Artykuł na podstawie artykułu publikowanego na stronach www.profi.schody.pl - Schody.pl część dla profesjonalistów

Od paru lat zajmuję się wdrażaniem obróbki elementów drewnianych na maszynach CNC. Ideą zawartych poniżej informacji, nie jest przekonywanie Was do zakupu tego typu maszyn. Chciałbym jedynie podzielić się moimi spostrzeżeniami, z tymi, którzy planują zakup obrabiarki CNC, oraz z tymi, którzy już je użytkują. Większość informacji dotyczy obróbki schodów, co nie oznacza, że nie mają one zastosowania przy obróbce drzwi, okien czy mebli. Jeśli uważasz, że wiesz na ten temat wszystko, nie czytaj dalej, szkoda twojego czasu.

1.INFORMACJE DLA KUPUJĄCYCH MASZYNY

Na decyzję wyboru maszyny wpływ ma wiele czynników. Aby nie popełnić błędu, spróbujcie odpowiedzieć sobie na pytanie, czego tak naprawdę oczekujecie. Przeanalizujcie konstrukcje dotychczas wykonane z uwzględnieniem największych uciążliwości przy ich produkcji, oraz to co przyszłości chcielibyście robić, jeśli taką maszynę kupicie. Obrabiarka CNC ma nie tylko zastąpić pracownika, który ręcznie frezuje stopnie, policzki, poręcze i słupki, jej rolą jest perfekcyjne wykonanie zarówno tych czynności, jak i wykonanie nawiertów dla elementów połączeniowych.

Wbrew pozorom, są to bardzo ważne detale, które jednoznacznie pozycjonują wykonane elementy względem siebie, co w konsekwencji zdecydowanie upraszcza i skraca montaż elementów w całość konstrukcji. Nie trzeba mierzyć w projekcie punktu mocowania poręczy do słupka, nie trzeba dopasowywać długości tralek.

Zamiennikiem pracownika z frezarką ręczną jest maszyna 3-osiowa. Niestety profile poręczy, otwory na tralki, oraz każda inna obróbka wymagająca obracającego się wrzeciona jest na niej niemożliwa.

Z powyższych wynika, że do współczesnych konstrukcji schodów potrzebna jest maszyna mająca co najmniej 4 osie sterowane. Przy tym rozwiązaniu, musimy się pogodzić z brakiem możliwości wykonania krzywulców CS (poręczowych) jak i brakiem wykonania otworów tralek i elementów połączeniowych przy krzywulcach typu „koryto”, zaś jakość powierzchni tych ostatnich zdecydowanie odbiega od wykonanych na maszynie 5_osiowej. Ponadto krzywulce koryta mają odcięty kontur w obróbce 3_osiowej, czyli wszystkie nachylone i krzywoliniowe powierzchnie wymagają ręcznego dopasowania.

Maszyna 5-osiowa jest zdecydowanie dyspozycyjniejsza. Przy jej zastosowaniu wykonamy praktycznie wszystkie elementy schodów, łącznie z krzywulcami policzków i poręczy.

Wybór jest o tyle trudny, że na decyzję zakupu niebagatelny wpływ ma cena maszyny. Ilość sterowanych osi jest niestety cenotwórcza.

- ZAKRESY PRACY OSI

Cenotwórcze również śą wymiary i typ stołu roboczego. Należy przeanalizować, jakiej długości stół ( ruch w osi poziomej wzdłużnej – zwykle oś X) jest nam niezbędnie potrzebny. Myślę, że długość ok. 4-4.5m zaspokaja obróbkę 99% elementów, a inwestowanie w maszynę o większych parametrach wydaje się bezzasadne. Szerokość obróbcza (zwykle oś Y ) stołu najczęściej zaspakaja nasze oczekiwania. Współczesne maszyny mają szerokość roboczą ok. 1,2-1,6m. Należy pamiętać, że przy schodach zadowalającą szerokością jest 0,8-1,2m.

Wysokość ( oś Z ) dla maszyn 5-osiowych powinna zapewnić obróbkę bloków – półfabrykatów krzywulców CS. W przybliżeniu można przyjąć, że jest to suma wysokości półfabrykatu, długości najdłuższego narzędzia służącego do jego obróbki i odległości bezpiecznej przejazdu ( odległość w jakiej narzędzie omija półfabrykat).

W praktyce jest to ruch w zakresie ok. 450mm.

Do produkcji elementów jednostkowych, o zróżnicowanych wymiarach zdecydowanie korzystniej wypada stół z przesuwnymi belkami. Przezbrojenie mocowań na tego typu stole jest dużo szybsze niż w stole rastrowym. Dodatkową zaletą są wolne przestrzenie między belkami, co ułatwia bieżące oczyszczanie stanowiska z powstających odpadów produkcyjnych.

- KONSTRUKCJA SUPORTU MASZYNY

Na rynku funkcjonują maszyny o konstrukcji wysięgnikowej i bramowej.
Suport poruszający się wzdłuż stołu ( zwykle oś X ) w maszynie wysięgnikowej podparty jest z jednej (tylnej)s trony stołu, w maszynie bramowej – od strony tylnej i przedniej. Z założenia, można przyjąć, że maszyny bramowe mają sztywniejsze suporty od wysięgnikowych. Trudno jest jednoznacznie określić, która z tych konstrukcji jest lepsza – przydatniejsza w praktyce. Maszyny wysięgnikowe wyposażone w niewielką osłonę bezpieczeństwa mają praktycznie nieograniczony dostęp do powierzchni stołu. Wadą użytkową maszyn bramowych zawsze, a wysięgnikowych z dużymi osłonami, jest utrudnione ułożenie materiału długiego. Osłony znacznie ograniczają dostęp do obszaru roboczego maszyny. Przy dużej ilości elementów długich możemy zdecydować się na zakup maszyny o dłuższym stole, takim, aby suport w pozycji parkowania udostępnił nam żądaną powierzchnię. Przy niewielkim udziale takich elementów, można pogodzić się z tą niedogodnością.
Nie bez znaczenia jest wpływ dużej masy osłony w maszynach wysięgnikowych, na zachowanie wysięgnika, szczególnie przy dynamicznych ruchach maszyny wzdłuż osi stołu. Zaletą dużych osłon, jest to, że podczas pracy możliwy jest dostęp do maszyny, np. w celu odrzucenia niewygodnego odpadu, lub oceny pracy narzędzia. Małe osłony, wymagają stosowania stref bezpieczeństwa, które podczas realizacji programu praktycznie uniemożliwiają podejście do maszyny. Przy tego typu rozwiązaniu operator, widząc źle ułożony odpad, musi zdecydować o przerwaniu realizacji programu, a po usunięciu zagrożenia, uruchomieniu programu powtórnie.
Z uwagi na bezpieczeństwo obsługi, opowiadam się za maszynami z dużymi osłonami, jeśli zaś mówimy o konstrukcji, każda z nich daje możliwość produkowania dobrego wyrobu.
W praktyce spotkałem się z obydwoma typami konstrukcji. Myślę, że mówiąc o ich wadach i zaletach, sprzedawcy przejaskrawiają je, w celu przekonania kupującego do oferowanego produktu. Zapytajcie użytkowników maszyn pracujących na rynku. Niewielu wprawdzie potrafi przyznać, że przeinwestowali kupując wielką maszynę, „która może wszystko”, ale ich uwagi na temat przygotowania maszyny do produkcji, jej wyposażenia, użytkowania i wreszcie serwisu, będą dla Was źródłem cennych informacji.

- DOBÓR ELEKTROWRZECIONA

Bardzo wiele wątpliwości wzbudza dobór mocy wrzeciona.

I tu, chciałbym odwołać się do waszych doświadczeń. Myślę, że nie wzbudzi sprzeciwu moje stwierdzenie, że maszyny stacjonarne np. piła stolikowa czy frezarka dolnowrzecionowa powinny mieć silniki o mocy w przedziale 5-7 kW. Jeśli planujecie używanie w swej maszynie CNC piły do rozkroju i frezów do profilowania, przyjmijcie jako odniesienie moce silników stosowanych w tych maszynach.

Narzędzia, które używane są do obróbki na maszynach CNC powinny mieć właściwie dobrane prędkości skrawania, czyli w praktyce głównie przenosi się to na obroty wrzeciona. Obroty narzędzia nie mogą przekraczać dopuszczalnych przez producenta narzędzi, co jest raczej ogólnie jasne, nie mogą też przekraczać obrotów dopuszczalnych przez producenta maszyny, a to wymaga paru słów komentarza.

Narzędzia we wrzecionie utrzymywane jest w pozycji zamocowanej w uchwycie stożkowym za pomocą sprężyny ( konstrukcja sprężyny nie jest istotna ). Taki mechaniczny sposób trzymania narzędzia musi gwarantować jego bezpieczną pracę. Logiczną tego konsekwencją jest wpływ długości i średnicy narzędzia na dopuszczalne jego obroty.

O ile obroty frezów palcowych nie stanowią większego problemu, o tyle obroty głowic frezujących i pił należy dobrać w oparciu o zalecenia producenta maszyny.

Dla przykładu: *

narzedzie o średnicy 90mm

• długość 110mm obroty 15000
• długość 170mm obroty 8700
• długość 220mm obroty 6000

narzedzie o średnicy 120mm

• długość 110mm obroty 12600
• długość 170mm obroty 6500
• długość 220mm obroty 4700

*- powyższe dane dotyczą konkretnej maszyny, w innych maszynach mogą odbiegać od przedstawionych powyżej

Narzędzia do profilowania poręczy mają długość od 170-200mm i średnicę zewnętrzna ok. 95-100mm. Głowice do obróbki profili drzwi wewnętrznych, mają długość ok. 150mm i średnicę ok. 110-120mm. Z powyższych zaleceń wynika, że obroty użytkowe dla tego typu narzędzi ustawimy na 7000-8000 obr/min. W przypadku piły, jeśli przyjmiemy prędkośc skrawania 70m/s przy średnicy piły 300mm uzyskamy ok. 4500 obr/min. Tak oszacowane prędkości obrotowe narzędzi, pozwalają nam określić właściwą moc elektrowrzeciona maszyny.

Mówiąc o mocy wrzeciona, pamiętajmy, że rozmawiamy o mocy znamionowej, Zwykle wrzeciona uzyskują ją przy prędkości obrotowej ok. 12000 1/min. Moc wrzeciona pozostaje stała po przekroczeniu tych obrotów, maleje zaś proporcjonalnie przy ich zmniejszaniu.

Przedstawiony rysunek ma charakter poglądowy. W celu precyzyjnego określenia mocy użytkowej wrzeciona, w zakresie interesujących nas prędkości obrotowych, należy tego typu analizę przeprowadzić na podstawie dokumentacji maszyny dostarczonej przez producenta. Niemniej na podstawie tego rysunku, jeśli przyjmiemy, że wrzeciono ma moc 7kW, jego moc przy obróbce „OMEGĄ” wyniesie ok. 4,7kW, przy głowicy profila drzwiowego ok. 4kW, zaś przy cięciu piłą 2,7kW. Wnioski wyciągnijcie sami. Po tym może przydługim wywodzie, chciałbym zasugerować, aby pracując w litym, grubym materiale stosować elektrowrzeciona o mocy znamionowej w przedziale 12-15kW.

...

więcej na www.profi.schody.pl

a jeszcze szerzej na www.eande.com.pl