Definition, Komponenten und Bearbeitungsprozess von CNC-Werkzeugmaschinen
(Quelle: International Metalworking Network)
Definition von CNC-Werkzeugmaschinen
CNC-Werkzeugmaschinen (Computer Numerical Control) sind automatisierte Werkzeugmaschinen, die mit einem programmierbaren Steuerungssystem ausgestattet sind. Dieses System ist in der Lage, Programme, die durch Steuercodes oder symbolische Anweisungen spezifiziert sind, logisch zu verarbeiten, zu dekodieren und die Maschine zu steuern, um verschiedene Bearbeitungen durchzuführen. Die CNC-Einheit ist das "Gehirn" der Maschine und übernimmt alle Steuerungs- und Bedienfunktionen.
Vorteile von CNC-Werkzeugmaschinen
- Hohe Bearbeitungsgenauigkeitmit gleichbleibender und stabiler Qualität.
- Mehrachsiges Gestängeist möglich, was die Bearbeitung von komplex geformten Teilen ermöglicht.
- Einfach anzupassenfür neue Teile: In der Regel reicht eine Änderung des CNC-Programms aus, um Vorbereitungszeit zu sparen.
- Hohe Präzision und Steifigkeitder Werkzeugmaschine selbst ermöglichen optimierte Schnittparameter und verbessern die Produktivität (in der Regel 3-5 Mal höher als bei herkömmlichen Maschinen).
- Hoher Automatisierungsgrad, wodurch die Arbeitsintensität des Bedieners reduziert wird.
- Höhere Anforderungen an die Fähigkeitenfür die Bediener und noch mehr für das Wartungspersonal.
Hauptkomponenten von CNC-Werkzeugmaschinen
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Der Maschinenkörper
Die wichtigste mechanische Struktur, einschließlich Bett, Säule, Spindel und Vorschubsystem. Dieser ist für die Durchführung von Schneidvorgängen verantwortlich. -
Die CNC-Einheit
Der Kern des Systems, einschließlich Hardware (Leiterplatten, CRT-Displays, Tastaturen, Bandleser usw.) und Software. Es empfängt und speichert Teileprogramme, führt die Datenverarbeitung und Interpolation durch und führt verschiedene Steuerungsfunktionen aus. -
Antriebssystem
Umfasst Spindelantriebe, Vorschubantriebe, Spindelmotoren und Vorschubmotoren. Gesteuert von der CNC-Einheit über elektrische oder elektrohydraulische Servosysteme, treibt er die Spindel und den Vorschub an. Die Mehrachsgestänge ermöglicht die Bearbeitung komplexer Geometrien wie Kurven und Flächen. -
Zusatzgeräte
Unverzichtbare unterstützende Systeme für den Maschinenbetrieb, wie z. B. Kühlung, Späneabfuhr, Schmierung, Beleuchtung und Überwachung. Dazu gehören hydraulische/pneumatische Systeme, Werkzeugwechsler, CNC-Rundtische, Indexierköpfe, Werkzeugüberwachung und Prüfgeräte. -
Programmierung und Peripheriegeräte
Externe Geräte, die für die Programmerstellung und -speicherung außerhalb der Maschine verwendet werden (z. B. CAD/CAM-Arbeitsplätze oder DNC-Systeme).
Bearbeitungsprozess von CNC-Werkzeugmaschinen
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CAD (Computergestützte Konstruktion)
Wird verwendet, um 2D-Zeichnungen oder 3D-Modelle des zu bearbeitenden Teils zu entwerfen. -
CAM (Computergestützte Fertigung)
Die CAM-Software generiert den G-Code (Bearbeitungsprogramm) auf Basis des CAD-Modells. -
CNC
Die CNC-Steuerung liest den G-Code und steuert die Maschine entsprechend an, um die Bearbeitung durchzuführen.
Erläuterung der CNC-Programmstruktur
CNC-Programme sind im Allgemeinen unterteilt in:
- Hauptprogramme
- Unterprogramme– Wird für sich wiederholende Bearbeitungsfunktionen verwendet, um das Hauptprogramm zu vereinfachen.
Die Struktur sieht wie folgt aus:
Zeichen (numerische Werte) → Wörter → Blöcken → Programm
Programme können mit grundlegenden Tools wieWindows-Editor, und Simulationssoftware kann verwendet werden, um das Programm vor der Ausführung zu verifizieren.
