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CNC-Bearbeitungszentrum für die Holzindustrie

CNC-Holzverarbeitungsmaschine

Die computergesteuerte Automatisation wird immer wichtiger für die Fertigungstechnik. Auch in der Holzverarbeitung kommen verstärkt CNC („computerized numerical control“)-Maschinen zur Anwendung, die durch den eingebauten Rechner die gesamte Steuerung und Durchführung der Arbeitsprozesse übernehmen. Sie stellen komplexe und integrierte CNC-Bearbeitungszentren dar, die das Werkstück in einer Werkstückaufspannung den verschiedenen Bearbeitungsschritten unterziehen. Drechseln (Drehen), Sägen, Fräsen, Bohren, Schleifen oder Leimen – alles wird am Holz durch programmierte Werkzeugbewegungen ausgeführt. Herkömmliche Bedienelemente wie Fuß- und Handhebel oder Handräder entfallen, stattdessen wird die Regelung per Computer-Tastatur oder Mausklick ausgeführt und die Funktionen und der Betrieb über den Monitor überwacht. In dem Bearbeitungszentrum (BAZ) steuert der Computer über die eingegebenen Daten die gesamten Vorschubbewegungen und Spannvorgänge. Manuelle Eingriffe durch einen Maschinenbediener sind nicht länger notwendig. Durch ein CNC-Bearbeitungszentrum kann die Produktion eine wesentliche höhere Fertigungsgenauigkeit und Fertigungsgeschwindigkeit erreichen. Die Fehlerhäufigkeit und das Ausfallrisiko sinken. Zudem sind CNC-Maschinen durch veränderte Parametereingaben bzw. durch textuelle oder grafische Umprogrammierung äußerst flexibel einsetzbar und können leicht individuell und werkstattorientiert modifiziert werden. Generell schafft die CNC-Technik eine enge Verbindung zur Konstruktionsabteilung, die aus CAD-Anwendungen direkt Programme für die CNC-Maschine entwickeln und implementieren kann.

Einsatzmöglichkeiten in der Holzverarbeitung

Aufgrund ihrer mannigfaltigen Anwendungsmöglichkeiten werden CNC-Maschinen in der Holzverarbeitung zunehmend unverzichtbar, sowohl in der Industrie als auch im Handwerk. Immer mehr Unternehmen rüsten mit CNC-Maschinen auf, um den Anforderungen des Marktes und dem Kostendruck gerecht zu werden. Gerade wenn verschiedene Holzarten verarbeitet werden müssen, oft auch in Kombination mit anderen Werkstoffen wie Kunststoff oder Nichteisenmetallen, finden CNC-Bearbeitungszentren Verwendung. Vollholz (Massivholz) oder Holzwerkstoffe wie Sperrholz, Span- und Hartfaserplatten können automatisch und seriell gefräst (CNC-Oberfräsmachine), gesägt oder geschliffen werden. So können die CNC-Maschinen in der Bauelementefertigung (Fenster, Türen etc.), in der Massivholzverarbeitung (Möbel, Innenausbau) und in der Plattenbearbeitung eingesetzt werden. Selbst die Herstellung von filigranen Musikinstrumenten führt durch CNC-Holzbearbeitungsmaschinen zu makellosen und kostengünstigen Ergebnissen.

Aufbau einer CNC-Holzverarbeitungsmaschine

CNC-Bearbeitungszentren für Holz bestehen in der Regel aus vier Einheiten: 
Das Maschinenbett ist die Grundeinheit der Maschine, in der die Schaltschränke untergebracht sind. Auch der Antrieb der Maschine befindet sich i.d.R. hier. Auf dem Maschinenbett als Basis sind die anderen Einheiten appliziert, die verfahren werden können. Durch Saugerbalken mit Saugern werden die Werkstücke entsprechend der Werkzeuggröße genau positioniert. Die Saugerbalkenverstellung wird über den Computer geregelt. Dies geschieht teilweise mit der Hilfe von Lasertechnik. Dabei lassen sich Saugerbalken und Sauger unabhängig voneinander ansteuern. Auf dem Bearbeitungs- oder Maschinentisch werden die Werkstücke aufgespannt, um bearbeitet werden zu können. Die Maschinen besitzen teilweise mehrere solcher Bearbeitungsplätze, die unabhängig von einander bedient werden können. Während z.B. das eine Werkstück noch bearbeitet wird, wird auf dem anderen Arbeitsplatz das Werkstück für den anstehenden Arbeitsplatz justiert. In der Bearbeitungseinheit konzentrieren sich die Funktionen der CNC-Maschine. Je nach eingesetztem Werkzeug können unterschiedliche Arbeitsschritte ausgeführt werden.


motion plastics für CNC-Bearbeitungszentren


In CNC-Bearbeitungszentren können in allen vier Einheiten e-ketten, e-rohre und chainflex Leitungen zu Einsatz kommen, um und für einen wartungsfreien Betrieb zu sorgen und die Standzeit zu erhöhen. Unsere Energieketten schützen Leitungen und Schläuche optimal, selbst bei großer Hitzeentwicklung und großer Dynamik in der Holzverarbeitung. Weil sich die Maschinenausmaße in der Holzindustrie stark unterscheiden und nach der maximalen Größe der zu verarbeitenden Holzstücke richten, werden diese drei igus Produktgruppen in vielen Varianten nachgefragt.

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Energiekette für Saugerbalkenverstellung

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Energiekette für Saugerverstellung

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Z-Achse: verschiedene Leitungen zur Versorgung des Werkzeugs

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Y-Achse: Energiekette für die Querfahrt von Steuer-, Daten-, Motorleitungen und Pneumatikschläuchen

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Maschinenbett

6

Bearbeitungseinheit

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X-Achse: Energiekette für Längsfahrt von Steuer-, Daten-, Motorleitungen und Pneumatikschläuchen

CNC-Holzbearbeitungsmaschine Vorderseite
CNC-Holzbearbeitungsmaschine Rückseite

Energieketten

Am häufigsten werden  E2 und E4 e-ketten verwendet. Bei kleinen CNC-Bearbeitungszentren werden aber auch die ein- bzw. zweiteiligen E2 mini und E2/000 benutzt. In der Regel kommen verschiedene Kettentypen zum Einsatz, da die einzelnen Verfahrwege zur Versorgung der X-/Y-/Z-Achse und der Saugerbalken mit Energie und Luft sehr unterschiedliche Verfahrwegslängen und Befüllungen aufweisen. Für die Z-Achse werden meist mehrere Energieketten benötigt, da verschiedene Anwendungen mit ihnen verbunden sind. Pro Saugerbalken wird jeweils eine Energiekette (hauptsächlich mit Pneumatikschläuchen befüllt) verwendet. Dabei können die e-ketten entweder außerhalb der Maschine oder geschützt innerhalb des Maschinenbettes angebracht sein.

E2 e-rohre sind ein besonders geeigneter Kandidat für die Verwendung in CNC-Maschinen zur Holzverarbeitung, da sie einen ausgezeichneten Schutz gegen Späne bieten, außerdem wirken sie optisch sehr ansprechend, da sie durch die verdeckten Leitungen ein einheitliches Erscheinungsbild bieten. Sie sind leicht zu montieren, kostengünstig und können durch ihr gutes Verhältnis von Innen- zu Außenabmessungen platzsparend in CNC-Bearbeitungszentren eingebaut werden.
 

e-kette in Holzstaub

Wenn CNC-Maschinen spezielle Drehbewegungen auf kleinstem Raum erfordern, wie etwa beim Kantenschneiden, dann wird das twisterband eingesetzt. Die Energiezuführung zu einer rotierenden Frässpindel kann durch das twisterband prozesssicher gewährleistet werden, ohne dass Verschleiß auftritt und Wartungseingriffe erfolgen müssen. Im Vergleich zu Schleifringlösungen sind twisterband-Lösungen insgesamt kostengünstiger, verschleißärmer und benötigen einen geringeren Bauraum.

Alle e-ketten zeichnen sich vor allem durch zwei Vorteile gegenüber herkömmlichen PMA-Schläuchen bei CNC-Maschinen aus: Sie sind optisch ansprechender und bieten eine saubere Lösung für die Energiezuführung. Der Maschinenbediener wird nicht mehr durch freihängende PMA-Schläuche gestört.

twisterband

chainflex Leitungen für die Bewegung

Für die Befüllung der e-ketten für CNC-Bearbeitungszentren eignen sich insbesondere chainflex PVC-Leitungen. Sie kommen im Innenbereich zum Einsatz und sind keinem Kontakt mit Öl ausgesetzt. Sie werden hauptsächlich freitragend verwendet und müssen keine besondere Beanspruchung aushalten. chainflex PVC-Leitungen sind deshalb eine sehr gute und kostensparende Alternative, um im Bereich der CNC-Holzbearbeitung Wettbewerbsleitungen mit PUR- oder TPE-Leitungen zu ersetzen. Neben den PVC-Leitungen werden aber auch CA PU Schläuche eingesetzt.

chainflex Leitungen

readycable und readychain

igus liefert nicht nur e-ketten, Leitungen und lose Stecker, sondern auch konfektionierte und komplett integrierte Systeme wie readycable bzw. readychain. Diese Gesamtsysteme bestehen aus perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten und stellen für CNC-Holzverarbeitungsmaschinen die ideale Lösung dar.

Neben der Energiezufuhr können in CNC-Bearbeitungszentren weitere motion plastics Verwendung finden. Für die Maschinentür empfiehlt sich ein drylin Lineargleitlager, das durch seinen leichten, wartungs- und schmiermittelfreien Lauf hervorsticht. Durch seinen Trockenlauf ist es besonders schmutzunempfindlich und kann auch bei starkem Spanabwurf reibungslos funktionieren.

Überzeugen Sie sich am besten selbst von der Qualität und Produktvielfalt von igus auf eine der Fachmesse der Holzwirtschaft wie der LIGNA, Xylexpo, WoodMac China, CIFM/ interzum Guangzhou.