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Technik

Desktop-CNC-Maschine werden aus einer überschaubaren Anzahl Komponenten gefertigt. Für viele Komponenten gibt es unterschiedliche Ausführungen, die sich in Preis, Qualität und Leistung unterscheiden.

Spindel/Fräsmotoren

Eine Spindelmotor ist das Herzstück einer CNC-Fräse und neben der Staubabsaugung die Lärmquelle Nummer 1. Während klassische Motoren für Oberfräsen Schleifbürsten verwenden, kommen bei HF-Spindeln Frenquenzumrichter zum Einsatz, die in den meisten Geräten in einem eigenen Gehäuse ausgelagert sind. Oberfräsen werden an einem klassischen Spannhals an der Z-Achse befestigt, bei HF-Spindeln verwendet man je nach Bauform runde Spindelhalter oder man schraubt die Spindel direkt auf die Z-Achse.

  • Oberfräsen (Kohle-Bürsten als Kommutator)
  • HF-Motoren/Asynchronmotoren (luft/wassergekühlt)

Motion-Controller / Interface-Platinen

Dieses elektronische Bauteil ist für die Erzeugung der Schrittimpulse zuständig. Es wird üblicherweise per USB oder Ethernet mit dem Steuerrechner verbunden und ersetzt damit die altmodische Variante Steuerimpulse direkt im PC zu erzeugen und über die LPT-Schnittstelle an die Endstufen zu leiten.

  • Smoothstepper
  • Pokeys
  • EDING CNC Controller V5-A3
  • CNCDrive UC100 / UC300
  • PlanetCNC
  • WinPC-NC USB
  • Planet cnc
  • Estlcam/Arduino

Außer den reinen Motion-Controllern sind auch solche mit integrierten Schnittstellen erhältlich.

Endstufen

Endstufen nehmen die Schrittimpulse (Step/Dir) vom Motion-Controller entgegen und verstärken diese. In manchen Fällen sind die Endstufen direkt im Motion-Controller verbaut. In aller Regel werden für jeden Schrittmotor eine Endstufe benötigt, es gibt Geräte die drei oder vier Endstufen zusammenfassen. Außerdem wird zwischen digitalen und analogen Endstufen unterschieden.

  • Benezan (z.B. TripleBeast)
  • Leadshine
  • Lichuan
  • grblShield

Linearführungen

Bei einer 3-achsigen CNC-Maschine wird das Werkzeug entlang dieser Achsen linear bewegt. Dazu wird auf jeder Achse eine (oder mehrere) Führungen verbaut. Sie unterscheiden sich in Präzision und Stabilität. Beide Faktoren hängen maßgeblich vom verwendeten Material und den Gleitern/Rollen ab. Die Stabilität wird außerdem von der Gesamt-Größe und den Stützweiten beeinflusst.

  • Schubladenführungen
  • Winkelbleche (Alu/Stahl)
  • Aluprofile
  • Aluprofile mit eingezogenen Stahlwellen
  • Rundführungen (geschliffene Stahlwellen)
  • Rundführungen mit Unterstützung (Supported Rails)
  • Profilschienenführungen

Antrieb

Um die Achsen zu bewegen kommen unterschiedliche Antriebe zur Kraftübertragung zum Einsatz.Innerhalb der jeweiligen Arten gibt es Qualitätsunterschiede die sich im Preis niederschlagen. Sie werden oft in Toleranzklassen angegeben. Zu jedem Antrieb gehört ein passendes Gegenstück die es ebenfalls in unterschiedlichen Qualität / Materialien gibt.

  • Gewindestangen - verspannte Muttern
  • Zahnriemen (mit Flaschenzug) - Zahnrad
  • Trapezgewindespindel - Trapezgewindemutter
  • Rundgewindespindel - Rundgewindemutter
  • Kugelumlaufspindeln - Kugelumlaufmutter
  • Zahnstangen - Zahnrad

Material

CNC-Maschinen werden aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut. Relevant sind folgende Eigenschaften:

  • Härte/Stabilität
  • Resonanzverhalten
  • Gewicht

Während große Härte/Stabilität und ein gutes (also geringes) Resonanzverhalten prinzipiell von Vorteil sind, erkauft man sich mit hohem Gewicht auch Nachteile (hoher Anspruch an den Antrieb, Transportfähigkeit). Natürlich ergeben sich durch das spezifische Gewicht unterschiedliche Materialstärken. Außerdem gibt die Preisskala in gewisser Weise auch den Aufwand der Bearbeitung wieder. Interessant ist die Kombination von Materialien (z.B. Aluprofile und Linearführungen aus Stahl) um Resonanzen zu vermeiden.

  • Kunststoff (z.B. POM)
  • FR-4
  • MDF
  • Sperrholz/Siebdruckplatten
  • HPL
  • Aluminium (Platten/Profile)
  • Stahl
Zuletzt geändert am 21.09.2017 19:22 Uhr von Daniel