Inhalt Vorwort 12 1. Einführung 14 2. Maschine und Steuerung 17 2.1. Wahl der Fräsmaschine 17 2.1.1. Die Tischfräsmaschine 17 2.1.2. Die Portalfräsmaschine 18 2.2. Elektronik und Steuersoftware 20 3. Erzeugen des CNC-Programms 22 3.. Die Elemente eines Frästeils 22 3..1. Konturen 22 3..2. Taschen und Inseln 23 3..3. Bohrungen 23 3..4. Ablauf der CNC-Fertigung des Beispielteils 23 3.2. Am Anfang steht die Zeichnung 23 3.2.1. Vektor-oder Rastergrafik? 24 3.2.2. Konvertieren vom Raster- ins Vektorformat 24 3.2.3. Zeichenprogramme 24 3.2.3.1. Für Grafiker 24 3.2.3.2 Für Maschinenbauer und Architekten 25 3.3. Programmiersprachen 26 3.3.1. G-Code 26 3.3.2. HPGL 26 3.3.3. Dateinamenerweiterungen von CNC-Programmen 27 3.4. Manuelle Programmierung in G-Code 27 3.5. Aus DXF oder HPGL G-Code generieren 27 3.6. Von der Idee zum fertigen Teil 28 3.7. Marktübersicht CNC-Generatoren 29 3.8. Ausgewählte Programme 32 3.8.1. Filou-NC 32 3.8.2. SimplyCAM 32 Bibliografische Informationen http://d-nb.info/986054313 digitalisiert durch
3.8.3. RealCAM 33 3.8.4. SheetCAM 34 3.8.5. DesKAM 2000 35 3.8.6. LazyCAM 35 3.9. Steuersoftware mit integrierten Zeichenfunktionen 35 3.10. Sonderfall PC-NC 35 4. Die Frästechnologie 36 4.1. Wahl der Fräswerkzeuge 36 4.1.1. Schrupp- oder Schlichtfräser? 36 4.1.2. Länge und Durchmesser 36 4.1.3. Schneiden über Mitte 38 4.1.4. Material des Fräsers 38 4.1.5. Wie viele Zähne? 38 4.2. Einspannender Fräser 38 4.2.1. Bei Tischfräsmaschinen 38 4.2.2. Bei Portalmaschinen 41 4.3. Zu bearbeitendes Material 41 4.4. Drehzahl, Frästiefe und Vorschubgeschwindigkeit 42 4.4.1. Für die Tischfräsmaschine 42 4.4.2. Für die Portalfräsmaschine 43 4.5. Gleichlauf oder Gegenlauf? 43 4.6. Kühlung und Schmierung 43 4.7. Staubabsaugung 44 4.8. Resonanzen 45 4.9. Aufspannen des Werkstücks 45 4.9.1. Auf den Maschinentisch 45 4.9.2. Mit einer Zwischenplatte 46 4.9.3. Im Maschinenschraubstock 48 4.9.4. Aufspannen runder Teile im Drehfutter 49 4.9.5. Aufspannen dünner, flacher Materialien 50 4.9.6. Auf der Vakuumplatte 51 4.10. Einrichten der Maschine 52 4.10.1. Koordinatensystem 52 4.10.1.1. Maschinen-Koordinatensystem 52 4.10.1.2. Werkstück-Koordinatensystem 52 4.10.2. Maschinen-Nullpunkt und Referenzpunkt 53 4.10.3. Der Werkstück-Nullpunkt 53 4.10.4. Finden des Werkstück-Nullpunkts 54 4.10.4.1. Mit der Mess-Spitze 54 4.10.4.2. Mit dem rotierenden Kantentaster 55 4.10.4.3. Mit dem 3D-Taster 55 4.10.4.4. Mit dem elektronischen Kantentaster 56 4.10.4.5. Verwendung von Anschlägen 56 4.10.5. Der Werkzeug-Nullpunkt 58 4.10.6. Einstellen des Werkzeug-Nullpunkts 59
5. Praktische Beispiele 61 5.1. Getriebegehäuse aus Aluminium 62 5.2. Spant für ein Modellschiff 69 5.3. Umlenkhebel 72 6. Beispiele für das Generieren von CNC-Programmen 75 6.1. Getriebegehäuse mit Filou-NC 75 6.1.1. Programmstart und Zeichnimg laden 76 6.1.2. Zeichnung vergrößern, verkleinern, verschieben 77 6.1.3. Werkstück-Nullpunkt 77 6.1.4. Aufräumen der Zeichnung 77 6.1.5. Werkzeuge definieren 78 6.1.6. Postprozessor wählen 80 6.1.7. Einstellung der Maßangaben 80 6.1.8. Umschalten auf CAM 81 6.1.9. Programmanfang 81 6.1.10. Werkzeugwahl 81 6.1.11. Konturtasche programmieren 83 6.1.12. Werkzeugbahnen löschen 85 6.1.13. Kreistasche programmieren 85 6.1.14. Werkzeugwechseln 86 6.1.15. Konturverfolgung programmieren 87 6.1.16. Programmieren der restlichen Konturen zum Schlichten 89 6.1.17. Schruppen der Außenkontur 89 6.1.18. Schlichten der Außenkontur 90 6.1.19. Bohrzyklen 90 6.1.20. Ende Programm 91 6.1.21. Programmspeichern 92 6.1.22. Backplot 92 6.1.23. Simulation 92 6.1.24. Editor 93 6.2. Umlenkhebel mit SheetCam 95 6.2.1. Erstellen der Zeichnung 96 6.2.2. Konfigurieren von Maschine und Material in SheetCAM 97 6.2.3. Einlesen der Zeichnung 97 6.2.4. Die Werkzeugleisten des Programms 98 6.2.5. Bearbeitungswerkzeuge anlegen 99 6.2.6. Definition der Bearbeitungsprozesse 101 6.2.6.1. Taschen 101 6.2.6.2. Bohrungen 102 6.2.6.3. Konturen 103 6.2.6.3.1. Bearbeirungsstartpunkt 103 6.2.6.3.2. Verfahrweg 104 6.2.6.3.3. Setzen von Haltestegen 104 6.2.7. Linienfarben ändern 105 6.2.8. Prozesse ein- und ausblenden 105
6.2.9. Zeichnungsebenen ein- und ausblenden 105 6.2.10. 3D-Ansicht 106 6.2.11. Prozesse neu anordnen, ändern oder löschen 106 6.2.12. Generieren des G-Code 106 6.3. Modellschiffspant mit SimplyCAM 106 6.3.1. Umwandlung einer Rastervorlage in eine DXF-Datei 107 6.3.2. Einlesen der Zeichnung 109 6.3.3. Festlegen des Werkstück-Nullpunkts 109 6.3.4. Generieren des CNC-Programms 109 6.3.4.1. Postprozessor und Dateinamen wählen 109 6.3.4.2. Werkzeug wählen 110 6.3.4.3. Wählen der Operation und Eingabe der Parameter 110 6.3.4.4. Kontur wählen 111 6.3.5. Simulieren des Programmablaufs 111 6.3.6. Beenden und speichern 112 6.4. Schriften fräsen und gravieren 112 6.5. Simulation der Bearbeitung mit CncSimulator 113 6.5.1. Auftanken" des Programms 113 6.5.2. Konfigurieren von CncSimulator 114 6.5.3. Definition der Bearbeitungswerkzeuge 115 6.5.4. Definition der Werkstückgröße 115 6.5.5. Laden des CNC-Programms 115 6.5.6. Start der Simulation 115 6.5.7. Die Programmfenster 115 6.5.8. Zuordnen von Farben zu Ebenen 116 7. Manuelle Programmierung mit G-Code 117 7.1. CNC-gerechte Zeichnungen 117 7.2. Werkstück-Nullpunkt 117 7.3. Arbeitsablauf festlegen 118 7.4. Programmaufbau 120 7.5. Satzaufbau 120 7.5.1. Satznummer 120 7.5.2.Sonderzeichen 120 7.5.3. Wegbedingungen (G-Codes) 121 7.5.4. Zielkoordinaten 121 7.5.5. Schaltfunktionen (M-Codes) 121 7.5.6. Parameter 122 7.6. Zahlen 122 7.7. Maßangaben 122 7.7.1. Absolute Maßangaben 122 7.7.2 Inkrementale Maßangaben (Kettenmaße) 122 7.8. Zerspanungsdaten (Drehzahl und Vorschub) 123 7.9. Programmierung von Geraden 123 7.10. Kreisprogrammierung 124 7.10.1. Vollkreise 124
7.10.2. Kreisbögen 124 7.10.2.1. Das Radiusformat 124 7.10.2.2. Das Mittelpunktformat 125 7.11. Werkzeugbahnkorrektur 127 7.11.1. Sinn und Zweck 127 7.11.2. Festlegen des Fräserdurchmessers 128 7.11.3. Richtige und falsche Werkzeugbahnen 128 7.11.4. Anfahren der Kontur 129 7.11.6. Pause während der Werkzeugbahnkorrektur 132 7.12. Unterprogramme 133 7.13. Polare Koordinaten 137 7.14. Bohrzyklen 139 7.14.1. Zyklus Bohren, Rückzug im Eilgang - G81 140 7.14.2. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Eilgang - G82 140 7.14.3. Zyklus Tieflochbohren -G83 141 7.14.4. Zyklus Bohren, Rückzug mit Vorschub - G85 141 7.14.5. Zyklus Bohren, Spindel aus, Rückzug mit Eilgang - G86 142 7.14.6. Zyklus Bohren, Spindel aus, manueller Rückzug - G88 143 7.14.7. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Vorschub - G89 143 7.14.8. Zyklus schnelles Tieflochbohren-G73 144 7.14.9. Lineare Lochreihen programmieren 144 7.14.10. Rückzugebene definieren -G98, G99 145 7.15. Werkstück-und Werkzeug-Offsets programmieren 146 7.15.1. Setzen der Werkzeug-Offsets 146 7.15.2. Setzen der Werkstück-Offsets 146 7.16. Nullpunktverschiebung im Koordinatensystem 146 7.17. Drehen des Koordinatensystems 147 7.18. G-Code Referenz (Wegbedingungen) 148 7.18.1. Fahren im Eilgang - G0 150 7.18.2. Lineares Fahren mit Vorschubgeschwindigkeit - Gl 150 7.18.3. Kreisbogen mit Vorschubgeschwindigkeit - G2 undg3 150 7.18.3.1 Radiusformat 150 7.18.3.2. Mittelpunktformat 150 7.18.4. Verweilen - G4 151 7.18.5. Werkstück- und Werkzeug-Offsets -G10 151 7.18.6. Vollkreis - G12 und G13 151 7.18.7. Polares Koordinatensystem abschalten - G15 152 7.18.8. Polares Koordinatensystem einschalten - G16 152 7.18.9. Ebenen auswählen - G17, G18, G19 152 7.18.10. Längeneinheit wählen - G20, G21 152 7.18.11. Maschinen-Nullpunkt anfahren-g30 152 7.18.12. Werkzeugbahn-Korrektur -G40, G41,G42 152 7.18.13. Werkzeuglängen-Offsets - G43, G44, G49 153 7.18.14. Skalierungsfaktoren setzen - G50, G51 153 7.18.15. Nullpunktverschiebung im Koordinatensystem - G52 153 7.18.16. Folgende Position in Maschine-Koordinaten - G53 154
10 7.18.17. Werkstück-Nummer wählen-g54 bis 59 154 7.18.18. Bahn-Modus setzen - G61, G64 154 7.18.19. Drehen des Koordinatensystems - G68, G69 154 7.18.20. Längeneinheit wählen - G70, G71 154 7.18.21. Zyklus schnelles Tieflochbohren-G73 155 7.18.22. Modale Bewegungen ausschalten-g80 155 7.18.23. Zyklus Bohren, Rückzug im Eilgang- G81 155 7.18.24. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Eilgang - G82 155 7.18.25. Zyklus Tieflochbohren-G83 155 7.18.26. Zyklus Bohren, Rückzug mit Vorschub - G85 156 7.18.27. Zyklus Bohren, Spindel aus, Rückzug mit Eilgang - G86 156 7.18.28. Zyklus Bohren, Spindel aus, manueller Rückzug - G88 156 7.18.29. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Vorschub - G89 156 7.18.30. Absolute Maßangaben-G90 157 7.18.31. IJ-Modus absolut-g90.1 157 7.18.32. Inkrementale Maßangaben - G91 157 7.18.33. IJ-Modus inkremental - G91.1 157 7.18.34. Rückzugebene definieren -G98, G99 157 7.19. M-Code Referenz (Schaltfunktionen) 157 7.19.1. Programm Pause - MO 157 7.19.2. Programm Ende - M2 158 7.19.3. Spindel an im Uhrzeigersinn- M3 158 7.19.4. Spindel an im Gegenuhrzeigersinn - M4 158 7.19.5. Spindel aus - M5 158 7.19.6. Werkzeugwechsel - M6 158 7.19.7. Kühlung Nebel an - M7 159 7.19.8. Kühlung Schwall an - M8 159 7.19.9. Kühlung aus - M9 159 7.19.10. Programmende und Rücklauf-M30 159 7.19.11. Programm ab dem ersten Satz wiederholen - M47 159 7.19.12. Manuelle Änderung von Vorschub und Drehzahl erlauben - M48 159 7.19.13. Manuelle Änderung von Vorschub und Drehzahl verbieten - M49 159 7.19.14. Ausführen eines Unterprogramms - M98 159 7.19.15. Rückkehr aus einem Unterprogramm - M99 159 7.20. Referenz Adressbuchstaben 160 7.21. Reihenfolge der Befehlsausführung in einem Programmsatz 161 7.22. Standard-Programmanfang 162
8. Anhang 163 8.1. Literaturverzeichnis 163 8.2. Internet-Links 163 8.2.1. CNC-Foren 163 8.2.1.1. Mach2/Mach3/Mach4 Benutzerforum 163 8.2.1.2. Roboternetz 163 8.2.1.3. Peters CNC-Ecke 163 8.3 CNC-Sofrware 163 8.4. Die Webseite des Autors 165 11