Egal, ob Sie eine professionelle berufsmäßige Maschine oder eine für Ihr Hobby brauchen – es ist immer unangenehm, Ihr hart verdientes Geld zu verlieren. Vor allem, wenn Sie ein Geschäft, viele dringende Aufträge und eine Über-Nacht-Produktion haben und die neu gekaufte Maschine das Herz und Zentrum Ihres Produktionsuniversums ist, steht die Fräse aufgrund eines plötzlichen Bruchs plötzlich für drei Tage still.
Es ist wichtig, eine hochwertige CNC Fräsmaschine zur Vermeidung solcher Probleme zu kaufen. In diesem Artikel wird alles über die Auswahl einer Fräse in einer verständlichen Sprache beschrieben
Lesen Sie diesen Artikel bis zum Ende durch und Sie werden das Thema genauso gut verstehen wie die Techniker.
INHALT
- Was ist bei der Auswahl am wichtigsten?
- Konstruktionsmerkmale einer hochwertigen CNC Fräse für Holz
Gestell einer CNC Fräsmaschine
Warum ist ein Maschinenportal CNC Fräse wichtig?
Wie wähle ich die Spindel einer CNC Fräsmaschine aus?
Getriebetechnische und dynamische Komponenten der CNC Fräsmaschine: Motoren, Getriebe, Führungen - Top CNC Fräse Maschinen
- Was beeinflusst die Benutzerfreundlichkeit einer CNC Fräse für Holz?
Software für CNC Fräsmaschine
Steuerung der CNC Fräsmaschine
Arbeitsbereich der CNC Fräsmaschine
Zentralschmierung
Werkzeug-Sensor
Luftabsaugung
Kühlschmiermittel
Anforderungen an das Lieferunternehmen der CNC Fräsmaschine - Fazit
Was ist bei der Auswahl am wichtigsten?
Nach Umfragen unserer Kunden in einer CNC Fräse sind Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit sowie das Endergebnis der Arbeit von hoher Qualität die Hauptsache.
Die Arbeitsgeschwindigkeit kann mit dem wirtschaftlichen Nutzen gleichgesetzt werden. Je mehr Produkte die Maschine pro Zeiteinheit produziert, desto schneller zahlt sie sich aus.
Die Zuverlässigkeit ist auch direkt mit dem Gewinn verbunden - je länger die Maschine hält und je weniger sie während des Betriebs ausfällt, desto profitabler ist sie. Jeder Ausfall bedeutet einen Produktionsstillstand und Geldverlust sowie ein Reputationsrisiko, wenn Sie die Lieferfristen an die Kunden nicht einhalten.
Wenn wir über die Maschinenqualität sprechen, wird sie durch die Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit bestimmt. Lassen Sie uns diese Konzepte klären.
Je höher die Wiederholbarkeit und Positioniergenauigkeit, desto höher ist die Wiederholbarkeit und Genauigkeit des hergestellten Produkts.
Positioniergenauigkeit der CNC Fräse für Holz
Jeder Punkt auf dem Maschinenarbeitsfeld hat seine eigenen Koordinaten. Die Positioniergenauigkeit bedeutet, dass die Ist-Koordinate, zu der die Maschine tatsächlich angekommen ist, mit der im Programm festgelegten Koordinate übereinstimmt.
Wiederholbarkeit
Wenn wir die Maschine von verschiedenen Punkten des Arbeitsfeldes aus in die gleiche Koordinate führen, erhalten wir jedes Mal ein etwas anderes Ergebnis. Dies ist bei allen CNC Fräsmaschinen für Holz aufgrund mechanischer Fehler unvermeidlich. Aber eine gute Maschine hat einen niedrigen Positionierungsfehler.
Die Bearbeitungsgenauigkeit von Wattsan-Holzfräsmaschinen beträgt 0,05-0,01 mm.
Die Ingenieure im Werk überprüfen und konfigurieren CNC Fräsmaschinen vor dem Versand an unsere Kunden mit dem Renishaw Ballbar-System, einer hochpräzisen Ausrüstung, die Wiederholbarkeit, Positioniergenauigkeit und andere Betriebsparameter der Maschine analysiert.
Worauf hängen die Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Qualität einer CNC Holzfräse ab?
Alle oben genannten Eigenschaften hängen von den Komponenten und den Grundbestandteilen der Maschine ab:
- Gestell und Portal,
- Spindel und ihre Parameter,
- Getriebetechnische und dynamische Komponenten: Motoren, Getriebe, Führungen.
Alle Komponenten sind miteinander verbunden und ihre korrekte Auswahl in der Maschinendesignphase beeinflusst wesentlich die Lebensdauer, die Erhaltung der Genauigkeitswerte und der Qualität der herzustellenden Produkte während der Lebensdauer.
Wenn die Komponenten einer Holzfräsmaschine nicht richtig ausgewählt sind und nicht dem Belastungsniveau entsprechen, kann die Produktqualität im Laufe der Zeit nachlassen oder, was noch schlimmer ist, fällt eine der Maschinenkomponenten aus.
Seit mehr als 20 Jahren entwickelt, testet und vervollkommnet Wattsan seine CNC Fräsmaschinen. Wir verstehen, wie wichtig jedes Element der Maschine ist, wie die Steifigkeit und die Ausführungsqualität von Gestell und Portal die Genauigkeit beeinflussen und warum die Gleichmittigkeit und die senkrechte Ausrichtung der Führungsachsen zu beachten und ihre Genauigkeitsklasse für die erwarteten zulässigen Belastungen auszuwählen sind.
Jetzt werden wir über die qualitativen Eigenschaften jeder Haupteinheit der Maschine sprechen, die die Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Qualität der Arbeit beeinflussen. Und danach werden wir über andere Faktoren sprechen, die die Benutzerfreundlichkeit stark beeinflussen:
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Steuerung und Software,
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DSP-Controller,
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Abmessungen und Merkmale des Arbeitstisches,
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Zentralschmierung,
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Werkzeug-Sensor,
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Luft-Absaugung,
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Kühlschmiermittel,
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Unterstützung, Service und andere Anforderungen an das Lieferunternehmen.
Dies wird unabhängig von der Maschinenauswahl wissenswert sein.
Also gehen wir zurück zu den konstruktiven Merkmalen. Die Basis, der Körper einer Fräse ist ihr Gestell.
Top CNC Fräse Maschinen
Wattsan 0609 Mini
Die beste Maschine für den Start Ihres Unternehmens oder für ein Hobby. Geeignet zur Herstellung von Schneidebrettern, Reliefplatten, Designelementen, Kleinmöbeln und Kinderspielzeug.
Es nimmt wenig Platz ein, die Spindelleistung beträgt 1,5 kW, die Größe des Arbeitsbereichs beträgt 600 x 900 mm, die Kosten betragen ca. 3 600 €, prüfen Sie den aktuellen Preis hier
Wattsan A1 1325
Leichte Maschine auf Profi-Niveau. Die Größe des Arbeitsbereichs beträgt 1300 x 2500 mm. Es ermöglicht die Herstellung großer Produkte wie Türen, Fassaden, Möbelelemente und Werbestrukturen.
Mit der 3,2-kW-Spindel fräsen Sie souverän alle Holzwerkstoffe und diverse Kunststoffe.
Die Kosten für diese Maschine betragen ca. 7 320 €, überprüfen Sie den aktuellen Preis hier
Wattsan M1 2040
Eine Großformatmaschine für den Großbetrieb. Wir haben eine Reihe von M1-Maschinen speziell für schwere Belastungen rund um die Uhr entwickelt.
Wattsan M1 2040 hat ein verstärktes vollverschweißtes Gehäuse mit einer Querschnittsdicke von 10 mm, ein Portal mit erhöhter Steifigkeit ermöglicht den gleichzeitigen Einsatz von bis zu 12 Spindeln, Planetengetriebe sind an der Maschine installiert, der Portalabstand ist 300mm.
Der Arbeitsbereich beträgt 2000 x 4000 mm. ermöglicht Ihnen die Verwendung eines einzelnen Bogens aus fast jedem Standardmaterial ohne Vorschneiden.
Die 6-kW-Spindel schneidet nicht nur alle Kunststoffe, Holzwerkstoffe und Massivholzarten, sondern auch weiche Metalle.
Der Preis der Maschine beträgt ca. 14 380 €, prüfen Sie den aktuellen Preis hier
Wattsan M3 1325
Eine Maschine mit automatischem Werkzeugwechsel für eine unterbrechungsfreie Fertigung. Es verfügt über 8 Kassetten für auswechselbare Werkzeuge.
Die Größe des Arbeitsbereichs beträgt 1300 x 2500 mm, die Spindelleistung beträgt 7,5 kW, Servomotoren mit Planetengetriebe, Steuerzahnstange Syntec 6MA.
Preis auf anfrage.
Die Konstruktionsmerkmale einer guten CNC Fräse
Was sollte das richtige Gestell einer CNC Holzfräse sein?
Das Maschinengestell sollte so robust und stabil wie möglich sein, da die Fräse bei Bearbeitung auf einen hohen Materialwiderstand stößt, und dies zusammen mit der Arbeit von Motoren und Spindel Vibrationen erzeugt, die sich negativ auf die Arbeitsqualität und die Lebensdauer der Maschine auswirken können.
Je weniger Vibrationen, desto höher ist die Arbeitsgenauigkeit und Wiederholbarkeit.
Um die Genauigkeit zu erhalten, wird jedes Gestell der Wattsan-Maschinen in einem speziellen Ofen geglüht und angelassen, um Metall zu entspannen. Ohne Einhaltung dieser Technologie kann sich das Gestell aufgrund mechanischer Belastungen im Laufe der Zeit verformen und die Maschine verliert die Ausrichtung und Senkrechte der Führungsachsen und ihrer gesamten Konstruktion.
Gusseisen- oder geschweißtes Gestell für eine Holzfräse - was soll ich wählen?
Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Rahmenkonstruktionen auf dem Markt: Rahmen aus Gusseisen und geschweißte Rahmen. Heute können wir sagen, dass Gusseisen der Vergangenheit angehört hat, da geschweißte Strukturen den Gusseisenkonstruktionen in der Qualität nicht nachstehen und sie in einigen Aspekten sogar übertreffen. Um so mehr, die Fertigung eines gusseisernen Gestells erfordert je nach Wandstärke eine Veraltung bei bestimmten Temperaturen manchmal bis zu 3 Jahre.
Das Gestell der Wattsan-Maschinen ist aus rechteckigen Stahlrohren und Blechen mit zusätzlichen Steifigkeitsrippen geschweißt. Die Wandstärke des Gestells beträgt je nach Maschinenmodell zwischen 6 und 10 mm. Diese Konstruktion gleicht Vibrationen aus und garantiert, dass die Maschinengeometrie über 10 Jahre erhalten bleibt.
Achten Sie auf Schwingungsdämpfungsfüße, sie müssen unbedingt an der CNC Fräse vorhanden sein, da sie Vibrationen noch zusätzlich dämpfen.
Warum ist ein Maschinenportal einer CNC Fräse wichtig?
Das Portal bewegt sich in der Y-Achse entlang des gesamten Maschinenkörpers und darauf befindet sich eine Spindel, die sich entlang der X-Achse bewegt. Daher hängt die Betriebsqualität der gesamten Maschine weitgehend von der Qualität des Portals ab.
Das Portal einer CNC Fräsmaschine darf aufgrund des hohen Spindelgewichts und vor allem der starken seitlichen Belastungen während des Betriebs keinesfalls aus Aluminium gefertigt sein. Ein Aluminiumportal kann diese Belastungen einfach nicht aushalten.
Dank langjähriger Erfahrung haben die Ingenieure von Wattsan ein optimales Portaldesign erzielt. Wir haben verstanden, in welchen Aspekten die Konstruktion vereinfacht werden kann und wo maximale Steifigkeit und Zuverlässigkeit erforderlich sind. Zum Beispiel haben wir die seitlichen Portalständer und die Montageplatte der Spindel verstärkt.
Ein robustes Portal wirkt sich nicht nur auf die Genauigkeit aus, sondern ermöglicht es Ihnen auch, bei Bedarf eine stärkere Spindel in die Maschine einzubauen.
Die Wattsan-Maschinen der M1-Serie sind mit mehreren Spindeln für die Beschleunigung der Serienfertigung gleichzeitig ausrüstbar. Diese Portale sind für eine maximale Anzahl von 12 Spindeln pro Portal ausgelegt.
Wie wähle ich die Spindel einer CNC Fräsmaschine?
Wenn das Gestell der Fräsmaschinenkörper ist, dann ist die Spindel ihr Herz. Die Spindel befindet sich auf dem Portal und besteht aus einem Motor mit einer Spannzange, die das Bearbeitungswerkzeug einspannt.
Die Spindelbewegung von links nach rechts auf dem Portal wird als X-Achse betrachtet, und die Bewegung des Portals selbst mit der Spindel entlang des Maschinenkörpers ist die Y-Achse. Auch die Spindel bewegt sich während des Betriebs entlang der Z-Achse nach oben und unten.
Die Hauptaufgabe der Spindel besteht darin, das Drehmoment an dieses Werkzeug zu übertragen, das Schicht für Schicht das Material schneidet und sich um seine Achse dreht.
Wie viel Material und mit welcher Geschwindigkeit die Maschine in einem Durchgang schneiden kann, hängt direkt von den Spindelparametern und dem gewählten Werkzeug ab.
Grundbegriffe
- Leistungsfähigkeit – ist die von der Spindel verbrauchte Ist-Energie in Watt
- Umdrehungen pro Minute - die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs wird als "rpm" bezeichnet,
- Vorschub- die Spindelgeschwindigkeit entlang der X- und Y- und Z-Achsen, gemessen in Millimetern pro Minute;
- Eintiefung - wie viele Millimeter der Fräse in das Material in der Z-Achse eintaucht;
- Drehmoment - die Kraft, die die Spindel für Werkzeugdrehung erzeugt. Dieser Wert wird bei der Auswahl von Parametern für einen bestimmten Arbeitstyp verwendet.
Lassen Sie uns nun alle Parameter genauer analysieren.
Leistungsfähigkeit
Um ehrlich zu sein, ist es nicht ganz korrekt, die Leistung als Motorkraftwert zu betrachten, da die Arbeitsleistung nicht immer und nicht komplett in die Schnittkraft übergeht. Dennoch, je leistungsfähiger die Spindel ist, desto besser ist ihre Leistung, desto schneller ist die Arbeit und desto mehr Möglichkeiten für die Einstellung der Bearbeitungsparameter.
Wenn Sie schneller arbeiten und mehr Bearbeitungsmöglichkeiten haben möchten, nehmen Sie eine stärkere Spindel.
Wenn Sie eine hocheffiziente Bearbeitung benötigen, können Sie die benötigte Spindelleistung je nach Ihren Anforderungen feststellen:
- bis 1500 W – nur Bohren und Gravieren;
- 1500-3000 W - Bohren, Gravieren und Schneiden von Sperrholz, Spanholzplatten und Holzfaserplatten sowie Kunststoffen;
- ab 3000 W - natürliches Massivholz und Hartholzarten;
- mehr als 4.500 Watt - weiche Metalllegierungen und alle oben genannten Materialien.
Für den industriellen Maßstab ist es unzweckmäßig, eine Spindel mit einer Leistung von weniger als 1500 W zu nehmen.n.
Berechnen Sie im Voraus, mit welchen Materialien Sie arbeiten werden und welche Art von Bearbeitung Ihnen interessant ist, damit Sie nicht mit der Leistung Ihrer CNC Fräsmaschine verwirren.
Gehen wir jetzt weiter mit Beschreibung der Spindelparameter.
Anzahl der Umdrehungen pro Minute
Dieser Wert beeinflusst den einzustellenden Vorschub, d.h. wie schnell sich Ihre Fräse während des Betriebs entlang der X- und Y-Achsen bewegen kann. Denn je schneller sich die Fräse um ihre Achse dreht, desto besser kann sie während der Bewegung das Material bearbeiten.
Die Drehgeschwindigkeit wird programmgesteuert eingestellt und hängt vom zu bearbeitenden Material und vom ausgewählten Werkzeug ab.
Warum ist das Material wichtig?
Lassen Sie uns mit einem Beispiel erklären. Für die Bearbeitung von Holzwerkstoffen ist eine hohe Werkzeugdrehgeschwindigkeit erforderlich, meistens werden Spindeln mit bis zu 24.000 rpm verwendet. Für weiche Metalle werden dagegen 8000 bis 13000 rpm verwendet.
Warum ist das Werkzeug wichtig?
Das Schneidwerkzeug wird für bestimmte Aufgaben und spezifische Materialien hergestellt und ist für bestimmte Belastungen ausgelegt.
In der Regel hat jeder anständige Werkzeughersteller ein spezielles Programm, das die Schnitteinstellungen unter Ihren Ausgangsbedingungen (Material, Bearbeitungsart, Vorschub, Zuschlag usw.) berechnen kann.
Wenn Sie keine Berufserfahrung haben, empfehlen wir Ihnen, anfänglich mit einem billigen Werkzeug zu trainieren, bis Sie die möglichen Parametereinstellungen lernen. Lassen Sie uns jetzt über die Spindelzange sprechen.
Spindelzange
Die Zange ist ein Spannfutter mit einer Spannzange, die den Werkzeugschaft von allen Seiten sicher zusammendrückt. Diese Klemmmethode hilft, die seitlichen Belastungen eines Werkzeuges zu verteilen.
Die Spannzange bestimmt die Auswahl des zu verwendenden Werkzeugs. Je stärker die Spindel ist, desto größer ist im Allgemeinen der mögliche Fräserdurchmesser.
Wattsan-Maschinen verwenden Spannzangen vom Typ ER mit Durchgangsbohrung und zwei Spannzonen. Die Durchgangsbohrung ermöglicht die Verwendung von Werkzeugen mit beliebiger Schaftlänge, und die Doppelklemme entlang der Achse behält trotz der Belastung die Ausrichtung der Spindel bei.
ER-Futter haben im Vergleich zu Schraubfuttern weniger Schlagen, was sehr wichtig für die Lebensdauer des Werkzeuges ist.
Unten sind die Schaftdurchmesser entsprechend den Spannzangen aufgeführt:
- ER11 – 7 mm,
- ER16 – 10 mm,
- ER20 – 13 mm,
- ER25 – 16 mm,
- ER32 – 20 mm,
- ER40 – 25 mm.
Werkzeugwechsel an einer Fräsmaschine
Die Arbeit an einer CNC Fräse beinhaltet einen Werkzeugwechsel beim Materialwechsel oder die konsequente Verwendung mehrerer Fräsen während einer einzelnen Aufgabe.
Die Häufigkeit des Fräserwechsels hängt vom Werkstück ab und kann bis zu 10 Mal pro Stunde oder mehr betragen.
Berücksichtigen Sie die Zeit für den Werkzeugwechsel, wenn Sie den Gewinn einer CNC Fräsmaschine vor dem Kauf kalkulieren.
Glücklicherweise streben die Menschen danach, alles zu automatisieren und sich die Arbeit zu erleichtern. Deswegen können Sie das Werkzeug auf verschiedene Arten wechseln, abhängig von der Ausstattung Ihrer Maschine:
Manueller Werkzeugwechsel
Hier ist alles einfach – Sie brauchen zwei Schraubenschlüssel und starke Hände, die keine Angst vor der Arbeit haben. Dies ist die am meisten zeit- und arbeitsaufwendige Methode. Bei richtiger Geschicklichkeit dauert ein Werkzeugwechsel etwa 2 Minuten. Bei 5 solchen Wechselvorgängen pro Stunde verlieren Sie bereits etwa 17% Ihrer Arbeitszeit.
Bei manchen Aufgaben kann der manuelle Werkzeugwechsel bis zu 25% der Arbeitszeit in Anspruch nehmen.
Pneumatisches Spannfutter (halbautomatischer Werkzeugwechsel)
Mit einem pneumatischen Spannfutter müssen Sie nicht jedes Mal einen Schraubenschlüssel verwenden. Eine pneumatische Spindel hat mehrere austauschbare Spannfutter, wohin das Arbeitswerkzeug im Voraus eingesteckt wird.
Wenn die Zeit ankommt, drückt der Maschinenbediener einen Knopf an der Spindel und nimmt das Futter leicht heraus. Und steckt dann auch problemlos ein anderes mit einem anderen Werkzeug ein.
Der Werkzeugwechsel mit einem Pneumatikfutter ist schneller und einfacher als manueller Wechsel, erfordert aber im Gegensatz zum automatischen Werkzeugwechsel auch einen direkten menschlichen Eingriff.
Automatischer Werkzeugwechsel
Es ist eine industrielle Lösung, die immer beliebter wird. Alles, was Sie tun müssen, ist, das gewünschte Werkzeug entsprechend dem Bearbeitungsprogramm zu wählen, es im Werkzeugmagazin einzustecken, die Einstellungen zu konfigurieren und das Programm auszuführen.
Alle Werkzeugwechselvorgänge erfolgen automatisch ohne direkte Beteiligung des Bedieners. Diese Konfiguration der Maschine spart sehr viel Zeit.
Ein Beispiel für eine solche Maschine ist die Wattsan M3 1325 CNC Fräsmaschine.
Mehrspindelmaschinen
Eine weitere Möglichkeit der Beschleunigung des Arbeitsprozesses ist die gleichzeitige Verwendung von mehreren Spindeln. Dabei kann es zwei Optionen geben:
- Mehrere Werkzeuge an einer Luftfederung sind eine Alternative zum automatischen Wechsel, wenn mehrere Spindeln mit unterschiedlichen Werkzeugen auf derselben Maschine gleichzeitig verwendet werden. Zum Beispiel der CNC-Fräser Wattsan M4S 1325: Hier verwendet jede Spindel ein anderes Werkzeug, und die Spindeln arbeiten der Reihe nach.
- Mehrere Tools, die synchron ähnliche Arbeiten ausführen. Tatsächlich sind es nur ein paar Spindeln, die nacheinander an der Gantry befestigt sind, und jede von ihnen erledigt die gleiche Arbeit wie die anderen. Ein Beispiel ist die Fräsmaschine Wattsan M1 1313 S4 – eine großartige Option, um die Produktion ähnlicher Produkte zu beschleunigen.
Diese Lösungen werden für große Serienfertigung eingesetzt und haben eine Reihe zusätzlicher Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Maschine, da die Belastung des Portals, des Gestells, der Führungsschienen und anderer Elemente höher wird.
Der letzte wichtige Punkt bei der Spindelauswahl ist die Kühlung.
Kühlung der Spindel der CNC Fräse
Während des Betriebs erwärmt sich die Spindel wie jeder andere Motor und benötigt daher eine ausreichende Kühlung. Es gibt zwei Kühlungsarten:
- Luftkühlung
Der Hauptvorteil der Kühlung dieser Art sind die niedrigeren Kosten. Aber es gibt auch eine Reihe von Nachteilen:
- Luftkühlung ist sehr laut,
- Für die Bearbeitung von Metallen, auch weichen, wie Aluminium, Messing oder Kupfer, ist diese Art der Kühlung nicht geeignet, da sich die Spindel bei niedrigen Drehzahlen deutlich stärker erwärmt.
- Flüssigkeitskühlung
Die Flüssigkeitskühlung arbeitet leise und effizienter und eignet sich für den Umgang mit weichen Metallen. Nachteile:
- Es ist teurer,
- Es ist ein komplizierteres System, und für die Arbeit wird ein Kühler oder eine Pumpe benötigt.
Am häufigsten wird normales destilliertes Wasser als Kühlmittel verwendet, das bei Verschmutzung gewechselt wird.
Wir empfehlen dringend die Verwendung eines Chillers, da die Arbeit mit einer CNC Fräse sehr staubig ist und Schmutz und Staub nicht in die Spindel gelangen sollten, da sie sonst schnell überhitzt und untauglich werden kann.
Der Vorteil des Chillers ist, dass er im Gegensatz zu einer Pumpe immer eine Ist-Temperatur anzeigt, einen geschlossenen Kreislauf und eine aktive Kühlung vorschlägt. Auch bei einer Fehlfunktion, wie z. B. Schlauchverdrückung oder Überschreitung einer kritischen Temperatur, gibt der Chiller ein Warnsignal aus.
Mit einem Chiller hält die Spindel eindeutig länger als mit einer Pumpe.
Welche Art von Spindelkühlung Sie wählen, hängt sowohl von Ihren Aufgaben als auch von Ihrem Budget ab.
Damit beenden wir den Abschnitt über die Spindel und gehen zu den Elementen über, die für die Bewegung verantwortlich sind.
Getriebetechnische und dynamische Elemente der CNC Fräsmaschine
Motoren der CNC Holzfräse
Eine Holzfräsmaschine verwendet Motoren für die Bewegung in den X-, Y- und Z-Achsen. Alle dieser Systeme verwenden am häufigsten Schrittmotoren, aber manchmal kann es auch ein Servomotor sein. Was ist der Unterschied?
Schrittmotoren
Der Schrittmotor erhält Befehle in Form von Impulsen. Der Motor übersetzt diese Informationen in einen diskreten Wert, welcher die Motordrehzahl vorgibt. Diese Drehung wird über ein Getriebe zum beweglichen Teil der Maschine übertragen, wodurch die Maschine in Bewegung gebracht wird. Die minimale Rotationseinheit wird als "Schritt" bezeichnet.
Wie viele Grad der Motor in einem Schritt dreht, wird als Drehkoeffizient bezeichnet. Zum Beispiel stehen auf Wattsan-Maschinen Schrittmotoren mit einem Drehkoeffizient von 1,8 - das bedeutet, dass der Motor in einem Schritt um 1,8 Grad gedreht wird, während er in 200 Schritten eine volle 360-Grad-Umdrehung macht. Dieser Wert ermöglicht es Ihnen, eine Genauigkeit in Bewegungen von bis zu hundertstel Millimetern zu erreichen.
Je mehr Schritte ein Motor in einer vollen 360-Grad-Umdrehung ausführen kann, desto genauer sind seine Bewegungen.
Obwohl Schrittmotoren keine Wegaufnehmer haben, werden sie bei richtiger Einstellung für eine lange Zeit störungsfrei funktionieren und eine hohe Bewegungsgenauigkeit erreichen.
Servomotor
Servomotoren sind Elektromotoren und dadurch sind sie präziser, zügiger und gleichzeitig schneller. Mit einem Encoder können Sie die Motordrehzahl während der Fahrt genauer berechnen.
Servomotoren sind schneller, genauer und leiser, aber teurer.
Ein großes Plus an Servomotoren ist, dass sie keine Schritte überspringen, da der Encoder eine Rückmeldung zum Antrieb hat. Darüber hinaus erzeugen Servomotoren weniger Vibrationen und laufen leiser. Sie sind jedoch deutlich teurer als Schrittmotoren.
Welchen Motor sollte ich für meine CNC Fräsmaschine wählen?
Bei den meisten CNC Holzfräsmaschinen sind keine Servomotoren erforderlich. Ja, sie sind viel schneller, aber die gesamte Arbeit der Fräse ist relativ langsam, daher gelten solche Motoren als überflüssig, da sie den Maschinenpreis einfach erhöhen, ohne eindeutig die notwendigen Vorteile zu bieten.
Servomotoren sind bei einer CNC Fräse nur für eine Maschine mit automatischem Werkzeugwechsel relevant, da in diesem Fall eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit im Leerlauf erforderlich ist.
Zum Beispiel stehen auf den Wattsan-Fräsmaschinen der Baureihen A1 und M1 Schrittmotoren von NEMA 34. Servomotoren stehen bereits auf Maschinen mit automatischem Wechsel. Es gibt auch Hybrid-Schrittmotoren, zum Beispiel wie bei der Wattsan M4S 1325.
Hybridmotoren haben auch Feedback und andere Vorteile von Servomotoren, sind jedoch nicht so teuer.
Wir halten uns an das Prinzip der Angemessenheit bei der Entwicklung und Herstellung unserer Maschinen. Daher wählen wir die hochwertigsten Komponenten für spezifische Aufgaben und Belastungen aus.
Darüber hinaus müssen Sie sich bei der Auswahl von Motoren auch an das Getriebe erinnern.
Welches Motorgetriebe für eine CNC Fräse soll ich wählen und was beeinflusst es?
Wir haben bereits über den Motordrehkoeffizient gesprochen, und wenn uns die Schritte fehlen, um genau in den gewünschten Sollwert zu gelangen, oder umgekehrt – wir haben zusätzliche Schritte, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen, dann wird uns das Getriebe helfen.
Das Getriebe ermöglicht das Zerkleinern des Motorschritts, wodurch die Arbeitsauflösung und die Genauigkeit verbessert werden. Darüber hinaus erhöht das Getriebe das Drehmoment und entlastet gleichzeitig den Schrittmotor und verlängert seine Lebensdauer.
Je nach Arbeitsbelastung und Version sind die Wattsan Maschinen mit Riemengetrieben oder Planetengetrieben ausgestattet.
Riemengetriebe haben ein sehr einfaches Design und erfüllen ihre Funktion gut. Sie können bei Bedarf leicht ersetzt werden, zumal sie sehr billig sind.
Planetengetriebe haben einen höheren Wirkungsgrad und die Rückgabe großer Übersetzungsverhältnisse, sind fehlerfrei im Betrieb, kosten aber viel mehr.
Der Reduktionsfaktor für Riemengetriebe auf Wattsan-Maschinen beträgt 1,5, der Reduktionsfaktor für Planetengetriebe beträgt 1,7.
Führungen
Alle beweglichen Teile der CNC Holzfräse fahren in den X-, Y- und Z-Achsen auf den Führungsschienen. Diese Elemente dienen zur Beibehaltung der Genauigkeit aller Bewegungen.
Wir haben seit langem alle Arten von Führungsschienen außer Gleitschienen aufgegeben. In unseren CNC Holzfräsmaschinen bevorzugen wir die zuverlässigsten und verfügbaren Marken weltweit – HIWIN und PMI. Diese Marken haben sich gut bewährt und haben aufgrund ihres geringen Reibungskoeffizienten und durchdachten Designs eine lange Lebensdauer.
Die Führungsbreite für eine CNC Holzfräse muss je nach Größe des Arbeitsfeldes zwischen 15 und 25 mm liegen.
Wenn die Führungen nicht auf Belastungen abgestimmt sind, ist es im Laufe der Zeit unvermeidlich, dass Spieleffekte auftreten und die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Arbeit verringert wird.
Die Wattsan-Maschinen verfügen selbst bei den jüngsten Desktopmodellen über Profilschienen an allen Achsen. Es ist uns wichtig, dass unsere Fräsen auch nach Jahrzehnten kontinuierlicher Arbeit die Genauigkeit und Qualität beibehalten.
Um die Ausrichtung der Führungen einzuhalten und sie während der gesamten Lebensdauer der Maschine zu erhalten, müssen Sie sie auf einer perfekt ebenen Fläche aufstellen. Dazu wird die Plattform für Schienenführungen und Schraubenzahnstangen an den Wattsan-Maschinen nach dem Glühen des Gestells mit Hilfe eines hochpräzisen Roboters gefräst
Ohne die Vorbereitung einer perfekt ebenen Plattform für die Montage der Schienen oder Schraubenzahnstangen ist es unmöglich, eine hohe Arbeitsqualität der Maschine zu garantieren!
Wir haben die wichtigsten Konstruktionsmerkmale analysiert, die die Qualität der Maschine beeinflussen. Lassen Sie uns nun über die Benutzerfreundlichkeit und andere wichtige Kleinigkeiten sprechen, die vor dem Kauf einer CNC Fräse wissenswert sind.
Was beeinflusst die Benutzerfreundlichkeit einer CNC Fräse?
Was beeinflusst die Benutzerfreundlichkeit der CNC-Fräsmaschine?
Software
Damit die Maschine versteht, was sie tun muss, muss eine spezielle Datei erstellt werden – sie heißt "Steuerprogramm", und wird auch als "CNC Schneiddatei der Maschine" oder einfach als "Layout" bezeichnet.
Es gibt viele frei zugängliche Layouts im Internet, sie können verwendet werden, um Ihre Fertigkeiten zu trainieren und zu festigen.
Die Programme für Erstellung von Steuerprogrammen sind in CAD und CAM unterteilt
CAD (Computer-Aided Design) – Programme, in denen Teile entworfen und Vektorzeichnungen erstellt werden. Eine solche Zeichnung kann auch in CorelDRAW erstellt werden, aber Sie können sie auf der Maschine nur mit Hilfe eines CAM-Programms ausführen;
CAM (Computer-Aided Manufacturing) – Programme, die Vektorzeichnungen in maschinenlesbaren G-Code übersetzen. Hier werden nicht nur die Koordinaten der Bewegung der Spindel mit dem Werkzeug eingestellt, sondern auch die Art und Größe des Werkzeugs selbst, die Anzahl der Umdrehungen, Vorschub, Vertiefung, Materialart und andere Einstellungen.
Die Programme für die Arbeit mit einer CNC Fräse sind oft komplexe CAD/CAM-Systeme, in denen Sie sowohl Zeichnungen entwerfen als auch das Steuerprogramm anpassen und ausführen können.
Beispiele für solche CAD/CAM-Systeme sind Vectric Aspire, ArtCAM, SolidWorks, Autodesk Inventor, Vcarve, SheetCAM und viele andere.
Welches Programm Sie verwenden, hängt weitgehend von Ihren Fertigkeiten ab – verwenden Sie ein Programm, mit dem Sie sich gut auskennen. Wenn Sie jedoch bereits mit einem der Programme vertraut sind, wird es für Sie nicht so schwierig sein, das andere zu verstehen.
Wenn Sie bei Null anfangen und die Wahl schwierig ist, können Sie sich bei Vectric Aspire anhalten - das ist einer der beliebtesten Editoren mit umfangreichen Funktionen, die leicht zu verstehen sind.
Am Anfang können Sie auch mehrere Programme gleichzeitig ausprobieren und eins für Sie passendes wählen.
Steuerung der CNC Fräsmaschine
Das Steuerungssystem nimmt den G-Code an, entschlüsselt ihn und gibt Befehle an die Maschine. Es gibt viele von ihnen – NC Studio, Mach3, Moriseiki, Syntec, Weyhong, Fanuc, HAAS, Seikos, Heidenhain, DSP-Controller usw.
Unten sind die Hauptarten der Steuerungssysteme dargestellt:
- Eine spezielle Anwendung , z. B. NC Studio oder Mach3, die auf einem separaten Computer installiert werden muss,
- Der DSP-Controller ist ein Bedienfeld, das mit der Maschine verbunden ist. Während des Betriebs am Controller können Sie die im Programm eingestellten Parameter anpassen. Sie können Aufgaben von einem USB-Laufwerk ausführen, Sie benötigen keinen separaten Computer für das Steuerungssystem.
- Ein vollwertiger Rack-Computer wie Syntec oder Weyhong ist für die Steuerung komplexerer Prozesse wie Werkzeugwechsel, Mehrachsenbearbeitung, pneumatische Dichtungen usw. ausgelegt.
Was besser ist, ist eine umstrittene Frage, weil jeder Experte in jedem der Kontrollsysteme seine Vor- und Nachteile findet. Nach unserer Erfahrung ist ein DSP-Controller für kleine Systeme eindeutig bequemer als ein einzelstehender Computer mit einem Programm. Wenn Sie aus NC Studio oder MACN3 wählen, bevorzugen wir die erste Option.
Für komplexere CNC Frässysteme ist ein voll funktionsfähiger Steuerstand unentbehrlich.
Lassen Sie uns nun über den Maschinenarbeitsbereich im Kontext der Benutzerfreundlichkeit sprechen.
Arbeitsbereich der CNC-Fräsmaschine
Die Hauptparameter der Maschinenarbeitsbereichs sind die Größe des Arbeitsfeldes und die Befestigungsart des Werkstück.
Größe des Arbeitsfeldes der CNC Fräsmaschine
Die Größe des Arbeitsfeldes ist einer der wichtigsten Parameter, die sich auf die Arbeit auswirken. Unter Größe verstehen wir sowohl die Länge und Breite als auch die Höhe des Arbeitsbereichs.
Länge und Breite (X- und Y-Achse)
Dieser Parameter bestimmt die Größe des zu bearbeitenden Materials. Es ist sehr praktisch, wenn ein Materialstandardblatt sofort in das Arbeitsfeld der Maschine hineinpasst. Andernfalls muss das Material zusätzlich geschnitten werden. Und das braucht nicht nur Zeit, sondern erfordert auch zusätzlichen Platz in der Werkstatt.
Die Länge und Breite des Arbeitsfeldes bestimmt die maximale Größe des Endteils oder Produkts, das Sie herstellen können.
Die Produktivität hängt auch von der Größe des X– und Y-Arbeitsbereichs ab - Materialwechsel zwischen den Bearbeitungsschritten dauert zwischen 10 und 15 Minuten. Und da Sie bei einer großen Arbeitsfeldgröße Material seltener wechseln müssen, profitieren Sie spürbar von der Zeit.
Höhe (Z-Achse)
Der Bewegungsbereich der Spindel entlang der Z-Achse bestimmt, welche maximale Werkstückstärke Sie bearbeiten können und ob Sie eine Drehvorrichtung anschließen können, um zylindrische Produkte wie Baluster, Möbelfüße und Statuetten zu bearbeiten.
Die empfohlene Spindelhubhöhe für die Verwendung einer Drehvorrichtung beträgt 300 mm. Es ist möglich, eine Drehvorrichtung mit einer Portalclearance von 200 mm zu verwenden, aber in diesem Fall ist die Produktstärke wesentlich eingeschränkt.
Die Wattsan CNC Fräsmaschinen der Serie A1 haben eine Spindelhubhöhe von 200 mm und die M1-Serie von 300 mm.
Werkstück-Befestigung der CNC Fräsmaschine
Für das Fräsen jedes Materials ist eine sichere Fixierung auf dem Arbeitstisch erforderlich. Es gibt zwei Hauptoptionen: eine mechanische Befestigung und ein Vakuumandrucksystem.
Mechanische Befestigung
Die meisten Standardfräsmaschinen haben einen Tisch mit speziellen T-Nuten, mit denen das Werkstück oder Material mit Befestigungsschrauben oder Klammern befestigt wird.
Achten Sie darauf, dass das Schneidwerkzeug während des Betriebs nicht mit der Schraubzwinge oder der Befestigungsschraube kollidiert!
Die mechanische Befestigung eignet sich am besten für starke bis mittelstarke Materialien, da es bei dieser Methode schwierig ist, das dünne Material vollständig in der Mitte des Tisches auszurichten, insbesondere bei größeren Arbeitsfeldern.
Vakuumspannen
Es handelt sich um eine spezielle Arbeitsfeldkonstruktion, die mit Hilfe einer Pumpe das Material durch spezielle Löcher an den Tisch anzieht.
Der Vakuumtisch ist ideal für dünne Materialien und gleicht sie über die gesamte Fläche aus. Diese Art der Befestigung beschleunigt die Auf- und Absetzung des Materials auf dem Tisch erheblich.
Der Vakuumtisch schließt die Verwendung einer mechanischen Befestigung bei Bedarf nicht aus. Zum Beispiel beim Arbeiten mit dicken Materialien.
Dieses Design teilt das Arbeitsfeld in 4 bis 8 Zonen auf, die einzeln bearbeitet werden können. Der gesamte Tisch ist in kleine quadratische Nuten unterteilt, mit denen Sie den Bearbeitungsbereich mit einem Gummikord auf die Größe des Werkstücks beschränken können.
Zentralschmieranlage einer CNC-Fräsmaschine
Um jede bewegliche Maschinenbaugruppe nicht von Hand zu schmieren, kann sie mit einem zentralen Schmiersystem ausgestattet werden. Es kann manuell oder automatisch sein.
Das manuelle Schmiersystem hat einen speziellen Hebel, der gedrückt werden muss, um den Schmiervorgang durchzuführen.
Das automatische Schmiersystem erledigt diese Arbeit automatisch, außerdem kann es per Zeitschaltuhr eingestellt werden. Sie müssen das Öl nur in einem speziellen Tank nachfüllen, wenn es leer ist.
Das zentralisierte Schmiersystem, manuell oder automatisch, spart spürbar Zeit für die Wartung der Maschine.
Werkzeugsensor
Vor dem Arbeitsbeginn muss man die Maschine nullsetzen. Der Werkzeugsensor vereinfacht diese Aufgabe, ermöglicht es Ihnen, dies automatisch zu tun und die Maschine so genau wie möglich neu einzustellen.
Ohne Werkzeugsensor - ein erforderliches Attribut bei Maschinen mit automatischem Wechsel.
Luftabsaugsystem
Das Luftabsaugsystem ist ein stationärer Industriestaubsauger mit Wellung und Bürste, die direkt zum Arbeitswerkzeug auf der Spindel zugeführt sind. Dieses System ermöglicht das Absaugen von Spänen und Staub während des Betriebs in einen speziellen Beutel.
Arbeiten ohne Absaugung kann zu Haut-, Schleim- und Atemwegsproblemen führen.
Fortgeschrittene Absaugsysteme reinigen nicht nur den Arbeitsplatz, sondern filtern auch die Luft.
Kühlschmiermittel
Das Kühlmittel (Kühlschmiermittel) wird für die Metallbearbeitung benötigt, um das Werkzeug und das Material selbst nicht zu überhitzen.
Eine spezielle Flüssigkeit (Wasser, Öle oder Emulsionen) wird durch die Düse in den Fräspunkt eingespeist. Weiter wird diese Flüssigkeit über die Rinnen entlang des Maschinenkörpers in die Pumpe geleitet, wo sie gefiltert und im Kreislauf wieder in den Arbeitsbereich eingespeist wird.
Unterstützung, Service und andere Anforderungen an den Lieferanten der CNC Fräsmaschine.
Ein ebenso wichtiger Aspekt der Qualität ist neben der Maschine selbst auch das Lieferunternehmen. Hier finden Sie einige Tipps, auf die Sie bei der Auswahl eines Anlagenanbieters achten sollten:
- Bereits in den ersten Phasen der Kommunikation mit einem Vertreter des Lieferantenunternehmens können Sie dessen Kompetenzniveau einschätzen;
- Stellen Sie immer klärende Fragen. Sie sollten auf unklare Formulierungen und ausweichende Antworten aufmerksam gemacht werden;
- Achten Sie darauf, einen Vertrag mit der Lieferfirma zu unterzeichnen;
- Suchen Sie nach einem Unternehmen, das Ihnen bei Lieferung, Inbetriebnahme und Schulung helfen kann;
- Es ist besser, einen Lieferanten zu wählen, der Garantie- und Nachgarantieservice bieten kann.
Der Slogan von Wattsan lautet "Wir arbeiten für die Kunden unserer Kunden". Dies bedeutet, dass es uns wichtig ist, dass Sie dem Endverbraucher die bestmögliche Qualität anbieten können, sei es Kinderspielzeug, Dekorationsprodukte, Werbeartikel oder Möbel.
Wir stellen Maschinen her, die ein hochwertiges Produkt produzieren können. Das bedeutet, dass Ihre Kunden zu Ihnen zurückkommen und Sie empfehlen werden.
Fazit
Es ist wichtig zu verstehen, dass Sie beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine nicht nur für die Ausrüstung selbst zahlen, sondern auch für Ihre Sicherheitsmarge, weitere Wartung und mögliche Reparaturen.
Und jetzt sieht es so aus, dass nur wenige Menschen von zu billigen Maschinen verführt werden. Obwohl das immer noch passiert. Aber jetzt wissen Sie, worauf Sie achten müssen und wie Sie eine wirklich hochwertige Maschine wählen können.
Die andere Seite der Medaille ist zu teure Ausrüstung. Eine hochwertige Maschine muss nicht unbedingt zu teuer sein, denn die Hauptsache ist ihre fachgerechte Konstruktion, das Verhältnis der Komponenten zueinander und die Auswahl der besten zum optimalen Preis.
Teure Marken halten zwar eine hohe Messlatte, fügen aber für ihren Namen einen hohen Aufschlag hinzu.
Eine richtig konstruierte Maschine mit einem Preis von 8000 US-Dollar wird die gleichen 10 Jahren wie eine Maschine für 20.000 US-Dollar auf höchstem Niveau dienen.
Wattsan entwirft seine Maschinen nach dem Prinzip der Angemessenheit – mit zwanzig Jahren Erfahrung können wir das Beste aus dem Notwendigen wählen, damit unsere Kunden nicht überbezahlen.
Wir hoffen, dass dieser Artikel für Sie hilfreich war. Jetzt wissen Sie, worauf Sie bei der Auswahl einer CNC Fräsmaschine achten müssen.
Wenn Sie eine ausführliche Beratung benötigen, wenden Sie sich bitte an unsere Manager.
Fragen und Antworten
Worauf sollte ich beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine achten?
Laut dem Feedback unserer Kunden sind die wichtigsten Merkmale einer CNC-Maschine Arbeitsgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit und ein qualitativ hochwertiges Endprodukt.
Wie wählt man die richtige Spindel für einen CNC-Fräser aus?
Die Materialgröße und die Geschwindigkeit, mit der die Maschine in einem Durchgang schneiden kann, hängt direkt von den Parametern der Spindel sowie vom ausgewählten Werkzeug ab.
Die zu korrelierenden Parameter der Spindel sind Leistung, Drehzahl, Vorschub, Vertiefung und Drehmoment.
Wie viel kostet eine gute CNC-Fräsmaschine?
Eine richtig konstruierte Maschine mit einem Preis von 8000 $ wird auf höchstem Niveau für die gleichen 10 Jahre funktionieren wie eine Maschine für 20.000 $.
Der Durchschnittspreis für eine Maschine mit einem Arbeitsbereich von 1300 x 2500 mm, die die Herstellung großer Produkte ermöglicht, liegt also bei etwa 8250 US-Dollar.
Welche CNC-Fräsmaschine ist die beste?
Eine hochwertige Oberfräse muss nicht zu teuer sein, denn Hauptsache ist ihre kompetente Konstruktion, das Verhältnis der Komponenten zueinander und die Wahl der bestmöglichen Ausstattung zum besten Preis.
Was ist die beste CNC-Fräsmaschine für Anfänger?
Wattsan 0609 mini ist die beste Maschine für den Start Ihres Unternehmens oder für ein Hobby. Geeignet zur Herstellung von Schneidebrettern, Reliefplatten, Designelementen, Kleinmöbeln und Kinderspielzeug.
Es nimmt wenig Platz ein, die Spindelleistung beträgt 1,5 kW, die Größe des Arbeitsbereichs beträgt 600 x 900 mm, die Kosten betragen etwa 3700 USD, überprüfen Sie den aktuellen Preis hier.
