CNC-Bearbeitungszentrum für die Holzindustrie

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.

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.

Der Werkzeugwechsler in der Bearbeitungseinheit lässt die CNC-Maschine mehrere Arbeitsschritte vollziehen. Dabei kann der Werkzeugwechsel bereits im Hintergrund erfolgen, bevor der Arbeitsschritt abgeschlossen ist, so dass Zeit eingespart werden kann. Da bei den meisten der Arbeitsschritte Späne von den Werkstoffen getrennt werden, werden sie während des Prozesses permanent vom CNC-Bearbeitungszentrum abgesaugt. Im Einzelnen können zum Beispiel folgende Bearbeitungsverfahren durchgeführt werden:

Bei den CNC-Bearbeitungszentren werden vor allem e-ketten®, e-rohre und igus®-PVC-Leitungen verbaut. Weil in der Holzindustrie die Ausmaße der CNC-Maschinen stark differieren und sich nach der maximalen Größe der zu verarbeitenden Holzstücke richten, werden diese drei igus®-Produktgruppen in vielen Varianten nachgefragt.

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.

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.

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.

igus® bietet also für jedes CNC-Bearbeitungszentren ein Sortiment an speziellen Lösungen für die Energiezufuhr an. Doch 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 igus®-Produkte 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 der igus® GmbH auf eine der Fachmesse der Holzwirtschaft wie der LIGNA, Xylexpo, WoodMac China, CIFM/ interzum Guangzhou.

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