6 Komponenten einer CNC-Fräsmaschine

Werkzeugmaschinen mit der Fähigkeit zur Transformation werden zur Norm, selbst in der Heimwerkstatt. CNC-Fräsmaschinen sind rotierende Werkzeugmaschinen, die durch G-Code gesteuert werden. Für eine Vielzahl von Bohrmaschinen, Oberfräsen und Fräsern sind drehzahlgeregelte Elektroantriebe erhältlich. Typischerweise wird das Werkstück auf einem stationären Tisch auf der Oberfräse selbst befestigt. Einige CNC-Maschinen verfügen jedoch über Tische, die in der X-, Y- und Z-Achse bewegt werden können, damit das Werkzeug die Arbeit übernehmen kann. In diesem Artikel besprechen wir die sechs Teile von a CNC-Fräser, das Zubehör und wie man es erkennt.

1.Was ist eine CNC-Fräsmaschine?

2. Sechs Komponenten einer CNC-Fräsmaschine

3. Wie erkennt man CNC-Fräsmaschinenteile?

1.Was ist eine CNC-Fräsmaschine?

Eine CNC-Fräsmaschine ist eine automatisierte Werkzeugmaschine, die häufig zum Schneiden von 2D- und flachen 3D-Konturen aus weichen Materialien verwendet wird. Eine CNC-Fräsmaschine nutzt drei Bewegungsachsen, um ein rotierendes Werkzeug zu transportieren und Material in einem programmierten Muster abzutragen. Diese Bewegung wird durch G-Code-Punkt-zu-Punkt-Befehle gesteuert. Die Schneidwerkzeuge können (manuell oder automatisch) gewechselt werden, um Material in progressiven und im Allgemeinen kleineren Schnitttiefen zu entfernen und so eine höhere Genauigkeit und eine bessere Oberflächengüte zu gewährleisten.

2. Sechs Komponenten einer CNC-Fräsmaschine

(1) Rahmen (unterstützt die Maschine)

Es ist wichtig, dass der Rahmen einer CNC-Fräsmaschine so stabil wie möglich ist. Wenn die Position des Werkstücks oder Werkzeugs aufgrund der Biegung des Rahmens unsicher ist, wird die Genauigkeit stark beeinträchtigt. Die Folgen einer unzureichend steifen Struktur in einer Oberfräse variieren je nach Flexibilitätsgrad und umfassen: Rattern, Durchbiegung über die Brücke und Verschiebung in einer der Achsen.

(2) Tisch (Abfall- oder Schrottbrett)

Tische unterscheiden sich in ihrer Konstruktion und ihren Werkstückpositionierungssystemen. Am anpassungsfähigsten sind Tische mit Vakuum-Abzügen oder integrierten T-Nuten (oder beidem), sodass verschiedenste Werkstücke überall aufgespannt werden können. Aluminium-Strangpressstrukturen sind weit verbreitet und bieten gute Anpassungsfähigkeit, Steifigkeit und geringes Gewicht. Alternativ können eine Reihe robuster Materialien bearbeitet werden, um T-Nutentische mit Schlitzen in beiden Achsen zu erstellen, wodurch ein Schachbrettmuster aus Befestigungspunkten entsteht.

(3) Spindel (das Herzstück der CNC-Werkzeugmaschinen)

Die Spindel ist die kritischste Komponente eines CNC-Fräsmaschine. Bei den meisten Maschinen ist die Spindel in die Motorwelle integriert und auf Motorlagern angewiesen. Dabei handelt es sich um eine kostengünstige Bauweise, doch wenn die Motorlager nicht stabil genug sind, kann es zu vorzeitigen Verschleißproblemen kommen. Lose Lager bedeuten lose Werkzeuge, was zu einem Genauigkeitsverlust führen kann. Starre Lager erhöhen den Arbeitsaufwand und die Wärmeentwicklung bei der Bearbeitung. Schlechte Qualität oder verschlissene Lager können bei einem Schnelldrehwerkzeug viel Lärm verursachen.

(4) Führungsbahnen (Gleitführungen)

Führungsbahnen oder Schlitten sind die Bewegungsbahnen, die eine XYZ-Bewegung ermöglichen. Diese bestimmen (zusammen mit einem stabilen Rahmen und hochwertigen Schrauben) die Genauigkeit einer CNC-Fräsmaschine. Die gebräuchlichste Methode sind präzisionsgeschliffene Edelstahlstangen, auf denen Gleitbuchsen oder Kugelumlaufringe laufen. Für eine Achse benötigen Sie mindestens zwei dieser Stäbe – je weiter diese Stäbe voneinander entfernt sind, desto präziser erfolgt die Achsenbewegung. Gleitbuchsen sind kostengünstiger, Kugelumlaufbuchsen bewegen sich freier, sind aber teurer. Freie Bewegung bedeutet eine präzisere Positionierung. Teurere Maschinen verwenden in der Regel eine V-förmige Schiene mit gerillten, abgedichteten Kugelsitzen, die auf beiden Seiten der Schiene befestigt sind. Diese Schiene bietet die gleiche Steifigkeit, erfordert jedoch eine geringere Höhe, um die Bewegung aufrechtzuerhalten.

(5) Wellenantrieb (Drehbewegung umwandeln)

Ein Wellenantrieb wandelt die Leistung des Schrittmotors, der die Maschine antreibt, von einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung um. Kostengünstigere Maschinen verwenden zu diesem Zweck häufig Zahnriemen oder Zahnriemen, die bei sauberer Pflege sehr langlebig sind. Teurere Maschinen verfügen in der Regel über Kugelumlaufspindeln. Diese haben den Vorteil einer freieren Bewegung und einer geringeren Hysterese. Sie können jedoch die gleichen Verschmutzungs-/Verschleißprobleme aufweisen wie ähnliche Systeme im Gleitmodus, sodass Sauberkeit für die lange Lebensdauer der Maschine von entscheidender Bedeutung ist.

(6) CNC-Steuerung (führt G-Code aus)

Das Steuerrechnermodul ist das Gehirn aller CNC-Maschinen. Es empfängt den G-Code und setzt ihn in Bewegung um, indem es die Schrittmotoren und Spindelmotoren für jede Achse antreibt/steuert. Hierbei handelt es sich um komplexe I/O-Steuergeräte, die eine Reihe von Ausgängen steuern – von einfachen 3-Achsen- und Fräsergeschwindigkeiten bis hin zu 5-Achsen-, Kühlmittelpumpen, Motorkühlsystemen, automatischen Fräser-/Fräswechslern und mehr. CNC-Steuerungen sind typischerweise Einplatinencomputer. Sie bestehen aus einem Prozessor, Speicher, integrierten Selbstschutzmechanismen und einem Netzteil. CNC-Steuerungen sind darauf ausgelegt, vom Benutzer eingegebene G-Codes in präzise und wiederholbare Bewegungen umzusetzen, um komplexe Nettoformen aus Materialzuschnitten zu schneiden.

3. Wie erkennt man CNC-Fräsmaschinenteile?

CNC-Fräsmaschinenteile können anhand ihrer Lage erkannt werden. Der geschäftliche Teil einer Oberfräse ist ein Fräser/Fräser/Bohrer. Es stehen verschiedene Tools zur Verfügung, die zusammenfassend als Router bezeichnet werden. Das verwendete Werkzeug wird in einer Spannvorrichtung, oft auch Spannzange genannt, gehalten. Die Spannzange wird an der Spindel eines Motors befestigt. Bei einigen größeren Maschinen ist die Spannzange in einem separaten Lagersystem montiert, was die Kippfähigkeit des Werkzeugs verbessert. Der Motor selbst ist in der Regel vertikal montiert und sehr steif. Die Motor-/Fräser-Unterbaugruppe ist am Z-Achsen-Schlitten montiert, der wiederum am Y-Achsen-Schlitten montiert ist, der das Portal über dem Werkstück darstellt. Das Y-Achsen-Portal wird vom X-Achsen-Schlitten getragen, der sich entlang des Tisches bewegt. Die Motor-/Fräser-Unterbaugruppe ist auf einem starren Rahmen montiert, der starr ausgelegt ist. Alle drei Achsen umfassen: eine starre Rahmenbaugruppe, eine integrierte starre Schlittenbaugruppe und einen Riemen- oder Kugelumlaufspindelantrieb. Schließlich gibt es noch ein Bedienfeld/Steuerkasten, der die Antriebshardware, die Stromversorgung, den Motorcontroller und die Sensoren enthält. Viele Maschinen verfügen zusätzlich über ein kleines Handprogrammiergerät, das an die Steuerung angeschlossen wird.

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