Was ist CNC-Technologie und wo wird sie eingesetzt? Die Antworten auf diese Fragen finden Sie im folgenden Artikel. In den letzten Jahrzehnten hat die Industrie einen großen Wandel durchlaufen. Die ständige technologische Entwicklung hat zur Automatisierung der Produktion geführt. Die meisten Geräte werden heute durch Lösungen gesteuert, die über eine Benutzeroberfläche mit dem Bediener kommunizieren. Sehr beliebt in diesem Bereich sind CNC-Maschinen geworden.
Was ist CNC-Technologie?
Der Name dieser Technologie ist eine Abkürzung für „Computerized Numerical Control”, also die computergesteuerte Steuerung numerischer Geräte. Es handelt sich um ein Steuerungssystem, das eine präzise Programmierung der Arbeit ermöglicht. Es genügt, bestimmte Daten in die Maschine einzugeben, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Vorteile dieser Lösung werden häufig in Geräten genutzt, die unter anderem zur Metallbearbeitung dienen.
Am häufigsten wird die CNC-Technologie in Drehmaschinen, Fräsmaschinen oder Elektroerosionsmaschinen eingesetzt. Die CNC-Bearbeitung ermöglicht es, schnell und präzise die gewünschten Formen zu erhalten. Dieser Prozess ist unabhängig von den zu bearbeitenden Komponenten äußerst komfortabel. Dabei kann es sich um Metall, Kunststoff oder Holz handeln. Dank ihm lassen sich in kurzer Zeit sogar komplexe Formen erzielen. Dies ist in der industriellen Fertigung, wo die Wiederholbarkeit der hergestellten Elemente von entscheidender Bedeutung ist, sehr wichtig.
Woher kommt die CNC-Technologie?
Vor der Erfindung der CNC-Technologie erfolgte die Bearbeitung verschiedener Materialien manuell oder mit Fräsaggregaten. Es wurden auch viele Maschinen eingesetzt, von denen jede für eine andere Produktionsstufe zuständig war. In solchen Fällen war es nicht möglich, diese Geräte umzuprogrammieren.
Seit Anfang der 1940er Jahre erfolgte die Programmierung der Geräte über Lochkarten. Im Jahr 1946 verbesserten John T. Parsons und Frank L. Stulen dieses System und passten die Karten an komplexere Prozesse an, nämlich an die Bestimmung der Formen von Tragrotoren. Die erste CNC-Werkzeugmaschine entstand in den 1950er Jahren und arbeitete auf der Grundlage eines binär codierten Lochstreifens. Sie war für lineare 3D-Interpolationen ausgelegt.
Funktionsweise von CNC-Werkzeugmaschinen
Derzeit basiert die CNC-Bearbeitung auf der Umwandlung digitaler Daten in Bewegungen mit bestimmten Parametern. CNC-Geräte enthalten leistungsfähige:
- Antriebe,
- Wandler,
- Datenträger.
Auf den Datenträgern, die als Eingabegeräte dienen, befinden sich Bänder, Karten oder andere Geräte zur Speicherung von Steuerdaten. Die Wandler sind für die Umwandlung der Informationen von den Datenträgern in Signale verantwortlich, die dann die Steuerung der Antriebe übernehmen. Ihre Aufgabe besteht wiederum darin, die Spindel- und Verfahrachsen zu steuern. Alle Bewegungen werden genau gemessen und wieder an den Wandler übertragen. Dadurch ist es möglich, die Position im Koordinatensystem zu ändern und den Betrieb des Geräts fortzusetzen.
Arten von CNC-Steuerungssystemen
Die beiden grundlegenden Arten der Steuerung von CNC-Maschinen sind:
- punktgenau,
- abschnittsweise.
Sie unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Vorschubbewegungen bestimmter Achsen ausgeführt werden. Die punktgenaue Steuerung nutzt die genaue Positionierung des Werkzeugs relativ zum zu bearbeitenden Werkstück. In diesem Fall wird eine Bewegung in einer geraden Linie empfohlen, wodurch die Betriebszeit verkürzt werden kann. Eine genaue Positionierung der CNC-Werkzeugmaschine ist möglich, wenn der Zielpunkt von derselben Seite angefahren wird. Aufgrund ihrer Einfachheit wird diese Steuerung in Bohrmaschinen, Ausdrehmaschinen oder Durchsteckmaschinen verwendet.
Die segmentierte Steuerungsmethode stellt strenge Anforderungen an die Geschwindigkeit und den Weg der Werkzeugbewegung. Die Konturen des Werkstücks sind parallel zu den gesteuerten Achsen. Es gibt noch eine alternative Steuerungsmethode, die sogenannte Formsteuerung. Sie wird verwendet, wenn der Weg des Werkzeugs durch genau festgelegte Punkte der Bahn verlaufen muss. Dadurch entsteht eine Linie, die sich aus geraden und gekrümmten Abschnitten zusammensetzt.
Anwendung der CNC-Technologie
CNC-Dienstleistungen wie beispielsweise CNC-Fräsen finden in der Industrie breite Anwendung. Ihre Hauptaufgabe besteht in der Beteiligung an Materialbearbeitungsprozessen. CNC-Geräte zeichnen sich durch eine hohe Belastbarkeit aus, wodurch den bearbeiteten Teilen regelmäßige Parameter verliehen werden können. Auf diese Weise können Betriebe, die diese Technologie einsetzen, eine hohe Qualität der hergestellten Komponenten garantieren. Sie findet auch bei Schweiß- und Schneidprozessen von Metallteilen Anwendung und erleichtert die Herstellung komplexer Details.
CNC-Maschinen werden unter anderem eingesetzt:
- bei der Herstellung von Flugzeugen, wo sie zum Bohren von Kühlkanälen in sich schnell erhitzenden Motorteilen dienen,
- bei der Herstellung von Landmaschinen,
- bei der Herstellung von Baumaschinen,
- in der Automobilindustrie,
- in der Pharmaindustrie,
- in der Lebensmittelindustrie.
CNC-Technologie kommt überall dort zum Einsatz, wo Flexibilität und Effizienz des Prozesses wichtig sind. Sie eignet sich besonders für die Massenproduktion, bei der die Formen der Details den geltenden technischen Parametern entsprechen müssen. Wiederholbarkeit, die Möglichkeit, komplexe Profile zu erstellen, und Präzision sind die wichtigsten Vorteile der CNC-Bearbeitung.
Erwähnenswert sind auch 3D-Drucker, die derzeit immer beliebter werden. Sie sind oft eine Weiterentwicklung spezieller CNC-Geräte. Ihr Potenzial ist enorm. Sie werden beispielsweise zur Herstellung von medizinischen Hilfsmitteln eingesetzt.
Zusammenfassung
Die CNC-Technologie hat zu einer rasanten Entwicklung der Industrie beigetragen, die sich ständig weiterentwickelt und immer neue Möglichkeiten eröffnet. Dank ihr entstehen präzise nachgebildete, wiederholbare, kleinere oder größere Elemente wie Kettenräder, Schrauben, Muttern usw. Mit Sicherheit werden in Zukunft noch fortschrittlichere CNC-Maschinen mit neuen Verbesserungen entstehen.
