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CNC-Fräsen im Modellbau - von der Idee zum fertigen Werkstück

Vorwort
1. Einführung
2. Maschine und Steuerung
2.1. Wahl der Fräsmaschine
2.1.1. Die Tischfräsmaschine
2.1.2. Die Portalfräsmaschine
2.2. Elektronik und Steuersoftware
3. Erzeugen des CNC-Programms
3.1. Die Elemente eines Frästeils
3.1.1. Konturen
3.1.2. Taschen und Inseln
3.1.3. Bohrungen
3.1.4. Ablauf der CNC-Fertigung des Beispielteils
3.3. Am Anfang steht die Zeichnung
3.3.1. Vektor- oder Rastergrafik?
3.3.3. Konvertieren vom Raster- ins Vektorformat
3.3.4. Zeichenprogramme
3.3.4.1. Für Grafiker
3.3.4.2. Für Maschinenbauer und Architekten
3.4. Programmiersprachen
3.4.1. G-Code
3.4.2. HPGL
3.4.3. Dateinamenerweiterungen von CNC-Programmen
3.5. Manuelle Programmierung in G-Code
3.6. Aus DXF oder HPGL G-Code generieren
3.7. Von der Idee zum fertigen Teil
3.8. Marktübersicht CNC-Generatoren
3.9. Ausgewählte Programme
3.9.1. Filou-NC
3.9.2. SimplyCAM
3.9.3. RealCAM
3.9.4. SheetCAM
3.9.5. DesKAM 2000
3.9.6. LazyCAM
3.10. Steuersoftware mit integrierten Zeichenfunktionen
3.11. Sonderfall PC-NC
4. Die Frästechnologie
4.1. Wahl der Fräswerkzeuge
4.1.1. Schrupp- oder Schlichtfräser?
4.1.2. Länge und Durchmesser
4.1.3. Schneiden über Mitte
4.1.4. Material des Fräsers
4.1.5. Wie viele Zähne?
4.2. Einspannen der Fräser
4.2.1. Bei Tischfräsmaschinen
4.2.2. Bei Portalmaschinen
4.3. Zu bearbeitendes Material
4.4. Drehzahl, Frästiefe und Vorschubgeschwindigkeit
4.4.1. Für die Tischfräsmaschine
4.4.2. Für die Portalfräsmaschine
4.5. Gleichlauf oder Gegenlauf?
4.6. Kühlung und Schmierung
4.7. Staubabsaugung
4.8. Resonanzen
4.9. Aufspannen des Werkstücks
4.9.1. Auf den Maschinentisch
4.9.2. Mit einer Zwischenplatte
4.9.3. Im Maschinenschraubstock
4.9.4. Aufspannen runder Teile im Drehfutter
4.9.5. Aufspannen dünner, flacher Materialien..
4.9.6. Auf der Vakuumplatte
4.10. Einrichten der Maschine
4.10.1. Koordinatensystem
4.10.1.1. Maschinen-Koordinatensystem
4.10.1.2. Werkstück-Koordinatensystem
4.10.2. Maschinen-Nullpunkt und Referenzpunkt
4.10.3. Der Werkstück-Nullpunkt
4.10.4. Finden des Werkstück-Nullpunkts
4.10.4.1. Mit der Mess-Spitze
4.10.4.2. Mit dem rotierenden Kantentaster
4.10.4.3. Mit dem 3D-Taster
4.10.4.4. Mit dem elektronischen Kantentaster
4.10.4.5. Verwendung von Anschlägen
4.10.5. Der Werkzeug-Nullpunkt
4.10.6. Einstellen des Werkzeug-Nullpunkts
5. Praktische Beispiele
5.1. Getriebegehäuse aus Aluminium
5.2. Spant für ein Modellschiff
5.3. Umlenkhebel
6. Beispiele für das Generieren von CNC-Programmen
6.1. Getriebegehäuse mit Filou-NC
6.1.1. Programmstart und Zeichnung laden
6.1.2. Zeichnung vergrößern, verkleinern, verschieben
6.1.3. Werkstück-Nullpunkt
6.1.4. Aufräumen der Zeichnung
6.1.5. Werkzeuge definieren
6.1.6. Postprozessor wählen
6.1.7. Einstellung der Maßangaben
6.1.8. Umschalten auf CAM
6.1.9. Programmanfang
6.1.10. Werkzeugwahl
6.1.11. Konturtasche programmieren
6.1.12. Werkzeugbahnen löschen
6.1.13. Kreistasche programmieren
6.1.14. Werkzeug wechseln
6.1.15. Konturverfolgung programmieren
6.1.16. Programmieren der restlichen Konturen zum Schlichten
6.1.17. Schruppen der Außenkontur
6.1.18. Schlichten der Außenkontur
6.1.19. Bohrzyklen
6.1.20. Ende Programm
6.1.21. Programm speichern
6.1.22. Backplot
6.1.23. Simulation
6.1.24. Editor
6.2. Umlenkhebel mit SheetCam
6.2.1. Erstellen der Zeichnung
6.2.2. Konfigurieren von Maschine und Material in SheetCAM
6.2.3. Einlesen der Zeichnung
6.2.4. Die Werkzeugleisten des Programms
6.2.5. Bearbeitungswerkzeuge anlegen
6.2.6. Definition der Bearbeitungsprozesse
6.2.6.1. Taschen
6.2.6.2. Bohrungen
6.2.6.3. Konturen
6.2.6.3.1. Bearbeitungsstartpunkt
6.2.6.3.2. Verfahrweg
6.2.6.3.3. Setzen von Haltestegen
6.2.7. Linienfarben ändern
6.2.8. Prozesse ein- und ausblenden
6.2.9. Zeichnungsebenen ein- und ausblenden
6.2.10. 3D-Ansicht
6.2.11. Prozesse neu anordnen, ändern oder löschen
6.2.12. Generieren des G-Code
6.3. Modellschiffspant mit SimplyCAM
6.3.1. Umwandlung einer Rastervorlage in eine DXF-Datei
6.3.2. Einlesen der Zeichnung
6.3.3. Festlegen des Werkstück-Nullpunkts
6.3.4. Generieren des CNC-Programms
6.3.4.1. Postprozessor und Dateinamen wählen
6.3.4.2. Werkzeug wählen
6.3.4.3. Wählen der Operation und Eingabe der Parameter
6.3.4.4. Kontur wählen
6.3.5. Simulieren des Programmablaufs
6.3.6. Beenden und speichern
6.4. Schriften fräsen und gravieren
6.5. Simulation der Bearbeitung mit CncSimulator
6.5.1. „Auftanken“ des Programms
6.5.2. Konfigurieren von CncSimulator
6.5.3. Definition der Bearbeitungswerkzeuge
6.5.4. Definition der Werkstückgröße
6.5.5. Laden des CNC-Programms
6.5.6. Start der Simulation
6.5.7. Die Programmfenster
6.5.8. Zuordnen von Farben zu Ebenen
7. Manuelle Programmierung mit G-Code
7.1. CNC-gerechte Zeichnungen
7.2. Werkstück-Nullpunkt
7.3. Arbeitsablauf festlegen
7.4. Programmaufbau
7.5. Satzaufbau
7.5.1. Satznummer
7.5.2.Sonderzeichen
7.5.3. Wegbedingungen (G-Codes)
7.5.4. Zielkoordinaten
7.5.5. Schaltfunktionen (M-Codes)
7.5.6. Parameter
7.6. Zahlen
7.7. Maßangaben
7.7.1. Absolute Maßangaben
7.7.2 Inkrementale Maßangaben (Kettenmaße)
7.8. Zerspanungsdaten (Drehzahl und Vorschub)
7.9. Programmierung von Geraden
7.10. Kreisprogrammierung
7.10.1. Vollkreise
7.10.2. Kreisbögen
7.10.2.1. Das Radiusformat
7.10.2.2. Das Mittelpunktformat
7.11. Werkzeugbahnkorrektur
7.11.1. Sinn und Zweck
7.11.2. Festlegen des Fräserdurchmessers
7.11.3. Richtige und falsche Werkzeugbahnen
7.11.4. Anfahren der Kontur
7.11.5. Wegfahren und Abbau der Korrektur
7.11.6. Pause während der Werkzeugbahnkorrektur
7.12. Unterprogramme
7.13. Polare Koordinaten
7.14. Bohrzyklen
7.14.1. Zyklus Bohren, Rückzug im Eilgang – G81
7.14.2. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Eilgang – G82
7.14.3. Zyklus Tieflochbohren – G83
7.14.4. Zyklus Bohren, Rückzug mit Vorschub – G85
7.14.5. Zyklus Bohren, Spindel aus, Rückzug mit Eilgang – G86
7.14.6. Zyklus Bohren, Spindel aus, manueller Rückzug – G88
7.14.7. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Vorschub - G89
7.14.8. Zyklus schnelles Tieflochbohren – G73.
7.14.9. Lineare Lochreihen programmieren
7.14.10. Rückzugebene definieren – G98, G99
7.15. Werkstück- und Werkzeug-Offsets programmieren
7.15.1. Setzen der Werkzeug-Offsets
7.15.2. Setzen der Werkstück-Offsets
7.16. Nullpunktverschiebung im Koordinatensystem
7.17. Drehen des Koordinatensystems
7.18. G-Code Referenz (Wegbedingungen)
7.18.1. Fahren im Eilgang - G0
7.18.2. Lineares Fahren mit Vorschubgeschwindigkeit - G1
7.18.3. Kreisbogen mit Vorschubgeschwindigkeit - G2 und G3
7.18.3.1 Radiusformat
7.18.3.2. Mittelpunktformat
7.18.4. Verweilen - G4
7.18.5. Werkstück- und Werkzeug-Offsets - G10.
7.18.6. Vollkreis - G12 und G13
7.18.7. Polares Koordinatensystem abschalten - G15
7.18.8. Polares Koordinatensystem einschalten - G16
7.18.9. Ebenen auswählen - G17, G18, G19
7.18.10. Längeneinheit wählen - G20, G21
7.18.11. Maschinen-Nullpunkt anfahren - G30
7.18.12. Werkzeugbahn-Korrektur - G40, G41, G42.
7.18.13. Werkzeuglängen-Offsets - G43, G44, G49.
7.18.14. Skalierungsfaktoren setzen - G50, G51.
7.18.15. Nullpunktverschiebung im Koordinatensystem - G52
7.18.16. Folgende Position in Maschine-Koordinaten - G53
7.18.17. Werkstück-Nummer wählen - G54 bis 59
7.18.18. Bahn-Modus setzen - G61, G64
7.18.19. Drehen des Koordinatensystems - G68, G69
7.18.20. Längeneinheit wählen - G70, G71
7.18.21. Zyklus schnelles Tieflochbohren – G73.
7.18.22. Modale Bewegungen ausschalten – G80
7.18.23. Zyklus Bohren, Rückzug im Eilgang – G81
7.18.24. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Eilgang – G82
7.18.25. Zyklus Tieflochbohren – G83
7.18.26. Zyklus Bohren, Rückzug mit Vorschub – G85
7.18.27. Zyklus Bohren, Spindel aus, Rückzug mit Eilgang – G86
7.18.28. Zyklus Bohren, Spindel aus, manueller Rückzug – G88
7.18.29. Zyklus Bohren, Verweilen, Rückzug mit Vorschub - G89
7.18.30. Absolute Maßangaben - G90
7.18.31. IJ-Modus absolut - G90.1
7.18.32. Inkrementale Maßangaben - G91
7.18.33. IJ-Modus inkremental - G91.1
7.18.34. Rückzugebene definieren – G98, G99
7.19. M-Code Referenz (Schaltfunktionen)
7.19.1. Programm Pause - M0
7.19.2. Programm Ende - M2
7.19.3. Spindel an im Uhrzeigersinn - M3
7.19.4. Spindel an im Gegenuhrzeigersinn - M4.
7.19.5. Spindel aus - M5
7.19.6. Werkzeugwechsel - M6
7.19.7. Kühlung Nebel an - M7
7.19.8. Kühlung Schwall an - M8
7.19.9. Kühlung aus - M9
7.19.10. Programmende und Rücklauf - M30
7.19.11. Programm ab dem ersten Satz wiederholen - M47
7.19.12. Manuelle Änderung von Vorschub und Drehzahl erlauben - M48
7.19.13. Manuelle Änderung von Vorschub und Drehzahl verbieten - M49
7.19.14. Ausführen eines Unterprogramms - M98
7.19.15. Rückkehr aus einem Unterprogramm - M99.
7.20. Referenz Adressbuchstaben
7.21. Reihenfolge der Befehlsausführung in einem Programmsatz
7.22. Standard-Programmanfang
8. Anhang
8.1. Literaturverzeichnis
8.1. Internet-Links
8.1.1. CNC-Foren
8.1.1.1. Mach2/Mach3/Mach4 Benutzerforum
8.1.1.2. Roboternetz
8.1.1.3. Peters CNC-Ecke
8.2 CNC-Software
8.3. Die Webseite des Autors