numai pe masini cu comanda numerica (debitare, frezare, gaurire).
Batiul din profile de otel sudate este unul dintre cele mai utilizate modele de batiuri pentru routerele cnc de dimensiuni medii, mari si foarte mari. Acesta este mult mai rigid decat batiul din profile de aluminiu, are o masa inertiala mai mare decat batiurile din profile de aluminiu si preiau mai bine vibratiile. Atunci cand doriti sa achizitionati un router cnc cu batiu din profile / tabla de otel sudate, asigurati-va ca batiul respectiv a fost detensionat in prealabil (orice sudor stie ca o confectie metalica sudata va „lucra” – adica se va deforma in timp (cel mai mult in primii 2 ani) datorita tensiunilor interne care apar la sudura. Detensionarea elimina aceste tesiuni interne si cauzeaza deformarea batiului in timpul procesului, astfel dupa detensionare batiul nu se va deforma suplimentar. Aceste deformari a structurilor sudate nedetensionate pot sa ajunga si la zeci de milimetrii !!! De asemenea, pentru a suda un batiu care sa poata fi frezat ulterior, dupa detensionare sunt necesare dispozitive speciale si cunostiinte avansate. Frezarea suprafetelor de asezare pentru ghidaje, rulmenti, etc. si masa masinii este esentiala. In urma sudurii si a detensionarii, batiul se deformeaza, de asemenea, chiar si daca nu ar interveni deformarea structurii dupa sudura, profilele de otel, chiar si cele de precizie, au conform normativului abateri de planeitate si forma inadmisibile pentru a aseza direct ghidaje, masa masinii, suporti de motoare si suruburi cu bile, etc. Pentru a obtine o suprafata buna de asezare, este obligatorie frezarea tuturor suprafetelor esentiale dupa sudura si detensionare. General Numeric sudeaza toate batiurile pe dispozitive adecvate, detensioneaza si frezeaza toate suprafetele esentiale dintr-o singura prindere! Incepand cu Ianuarie 2023, frezarea tuturor batiurilor se realizeaza intern la General Numeric pe un CNC special conceput si realizat pentru aceste operatii.
Batiul turnat – din fonta cea mai buna solutie pentru fabricarea unui batiu de masina unealta este turnarea. Prin turnare se pot obtine forme complexe cu masa inertiala mare optimizate pentru cea mai buna amortizare a vibratiilor. Batiul turnat necesita detensionare si frezare ulterioara a tuturor suprafetelor de asezare pentru ghidaje, suruburi cu bile, masa, etc. Tehnologia de fabricare a batiurilor sudate este destul de costisitoare fiind inabordabila in clasa de pret a routerlor cnc clasice. Atentie! Exista furnizori pe piata care indica in fisa de date „batiu turnat” dar uita sa precizeze ca de fapt sunt turnate doar cateva piese mici care fixeaza axa X de axa Y iar uneori, la masini mici si axa X sau Z.
Batiul turnat – din epoxi-granit o alternativa deloc de neglijat la batiurile turnate din fonta sunt batiurile turnate dintr-un amestec de rasina epoxidica si pietris de granit. Aceste batiuri absorb mai bine vibratiile decat batiurile din fonta sau cele sudate si au un coeficient de dilatare foarte redus. Tot mai multi producatori apeleaza la acest tip de batiu pentru utilaje de inalta precizie. Pentru routere, costurile de productie a unui astfel de batiu sunt prea ridicate si in cele mai multe cazuri, un astfel de batiu nu se justifica la fabricarea unui router cnc. General Numeric ofera utilaje specializate de inalta precizie cu batiuri din epoxi-granit.
1.2. Ghidajele – presupunem ca batiul routerului cnc este suficient de drept si rigid pentru routerul cnc de care avem nevoie. Ghidajele sunt, pe langa batiu, unul dintre elementele mecanice esentiale pentru precizia si fiabilitatea routerului cnc. Cu cat sunt mai rigide si mai de calitate cu atat routerul dvs. va functiona in parametrii, mai bine si pentru mai mult timp. Si la acest capitol exista o serie de producatori care fac economie, astfel intalnim:
Ghidaje inproprii – exista producatori si routere cnc pe piata care nu au ghidaje, pentru o economie maxima, acestia au montat role sau rulmenti care ruleaza direct pe profile de aluminiu sau otel. Acest tip de ghidare este inprecis si nu este de loc fiabil. In scurt timp apare uzura care va cauza vibratii si abateri de prelucrare sau chiar blocarea (impanarea) echipamentului.
Ghidaje tip bara cilindrica rectificata si calita fixata doar la capete cu bucsi cu bile circulare. Acest tip de ghidaj este cel mai ieftin tip de ghidaj existent, fabricat de chinezi si utilizat de obicei la routerele CNC foarte ieftine. Ghidajul nefiind sprijinit se va incovoia (se indoaie) in special in zona centrala cauzand vibratii si abateri care pot ajunge la milimetrii! Aceste ghidaje au fost gandite pentru aplicatii in care precizia nu conteaza iar fortele sunt minime (de exemplu o usa de masina unealta sau diferite accesorii precum o perie de aspiratie)
Ghidaje cu bare cilindrice sprijinite aceste tipuri de ghidaje fabricate in china, turcia sau germania sunt o solutie suficient de buna pentru multe routere cnc. Fiind fixate de un profil de aluminiu, profil care la randul lui este fixat de batiul masinii sunt mult mai rigide decat ghidajele tip bara cilindrica, aceste nu se incovoaie. Si aceste ghidaje pot fi impartite in categorii in functie de calitate si model. General Numeric utilizeaza acest tip de ghidaj in axele liniare capsulate ISEL Germany tip LES 4/5/6.
Ghidaje liniare profilate sunt ghidajele cele mai rezistente si rigide. Pe piata exista o varietate foarte mare de astfel de ghidaje cu provenienta china, turcia, japonia, taiwan, germania, etc. Atunci cand ghidajul profilat este de o calitate buna si instalat corespunzator, acesta va asigura cea mai buna precizie de prelucrare. General Numeric utilizeaza doar ghidaje profilate ISEL Germany la routerele din seria LC – pe axa Y, la routerele din seria LC-C – pe toate axele si optional la routerele din seria LC-PRO in cazul in care se instaleaza axe liniare tip ILE 20/20 in locul axelor tip LES 6 si 5.
1.3 Actionarea – transformarea miscarii de rotatie a motoarelor rotative de actionare in miscare liniara se realizeaza in moduri diferite. Cele mai utilizate variante la routere CNC sunt urmatoarele:
Curele dintate / lanturi / cabluri: Astfel de sisteme pot fi utilizate in principiu pentru aplicatii in care cursele sunt scurte si nu exista niciun fel de forta in timpul prelucrarii (de exemplu lasere mici cu CO2). Pentru actionarea axelor unui router CNC, aceste sisteme nu sunt acceptabile din multiple cauze (se intind, flambeaza, sunt prea elastice, au precizie prea scazuta, etc.)
Mecanism pinion cremaliera: cremaliera reprezinta o tija dintata iar pinionul este o roata dintata montata de obicei pe motor sau pe un reductor. Acest mecanism de actionare are avantaje si dezavantaje. Printre avantajele lui se numara faptul ca pot fi obtinute viteze de deplasare mai mari decat in cazul suruburilor cu bile fiind si mai ieftine decat suruburile cu bile. Principalele dezavantaje sunt precizia mai mica decat in cazul actionarii cu surub cu bile si uzura mult mai mare decat in cazul sistemelor cu surub cu bile. Pentru diminuarea neajunsurilor tehnologiei de actionare se pot utiliza cremaliere cu dinti inclinati. Acestea asigura o precizie mai buna de pozitionare decat cremalierele cu dinti drepti se uzeaza insa mai repde fata de suruburile cu bile. General Numeric utilizeaza cremaliere normale doar la masinile de debitare cu plasma din seria M (buget redus). Utilizam cremaliere de inalta precizie cu dinti inclinati, fabricate in Italia la la routerele CNC din seria LC-C sau din seria LC=PRO atunci cand avem curse mai mari de 3.500 mm.
Surub trapezoidal: acest tip de actionare a fost la moda in anii ’30-’70 fiind utilizat in special la masinile de frezat, strunguri, etc. manuale. Dupa cum spune si numele mecanismul este alcatuit dintr-un surub cu filet trapezoidal si o piulita din bronz, alama sau plastic (PA, teflon). Pentru utilizarea acestuia la masini cu comanda numerica apar o serie de dezavantaje. Acest sistem de actionare va avea intotdeuna jocuri (cu toate sistemele de preluare a jocului, piulite duble etc.), daca nu are joc, se blocheaza. Piulita freaca direct pe surub, fortele necesare pentru actionarea axei sunt mult mai mari decat in cazul axelor cu pinion – cremaliera sau surub cu bile. Ca urmare a frecarii, uzura este mult mai mare decat la sistemele de actionare cu surub cu bile sau la cele de actionare cu cremaliera. General Numeric NU utilizeaza sisteme de actionare cu surub trapezoidal la routerele cnc pe care le produce.
Surub cu bile: dupa cum spune si numele, sistemul de actionare este compus dintr-un surub si o piulita cu bile, acesta functioneaza ca un rulment liniar care in schimb se roteste in jurul unui surub. Sistemul de actionare cu surub cu bile este la momentul actual cel mai utilizat sistem de actionare pentru masinile de frezat industriale. Uzurile sunt mult mai mici decat in cazul celorlalte sisteme de actionare, sunt mult mai silentioase si mult mai precise (se pot obtine precizii in domeniul nanometrilor), totusi acestea sunt cele mai scumpe sisteme de actionare.
Motoare liniare: actionarea cu motoare liniare nu necesita niciun fel de element mecanic de transmitere a miscarii fiind astfel foarte fiabile, rapide si cu acceleratii exceptionale. Acestea functioneaza ca un servomotor AC dar cu rotorul desfasurat (sina magnetica). Feedback-ul se realizeaza intotdeuna cu o rigla optica sau magnetica de precizie. Acest tip de actionare este extrem de precisa si fiabila dar in acelasi timp si foarte scumpa. General Numeric livreaza masini de mici dimensiuni si precizie nanometrica echipate cu motoare liniare (gama Premium)
1.4 Reductoarele sunt utilizate pentru reducerea turatiei si/sau cresterea cuplului unui motor. Acestea sunt utilizate de obicei la sistemele de actionare pinion-cremaliera si la axele de rotatie. Pe piata exista multe tipuri de reductoare. Cele mai putin precise sunt reductoarele cu curele sincrone care sunt insa si cele mai ieftine, reductoarele planetare sunt pentru multe aplicatii suficient de precise iar cele mai precise reductoare sunt reductoarele harmonic drive. General Numeric utilizeaza toate tipurile de reductoare pentru axele de rotatie si reductoare planetare pentru masinile cu actionare pinion-cremaliera – seria LC-C.
1.5 Masa masinii Tipul de masa se alege in functie de scopul utilizarii routerului cnc, pentru anumite materiale si tipuri de piese este adecvata masa cu canale T, pentru prelucrare de placi (formatizare, debitare, etc.) este adecvata o masa de fixare cu vacuum.
Masa cu canale T – masa cu canale T este cea mai versatila masa. Astfel cu ajutorul canalelor se pot fixa piese cu bride, cu menghine excentrice, diferite tipuri de cleme rapide sau menghine de precizie. Acest tip de masa este ideal pentru prelucrarea de piese cu suprafete mici si inaltime mare sau pentru prelucrarea pieselor din materiale poroase sau materiale care nu au o suprafata perfect plana. Cele mai multe mese cu canale T a routerelor cnc sunt fabricate din profil de aluminiu cu canale T. Bineinteles ca si aici exista calitati diferite, cu cat este mai gros peretele profiluliui, cu atat mai stabila va fi masa cu canale T si de cele mai multe ori si mai precisa. Un profil cu perete subtire risca sa vibreze si sa se deformeze in timpul frezarii. General Numeric utilizeaza pentru mesele cu canale T, profile de aluminiu dreptunghiulare cu profil fagure ISEL Germania. Acestea sunt suficient de rigide si permit aspirarea pentru vacuum prin interiorul profilului. Optional oferim si profile de masa pline, mai rigide si mai precise.
Masa cu vacuum devine extrem de utila atunci cand se prelucreaza piese in serie sau cand se prelucreaza preponderent materiale care vin sub forma de placi (mdf, pal, tego, aluminiu, plastice precum placi acrilice, policarbonat, etc.). Fixarea placilor se face uniform si rapid. Astfel se diminueaza vibratiile in timpul frezarii materialelor cu suprafete mari si grosimi reduse si se reduce la minim timpul necesar pentru asezarea materialului pe masa, prelevarea si curatarea pieselor finite. Totusi piesele de dimensiuni foarte mici sau piesele care contin foarte multe gauri nu pot fi tinute intotdeuna de masa cu vacuum. Pentru aceste piese se utilizeaza in multe segmente industriale o fixare cu banda dublu-adeziva si puntite tehnologice pentru ca piesa sa nu se desprinda de materialul din care este debitata. Pentru productia de serie se utilizeaza de cele mai multe ori ventuze de fixare cu vacuum personalizate. Tipul pompei de vacuum se alege in functie de tipul prelucrarilor care se vor realiza. Atunci cand se vor prelucra piese in serie, fixate cu ventuze personalizate sau cu mese de vacuum la care se poate delimita exact zona prelucrata, cel mai practic tip de pompa de vacuum este o pompa care va genera o diferenta mare de presiune, care de cele mai multe ori are insa un debit de aer scazut, debitul redus nu permite decuparea sau perforarea pieselor in zona de fixare. Pentru prelucrare de placi, acolo unde apar multe pierderi de presiune prin canalele frezate, cel mai practic tip de pompa este o pompa de vacuum cu canal lateral care nu realizeaza o diferenta foarte mare de presiune dar in schimb are un debit mare si nu este influentata foarte tare de pierderile de presiune. General Numeric ofera mese de vacuum adecvate aplicatiei dvs. Mesele de vacuum destinate prelucrarii de placi oferite de General Numeric sunt mese hibrid vacuum + canale T cu material de sacrificiu pentru ca dvs. sa puteti decupa materialul pana jos fara griji.
Electronica
2.1 Motoarele de actionare a axelor – Pe langa ansamblul mecanic care asigura precizia mecanica si geometrica a routerului cnc, motoarele de actionare, impreuna cu limitatorii de cursa si electronica de putere asigura precizia de pozitionare si repozitionare. Si aici avem o gama variata de motoare de actionare.
Motoare pas cu pas – motoare foarte simple, tehnologic depasite inca din anii ’80 care au cuplu mare la turatie mica si rezolutie limitata. Astfel se disting motoare pas cu pas bipolare cu 1.8 grade/pas = 200 pasi / rotatie si motoare pas cu pas trifazate cu 1.2 grade / pas = 300 pasi / rotatie. Cele mai utilizate motoare pas cu pas sunt motoarele bipolare cu o rezolutie de 200 pasi/rotatie. Unii producatori indica un numar mult mai mare de pasi, calculand astfel o precizie de pozitionare mare. Cum este posibil? Raspunsul este micropasire, aceasta inseamna ca driverul va incerca sa roteasca motorul doar o fractiune dintr-un pas intreg. Da, este posibil dar in practica se constata ca o micropasire mai mare de 1/2 nu poate fi luata in considerare in cazul routerelor cnc. De ce? Pentru ca, cuplul (forta) motorului pe micropas scade foarte tare, astfel la o micropasire de 1/2 respectiv 400 pasi/rotatie, cuplul motorului este de numai 70% iar la o micropasire de 1/16, cuplul pe micropas este mai mic de 10% din cuplul nominal. Astfel datorita fortelor necesare pentru deplasarea axelor si fortelor care apar in momentul frezarii, precizia de pozitionare reala va fi mult mai mica decat cea calculata teoretic. Din acest motiv, infiderent ce spun producatorii masinilor si ce date tehnice sunt indicate in fisele de date se vor lua in calcul cel mult 400 pasi/rotatie ceea ce inseamna ca la un surub cu bile cu pas de 10 mm, precizia de pozitionare va fi intre 0.05 si 0.025 mm. O alta problema care apare la motoarele pas cu pas este aceea ca, cuplul motorului este invers proportional cu turatia. Motorul are cuplu mare la turatii joase iar de indata ce creste turatia, scade cuplul. Asta inseamna ca avansul maxim de deplasare al masinii este limitat. De multe ori, producatorii routerelor cnc cu motoare pas cu pas indica doua avansuri, un avans mic de prelucrare si un avans mare de deplasare rapida tocmai ca urmare a faptului ca, cuplul motorului este invers-proportional cu turatia. Cea mai grava problema insa care apare la motoarele pas cu pas este „pierderea de pasi”. Ce inseamna acesta si din ce motive apare? Cand spunem ca un motor pas cu pas pierde pasi inseamna ca, comanda numerica a transmis o comanda de deplasare iar motorul nu a executat-o. In cazul sistemelor cu motoare pas cu pas este cu atat mai grav cu cat comanda numerica nu are feedback (functioneaza in bucla deschisa) si nu stie despre faptul ca un anume motor a pierdut pozitia. Consecintele sunt distrugerea piesei prelucrate si/sau ruperea sculei. Cauzele care stau la baza pierderii de pasi sunt multiple, este posibil ca avansul sa nu fie corelat cu turatia iar fortele de prelucrare sa fie mai mari si astfel sa se depaseasca cuplul nominal al motoarelor, este posibil ca materialul sa fie neomogen / neuniform (de exemplu frezam un nod intr-o bucata de lemn), este posibil sa intervina o problema mecanica care sa ingreuneze functionare masinii (ghidaje murdare, etc.) sau este posibil sa se piarda pasi in timpul deplasarii rapide.
Motoare pas cu pas cu encoder denumite si motoare hibride sau servomotoare hibride – sunt in esenta motoare pas cu pas echipate cu un encoder rotativ. Astel se elimina problema pierderii de pasi, raman insa toate celelalte probleme legate de precizia de pozitionare si cuplul invers-proportional cu turatia motorului. Astfel, chiar daca motorul este echipat cu encoder, acesta nu ca fi nici mai precis si nici mai rapid decat un motor pas cu pas normal.
Servomotoare DC cu perii – sunt cele mai simple tipuri de servomotoare fiind de cele mai multe ori suficient de precise si rapide pentru un router cnc. Cuplul servomotoarelor este aproape constant pe intreaga plaja de turatie, respectiv 1-3.000 rpm (unele motoare pot ajunge si la 5.000 rpm), se pot obtine acceleratii mai mari decat in cazul motoarelor pas cu pas si sunt mult mai silentioase decat acestea. In plus, pentru scurt timp, motorul poate genera un cuplu de pana la 10x mai mare decat cuplul sau nominal. Astfel un router cnc echipat cu servomotoare poate fi si de 10 x mai rapid decat o un router cnc echipat cu motoare pas cu pas. Precizia de pozitionare este data de encoder si poate fi astfel mult mai mare decat la un motor pas cu pas. Encoderele de baza au de obicei peste 2000 impulsuri/rotatie fiind astfel teoretic de 5 x mai precise decat un motor pas cu pas. Dezavantajul servomotoarelor cu perii este faptul ca transferul energiei se realizeaza prin intermediul unui set de perii. Totusi servomotoarele DC de generatie noua sunt foarte fiabile, periile rezistand peste 30.000 ore de functionare. Periile sunt consumabile si se inlocuiesc. General Numeric utilizeaza servomotoare DC doar la routerele din seriile LC Light.
Servomotoare BLDC si AC – servomotoarele BLDC sunt servomotoare de curent continuu cu rotor cu magneti permanenti si stator infasurat. Astfel nu mai exista periile de la servomotoarele DC cu perii iar comutarea fazelor motorului se realizeaza de catre driverul de comanda, complicand astfel electronica de comanda. De obicei rezolutia encoderului unui motor BLDC este mai mare decat in cazul motoarelor DC cu perii pentru a permite o comutare precisa a fazelor. Servomotoarele AC sunt foarte asemanatoare cu servomotoarele BLDC, diferenta principala este reprezentata de forma tensiunii autoinduse care este perfect sinusoidala fata de tensiunea autoindusa a servomotoarelor bldc care este trapezoidala. De asemenea, la servomotoarele AC nu exista ruperi de cuplu la comutarea fazelor si au un raport putere/volum mai bun decat in cazul servomotoarelor BLDC. Ambele tipuri de motoare sunt comandate cu tensiune sinusoidala in cazul utilizarii acestora in aplicatii de pozitionare de precizie cum este cazul routerelor cnc. General Numeric utilizeaza servomotoare AC cu encoder de inalta rezolutie pentru toate routerele CNC cu exceptia seriei LC-light.
Motoare liniare – sunt in esenta motoare AC servo desfasurate, un pachet de bobine se deplaseaza deasupra unei sine magnetice. In momentul de fata, motoarele liniare sunt cele mai avansate tipuri de motoare de pe piata, acestea ating acceleratii mai mari de 10 m/s² cu viteze de deplasare de peste 1000 mm/s si precizie nanometrica de pozitionare. Totusi tehnologia este scumpa fiind aproape prohibitiva pentru utilizarea intr-un router cnc. General Numeric ofera, la cerere, variante de routere CNC echipate cu motoare liniare ISEL. In cazul routerelor cnc clasice, sunt foarte putine aplicatii la care se justifica utilizarea de motoare liniare. Printre acestea se poate numara sculptura CNC, in acest caz, timpul de prelucrare se reduce la circa 50%. Motoarele liniare sunt utilizate in special la masinile de frezat de mare viteza tip HSM sau in aplicatii unde este necesara o precizie deosebita.
2.2 Electronica de putere reprezinta acele sisteme electronice care comanda motoarele.
Drivere (invertoare) pentru motoare – driverele pentru motoare se aleg in functie de motorul utilizat. De obicei exista tipuri diferite de drivere pentru motoare pas cu pas si servomotoare. Driverele pentru motoarele pas cu pas sunt de obicei foarte simple si ieftin de realizat, acestea sunt insa limitate in ceea ce priveste capacitatea de identificare a unor posibile defectiuni (pierdere pasi, etc.) De cele mai multe ori, driverele pentru motoare pas cu pas sunt universale putand comanda foarte multe tipuri de motoare pas cu pas. Driverele pentru servomotoare sunt mai complexe, permit identificarea anumitor anomalii si defectiuni si trebuiesc configurate corect pentru tipul de motor utilizat. De cele mai multe ori, acestea vin la pachet cu servomotorul. Configurarea corecta a unui driver pentru servomotoare se realizeaza dupa ce este instalat servomotorul pe axa, la configurarea driverului se va tine cont de o serie de parametrii precum masa deplasata, inertia axei, etc. Astfel este posibila o pozitionare cat mai precisa simultan cu o functionare lina, fara vibratii a motorului. Toate driverele moderne pentru servomotoare au intrare de encoder. General Numeric se mandreste cu driverele pentru servomotoare DC/BLDC si AC ultramoderne dezvoltate in cadrul firmei. Driverele „Digital Servodrive 20” pot comanda toate tipurile de servomotoare (DC cu perii, BLDC si AC) fiind foarte fiabile si compatibile 100% cu toate servomotoarele ISEL Germany. Softul avansat de configurare si parametrizare permite optimizarea parametriilor algoritmului PID.
2.3 Securitate – conform normelor CE, toate masinile comandate automat trebuie sa dispuna de o serie de dispozitive de securitate redundante. Fiecare producator este liber sa trateze aceasta problema dupa cum doreste. Majoritatea routerelor CNC provenite din import (china) sau fabricate in Romania nu dispun de niciun fel de sistem de securitate. Sistemul de securitate serveste in special la prevenirea unui eventual accident sau avarii a echipamentului, lipsa acestuia poate avea consecinte grave atat pentru echipament cat si pentru operatorul acestuia. General Numeric a dezvoltat propria solutie integrata de securitate cu circuit redundant care monitorizeaza butoanele de oprire de urgenta, limitele de cursa, senzorii instalati pe masina (ca de ex. presiune de aer comprimat, interblocari, usi inchise), driverele si convertizorul motorului de frezare. In cazul oricarei situatii periculoase pentru om sau echipament, echipamentul este oprit imediat.
Comanda numerica General Numeric permite integrarea de bariere optice si dispozitive avansate de securitate. La cerere se poate instala un modul de securitate de la unul dintre producatorii consacrati precum Panasonic sau Pilz.
2.4 CNC – comanda numerica reprezinta creierul routerului CNC, aceasta comanda deplasarile pe axe, turatia motorului de frezare si echipamentele auxiliare. Pe piata exista o varietate foarte mare de comenzi numerice, de la comenzi numerice foarte simple tip DSP pana la comenzi numerice industriale, foarte complexe. Pentru aplicatii foarte simple, in special la serie, o comanda numerica simpla tip DSP (vezi telecomenzile acelea chinezesti) poate fi suficienta. Pentru lucrul profesional, operatorul isi va dori o comanda numerica cu un ecran pe care sa poata afisa programul atat text cat si grafic si sa dispuna de toate comenzile utile, inclusiv editare programe, programare conversationala, etc. General Numeric ofera o comanda numerica proprie bazata pe un pc industrial (fanless, quad core, ssd) cu interfetele aferente, monitor mare de 19″, tastatura silicon cu touchpad industriala, etc. Softul de comanda al routerelor cnc produse de noi este bazat pe linuxcnc (un soft open source personalizat de noi si utilizat pe sute de mii de echipamente industriale) si ruleaza sub sistemul de operare linux (foarte stabil si cu caracteristici de functionare in timp real excelente). Toate comenzile numerice instalate incepand cu Ianuarie 2013 dispun de comunicatie Ethernet (UDP) si un procesor suplimentar pentru gestionarea eficienta a pozitionarii.
2.5 Invertor pentru comanda motorului de frezare routerele cnc profesionale si semiprofesionale sunt echipate cu invertoare (convertizoare de frecventa) pentru comanda motorului de frezare. Aceasta este o piesa sensibila in ansamblul electronic datorita faptului ca induce foarte multi paraziti in sistem. Un router CNC bun va fi echipat cu un invertor de calitate si filtrele de retea aferente. General Numeric utilizeaza convertizoare de calitate Nidec Control Techniques (fost Emerson) si filtrele de retea aferente.
2.6 Cablurile utilizate pentru motoare si encodere trebuie sa reziste la indoiri repetate, uneori discutam de mii de indoiri / minut. Astfel, General Numeric alege cu atentie tipul si producatorul cablurilor utilizate la routerele CNC produse. Pentru a corespunde normelor EMV/EMC si a evita problemele care pot fi cauzate de tensiuni parazite induse, toate cablurile utilizate sunt cabluri ecranate sau dublu-ecranate. Cablurile sensibile au suplimentar tresa anti-intindere. In plus, interfetele encoderelor corespund standardului RS485 fiind imune la paraziti. Comunicatia Ethernet intre PC-ul de comanda si procesorul care gestioneaza miscarea se realizeaza de asemenea prin intermediul unui cablu ecranat. Toate cablurile sunt dimensionate corespunzator scopului si puterilor instalate. Pe piata exista o gramada de producatori care instaleaza cabluri ieftine, disponibile in magazinele de bricolaj sau instalatii electrice clasice. Aceste cabluri sunt predispuse defectarii ca urmare a faptului ca ele sunt proiectate pentru instalare statica, nu pentru sute sau mii de miscari/minut. De asemenea, pe langa alegerea gresita a tipurilor de cabluri, o dimensionare necorespunzatoare poate reprezenta un risc de incendiu.
2.7 Panoul electric se dimensioneaza corespunzator pentru a exista suficient spatiu pentru pozitionarea si cablarea corecta a tuturor componentelor electronice si electrice. General Numeric utilizeaza componente de calitate de la producatori consacrati si acorda o atentie deosebita cablarii corecte si ordonate a panourilor electrice pentru a facilita o depanare usoara si rapida. Conectorii componentelor sunt ganditi astfel incat sa nu poata fi posibila inversarea cablurilor pentru ca utilizatorul sau inginerul de service sa poata inlocui cu usurinta si foarte rapid orice componenta defecta.
Accesorii
3.1 Motorul de frezare este una dintre cele mai solicitate componente ale routerului CNC. Majoritatea producatorilor considera motorul de frezare ca si o piesa consumabila. Motorul de frezare influenteaza de cele mai multe ori si calitatea suprafetei si rezistenta sculelor in timp. Un motor de buna calitate cu bataie cat mai mica si turatie adecvata tipului de prelucrari va oferi satisfactie utilizatorului. Pe piata exista o varietate foarte mare de motoare de frezare, multe dintre ele cu calitate indoielnica. In functie de aplicatie, schimbarea automata de scule poate fi foarte practica. In acest caz este necesar un motor de frezare cu posibilitate de schimbare automata de scule. General Numeric ofera doar motoare de frezare de buna calitate fabricate in Germania sau Italia, cu sau fara schimbare automata de scule si turatii intre 1.000 – 24.000 rpm (optional, pana la 100.000 rpm). Noi nu instalam motoare chinezesti racite cu apa. Singurele motoare racite cu apa pe care le instalam sunt motoarele de turatie foarte mare (+60.000 rpm) datorita faptului ca acest tip de motor nu poate fi racit eficient cu aer.
3.2 Schimbatorul de scule este foarte util atunci cand prelucram piese cu multiple operatii scurte si mai multe scule. In acest caz, economia de timp la schimbarea de scule poate fi importanta. De asemenea, se reduc foarte tare riscurile greselilor de operare (fixare scula gresita, masurare gresita a lungimii sculei noi, etc.) Pentru schimbare automata de scule este necesar un motor de frezare care sa ofere aceasta facilitate.
3.3 Senzorul de lungime scula se echipeaza standard cu orice sistem cu schimbare automata de scule si este optional pentru masinile cu schimbare manuala de scule. Acesta asigura o precizie foarte buna in cazul in care o piesa este prelucrata cu mai multe scule.
3.4 Sistemele de racire a sculei sunt necesare la prelucrarea de materiale plastice si neferoase. Acestea contribuie semnificativ la calitatea suprafetei obtinute si durata de viata a sculelor. General Numeric ofera doua tipuri de sisteme de racire a sculei: Sistem de racire cu aer rece (-20°C) utilizat indeosebi la prelucrarea pieselor din plastic si sistem de racire cu emulsie pulverizata, utilizat in special la prelucrarea neferoaselor.
3.5 Aparatorile si sistemele de protectie pentru ghidaje, suruburi cu bile, etc. nu sunt pur estetice ci au un rol activ in prelungirea vietii routerului cnc. Chiar daca ghidajele si suruburile cu bile sunt prevazute cu raclete de cauciuc, acestea nu sunt suficiente pentru a asigura o buna functionare a ansamblului pe termen lung. In plus, aparatorile pentru ghidaje si suruburi cu bile scutesc operatorul de o gramada de timp necesar curatarii acestor elemente. General Numeric instaleaza axe liniare ISEL capsulate si astfel protejate impotriva spanului si a prafului. La anumite serii de masini, acolo unde nu se folosesc axe liniare ISEL, elementele de ghidare si surubul cu bile sunt amplasate astfel incat sa nu ajunga span la ele iar acolo unde nu este posibil, acestea sunt protejate cu burdufe.-
3.6 Axe de rotatie sunt utilizate pentru realizarea de forme pe suprafete cilindrice sau prelucrari pe mai multe fete (5 axe) ale materialului. In functie de tipul prelucrarii si precizia dorita se poate opta intre mai multe tipuri de axe de rotatie, acestea se diferentiaza constructiv prin modelul de reductor ales, respectiv: reductor cu curele (precizie redusa si cuplu mic), reductor planetar (precizie medie, cuplu mare) si reductor harmonic (precizie inalta si cuplu mare).
Axele de rotatie cu reductoare cu curele si servomotor se pot utiliza in principiu pentru gravuri de piese cu diametre mici (<80 mm), nu se recomanda pentru lucrari de precizie inalta sau lucrari care necesita cuplu ridicat.
Axele de rotatie cu reductoare planetare au raportul pret-calitate optim, acestea sunt suficient de precise pentru majoritatea lucrarilor de gravura si frezare pentru piese cu diametre de pana la circa 200-250 mm si suporta forte mari de prelucrare.
Axele de rotatie cu reductoare harmonice sunt axele de rotatie extrem de precise recomandate pentru lucrari complexe si precise in 4 si 5 axe, in aluminiu si alte neferoase si pentru piese cu diametre foarte mari.
In cazul pieselor lungi, prelucrate in 4 axe, un sprijin suplimentar pe capat va fi necesar, acel ansamblu (pinola/papusa mobila) poate avea un varf fix sau unul rotativ care este fixat in general de un ghidaj coliniar cu axa de rotatie.
3.7 Palpator 3D mecanic este utilizat pentru definirea cu precizie a pozitiei pe masa masinii a semifabricatului sau a piesei ce va fi prelucrata. Palpatorul 3D mecanic poate fi utilizat si pentru digitizarea (scanarea) unei suprafete in relief.
3.8 Scanner cu laser 3D este utilizat pentru digitizarea rapida a unei suprafete de tip bazorelief. In principiu exista doua tipuri de senzori laser: 1. cu linie, la o trecere a masinii se scaneaza o suprafata mare sau 2. cu punct unde la o trecere a masinii se scaneaza o singura linie. Fiecare dintre acestea are avantaje si dezavantaje. Senzorul optim se va selecta in functie de aplicatia dvs.
3.9 Grupuri de taiere tangentiala sunt utilizate in locul motorului de frezare pentru prelucrarea de materiale moi si elastice care se frezeaza cu dificulatate (de exemplu spume, cauciuc, carton). Acestea sunt compuse din doua componente principale: o axa de rotatie (1) care va roti cutitul oscilant (2) pentru a mentine lama acestuia intotdeuna tangential la sensul de deplasare.
Servicii
Serviciil cu care vine insotit un router CNC sunt de obicei ignorate atunci cand alegi sa cumperi un utilaj si totusi extrem de importante dupa achizitie. Serviciile de calitate pot face diferenta cand discutam de productivitatea si disponibilitatea unui utilaj CNC.
4.1 Consultanta inainte de achizitie este importanta pentru alegerea utilajului care sa corespunda cat mai bine cerintelor si nevoilor clientilor. La acest capitol, majoritatea importatorilor sau producatorilor incearca sa vanda de obicei cele mai scumpe utilaje pentru a maximiza marja de profit sau incearca sa vanda un utilaj pe care il au in stoc (uneori fiind refuzat de client sau nevandut de multa vreme). La General Numeric, punem nevoia clientului si cerintele acestuia in prim plan. Intotdeuna recomandam clientului cea mai buna optiune tehnico-financiara si prezentam avantajele si dezavantajele fiecarui tip de utilaj in raport cu productia clientului. Astfel, unui client care prelucreaza piese de precizie inalta nu o sa ii recomandam niciodata un router cu cremaliere sau unui client care prelucreaza piese mici nu o sa ii recomandam un utilaj de mari dimensiuni care ii va ocupa spatiul si va costa mult mai mult decat ar trebui. In aceasta faza, parcurgem impreuna cu clientul toata lista de optiuni pentru a stabili ce are intradevar nevoie si ce nu. Cu cat este mai simplu un utilaj, cu atat va fi mai usor de utilizat, mai ieftin si mai fiabil. Nu recomandam optiuni pe care clientul nu le va folosi sau optiuni care nu ii aduc clientului niciun beneficiu real. In plus, toate routerele fabricate de noi pot fi echipate cu accesorii optionale si ulterior achizitiei, de exemplu atunci cand volumul de lucrari creste sau se diversifica productia si un anumit echipament optional devine util. Astfel, la noi, utilajul va fi personalizat exact pe nevoile dvs. cu posibilitatea de echipare ulterioara cu diferite optionale. Astfel dvs. mentineti costurile de achizitie minime putand utiliza diferenta pentru alte scopuri.
4.2 Instalare – incercam sa fabricam pe cat posibil masini cnc – routere cnc si masini de debitare cnc cu plasma si laser – compacte. Atunci cand dimensiunile de gabarit ne permit transportul rutier in conditii normale (toate masinile cnc care au curse utile de pana la 2000×4000 mm pe X/Y) echipamentul va fi construit dintr-o singura bucata unitara. Principalul avantaj este faptul ca instalarea la client se face foarte rapid si nu necesita neaparat deplasarea unei echipe pentru instalarea masinii. Este suficient ca echipamentul sa fie alimentat cu energie electrica si aer comprimat (daca este necesar), reglate picioarele cu o nivela si se poate „baga in span” direct. Constructia compacta va va scuti de dureri de cap si atunci cand vreti sa mutati echipamentul intr-un alt spatiu de productie. Toate masinile CNC produse de noi sunt aliniate, masurate si testate extensiv inainte de livrare astfel incat putem fi siguri ca echipamentul va functiona in conditii optime la client. Atunci cand este absolut necesar sau la solicitarea clientului, o echipa tehnica se va deplasa cu placere pentru instalare. Astfel instalarea se efectueaza foarte rapid (in comparatie cu alti importatori sau producatori care asambleaza si testeaza efectiv utilajul la client) si se poate asigura cea mai buna precizie dimensionala, utilajul fiind aliniat, verificat si testat extensiv inainte de livrare. Pentru masinile CNC de mari dimensiuni sau masinile cu cerinte deosebite, sau atunci cand clientul solicita expres acest lucru, instalarea se efectueaza de catre o echipa de specialisti GN.
4.3 Scolarizare / instruire – un aspect important si deseori ignorat de clienti. Scolarizarea pentru utilizarea unei masini cu comanda numerica este esentiala pentru o utilizare productiva si economica a masinii cnc. Scolarizarea cuprinde aspecte legate de sanatatea si securitatea persoanelor care deservesc utilajul, aspecte de intretinere curenta pentru a prelungi durata de viata si a va asigura ca aveti intotdeuna o masina precisa si fiabila, aspecte privind identificarea si depanarea posibilelor defectiuni, aspecte privind functionalitatile echipamentului, fixarea diverselor materiale, strategii optime de prelucrare s.a.m.d. Avand masini cnc instalate in cele mai diverse ramuri de productie industriala, de la o manastire de maicute pana la fabrici multinationale din industria auto si aeronautica ne mandrim ca putem transmite cunostiintele noastre aproape oricui este dispus sa invete.
4.4 Garantie – In perioada de garantie, atunci cand echipamentul este utilizat conform destinatiei, nu este deteriorat mecanic sau electric de catre client si este intretinut corespunzator, sunt acoperite toate defectiunile care ar putea sa apara la echipamentul cu comanda numerica produs de noi. Nu avem nicio componenta care sa nu fie acoperita de garantie (anumiti producatori sau furnizori nu ofera garantie sau ofera o garantie redusa de exemplu pentru motoarele de frezare, elemente de actionare, motoare de actionare, pompe de vacuum, etc.). Fiind producatorul echipamentului cnc si reprezentanti in Romania ai partenerului nostru ISEL Germany, avem intotdeuna toate piesele de schimb necesare pe stoc in Brasov astfel incat orice defectiune aparuta in garantie sau postgarantie se va remedia in cel mai scurt timp posibil. Diagnosticarea unei eventuale defectiuni se realizeaza rapid prin telefon sau internet (meniu service cu indicarea defectiunilor aparute cu posibilitati de diagnoza la distanta si configurare parametrii, etc.). In cazul unei defectiuni minore care poate fi remediata de client prin inlocuirea unei componente (de ex. driver motor – 3 conectori, 2 suruburi sau cablu motor, etc.), componenta va fi transmisa prin curier rapid fiind disponibila la client in 24 ore. In cazul in care defectiunea implica o aliniere ulterioara sau alte lucrari mai complexe se va deplasa in cel mai scurt timp posibil o echipa tehnica pentru remedierea defectiuniii. In anumite conditii, asiguram garantie extinsa atunci cand este incheiat un contract de service cu mentenanta.
4.5 Postgarantie – asiguram service si piese de schimb pentru absolut toate masinile cnc, routere cnc, masini de debitare cnc si masini specializate, produse la tema fabricate de General Numeric sau ISEL Germany. Chiar daca perioada minima garantata pentru care sunt disponibile piese de schimb este de 10 ani de la livrare, momentan asiguram service si mentenanta chiar si pentru masinile si echipamentele produse in urma cu 25 de ani! Chiar daca clientul se uita la termenul de garantie, ignora deseori aspectul postgarantie. Postgarantia este foarte importanta pentru a asigura o functionare optima a masinii cnc pe termen lung. Anumiti furnizori nu ofera niciun fel de postgarantie sau au termene foarte mari de remediere a defectiunilor in postgarantie. Noi avem intotdeuna piese de schimb pe stoc pentru masinile fabricate in ultimii 10 ani si reparam, producem la comanda sau inlocuim cu o componenta de generatie noua piesele defecte in cazul masinilor mai vechi de 10 ani. Astfel putem asigura clientii ca masina cnc va functiona in conditii optime pentru timp indelungat.
4.6 Consultanta de specialitate dupa achizitie – oferim consultanta de specialitate tuturor clientilor nostri multa vreme dupa achizitia echipamentului. De exemplu un client achizitioneaza un router cnc cu care prelucreaza lemn dar dupa 4 ani doreste sa integreze piese de aluminiu si plastic in produsele sale, este suficient sa ne contacteze pentru a ii oferi informatiile necesare cu privire la prelucrarea in conditii optime a noilor materiale pe care doreste sa le prelucreze. De multe ori, oferim consultanta de specialitate si in domenii conexe, in limita cunostiintelor de care dispunem, atunci cand clientul doreste sa dezvolte produse noi.
4.7 Mentenanta – oferim servicii de mentenanta cu contract de service sau la cerere. Acessta implica deplasarea unui inginer de service la client care va efectua toate lucrarile de mentenanta preventiva precum: verificarea generala a echipamentului mecanic, electric, curatarea si gresarea sistemelor mecanice, verificarea alinierii acestora, inlocuirea consumabilelor, inlocuirea pieselor care prezinta uzura, verificarea conexiunilor cu suruburi, verificarea cablurilor electrice, a conectorilor, driverelor, motoarelor, update software (atunci cand este disponibil), verificarea si inlocuirea (daca este cazul) etichetelor de avertizare si protectia muncii, etc. Atunci cand se solicita, se pot efectua si masuratori statice si dinamice ale echipamentului pentru a documenta precizia de lucru a acestuia conform ISO 230-2.
4.8 Buyback – atunci cand un client se dezvolta si are nevoie de un echipament mai mare, mai rapid, sau specializat oferim buyback pentru masina cnc a clientului, aceasta reprezentand o parte din plata pentru noul echipament.
4.9 Router CNC sau masina de debitare CNC in custodie pana la livrarea masinii comandate – in anumite cazuri putem pune la dispozitia clientului un router cnc sau o masina de debitare cu plasma cnc pe perioada de fabricatie a masinii cnc comandate la noi. Astfel clientul se familiarizeaza mai repede cu tehnologia de prelucrare si poate incepe productia imediat.
Calitate & Mediu
5.1 Proiectare – echipamentele CNC produse de General Numeric sunt proiectate de specialisti (doctor inginer si ingineri) cu o vasta experienta in proiectarea de utilaje industriale de precizie. La proiectarea utilajelor se iau in considerare toate aspectele importante legate de securitatea muncii, precizie, ergonomie, montaj, service, mentenanta si logistica.
Proiectarea se realizeaza intr-un mediu CAD modern (Siemens – Solid Edge) special conceput pentru proiectarea de utilaje industriale. Se utilizeaza suplimentar softuri specializate pentru analiza deformarilor statice si dinamice ale structurilor utilajelor.
Proiectarea instalatiilor de siguranta si a instalatiei electrice corespund standardelor EN 62061 si EN ISO 13849 si altor standarde relevante in domeniu.
5.2 Marcajul CE – marcajul CE al echipamentelor produse de General Numeric se aplica pe acestea in urma analizei de risc conform EN ISO 12100. Pentru ca un echipament sa corespunda normelor CE si sa poata fi exploatat in conditii de siguranta, acesta trebuie sa indeplineasca mai multe criterii de securitate a muncii. General Numeric ofera echipamente care indeplinesc in totalitate cerintele CE dar si echipamente incomplete conform EN ISO 12100, la care clientul va integra utilajul in linia sa de productie si se va asigura de conformitatea cu normele in viguare si va aplica singur acest marcaj inainte de utilizarea in productie. Pe piata exista o multitudine de echipamente marcate CE in mod eronat, echipamente care incalca in repetate randuri normele de securitate. Majoritatea masinilor CNC importate din China sau alte state asiatice si nu numai, NU indeplinesc cele mai elementare norme de securitate.
5.3 Asigurarea calitatii se realizeaza conform normelor interne adaptate special pentru productia de masini cu comanda numerica. Fiecare etapa de fabricatie este verificata. Echipamentele sunt masurate conform clasei de precizie solicitate atat static cat si dinamic si sunt supuse unei testari extensive inainte de livrare. La cerere, se pot emite certificate de masura conform ISO 230-2 si ISO 230-4 realizate cu echipamente moderne si extrem de performante (interferometru HP/Agilent si ballbar Renishaw) cu rezolutie de 100 nm.
5.4 Durata de viata a echipamentelor GN este de minim 10 ani dar poate depasi cu usurinta 25 de ani in conditii de intretinere corecta. Cu anumite retehnologizari (pentru eficientizare ca urmare a progresului tehnologic), durata de viata a echipamentelor poate fi prelungita pe termen nedefinit. Astfel, General Numeric, echipeaza in mod uzual utilajele foarte vechi produse de noi cu sisteme de comanda si control si servomotoare de generatie noua care insotite de o revizie mecanica completa ofera utilajului precizie, eficienta si fiabilitate pentru o noua perioada lunga de timp.
5.5 Mediu – toate echipamentele produse de General Numeric sunt proiectate pentru o durata de viata mare si impact minim asupra mediului inconjurator. La proiectarea acestora, avem in vedere si un consum de energie cat mai redus.
Echipamentele produse de noi sunt fabricate in proportie de 99% din materiale complet reciclabile (otel, aluminiu, plastice) si componente cu durata de viata lunga. In plus, materialele diferite sunt imbinate in asa fel incat sa poata fi separate cu usurinta pentru o reciclare ulterioara.
Consumul redus de energie este asigurat de sistemele mecanice bine aliniate care functioneaza usor, cu frecari minime (ghidaje liniare de calitate, suruburi cu bile) dar si de sistemele de actionare moderne cu servomotoare AC si drivere de control de ultima generatie cu SVM si de calculatoare industriale cu consum redus de energie. De asemenea, echipamentele optionale sunt dimensionate corespunzator scopului de utilizare pentru un consum minim de energie
