Les routeurs à bois CNC jouent un rôle important dans les travaux de menuiserie car ils fournissent précision et exactitude dans la fabrication d'une large gamme de matériaux et de composants. Ils sont utilisés pour créer des composants détaillés, des formes 3D et des conceptions complexes en coupant et façonnant le bois, plastiques, et autre matériaux. Ils peuvent également être utilisés pour forage, détourage, assemblage des bords et gravure. Les routeurs à bois CNC sont utilisés dans la fabrication de meubles, l'ébénisterie, la sculpture sur bois et le travail d'incrustation. Ils sont également utilisés dans la production de pièces et d'outils personnalisés pour le travail du bois et d'autres industries manufacturières.
Dans cet article, nous préciserons la définition, les types, la structure et les considérations du routeur à bois CNC. Lisons plus loin pour trouver ces réponses.
Qu'est-ce qu'un routeur à bois CNC et comment fonctionne-t-il ?
Semblable à toute autre machine CNC, un routeur à bois CNC est un système à commande numérique par ordinateur (CNC) qui utilise logiciel et l'électronique pour piloter un système mécanique. Cette configuration permet une plus grande Degré de précision et de précision qu'un opérateur manuel. Cette machine automatique effectue des découpes, des fraisages, des perçages, des rainures et des sculptures intelligents en 2D, 2,5D et 3D sur des plans de travail du bois pour faire fonctionner l'ébénisterie, la fabrication d'enseignes, la modélisation, la fabrication de portes, l'artisanat du bois, l'armoire, les meubles, les décorations et plus d'idées ou de projets.
La toupie à bois CNC est capable de se déplacer et de couper dans trois directions généralement appelées directions X, Y et Z. L'axe X est le plus long des trois, allant d'avant en arrière, l'axe Y va de gauche à droite et l'axe Z va de haut en bas. Ainsi, il est très efficace car il peut travailler dans les trois directions en synchronisation presque parfaite, ce qui lui permet de sculpter des formes complexes.
Structure d'un routeur à bois CNC
Passons en revue les principales parties de ces machines et voyons comment elles s'emboîtent pour que tout fonctionne. L'image ci-dessous montre les principaux composants d'un routeur à bois CNC commun. Même s'il existe de nombreux autres composants et modules complémentaires, la plupart des routeurs ont ces composants communs.
Le contrôleur CNC et le système informatique
Le contrôleur CNC et le système informatique agissent comme le «cerveau» de ces machines, fournissant des instructions aux moteurs et au système d'entraînement sur la direction à suivre et la distance.
L'utilisateur commence par saisir une conception numérique, généralement dans un dessin dxf ou un format similaire. À l'aide d'un logiciel de FAO, la conception est ensuite convertie en code de chemin d'outil, comme le G-code, qui est compris par l'ordinateur. Ce code est transformé en un signal numérique qui est relayé au contrôleur CNC, et finalement converti en tensions et courants variés qui gèrent les systèmes d'entraînement mécaniques.
Alors que l'interface utilisateur dépend du type et du fabricant, le processus général nécessite l'utilisation d'une conception numérique et de logiciels supplémentaires pour créer des parcours d'outils que la machine peut utiliser.
La broche
La broche est le composant de la machine responsable du processus de coupe. Cette broche de routeur est déterminée par sa capacité de puissance - la puissance est mesurée en chevaux (unités anglaises) et en watts (unités SI). Pour effectuer le processus de coupe, la broche fait tourner un outil de coupe - généralement des fraises de toupie - à des vitesses variables. Une broche utilisée pour couper du bois, des plastiques et d'autres matériaux souples fonctionnera généralement à 8 000 à 30 000 tours par minute, tandis que les broches conçues pour couper des métaux fonctionnent généralement entre 2 000 et 10 000 tr/min.
Les routeurs à bois CNC sont généralement capables de couper des métaux, bien que cette capacité soit généralement limitée aux métaux non ferreux tels que l'aluminium. Lors de la coupe de métaux ou de composites à base de carbone, un système de refroidissement est nécessaire pour refroidir le matériau et l'outil utilisés. De plus, la broche peut être contrôlée par le contrôleur CNC, qui régule le régime en fonction du matériau et de la vitesse d'alimentation de la machine. D'autres options pour la broche peuvent inclure un changeur d'outil automatique, un capteur d'outil et une sonde tactile.
Le lit de coupe
Le lit de coupe est un composant nécessaire dans tout processus de coupe. Il est conçu pour maintenir solidement le matériau en place pendant la coupe. Différents types de lits de coupe peuvent être trouvés, les deux plus courants étant la rainure en T et la table à vide.
La fente en T, illustrée ci-dessus, est une conception polyvalente qui peut contenir presque toutes les tailles et formes de matériaux, mais manque de vitesse et d'efficacité dans la configuration. La table à vide se trouve dans de nombreux modèles haut de gamme et est idéale pour les matériaux relativement plats tels que le bois et les matériaux en feuille. Il est plus efficace lors de la découpe du même motif plusieurs fois par jour.
De plus, il existe des conceptions hybrides combinant à la fois les conceptions à fente en T et à vide. Quel que soit le type, le lit de coupe est essentiel pour un processus de coupe réussi.
Les systèmes d'entraînement linéaire
Le système d'entraînement linéaire CNC utilise un moteur, un système de roulement linéaire et un ensemble de vis-mère pour déplacer les broches dans chaque axe.
Deux types de moteurs sont souvent utilisés dans les défonceuses à bois CNC : les moteurs pas à pas et les servomoteurs. Les moteurs pas à pas sont un choix économique et sont généralement fiables mais offrent un système en boucle ouverte, tandis que les servomoteurs offrent un système en boucle fermée où ils renvoient un signal au contrôleur confirmant que la tâche est terminée.
Les systèmes en boucle fermée se trouvent généralement sur les modèles haut de gamme. Le type de moteur dicte le type de contrôleur utilisé. Le mouvement de rotation du moteur est converti en mouvement linéaire par l'ensemble de vis-mère qui est couplé à l'ensemble de palier linéaire.
Différentes conceptions utilisent différents systèmes pour cette conversion, tels que l'assemblage de vis-mère et d'écrou, l'assemblage de vis à billes et d'écrou et l'assemblage de crémaillère et de pignon. Chaque système a ses propres avantages et inconvénients, qui peuvent être étudiés plus en détail dans d'autres sections de notre site Web.
Autres caractéristiques
Un routeur à bois CNC utilise généralement une conception de style portique qui consiste en un ensemble d'axe Y suspendu au-dessus du lit de coupe, glissant sur un ensemble de roulement linéaire pour se déplacer le long de l'axe X. La base de la machine tient tout ensemble.
Sommaire
Le principe de fonctionnement d'un routeur CNC peut être résumé simplement: les commandes sont données au contrôleur CNC, qui contrôle les moteurs qui font tourner le système d'entraînement linéaire. Ce système déplace ensuite les broches en trois dimensions, faisant tourner rapidement les outils de coupe pour sculpter le matériau à couper.
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10 conseils pour utiliser le routeur à bois CNC
- Il est préférable d'utiliser des vis de fixation plutôt que des languettes, car de nombreuses personnes ont du mal à trouver un équilibre en utilisant suffisamment de vis de fixation. Pour sécuriser le matériau que vous fabriquez, assurez-vous de créer des trous sur le panneau de déblais au préalable.
- Il est important d'ajuster l'avance en fonction du passage pour des résultats optimaux. Une bonne vitesse d'alimentation pour le contreplaqué est de 80 pouces par minute, avec une profondeur de coupe de 0,4 pouce.
- Pour garantir une profondeur de coupe complète, ciblez une profondeur de coupe supérieure à l'épaisseur réelle du matériau.
- L'utilisation d'une conception sans perte en plaçant les composants aussi proches que possible peut économiser du temps et de l'argent.
- La limitation du nombre de goujures garantit que les gros copeaux peuvent s'échapper et qu'il y a suffisamment d'espace entre les arêtes de coupe.
- Pour augmenter le régime, il est recommandé d'utiliser des fraises de plus petit diamètre, en réduisant leur taille de ¼ du diamètre réel.
- Avant de couper, vous devez vous assurer que la CNC est dans un carré ou a subi un étalonnage approprié afin de garantir que l'entrée et la sortie correspondent.
- Vous devez également choisir la forme appropriée du foret car elle affecte à la fois la vitesse d'alimentation et le bord du produit. Les mèches de compression sont idéales pour créer une surface lisse sur tous les côtés.
- Lors de l'usinage du matériau, utilisez la bonne fraise en bout car il existe de nombreux types différents disponibles.
- Pour des coupes précises et nettes, il est important d'utiliser différentes opérations d'ébauche et de finition lors de l'étape CAM. L'étape initiale assurera une coupe large, tandis que l'étape finale assurera un bord net.
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