CNC obráběcí stroje byly vytvořeny především za účelem zvýšení efektivity a přesnosti obrábění snížením nebo eliminací lidské fyzické práce. V době, kdy mzdové náklady rostou, je pochopitelná snaha o co největší produktivitu každého pracovníka. Pro majitele firem, kteří chtějí zvýšit své možnosti výroby a zvažují možnost nákupu CNC obráběcího stroje, je často základním kritériem při výběru stroje jeho cena. Neuvědomují si však, že se CNC stroje se dělí na profesionální a amatérské. 

Profesionální stroje umožňují generovat zisk, tedy vyrobit produkt, který lze prodat za částku převyšující náklady na jeho výrobu. Náklady na výrobu zahrnují cenu materiálu včetně odpadu, odpisy obráběcího stroje, elektrickou energii, obsluhu stroje, přípravu projektů a náklady na řezné nástroje.

Amatérské stroje nejsou schopny generovat zisk kvůli své konstrukci, použitým materiálům, schopnostem řídicího systému a účinnosti. Tyto stroje jsou většinou mnohonásobně levnější než stroje profesionální. Jsou skvělé pro zábavu, například pro modeláře vyrábějící modely letadel nebo lodí, kde tedy nezáleží na době zpracování.

Je třeba zdůraznit, že doba obrábění stejného detailu na profesionálním a amatérském stroji se neliší pouze o několik procent, profesionální stroje jsou několikanásobně rychlejší. V případě profesionálního stroje to umožňuje generovat nemalý zisk, při zpracování stejného obrobku na amatérském stroji mohou vznikat nemalé ztráty. To je způsobeno tím, že téměř všechny faktory zodpovědné za náklady na výrobu daného detailu závisí na době obrábění a na mezičasech, tedy na účinnosti obráběcího stroje.

Jak tedy rozeznat profesionální stroj od amatérského? Cena není vždy rozhodující. Některé firmy vyrábějí neprofesionální stroje, které zdaleka nejsou levné, ale uživatel platí především za značku. Existují také ​​stroje, které prodejci nabízejí jako profesionální, což má potenciálního zákazníka povzbudit ke koupi, profesionální jsou však pouze pro tyto prodejce. Abyste předešli situaci, kdy si pořídíte stroj, který nebude splňovat vaše očekávání, je třeba pečlivě zanalyzovat jeho skutečné možnosti.

1. Je dobré navštívit firmu, která stroj nabízí. Ideální je návštěva přímo u výrobce, který vám stroj předvede a zároveň zjistíte jak, za jakých podmínek a na jakém zařízení se tyto stroje vyrábí. Obchodní společnosti obvykle nabízejí možnost prohlédnout si stroj v provozu u jiného zákazníka, což je samozřejmě také dobrá varianta, nicméně v tomto případě se můžete rozpakovat chtít po majiteli, aby Vám ukázal všechny schopnosti a možnosti stroje. Při prohlídce stroje přímo u výrobce záleží na uskutečnění transakce oběma stranám, můžete proto být při prohlídce o něco náročnější. 
2. Při prohlídce stroje věnujte pozornost následujícím detailům: 

• • Profesionální stroj by měl být vyroben na bázi ocelové konstrukce obsahující co nejméně spojovacích prvků (šrouby, svorky, šrouby apod).
  • Mělo by se jednat o uzavřenou prostorovou konstrukci zajišťující vysokou tuhost celého stroje. Hliníkové profily spojené kroucenými prvky jsou často nestabilní, náchylné k deformaci během přepravy a může dojít ke ztrátě geometrie stroje. 
  • Ideální je, když je stroj sestaven z co nejmenšího počtu dílů, rám stroje je monolitický a nosník není odnímatelný. Výrobce tak sice musí mít k dispozici obrovské obráběcí stroje, které umožňují zpracování tak velkých prvků na jedno upnutí, ale jen tak má uživatel záruku, že si jeho stroj zachová správnou geometrii po mnoho let.
  • Všechny pohyblivé prvky by měly mít valivá ložiska namísto kluzných prvků, čímž bude zajištěna dlouholetá funkčnost bez nutnosti výměny opotřebených prvků.
  • Ložisko každé osy by mělo být alespoň na dvou vodítkách a čtyřech pojezdech. Konverze rotačního pohonu na lineární by měla být provedena pomocí kuličkových šroubů. Pohyblivý nosník musí být poháněn dvěma synchronizovanými kuličkovými šrouby, aby byla zachována kolmost os. V opačném případě bude mít nosník malou torzní tuhost.
  • Kuličkové šrouby, které jsou vystaveny přímému kontaktu s nečistotami, musí být chráněny krytem před prachem a třískami vznikajícími při zpracování. 
  • Stroj musí být dostatečně těžký. Pokud dokážeme stroj nadzvednout vlastní silou, rozhodně se nejedná o kvalitní zařízení. Váha kvalitních strojů se pohybuje v řádu tun. Výjimku tvoří stolní CNC stroje.
  • Co se týká pohonů, nejlepším řešením jsou digitální servopohony pracující v systému DPC (Direct Position Control), které se vyznačují vysokou přesností pohybu v dynamických stavech. To je velmi důležité, protože přesnost stroje je většinou udávána ve statických stavech, což neumožňuje posoudit skutečnou přesnost obrábění.

Stroje poháněné servomotory by měly dosahovat rychlosti 300 mm/s a vyšší. Krokové motory by se u profesionálních zařízení neměly používat, ale u lehčích strojů je to přijatelné, za předpokladu, že jsou dobře sladěny motory s ovladači a je použit systém tlumení rezonance. Ty by měly dosahovat rychlosti 100-150 mm/s.

• • Dobrý řídicí systém je polovina úspěchu. Vzhledem k rychlosti rozvoje tohoto segmentu trhu jsou dnes jen několik let staré stroje, které jsou ve výborném technickém stavu, nevhodné pro použití z důvodu zastaralého řídicího systému. Proto je velmi důležité, aby řídicí systém umožňoval následné upgrady a přizpůsobil se novým standardům. Dalším aspektem řídicího systému je jeho rychlost, tedy schopnost zpracovat určitý počet bloků programu za jednotku času. Rychlost řídicího systému je důležitá především u zpracování složitých tvarů skládajících se z velkého množství vektorů. 

V této situaci se stává důležitým další parametr řídicího systému - schopnost analyzovat více než jeden blok programu současně. Pokud analyzujeme několik tisíc vektorů dopředu během sekundy, jsme schopni upravit rychlosti v uzlech mezi vektory tak, že v případě malých úhlů mezi nimi je možné je urazit rychlostí větší než nula. Tento způsob fungování interpolátoru se nazývá "Dynamická vektorová analýza".

Další aspekt činnosti řídicího systému se také týká činnosti interpolátoru. Za prvé, PC není vhodný pro přímou interpolaci pohybů pro CNC stroje. PC nemá ve svých hardwarových prostředcích přesný časovač, který by mohl být časovou základnou pro interpolátor. Navíc většina operačních systémů, jako jsou Windows a Linux, nejsou real-time systémy, což znamená, že impulsy generované přímo počítačem, např. do portu tiskárny, mohou mít zpoždění nedefinovaného rozsahu. To znamená, že takto generované pohyby budou mít vždy velmi nízkou kvalitu (vibrace, kmitání, škubání), což je způsobeno nerovnoměrným generováním impulsů. Řešením tohoto problému je použití hardwarového interpolátoru běžícího na úplně jiném procesoru. Nejčastěji se jedná o velmi rychlé DSP procesory. V tomto případě PC slouží pouze jako uživatelské rozhraní, nikoliv jako interpolátor.

Aby komunikace mezi těmito dvěma částmi systému probíhala v reálném čase, musí být propojeny velmi rychlou datovou sběrnicí. Řešení jako sériový port, paralelní port nebo USB k tomu nejsou vhodná. Jedinou možností je Ethernet, obvykle na upravené transportní vrstvě.

Dobrý řídicí systém by měl také umožnit plynulou regulaci rychlosti posuvu stroje od nuly po nastavenou rychlost. Měl by také umožňovat automatické generování dráhy nástroje na základě výkresů ve formátu dxf atd., včetně korekce průměru nástroje, výběru dutin, detekce ostrůvků a vrtání otvorů. Je dobré, když systém dokáže zobrazit všechna data týkající se zpracování spolu s vizualizací postupu práce na obrazovce v reálném čase.

Pokud se chcete dozvědět co nejvíce o možnostech daného stroje, nejlepší cestou je provést testovací obrábění, které vám zodpoví většinu otázek. Ideální je vyzkoušet několik geometrických obrazců - čtverec, trojúhelník, kruh a elipsu o velikosti 100 mm a tloušťce 5-8 mm, s rychlostí minimálně 50 mm/s, z materiálů minimálně tak tvrdých jako ty, které chcete na stroji zpracovat.

• U čtverce zkontrolujte rohy, které by měly být rovné a ostré. Neměly by být zaoblené a nemělo by být patrné žádné zvlnění. Při kontrole odpadního materiálu zkontrolujte, zda nůž nezajel příliš daleko. Tyto nedokonalosti svědčí o nedostatečné tuhosti stroje. 
  • Rozměr měřte v obou směrech pomocí elektronického posuvného měřítka. Pokud je odchylka do 0,03 mm v případě frézek nebo gravírovacích strojů a 0,05 mm v případě frézovacích plotrů, je výsledek uspokojivý. Rozdíl mezi těmito dvěma rozměry by však neměl přesáhnout 0,02 mm a 0,04 mm.
  • Při pohledu proti světlu byste mezi úhlovou lištou a čtvercem neměli vidět žádnou vůli. Můžete také vyříznout dva čtverce a spojit je tak, že se jeden otočí vzhůru nohama. V ideálním případě by se měly dokonale shodovat. Pokud ne, osy X,Y nejsou kolmé.
• V případě trojúhelníku věnujeme pozornost kromě rohů také šikmým stěnám, které vyžadují současný pohyb dvou os, což odráží kvalitu interpolace. Čím hrubší je povrch, tím hůře interpolátor a pohony fungují.
• Při obrábění kruhu dbáme především na provozní rychlost a případné vibrace, zasekávání a další jevy které mohou způsobit např. výrazné snížení rychlosti posuvu ve srovnání s řezáním čtverce. Pokud je kruh zpracováván pomaleji než čtverec, ačkoliv nastavená rychlost je stejná, znamená to, že systém nestíhá zpracovávat velké množství vektorů, nebo emuluje kruhovou interpolaci s nízkým rozlišením. To lze rozpoznat podle rovných ploch po obvodu kruhu. Měříme je elektronickým posuvným měřítkem pod různými úhly a kontrolujeme rozměry podobně jako u čtverce.
• U elipsy, dochází nejčastěji k problémům s rychlostí zpracování v řídicím systému. Při jejím zpracování proto dbáme především na rychlost a plynulost pohybu stroje.
• Potom se 10 mm frézou "naplánuje" plochu o rozměrech cca 100x100 mm svisle a vedle ní vodorovně tak, aby vzdálenost mezi po sobě jdoucími drahami byla 9 mm. Po zpracování zkontrolujete hladkost ošetřovaného povrchu. Pokud prstem cítíte schody, znamená to, že vřeteno není kolmé ke stolu.
• Dalším důležitým testem je zpracování razníku. Vyfrézujete razník ve tvaru krychle o rozměrech 40x40x40 mm tak, aby fréza prováděla následující čtverce spuštěním další vrstvy o 1 mm dolů. Poté jsou změřeny rozměry pomocí elektronického posuvného měřítka v obou směrech v blízkosti povrchu a v blízkosti základny. Pokud se horní a dolní rozměry liší o více než 0,03 mm, znamená to, že osa Z není kolmá k osám X a Y.

Pokud stroj projde všemi těmito testy, znamená to, že se jedná o perfektní stroj, který se vyplatí koupit.