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CNC-Grundlagen
Um die Probleme bei der erfolgreichen Verwendung Ihrer z. B. Rhino-Daten für eine CNC-gesteuerte Bearbeitung oder eine spanabhebende Bearbeitung besser zu verstehen, müssen Sie den CNC-Prozess und seine Funktionsweise verstehen. Hoffentlich hilft diese kleine Grundierung.
Zunächst ein paar Definitionen
CNC – Computer Numerical Control – Mit Hilfe digitalisierter Daten werden mit einem Computer- und CAM-Programm die Bewegungen einer Maschine gesteuert, automatisiert und überwacht. Die Maschine kann eine Fräsmaschine, Drehmaschine, Fräse, Schweißer, Schleifmaschine, Laser- oder Wasserstrahlschneider, Blechstanzmaschine, Roboter oder viele andere Arten von Maschinen sein. Bei größeren Industriemaschinen ist der Computer in der Regel eine dedizierte Steuerung an Bord. Bei mehr Hobby-Maschinentypen oder bei einigen Nachrüstungen kann der Computer jedoch ein externer PC sein. Die CNC-Steuerung arbeitet mit einer Reihe von Motoren und Antriebskomponenten zusammen, um die Maschinenachsen zu bewegen und zu steuern und die programmierten Bewegungen auszuführen. Bei den Industriemaschinen gibt es normalerweise ein ausgeklügeltes Rückmeldesystem, das die Geschwindigkeit und Position des Schneiders ständig überwacht und einstellt.
Desktop-CNC – Es gibt viele kleinere CNC-Maschinen für Modellbauer und Bastler. Im Allgemeinen sind sie leichter, weniger steif, weniger genau, langsamer und kostengünstiger als ihre industriellen Pendants, sie eignen sich jedoch gut für die Bearbeitung von Objekten aus weicheren Materialien wie Kunststoffen, Schaum und Wachs. Einige Desktop-Computer laufen möglicherweise wie Drucker. Andere haben ein eigenes geschlossenes Befehlssystem und möglicherweise sogar eine spezielle CAM-Software. Einige akzeptieren auch Standard-G-Code als Eingabe. Einige industrielle Standard-Desktop-Maschinen verfügen über dedizierte Steuerungen für präzise kleine Arbeiten.
CAM – Computer Aided Machining oder Manufacturing – Bezieht sich auf die Verwendung verschiedener Softwarepakete zum Erstellen von Werkzeugwegen und NC-Code zum Ausführen einer CNC-gesteuerten Maschine auf der Grundlage von 3D-Computermodelldaten (CAD-Daten). Wenn beide zusammen verwendet werden, spricht man im Allgemeinen von CAD / CAM.
Hinweis: CAM führt die CNC-Maschine nicht wirklich aus, sondern erstellt lediglich Code, dem sie folgen kann. Es ist auch keine automatische Operation, die Ihr CAD-Modell importiert und den richtigen NC-Code ausgibt. Die CAM-Programmierung erfordert wie die 3D-Modellierung Kenntnisse und Erfahrung in der Programmdurchführung, der Entwicklung von Bearbeitungsstrategien und dem Wissen, welche Werkzeuge und Operationen in jeder Situation verwendet werden müssen, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Zwar gibt es einfache Programme, die unerfahrenen Benutzern den Einstieg ohne allzu große Schwierigkeiten ermöglichen, jedoch erfordern anspruchsvollere Modelle Zeit und Geld, um kompetent zu werden.
NC-Code – Eine relativ einfache Computersprache, die eine CNC-Maschine verstehen und ausführen kann. Diese Sprachen wurden ursprünglich entwickelt, um Teile ohne CAM-Programm direkt an der Maschinentastatur zu programmieren. Sie teilen der Maschine mit, welche Bewegungen nacheinander ausgeführt werden müssen, und steuern andere Maschinenfunktionen wie Spindel- und Vorschubgeschwindigkeit, Kühlmittel. Die gebräuchlichste Sprache ist G-Code oder ISO-Code, eine einfache alphanumerische Programmiersprache, die für die ersten CNC-Maschinen der 70er Jahre entwickelt wurde.
Postprozessor – Während G-Code als Standard betrachtet wird, kann jeder Hersteller bestimmte Teile, wie z. B. Zusatzfunktionen, ändern, wodurch eine Situation entsteht, in der G-Code, der für eine Maschine erstellt wurde, für einen anderen nicht funktioniert. Es gibt auch viele Maschinenhersteller wie Heidenhain oder Mazak, die ihre eigenen Programmiersprachen entwickelt haben. Um die intern berechneten Pfade der CAM-Software in spezifischen NC-Code zu übersetzen, den die CNC-Maschine verstehen kann, gibt es eine Brückensoftware, die als Postprozessor bezeichnet wird. Wenn der Postprozessor korrekt konfiguriert ist, gibt er den entsprechenden Code für die ausgewählte Maschine aus, sodass theoretisch jedes CAM-System Code für jede Maschine ausgeben kann. Postprozessoren können mit dem CAM-System frei sein oder zusätzliche Kosten verursachen.
Hier finden Sie eine Zusammenfassung der Schritte, die erforderlich sind, um ein digitales Modell an eine CNC-Fräsmaschine zu bringen.
CNC-gesteuerte Maschinen allgemein
CNC-Maschinen können mehrere Bewegungsachsen haben, und diese Bewegungen können entweder linear oder rotatorisch sein. Viele Maschinen haben beide Typen. Schneidemaschinen wie Laser oder Waterjets haben im Allgemeinen nur zwei lineare Achsen, X und Y. Fräsmaschinen haben normalerweise mindestens drei, X, Y und Z und können mehrere Drehachsen aufweisen. Eine Fünf-Achsen-Fräsmaschine verfügt über drei Linearachsen und zwei Rotationsachsen, so dass der Fräser auf einer vollen 180-Grad-Halbkugel und manchmal sogar mehr arbeiten kann. Es gibt auch fünfachsige Fräser die zum Einsatz kommen, je nach Aufgabe.
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