Werkzeugoptimierung und Werkzeugbahnen auf CNC-Maschinen

In der CNC-Holzbearbeitung macht die Maschine genau das, was Werkzeugtabelle und Werkzeugbahnen ihr vorgeben. Stimmt dort etwas nicht, sehen Sie es an den Werkstücken: ausreißende Kanten, Brandspuren auf MDF, ein Fräser, der viel zu schnell stumpf wird. Werkzeugoptimierung ist die Arbeit, bei der wir diese Einstellungen Punkt für Punkt prüfen und auf Ihre Maschine, Ihre Werkzeuge und Ihr Plattenmaterial abstimmen. Dafür braucht es weder eine neue Maschine noch neue Software.

Was an der CNC schiefläuft

Die Beschwerden, die wir in Schreinereien, im Innenausbau oder bei Möbelherstellern am häufigsten hören, sind fast immer dieselben:

• Falscher Vorschub. Der Vorschub steht auf einem sicheren Wert, den irgendwann jemand eingestellt hat. Zu langsam, und der Fräser reibt, statt zu schneiden. Zu schnell, und die Kante reißt aus.
• Zu viele Werkzeugwechsel. Das Programm wechselt je Bearbeitung das Werkzeug, statt je Werkzeug alle Bearbeitungen abzuarbeiten. Die Maschine steht mehr still, als dass sie fräst.
• Vibrationen. Ein langer Fräser bei hoher Drehzahl, eine falsche Fräsrichtung oder eine zu große Spantiefe: Sie hören es an der Maschine und sehen es am Fräsbild.
• Schlechte Späneabfuhr. Späne, die in der Nut liegen bleiben, werden ein zweites Mal gefräst. Das geht auf Kosten des Werkzeugs und ergibt eine schlechte Oberfläche.
• Ausreißende Kanten. Vor allem bei melaminbeschichtetem und furniertem Plattenmaterial, an der Unterseite oder am Ende der Bahn.
• Zu schneller Werkzeugverschleiß. Oft liegt es nicht am Werkzeug selbst, sondern an der Kombination aus Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Späneabfuhr. Die Standzeit eines Werkzeugs ergibt sich aus den Einstellungen.

Jeder dieser Punkte wird meist vom Maschinenbediener an Ort und Stelle gelöst, mit einer Korrektur an der Maschine. Dieses Wissen ist nirgends festgehalten. Fällt der Maschinenbediener aus, beginnt alles von vorn.

Was Werkzeugoptimierung bei Conselis bedeutet

Wir korrigieren nicht an der Maschine, sondern an der Quelle: in iMOS iX, wo die Werkzeugtabelle und die Bearbeitungen angelegt werden, und im Postprozessor, der sie für woodWOP, Biesse, SCM, Holz-Her, KDT oder TPA übersetzt. Was dort stimmt, kommt auch richtig an der Maschine an.

Werkzeugtabelle bereinigen und auf die Maschine abstimmen

In den meisten Bibliotheken findet sich eine Werkzeugtabelle, die über die Jahre gewachsen ist: doppelte Fräser, Werkzeuge, die längst nicht mehr im Werkzeugwechsler sitzen, Durchmesser, die nach dem Nachschleifen nicht mehr stimmen. Wir bringen diese Tabelle in Ordnung und stimmen sie auf das ab, was tatsächlich in Ihrer Maschine steckt und was diese Maschine an Drehzahl, Vorschub und Spantiefe verkraftet. Eine Tabelle, die mit der Werkzeugverwaltung an der Maschine übereinstimmt.

Werkzeugbahnen: Anfahren, Abfahren und Reihenfolge

Eine Werkzeugbahn ist mehr als eine Kontur. Die Art, wie der Fräser in das Material ein- und wieder austritt, entscheidet darüber, ob die Kante heil bleibt. Wir überprüfen das Anfahren und Abfahren je Bearbeitung, die Fräsrichtung (Gleichlauf oder Gegenlauf) je Material und die Reihenfolge der Bearbeitungen am Werkstück, sodass das Restmaterial das Werkstück bis zum letzten Schnitt stützt.

Schnittgeschwindigkeit und Vorschub je Material

Spanplatte, MDF, Multiplex, Massivholz und HPL verlangen jeweils eine eigene Kombination aus Drehzahl und Vorschub. In der Praxis ist oft ein einziger Wert für alles hinterlegt. Wir legen je Materialgruppe Schnittgeschwindigkeit und Vorschub in der Bibliothek fest, sodass iMOS sie automatisch an das CNC-Programm übergibt. Das Fräsen von Plattenmaterial wird so zu einer festgelegten Einstellung und nicht zu einem täglichen Ratespiel.

Weniger Werkzeugwechsel durch eine intelligente Reihenfolge

Ein Werkzeugwechsel kostet Zeit, und jeder Wechsel ist eine mögliche Fehlerquelle. Indem wir die Bearbeitungen nach Werkzeug statt nach Bearbeitung gruppieren und diese Reihenfolge im Postprozessor festlegen, wechselt die Maschine nur dann, wenn es wirklich nötig ist.

Dieses Wissen gehört in die Bibliothek, nicht in den Kopf des Maschinenbedieners

Der größte Unterschied nach einer Optimierung ist nicht die Einstellung selbst, sondern wo sie hinterlegt ist. Wenn der richtige Vorschub, die richtige Fräsreihenfolge und das richtige Werkzeug in der Korpusbibliothek hinterlegt sind, bekommt jedes neue Werkstück sie automatisch mit. Der Konstrukteur muss nicht daran denken, und der Maschinenbediener muss nichts mehr korrigieren. Das setzt allerdings voraus, dass der Postprozessor und die Maschinenanbindung korrekt eingerichtet sind: Eine Tabelle in iMOS, die nicht mit der Werkzeugverwaltung in der Maschinensteuerung übereinstimmt, führt wieder zu manueller Arbeit.

Werkzeug und Nesting gehören zusammen

Wer nestet, arbeitet mit einem Fräser, der durch die gesamte Platte geht. Der Durchmesser dieses Fräsers bestimmt den Abstand zwischen den Teilen, der Vorschub die Durchlaufzeit der Platte und die Späneabfuhr, ob die Unterseite heil bleibt. Eine gute Zuschnitt- und Nestingoptimierung beginnt also beim Werkzeug. Deshalb betrachten wir beides zusammen.

So gehen wir vor

Am Anfang steht eine Analyse: die Werkzeugtabelle in iMOS, der Postprozessor, einige repräsentative CNC-Programme und ein Besuch an der Maschine im laufenden Betrieb. Danach schlagen wir Punkt für Punkt vor, was sich ändern muss, und setzen das gemeinsam mit Ihrem Konstrukteur und Ihrem Maschinenbediener um. Wo es möglich ist, arbeiten wir aus der Ferne über TeamViewer; wo es an der Maschine erledigt werden muss, kommen wir zu Ihnen nach Belgien, in die Niederlande oder nach Frankreich.

Werkzeugoptimierung ist eine der Leistungen von Conselis und knüpft an die Begleitung Ihrer Konstrukteure und Maschinenbediener an. Was wir einstellen, erklären wir, damit Sie danach selbst damit weiterarbeiten können.

Schicken Sie uns ein konkretes Werkstück

Lesen Sie auch: iMOS iX CAM: CNC-Programme direkt aus dem Modell.

Haben Sie eine Bearbeitung, die nicht sauber läuft, eine Kante, die immer wieder ausreißt, oder ein Programm, das zu oft das Werkzeug wechselt? Schicken Sie ein Foto oder das CNC-Programm per E-Mail an info@conselis.group. Wir sehen es uns an und sagen Ihnen ehrlich, ob wir etwas dagegen tun können.

Häufige Fragen

Was ist Werkzeugoptimierung an einer CNC-Maschine?

Werkzeugoptimierung ist das Abstimmen von Werkzeugtabelle, Werkzeugbahnen, Schnittgeschwindigkeit und Vorschub auf Ihre Maschine und Ihre Materialien. Das Ziel ist eine Maschine, die ruhiger läuft, saubere Kanten und Werkzeuge, die weniger schnell verschleißen. Diese Einstellungen werden in der CAD/CAM-Bibliothek festgelegt, sodass jedes CNC-Programm sie automatisch übernimmt.

Warum reißen meine Kanten beim Fräsen von Plattenmaterial aus?

Meist durch eine Kombination aus zu hohem Vorschub, falscher Fräsrichtung, einem stumpfen oder falsch gewählten Fräser und einem Anfahren, das direkt in die Kante führt. Auch eine schlechte Späneabfuhr und ein Werkstück, das am Ende der Bahn nicht mehr gestützt wird, führen zu ausreißenden Kanten. Die meisten dieser Ursachen sind Einstellungen, die Sie in der Bibliothek festlegen können.

Wie verringere ich die Anzahl der Werkzeugwechsel an meiner CNC?

Indem die Bearbeitungen nach Werkzeug statt nach Bearbeitung gruppiert werden und diese Reihenfolge im Postprozessor festgelegt wird. Außerdem prüfen wir, ob bestimmte Bearbeitungen mit demselben Werkzeug erfolgen können, sodass je Werkstück weniger verschiedene Fräser nötig sind.

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