Welche CNC-Fräsmaschine mit automatischem Werkzeugwechsler ist die beste für mich?
Jeder sollte mit einer CNC-Fräse vertraut sein, also einem CNC-Maschinenbausatz, dessen Werkzeugwege per numerischer Steuerung (CNC) geregelt werden. Es handelt sich um eine computergesteuerte Maschine zum Schneiden verschiedener harter Materialien wie Holz, Verbundwerkstoffe, Aluminium, Stahl, Kunststoffe und Schaumstoffe. Sie ist eine von vielen Werkzeugarten, die in CNC-Varianten erhältlich sind. Eine CNC-Fräse ist konzeptionell einer CNC-Fräsmaschine sehr ähnlich. Aber kennen Sie schon die CNC-Fräse mit automatischem Werkzeugwechsler (ATC)? Dies ist eine High-End-Variante der CNC-Fräsmaschine mit höherer Arbeitsgeschwindigkeit, höherer Genauigkeit, längerer Lebensdauer usw. Wenn Sie planen, eine geeignete ATC-CNC-Fräse für Ihre Werkstatt zu kaufen, sollten Sie sich im Vorfeld gut damit auskennen.
1. Was ist ein automatischer Werkzeugwechsler (ATC)?
Der automatische Werkzeugwechsler (ATC) dient zum Übertragen, Laden und Entladen von Werkzeugen zwischen Spindel und Werkzeugmagazin. ATC ist die Kurzform für automatische Werkzeugwechsler in der CNC-Bearbeitung. Eine ATC-CNC-Fräse ist ein CNC-Bearbeitungszentrum mit einem automatischen Werkzeugwechsler, der die Fräser im Werkzeugmagazin automatisch wechselt. Dies ist für verschiedene Anwendungen wie die Herstellung von Schränken, Holztüren, Möbeln, Kunsthandwerk, Dekorationen, Musikinstrumenten, Schildern, Fenstern, Tischen und den meisten anderen gängigen Holzbearbeitungsprojekten und -plänen unerlässlich.
Die CNC-Fräsmaschine mit automatischem Werkzeugwechsler (ATC) verfügt üblicherweise über Werkzeugmagazine mit 4, 6, 8, 10 oder 12 Fräsern und Schneidwerkzeugen. Der Werkzeugwechsel erfolgt während des Betriebs automatisch und bedarfsgerecht, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist. Es gibt gängige ATC-CNC-Fräsmaschinen-Kits, darunter lineare ATC-CNC-Kits, Scheiben-ATC-CNC-Kits (rotierende ATC-CNC-Kits) und einfache ATC-CNC-Kits.
2. Wie funktioniert der automatische Werkzeugwechsler?
Im automatischen Werkzeugwechslersystem gibt es zwei Möglichkeiten zum Werkzeugwechsel: die Relativbewegung von Magazin und Spindel sowie den Manipulator. Geräte, die die Relativbewegung von Magazin und Spindel nutzen, müssen beim Werkzeugwechsel zunächst das gebrauchte Werkzeug ins Magazin zurückführen und anschließend das neue Werkzeug entnehmen. Da diese beiden Vorgänge nicht gleichzeitig ausgeführt werden können, verlängert sich die Werkzeugwechselzeit.
Der Werkzeugwechsler kann die Bohrer in Spindel und Magazin gleichzeitig greifen, bestücken und entladen, wodurch sich die Werkzeugwechselzeit weiter verkürzt. Der robotergestützte Werkzeugwechsel ist die gängigste Methode. Der Manipulator zeichnet sich durch Flexibilität beim Werkzeugwechsel, hohe Arbeitsgeschwindigkeit und einfache Konstruktion aus. Er führt eine Abfolge von Aktionen aus, wie z. B. Greifen, Herausziehen, Drehen, Einsetzen und Zurückfahren. Um ein Herausfallen des Bohrers zu verhindern, ist die bewegliche Greifklaue des Manipulators mit einem Selbstverriegelungsmechanismus ausgestattet.
3. Merkmale und Vorteile der ATC-CNC-Fräse
Die ATC-CNC-Fräsmaschine verfügt über eine leistungsstarke Spindel mit automatischem Werkzeugwechsler, die sich durch gutes Anlaufverhalten und hohes Drehmoment auszeichnet und so die Vorteile hoher Maschinengeschwindigkeit und Effizienz voll ausschöpft. Sie ist mit einem japanischen Servomotor mit hohem Drehmoment ausgestattet, der sich durch geringe Geräuschentwicklung, hohe Drehzahl und hohe Positioniergenauigkeit auszeichnet. Dank des einzigartigen Werkzeugmagazins können die benötigten Bohrer im Handumdrehen gewechselt werden. Der Werkzeugwechsel dauert nur wenige Sekunden. Das Standard-Werkzeugmagazin enthält acht Werkzeuge; ein größeres Magazin ist optional erhältlich.
4. Verschiedene Arten von automatischen Werkzeugwechslern für CNC-Fräsmaschinen.
1) Lineare ATC-CNC-Fräse
Es handelt sich um einen Inline-Werkzeugwechsler, der an der Rückseite des Maschinengehäuses montiert wird und für Magazine mit 4 bis 12 Werkzeugen geeignet ist. Er zeichnet sich durch schnellen Werkzeugwechsel und einfache Bedienung aus.
Die CNC-Fräsmaschine mit automatischem Werkzeugwechsler (ATC) eignet sich zum Fräsen, Bohren, Schneiden und Kantenfasen. Hochwertige Ersatzteile und präzise Messinstrumente gewährleisten eine exakte Positionierung und höchste Arbeitsgenauigkeit. Das beliebte ATC-CNC-Fräsgerät M5ATC beispielsweise verfügt über vier Werkzeugwechsler-Kits, die einen schnellen Werkzeugwechsel ermöglichen.
2) Scheiben-ATC-CNC-Fräse (Karussell).
Dies ist ein Karussell-Werkzeugwechsler, auch bekannt als Dreh-ATC. Er wird für Lader mit 8 bis 20 Werkzeugen verwendet. Der Dreh-Werkzeughalter ist einer der einfachsten automatischen Werkzeugwechsler und wird häufig an CNC-Drehmaschinen eingesetzt. Er kann in verschiedenen Formen wie quadratisch, sechseckig oder als axiale Werkzeugaufnahmescheibe ausgeführt sein. Im Dreh-Werkzeughalter werden jeweils vier, sechs oder mehr Werkzeuge eingesetzt, und die Werkzeuge werden gemäß den Anweisungen der numerischen Steuerung gewechselt.
Der Werkzeughalter muss eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, um dem Schnittwiderstand beim Schruppen standzuhalten. Da die Genauigkeit der Drehbearbeitung maßgeblich von der Position der Werkzeugspitze abhängt, wird diese bei CNC-Drehmaschinen während des Bearbeitungsprozesses nicht manuell justiert. Daher ist es umso wichtiger, ein zuverlässiges Positioniersystem und eine geeignete Positionierstruktur zur sicheren Fixierung des Werkzeugs zu wählen. Nach jedem Positioniervorgang weist die Zahnstange eine höchstmögliche Wiederholgenauigkeit auf (üblicherweise 0,001–0,005 mm). Der Werkzeugwechsel erfolgt im Normalfall durch Anheben, Positionieren und Andrücken des Werkzeughalters.
3) Einfacher Mehrprozess-Werkzeugwechsler für CNC-Fräsmaschinen.
Auch Spindelwerkzeugwechsler genannt, ist dies eine relativ einfache Methode zum Werkzeugwechsel an CNC-Maschinen mit rotierenden Werkzeugen. Der Spindelkopf ist im Grunde ein Revolverwerkzeugmagazin. Es gibt zwei Spindeltypen: horizontale und vertikale. Typischerweise wird die Revolver-Indexierung verwendet, um den Spindelkopf zu ersetzen und so einen automatischen Werkzeugwechsel durchzuführen. Die für jeden Bearbeitungsprozess benötigten rotierenden Werkzeuge sind in jedem Revolverkopf vorinstalliert. Wird ein Werkzeugwechselbefehl gegeben, dreht sich jeder Spindelkopf nacheinander in die Bearbeitungsposition, und der Hauptantrieb wird aktiviert, sodass die entsprechende Spindel den Bohrer antreibt. Die anderen Spindeln in Nicht-Bearbeitungspositionen sind vom Hauptantrieb entkoppelt.
Die Spindelwerkzeugwechslervorrichtung spart eine Reihe komplexer Arbeitsgänge wie automatisches Lösen, Spannen, Entladen, Laden und Entladen und verkürzt so die Rüstzeiten und erhöht die Rüstsicherheit. Aufgrund des begrenzten Platzes dürfen die Spindelkomponenten jedoch nicht zu groß sein, da dies die Steifigkeit des Spindelsystems beeinträchtigt. Um die Steifigkeit zu gewährleisten, muss ihre Anzahl begrenzt werden, da sonst die Baugröße zunimmt. Daher eignet sich der Revolverspindelkopf üblicherweise nur für Maschinen mit wenigen Bearbeitungsschritten und geringen Präzisionsanforderungen, wie beispielsweise CNC-Fräs- und Bohrmaschinen.
Sie sollten mit dem automatischen Werkzeugwechsler für CNC-Fräsmaschinen bereits bestens vertraut sein. Wir von Missilecnc sind ein professioneller Hersteller mit langjähriger Erfahrung in der Produktion von CNC-Fräsmaschinen aller Art und verfügen über ein erfahrenes Produktions- und Kundendienstteam. Wenn Sie den Kauf einer CNC-Fräsmaschine planen, kontaktieren Sie uns jederzeit – wir beraten Sie gerne und helfen Ihnen bei der Auswahl der optimalen Maschine!
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