CNC-Holzfräsmaschinen spielen eine wichtige Rolle bei der Holzbearbeitung, da sie Präzision und Genauigkeit bei der Herstellung einer Vielzahl von Materialien und Komponenten bieten. Sie werden verwendet, um detaillierte Komponenten, 3D-Formen und komplizierte Designs durch Schneiden und Formen von Holz zu erstellen. Kunststoffe, und andere Materialien. Sie können auch für verwendet werden Bohren, Fräsen, Kantenfügen und Gravieren. CNC-Holzfräser werden im Möbelbau, in der Tischlerei, bei Holzschnitzereien und Intarsienarbeiten eingesetzt. Sie werden auch bei der Herstellung von kundenspezifischen Teilen und Werkzeugen für die Holzbearbeitung und andere Fertigungsindustrien verwendet.
In diesem Artikel werden wir die Definition, Typen, Struktur und Überlegungen des CNC-Holzfräsers spezifizieren. Lesen wir weiter, um diese Antworten zu finden.
Was ist ein CNC-Holzfräser und wie funktioniert er?
Ähnlich wie jede andere CNC-Maschine ist ein CNC-Holzfräser ein Computer Numerically Controlled (CNC)-System, das verwendet wird Computer Software und Elektronik zum Antrieb eines mechanischen Systems. Dieses Setup ermöglicht eine höhere Grad der Genauigkeit und Präzision als ein manueller Bediener. Diese automatische Maschine führt intelligentes 2D-, 2,5D- und 3D-Schneiden, -Fräsen, -Bohren, -Nuten und -Schnitzen an Holzbearbeitungsplänen durch, um Tischler-, Schilder-, Modellbau-, Türen-, Holzkunst- und -handwerksarbeiten, Kleiderschränke, Möbel, Dekorationen usw mehr Ideen oder Projekte.
Der CNC-Holzfräser kann sich in drei Richtungen bewegen und schneiden, die allgemein als X-, Y- und Z-Richtung bezeichnet werden. Die X-Achse ist die längste der drei und verläuft von vorne nach hinten, die Y-Achse verläuft von links nach rechts und die Z-Achse verläuft nach oben und unten. Daher ist es hocheffizient, da es in nahezu perfekter Synchronisation in alle drei Richtungen arbeiten kann, wodurch komplexe Formen geschnitzt werden können.
Aufbau eines CNC-Holzfräsers
Lassen Sie uns einen Überblick über die Hauptteile dieser Maschinen geben und sehen, wie sie zusammenpassen, damit alles funktioniert. Das Bild unten zeigt die Hauptkomponenten eines gängigen CNC-Holzfräsers. Auch wenn es viele andere Komponenten und Add-Ons gibt, haben die meisten Router diese gemeinsamen Komponenten.
Die CNC-Steuerung und das Computersystem
Die CNC-Steuerung und das Computersystem fungieren als „Gehirn“ für diese Maschinen und geben den Motoren und dem Antriebssystem Anweisungen, in welche Richtung und wie weit sie sich bewegen sollen.
Der Benutzer beginnt mit der Eingabe eines digitalen Entwurfs, typischerweise in einer dxf-Zeichnung oder einem ähnlichen Format. Mittels CAM-Software wird das Design dann in umgewandelt Werkzeugwegcode, wie G-Code, der vom Computer verstanden wird. Dieser Code wird in ein digitales Signal umgewandelt, das an die CNC-Steuerung weitergeleitet und schließlich in verschiedene Spannungen und Ströme umgewandelt wird, die die mechanischen Antriebssysteme steuern.
Während die Benutzeroberfläche vom Typ und Hersteller abhängt, erfordert der allgemeine Prozess die Verwendung von digitalem Design und zusätzlicher Software, um Werkzeugwege für die zu verwendende Maschine zu erstellen.
Die Spindel
Die Spindel ist die für den Zerspanungsprozess zuständige Komponente der Maschine. Diese Frässpindel wird durch ihre Leistungsfähigkeit bestimmt – die Leistung wird in PS (englische Einheiten) und in Watt (SI-Einheiten) gemessen. Um den Schneidvorgang auszuführen, dreht die Spindel ein Schneidwerkzeug – normalerweise Fräser – mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Eine zum Schneiden von Holz, Kunststoffen und anderen weichen Materialien verwendete Spindel arbeitet normalerweise mit 8000 bis 30.000 Umdrehungen pro Minute, während Spindeln zum Schneiden von Metallen typischerweise zwischen 2000 und 10.000 Umdrehungen pro Minute arbeiten.
CNC-Holzfräser sind normalerweise in der Lage, Metalle zu schneiden, obwohl diese Fähigkeit normalerweise auf Nichteisenmetalle wie Aluminium beschränkt ist. Beim Schneiden von Metallen oder Verbundwerkstoffen auf Kohlenstoffbasis ist ein Kühlmittelsystem erforderlich, um das verwendete Material und Werkzeug zu kühlen. Zusätzlich kann die Spindel von der CNC-Steuerung gesteuert werden, die die Drehzahl basierend auf dem Material und der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine regelt. Andere Optionen für die Spindel können einen automatischen Werkzeugwechsler, einen Werkzeugsensor und einen Messtaster umfassen.
Das Schnittbett
Das Schneidbett ist eine notwendige Komponente in jedem Schneidprozess. Es wurde entwickelt, um das Material beim Schneiden sicher an Ort und Stelle zu halten. Es gibt verschiedene Arten von Schneidbetten, die beiden häufigsten sind die T-Nut und der Vakuumtisch.
Die oben abgebildete T-Nut ist ein vielseitiges Design, das fast jede Größe und Form von Material aufnehmen kann, aber es mangelt an Geschwindigkeit und Effizienz beim Einrichten. Der Vakuumtisch ist in vielen High-End-Modellen zu finden und eignet sich hervorragend für relativ flache Materialien wie Holz und Plattenmaterial. Es ist am effizientesten, wenn Sie mehrmals am Tag dasselbe Design schneiden.
Darüber hinaus gibt es Hybriddesigns, die sowohl das T-Nut- als auch das Vakuumdesign kombinieren. Unabhängig von der Art ist das Schneidbett für einen erfolgreichen Schneidprozess unerlässlich.
Die Linearantriebssysteme
Das CNC-Linearantriebssystem verwendet einen Motor, ein Linearlagersystem und eine Leitspindelbaugruppe, um die Spindeln in jeder Achse zu bewegen.
In CNC-Holzfräsmaschinen werden häufig zwei Arten von Motoren verwendet: Schrittmotoren und Servomotoren. Schrittmotoren sind eine wirtschaftliche Wahl und im Allgemeinen zuverlässig, bieten jedoch ein System mit offenem Regelkreis, während Servomotoren ein System mit geschlossenem Regelkreis bieten, bei dem sie ein Signal zurück an die Steuerung senden, das bestätigt, dass die Aufgabe abgeschlossen ist.
Geschlossene Regelkreissysteme sind typischerweise bei High-End-Modellen zu finden. Die Art des Motors bestimmt die Art der verwendeten Steuerung. Die Drehbewegung des Motors wird durch die Leitspindelanordnung, die mit der Linearlageranordnung gekoppelt ist, in eine Linearbewegung umgewandelt.
Unterschiedliche Konstruktionen verwenden unterschiedliche Systeme für diese Umwandlung, wie z. B. die Montage von Leitspindel und Mutter, die Montage von Kugelgewindetrieben und Muttern sowie die Montage von Zahnstangen und Ritzel. Jedes System hat seine eigenen Vor- und Nachteile, die in anderen Bereichen unserer Website weiter erforscht werden können.
Andere Eigenschaften
Ein CNC-Holzfräser verwendet typischerweise ein Gantry-Design, das aus einer Y-Achsen-Baugruppe besteht, die über dem Schneidbett aufgehängt ist und auf einer Linearlagerbaugruppe gleitet, um sich entlang der X-Achse zu bewegen. Die Basis der Maschine hält alles zusammen.
Zusammenfassung
Das Funktionsprinzip einer CNC-Fräse lässt sich einfach zusammenfassen: Befehle werden an die CNC-Steuerung gegeben, die die Motoren steuert, die das Linearantriebssystem drehen. Dieses System bewegt dann die Spindeln in drei Dimensionen und dreht die Schneidwerkzeuge schnell, um das zu schneidende Material zu schnitzen.
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Arten von CNC-Holzmaschinen
- Basierend auf der Achse
- 5-Achs-CNC-Maschinen für die Holzbearbeitung
- 4-Achsen-CNC Holzbearbeitungsmaschinen
- 4. Achse (Drehachse) CNC-Fräser für die Holzbearbeitung
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- 5×10 Tischplatten
- 6×12 Tischplatten
10 Tipps zur Verwendung des CNC-Holzfräsers
- Es ist besser, Feststellschrauben anstelle von Laschen zu verwenden, da es vielen Menschen schwer fällt, ein Gleichgewicht mit der Verwendung von genügend Feststellschrauben zu finden. Um das Material, das Sie herstellen, zu sichern, stellen Sie sicher, dass Sie vorher Löcher in das Abraumbrett bohren.
- Für optimale Ergebnisse ist es wichtig, die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend dem Durchgang anzupassen. Eine gute Vorschubgeschwindigkeit für Sperrholz beträgt 80 Zoll pro Minute bei einer Schnitttiefe von 0,4 Zoll.
- Um einen Schnitt in voller Tiefe zu gewährleisten, zielen Sie auf eine Schnitttiefe ab, die tiefer ist als die tatsächliche Materialstärke.
- Die Verwendung eines verlustfreien Designs durch die Platzierung von Komponenten so nah wie möglich kann Zeit und Geld sparen.
- Die Begrenzung der Schneidenanzahl sorgt dafür, dass große Späne entweichen können und genügend Platz zwischen den Schneiden vorhanden ist.
- Um die Drehzahl zu erhöhen, wird empfohlen, Fräser mit kleineren Durchmessern zu verwenden und ihre Größe um ¼ des tatsächlichen Durchmessers zu verringern.
- Vor dem Schneiden müssen Sie sicherstellen, dass sich die CNC in einem Quadrat befindet oder eine ordnungsgemäße Kalibrierung durchlaufen hat, um sicherzustellen, dass Eingabe und Ausgabe übereinstimmen.
- Sie müssen auch die geeignete Form des Bits wählen, da sie sowohl die Vorschubgeschwindigkeit als auch die Kante des Produkts beeinflusst. Kompressionsbohrer sind ideal, um eine allseitig glatte Oberfläche zu schaffen.
- Verwenden Sie bei der Bearbeitung des Materials den richtigen Schaftfräser, da es viele verschiedene Typen gibt.
- Für präzise und saubere Schnitte ist es wichtig, während der CAM-Phase verschiedene Schrupp- und Schlichtoperationen anzuwenden. Die Anfangsphase sorgt für einen breiten Schnitt, während die letzte Phase für eine saubere Kante sorgt.
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