Der automatische Werkzeugwechsel oder ATC (für English Automatic Tool Changer) ist eine Option unserer CNC-Fräsmaschinen, die es der Maschine ermöglicht, das Werkzeug automatisch und ohne menschliches Zutun zu wechseln. Diese Funktion ist besonders bei komplexen Fräsanwendungen nützlich, bei denen mehrere verschiedene Werkzeuge zur Bearbeitung eines Werkstücks benötigt werden.

Die Funktionsweise eines automatischen Werkzeugwechsels an einer CNC-Fräsmaschine ist wie folgt: Die Maschine ist mit einem Werkzeugmagazin mit mehreren verschiedenen Werkzeugen ausgestattet, von denen jedes mit einem BT30-Kegel an einem Werkzeughalter befestigt ist. Wenn das Fräsprogramm mit einem M-Code-Befehl anzeigt, dass es Zeit zum Werkzeugwechsel ist, platziert der Maschinencontroller die Spindel im Werkzeugmagazin. Es gibt das aktuelle Werkzeug an einem leeren Ort frei und fügt stattdessen ein neues ein.

Der Werkzeugwechsel erfolgt in Sekundenschnelle mithilfe von druckluftbetriebenen Schnellspannmechanismen, mit denen die Werkzeugaufnahmekonen schnell gegriffen und gelöst werden können. Nachdem das Werkzeug gewechselt wurde, kann die Fräsmaschine normal weiterarbeiten, indem sie den Anweisungen des Fräsprogramms folgt.

Der automatische Werkzeugwechsel hat für den Benutzer einer CNC-Fräsmaschine viele Vorteile. Zunächst einmal spart es Zeit, da die Maschine nicht angehalten werden muss, um die Werkzeuge manuell zu wechseln. Darüber hinaus führt es zu besseren Ergebnissen, da es für eine perfekte Neupositionierung sorgt, bevor das Programm fortgesetzt wird. Schließlich verringert es das Unfallrisiko, das beim manuellen Werkzeugwechsel auftreten kann.

Kurz gesagt: Ein automatischer Werkzeugwechsel an einer CNC-Fräsmaschine ermöglicht es der Maschine, die gesamte Produktion schneller und sicherer durchzuführen. Es ist eine Option, die Ihnen viel Zeit für Ihre Arbeit spart.

Der automatische Werkzeugwechsel oder ATC (für Englisch Automatic Tool Changer) ist eine Option unserer CNC-Fräsmaschinen, die es der Maschine ermöglicht, das Werkzeug automatisch und ohne menschliches Eingreifen zu wechseln. Diese Funktion ist besonders nützlich bei komplexen Fräsanwendungen, bei denen mehrere verschiedene Werkzeuge zum Bearbeiten eines Werkstücks erforderlich sind.

Die Funktionsweise eines automatischen Werkzeugwechsels an einer CNC-Fräsmaschine ist wie folgt: Die Maschine ist mit einem Werkzeugmagazin ausgestattet, das mehrere verschiedene Werkzeuge enthält, die jeweils an einem Werkzeughalter mit einem BT30-Kegel befestigt sind. Wenn das Fräsprogramm mit einem M-Code-Befehl anzeigt, dass es Zeit zum Werkzeugwechsel ist, platziert der Maschinencontroller die Spindel am Werkzeugmagazin. Es gibt das aktuelle Werkzeug an einem leeren Ort frei und fügt stattdessen ein neues ein.

Der Werkzeugwechsel erfolgt dank Druckluft-Schnellspann-Mechanismen in Sekundenschnelle, mit denen die Werkzeughalterkonen schnell aufgenommen und gelöst werden können. Nachdem das Werkzeug gewechselt wurde, kann die Fräsmaschine weiterhin normal arbeiten, indem die Anweisungen im Fräsprogramm befolgt werden.

Der automatische Werkzeugwechsel hat für den Anwender der CNC-Fräsmaschine viele Vorteile. Erstens spart es Zeit, da die Maschine nicht angehalten werden muss, um die Werkzeuge manuell zu wechseln. Darüber hinaus ermöglicht es bessere Ergebnisse zu erzielen, indem eine perfekte Neupositionierung gewährleistet wird, bevor das Programm fortgesetzt wird. Schließlich reduziert es die Unfallgefahr, die beim manuellen Werkzeugwechsel auftreten kann.

Kurz gesagt, ein automatischer Werkzeugwechsel an einer CNC-Fräsmaschine ermöglicht es der Maschine, eine komplette Fertigung schneller und sicherer zu realisieren. Dies ist eine Option, mit der Sie viel Zeit für Ihre Arbeit sparen können.

Sowohl der Servomotor als auch der Schrittmotor sind elektrische Gleichstrommotoren. Ihr hohes Drehmoment beim Blockieren (oder Starten) macht sie zu den am häufigsten verwendeten Motoren für Roboter und Spezialmaschinen. Diese Motoren werden auch zur Steuerung der Achsen von CNC-Fräsmaschinen eingesetzt.

Der Schrittmotor

Der Schrittmotor eignet sich besser für kleine Bearbeitungen. Seine einfache Zusammensetzung macht ihn einfach herzustellen und zuverlässig.
Wenn jedoch die Kräfte, die dem Rotor ausgesetzt sind, größer sind als das maximal zulässige Drehmoment des Motors (N.m-Wert, der vom Hersteller angegeben wird), tritt ein Schrittsprungphänomen auf: Der Motor bewegt sich versehentlich und man hört kleine „Cracs“ im Inneren des Motors.
Wenn Sie ein Werkstück aus etwas hartem Material fräsen und die Vorschubgeschwindigkeiten Ihrer Fräsmaschine schlecht eingestellt sind, werden die Schrittmotoren, die Ihre Achsen antreiben, Schrittsprüngen ausgesetzt. Sie werden das gleiche Phänomen haben, wenn die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Bewegungen Ihrer Achsen zu hoch sind.

Das Problem ist, dass während eines langen Bearbeitungsprozesses die Addition aufeinanderfolgender Schrittsprünge zu großen Verschiebungen auf den Achsen Ihrer Fräsmaschine führt. Die Fräse wird nicht an der ursprünglich vorgesehenen Stelle geführt und Ihr Endprodukt ist nicht mehr geeignet.
Für das Fräsen von Kleinteilen und kurze Prozesse in weichen Materialien sind Schrittmotoren ausreichend. Aber für die Herstellung von großen Teilen sind sie nicht mehr geeignet.

Servomotor

Der Servomotor ist wie ein Schrittmotor aufgebaut, mit dem Unterschied, dass er zusätzlich einen Encoder besitzt. Dieser ermöglicht es ihm, die Drehgeschwindigkeit des Rotors kontinuierlich zu erfassen. So kann die Steuerung erkennen, ob der Drehbefehl vollständig ausgeführt wurde. Im Falle eines Schrittsprungs weiß man, ob der Motor weniger gedreht hat als geplant und passt die Bewegung sofort an. Man vermeidet also Verzögerungen während des Bearbeitungsprozesses.
So ist der Servomotor nicht anfällig für den Effekt von Schrittsprüngen und eignet sich daher besser für das Fräsen großer Dimensionen. Eine mit Servomotoren ausgestattete Fräsmaschine verträgt hohe Beschleunigungen und hohe Verfahrgeschwindigkeiten ihrer Achsen und behält dabei ihre Positioniergenauigkeit bei. Sie werden daher für die Herstellung von großen Teilen empfohlen, die eine hohe Genauigkeit erfordern.

Ein DSP-Controller (Digital Signal Processor) ist eine Art von Steuergerät zur Steuerung von CNC-Maschinen wie Fräsmaschinen. Es verwendet einen digitalen Prozessor, um Signale in Echtzeit zu verarbeiten, wodurch es komplexe Kontrolloperationen in einem kartesischen Raum mit hoher Genauigkeit durchführen kann. Dies macht es ideal für die Steuerung von CNC-Fräsmaschinen.

Um zu verstehen, wie ein DSP-Controller funktioniert, ist es wichtig zu wissen, wie CNC-Maschinen funktionieren. Fräsmaschinen sind Maschinen, die so konstruiert sind, dass sie Werkstücke mithilfe von rotierenden Werkzeugen wie Fräsern bearbeiten. Die Bewegung der Werkzeuge entlang der 3 Achsen in kartesischen Koordinaten wird von einem Steuerungssystem kontrolliert, das den Anweisungen folgt, die in einem Fräsprogramm bereitgestellt werden. Das ist das berühmte G-Code-Programm

Der DSP-Controller spielt eine entscheidende Rolle beim Betrieb einer CNC-Fräsmaschine. Er empfängt die Anweisungen des Fräsprogramms und wandelt sie in elektrische Signale um, die an die verschiedenen Motoren der Maschine gesendet werden. Diese Signale steuern die Geschwindigkeit und Richtung der Motoren, sodass die Fräsmaschine die Anweisungen des Fräsprogramms ausführen und den vom Postprozessor definierten Werkzeugweg verfolgen kann.

Bei LUQUE-Fräsmaschinen wird der DSP-Controller mit Servomotoren verwenden ein Feedback-System, um die Position der Motoren kontinuierlich zu verfolgen und die Signale entsprechend anzupassen. Dadurch wird die Genauigkeit der Maschine durch Korrektur von Positionierungsfehlern aufrechterhalten.

Einer der Hauptvorteile eines DSP-Controllers besteht darin, dass er Signale viel schneller verarbeiten kann als herkömmliche Controller wie Mach3. Dies bedeutet, dass es komplexe Berechnungen in Echtzeit durchführen kann, sodass es schnell auf Änderungen der Maschinenbetriebsbedingungen reagieren kann. Dies kann besonders in Anwendungen nützlich sein, in denen die Geschwindigkeit der Ausführung wichtig ist, z. B. beim Fräsen von großen Teilen oder in großen Serien.

Darüber hinaus kann ein DSP-Controller Daten mit einer höheren Auflösung als andere Controller-Typen verarbeiten. Dies bedeutet, dass es genauere Berechnungen durchführen kann, was zu besseren Ergebnissen führt. Dies kann besonders nützlich sein, wenn es auf Bearbeitungsgenauigkeit ankommt.

Schließlich ein DSP-Controller, der viel einfacher zu konfigurieren und zu bedienen ist als herkömmliche Controller. Es bietet eine intuitive Benutzeroberfläche, die einen schnellen Einstieg ermöglicht. Man kann es einfach konfigurieren und Fräsprogramme starten. Dies ist besonders nützlich für Benutzer, die keine IT-Experten sind und einfach die CNC-Fräsmaschine für einfache Aufgaben verwenden möchten. Dies ist auch ideal für erfahrene Benutzer, die sowohl eine hohe Arbeitsqualität als auch eine schnelle Programmausführung wünschen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DSP-Controller viele Vorteile für die Steuerung von CNC-Maschinen bieten. Sie können Signale schneller verarbeiten, Daten mit einer höheren Auflösung verarbeiten und sind einfacher einzurichten und zu bedienen als andere Arten von Controllern.

G-Code ist eine Programmiersprache zur Steuerung digitaler Werkzeugmaschinen wie Fräsmaschinen, Drehmaschinen und 3D-Drucker. Es ermöglicht diesen Maschinen, genaue Anweisungen auszuführen, um mechanische Teile mit hoher Präzision herzustellen.

Der G-Code ist auch als ISO-Code bekannt, da er auf der Norm ISO 6983 basiert. Es wird in der Fertigungsindustrie häufig für die Programmierung von CNC-Werkzeugmaschinen (CNC) verwendet, wodurch Fehler reduziert und die Produktionseffizienz im Vergleich zur manuellen Fertigung erhöht werden kann.

Sie ist eine sequenziell gesteuerte Programmiersprache, was bedeutet, dass sie die Anweisungen in der Reihenfolge liest, in der sie geschrieben wurden. Jeder Anweisung ist ein Befehlsbuchstabe (oder G-Code) vorangestellt, der der Maschine mitteilt, welche Aktion sie ausführen soll. Beispielsweise weist der Code g00 die Maschine an, mit maximaler Geschwindigkeit zu einem bestimmten Punkt zu fahren, während der Code g01 die Maschine anweist, sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf einer linearen Bahn zu bewegen.

G-Code wird in der Regel als Textdatei geschrieben, die von einem Textbearbeitungsprogramm oder CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) gelesen und bearbeitet werden kann. Diese Datei ermöglicht es, der Werkzeugmaschine Anweisungen zu geben, um die Bewegung von Werkzeugen und Teilen zu führen.

Unter der Bezeichnung „ISO-Code“ befinden sich auch die Codes M, F und S. Damit können jeweils die Funktionen der Maschine (z. B.automatischer Werkzeugwechsel), die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindeldrehzahl gesteuert werden. Die Kombination dieser Codes führt zu Programmen, die in der Lage sind, eine Fräsmaschine über einen gesamten Herstellungsprozess vollautomatisch zu steuern.

Der ISO-Code ist daher eine einfach zu handhabende und leistungsstarke Programmiersprache, die eine präzise und effiziente Steuerung von Werkzeugmaschinen ermöglicht. Es ist eine standardisierte Sprache, die es ermöglicht, weltweit bekannt zu sein und mit den meisten CNC-Maschinen kompatibel zu sein.