Die numerisch gesteuerte (CNC) Bearbeitung ist ein Herstellungsprozess, den viele Branchen in ihre Fertigungsprozesse integriert haben.Denn durch den Einsatz von CNC-Maschinen kann die Produktion gesteigert werden.Es ermöglicht außerdem ein breiteres Anwendungsspektrum als handbetriebene Maschinen.
Der Betrieb des CNC-Prozesses kontrastiert und ersetzt somit die Einschränkungen der manuellen Bearbeitung, bei der der Bediener vor Ort die Befehle des Bearbeitungswerkzeugs über Hebel, Knöpfe und Handräder veranlassen und steuern muss.Für den Betrachter ähnelt ein CNC-System möglicherweise einem normalen Satz Computerkomponenten.
Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?
Bei der Aktivierung des CNC-Systems werden die erforderlichen Bearbeitungsmaße in die Software einprogrammiert und den entsprechenden Werkzeugen und Maschinen zugewiesen, die wie Roboter die zugewiesenen Bemaßungsaufgaben ausführen.
Bei der CNC-Programmierung gehen Codegeneratoren in digitalen Systemen oft davon aus, dass der Mechanismus fehlerfrei ist, obwohl die Möglichkeit eines Fehlers besteht, der wahrscheinlicher ist, wenn die CNC-Maschine angewiesen wird, gleichzeitig in mehrere Richtungen zu schneiden.Die Platzierung von Werkzeugen in der CNC wird durch eine Reihe von Eingaben beschrieben, die Teileprogramme genannt werden.
Geben Sie das Programm mithilfe einer CNC-Maschine über Lochkarten ein.Im Gegensatz dazu werden Programme für CNC-Werkzeugmaschinen über eine Tastatur in einen Computer eingegeben.Die CNC-Programmierung bleibt im Speicher des Computers.Der Code selbst wird von Programmierern geschrieben und bearbeitet.Daher bieten CNC-Systeme ein breiteres Spektrum an Rechenfunktionen.Am wichtigsten ist, dass CNC-Systeme keineswegs statisch sind, da aktualisierte Eingabeaufforderungen durch Ändern des Codes zu bereits vorhandenen Programmen hinzugefügt werden können.
CNC-Maschinenprogrammierung
In der CNC-Fertigung werden Maschinen durch numerische Steuerung betrieben, bei der ein Softwareprogramm zur Steuerung von Objekten spezifiziert wird.Die Sprache hinter der CNC-Bearbeitung, auch bekannt als G-Code, wird verwendet, um verschiedene Verhaltensweisen der entsprechenden Maschine zu steuern, wie z. B. Geschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Koordination.
Grundsätzlich werden bei der CNC-Bearbeitung die Geschwindigkeit und Position von Maschinenfunktionen vorprogrammiert und in sich wiederholenden, vorhersehbaren Zyklen per Software ausgeführt, ohne dass ein menschlicher Eingriff erforderlich ist.Bei der CNC-Bearbeitung werden 2D- oder 3D-CAD-Zeichnungen erstellt und dann in Computercode zur Ausführung durch das CNC-System umgewandelt.Nach der Eingabe des Programms führt der Bediener einen Test durch, um sicherzustellen, dass die Codierung keine Fehler enthält.
Dank dieser Fähigkeiten wurde das Verfahren in allen Bereichen der Fertigungsindustrie übernommen, wobei die CNC-Fertigung bei der Herstellung von Metallen und Kunststoffen besonders wichtig ist.Erfahren Sie im Folgenden mehr über die Art des verwendeten Bearbeitungssystems und wie die CNC-Maschinenprogrammierung die CNC-Fertigung vollständig automatisieren kann:
Bearbeitungssysteme mit offenem/geschlossenem Kreislauf
In der CNC-Fertigung wird die Positionssteuerung durch ein offenes oder geschlossenes Regelkreissystem bestimmt.Bei ersterem verläuft das Signal in einer einzigen Richtung zwischen der CNC und dem Motor.In einem geschlossenen Regelkreis ist die Steuerung in der Lage, Rückmeldungen zu erhalten, die eine Fehlerkorrektur ermöglichen.Somit kann das geschlossene System Geschwindigkeits- und Positionsunregelmäßigkeiten korrigieren.
Bei der CNC-Bearbeitung wird die Bewegung normalerweise auf die X- und Y-Achse gerichtet.Das Werkzeug wiederum wird von Schritt- oder Servomotoren positioniert und geführt, die die durch den G-Code vorgegebene präzise Bewegung nachbilden.Wenn Kraft und Geschwindigkeit minimal sind, kann der Prozess mit offener Regelung durchgeführt werden.Für alles andere ist eine geschlossene Regelung der Geschwindigkeit, Konsistenz und Präzision erforderlich, die für die Verarbeitung von Fertigungsprozessen, beispielsweise von Metallprodukten, erforderlich ist.
Die CNC-Bearbeitung erfolgt vollautomatisch
In heutigen CNC-Protokollen erfolgt die Herstellung von Teilen über vorprogrammierte Software größtenteils automatisiert.Verwenden Sie CAD-Software (Computer Aided Design), um die Abmessungen eines bestimmten Teils festzulegen, und konvertieren Sie es dann mithilfe von CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) in ein tatsächlich fertiges Produkt.
Für jedes Werkstück sind möglicherweise verschiedene Werkzeugmaschinen wie Bohrer und Fräser erforderlich.Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, vereinen viele moderne Maschinen mehrere verschiedene Funktionen in einer einzigen Einheit.
Alternativ könnte eine Einheit aus mehreren Maschinen und einer Reihe von Robotern bestehen, die Teile von einer Anwendung zur anderen bewegen, aber alles wird durch dasselbe Programm gesteuert.Unabhängig von der Konfiguration ermöglicht die CNC-Bearbeitung eine Standardisierung der Teileproduktion, die bei der manuellen Bearbeitung schwierig ist.
Verschiedene Arten von CNC-Maschinen
Die frühesten CNC-Maschinen stammen aus den 1940er Jahren, als erstmals Elektromotoren zur Steuerung der Bewegung vorhandener Werkzeuge eingesetzt wurden.Mit fortschreitender Technologie wurden diese Mechanismen durch analoge und schließlich digitale Computer erweitert, was zum Aufstieg der CNC-Bearbeitung führte.
CNC-Fräsmaschine
CNC-Fräsmaschinen können Programme ausführen, die aus numerischen und alphanumerischen Hinweisen bestehen, die das Werkstück über verschiedene Distanzen führen.Die Programmierung einer Fräsmaschine kann auf G-Code oder einer vom Fertigungsteam entwickelten einzigartigen Sprache basieren.Einfache Fräsmaschinen bestehen aus einem Drei-Achsen-System (X, Y und Z), die meisten Fräsmaschinen verfügen jedoch über drei Achsen.
Drehbank
Mit Hilfe der CNC-Technologie kann die Drehmaschine mit hoher Präzision und hoher Geschwindigkeit schneiden.CNC-Drehmaschinen werden für komplexe Bearbeitungen eingesetzt, die auf normalen Maschinenausführungen nur schwer zu realisieren sind.Generell sind die Steuerungsfunktionen von CNC-Fräsmaschinen und Drehmaschinen ähnlich.Wie CNC-Fräsmaschinen können auch Drehmaschinen mit G-Code-Steuerung oder einem anderen Code für die Drehmaschine betrieben werden.Die meisten CNC-Drehmaschinen bestehen jedoch aus zwei Achsen – X und Z.
Da eine CNC-Maschine viele weitere Werkzeuge und Komponenten einbauen kann, können Sie darauf vertrauen, dass sie eine nahezu unbegrenzte Vielfalt an Waren schnell und präzise produziert.Wenn beispielsweise komplexe Schnitte in verschiedenen Höhen und Winkeln an einem Werkstück vorgenommen werden müssen, kann dies alles in wenigen Minuten auf einer CNC-Maschine erledigt werden.
Solange die Maschine mit dem richtigen Code programmiert ist, befolgt die CNC-Maschine die von der Software vorgegebenen Schritte.Vorausgesetzt, dass alles gemäß den Bauplänen programmiert ist, liegt nach Abschluss des Prozesses ein Produkt mit Details und technischem Wert vor.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. April 2022