Die CNC-Bearbeitung hat seit dem technologischen Boom in der Fertigungsindustrie stark an Popularität gewonnen. Heutzutage nutzt die überwiegende Mehrheit der Fertigungsindustrien CNC-Bearbeitungszentren für ihren Betrieb. Automatisierung und Optimierung sind der Schlüssel zu einer effektiven Entwicklung in der Produktions- und Fertigungsindustrie, und diese Maschinen verkörpern diese Qualitäten.
Dieser Artikel ist eine kurze Einführung in CNC-Bearbeitungszentren, um Sie mit dieser Technologie und der Wirksamkeit dieser Maschinen vertraut zu machen.
Was sind CNC-Bearbeitungszentren?
Beginnen wir mit einer Vorstellung von CNC-Bearbeitungszentren. Hierbei handelt es sich um Maschinen, die numerisch gesteuerte Motoren verwenden, um verschiedene Bearbeitungsvorgänge zu betreiben und durchzuführen. Dank des präzisionsbasierten Steuerungssystems für jede Maschinenachse können vielfältige Vorgänge mit bemerkenswerter Genauigkeit durchgeführt werden.
Einige Beispiele für diese Bearbeitungsvorgänge sind Bohren, Drehen, Fräsen und andere Vorgänge, die üblicherweise in der Großserienproduktion eingesetzt werden. Seit ihrer Ankunft haben sie die Produktivität wichtiger Industrien erheblich gesteigert und die Massenproduktion ist in die Höhe geschossen.
Vorbei sind die Zeiten, in denen Sie Monate brauchten, um einen Tank oder ein anderes Großprodukt zu bearbeiten. Mit der CNC-Technologie erfolgt der Großteil der Arbeit computergestützt und automatisiert. Es beginnt mit einem CAD-Modell; Anschließend verwendet ein CAM-Programmierer eine Computersoftware, um die Bearbeitungsstrategie einschließlich Schnittparameter, Werkzeugwege, Nachbearbeitung usw. zu definieren. Und schließlich nutzt ein CNC-Maschinist sein Wissen und seine Erfahrung, um die CNC-Maschine zu steuern, während sie das Teil gemäß der Spezifikation bearbeitet.
Klassifizierung von CNC-Maschinen
CNC-Maschinen werden üblicherweise nach der Anordnung ihrer Achsen und ihrer Funktionsweise klassifiziert. Sie werden überrascht sein, wie die Unternehmen diese Maschinen innovativ entwickelt haben, indem sie zahlreiche Funktionen in einem sehr kompakten Design eingeführt haben. Um nur einige zu nennen: In der Branche gängige Typen von CNC-Bearbeitungszentren sind:
CNC-Vertikaldrehmaschine/CNC-Horizontaldrehzentren
- CNC-Vertikalfräsmaschinen
- CNC-Horizontalfräsmaschinen
- CNC-Erodiermaschinen (Senken und Drahtschneiden)
Dies sind nur die Grundtypen, zahlreiche weitere Kategorien verzweigen sich in viele kleinere Versionen. Basierend auf der Achsanordnung können diese Maschinen mindestens 2 Achsen oder beliebig viele Achsen haben, eine Obergrenze gibt es nicht!
Wenn Sie nicht wissen, wie diese Achsen funktionieren, sollten Sie versuchen, sie sich vorzustellen. Jede Achse entspricht einer bestimmten Art von Bewegung, entweder translatorischer oder rotatorischer Bewegung. Ein 3-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum kann sich in den Achsen X, Y, Z oder links-rechts, oben-unten, vorwärts und rückwärts bewegen. Wenn man das auf 6 Achsen erhöht, erhält man auch eine Drehung um jede dieser Achsen.
Hauptunterschiede zwischen verschiedenen CNC-Maschinen
Alle CNC-Maschinen verfolgen einen ähnlichen Ansatz, der auf numerischen Codes (genauer gesagt G- und M-Codes, aber mehr dazu in einem anderen Blog) basiert, aber sie unterscheiden sich normalerweise in ihrer Funktionsweise. Einige Maschinen basieren auf den Grundprinzipien einer Drehmaschine, bei der Teile mit kreisförmigen Querschnitten bearbeitet werden. Sowohl Werkstück als auch Werkzeug befinden sich in Relativbewegungen, auch bei Drehmaschinenaufstellungen.
Während bei Fräszentren mehr Freiheiten hinsichtlich der Werkstückform bestehen, kann diese von einem Block bis hin zu einer Rohform alles sein. Normalerweise ist die Arbeitsaufgabe fest und nur das Werkzeug bewegt sich. Ein CNC-Fräszentrum mit einer höheren Achsenanzahl ermöglicht jedoch auch Relativbewegungen zwischen beiden.
Ein weiterer wichtiger Punkt, an dem sich diese Maschinen in ihrer Größe und Struktur unterscheiden. Kleine Bearbeitungszentren sind in der Regel nicht größer als ein Kleinwagen. Sie lassen sich leicht von einem einzigen Vorarbeiter bedienen und werden für die Bearbeitung kleinerer Teile mit hoher Präzision und Genauigkeit eingesetzt. Diese Maschinen sind aufgrund ihrer geringeren Trägheit zu schnelleren Bewegungen fähig.
Am anderen Ende des Größenspektrums befinden sich üblicherweise CNC-Maschinen in Portalbauweise in Industriequalität. Sie verfügen über eine Portalstruktur zur Unterstützung der Werkzeugspindel, wobei das Werkstück auf einem separaten Bett darunter montiert ist. Da Portalmaschinen im Allgemeinen größer sind (obwohl dies keinerlei Einschränkung darstellt), werden sie in der Schwerindustrie eingesetzt und von einem Team von Mitarbeitern verwaltet. Aufgrund ihrer Größe und Schnittkräfte sind die Geschwindigkeiten geringer. Allerdings ist ihre mechanische Integrität aufgrund der stabileren mechanischen Struktur viel höher.
Merkmale von CNC-Maschinen
Wenn wir über die Merkmale von CNC-Maschinen sprechen, besprechen wir die Fähigkeiten, die sie im Vergleich zu ihren herkömmlichen Gegenstücken bieten. Einige bemerkenswerte Funktionen sind:
- Sie verwenden numerische Steuerungen für ihre Operationen und sind daher viel präziser.
- Komplexere Formen können aufgrund der Mehrachsen-Bearbeitungskapazitäten problemlos bearbeitet werden.
- Die Bearbeitung ist im Vergleich zu früher viel schneller.
- Während eines einzigen Bearbeitungsvorgangs können ohne großen Aufwand mehrere Werkzeuge verwendet werden. Revolver und Werkzeugmagazine mit hoher Kapazität sind in CNC-Maschinen weit verbreitet.
- Kühlmittel werden jetzt auch numerisch gesteuert und allgemein als Minimalmengenschmierung (MQL) bezeichnet, wodurch der Prozess automatisierter und kostengünstiger wird.
- Spezielle Schneidwerkzeuge verfügen über integrierte Kühlmittelzufuhrkanäle für geringere Reibung und Wärmeableitung.
- CAM-Programme bieten ein hohes Maß an Kontrolle über Werkzeugwegtechniken und Interpolationen.
- Die Mikrobearbeitung (Bearbeitung von Merkmalen im Mikrometerbereich mit sehr kleinen Werkzeugen) ist ein wachsendes Feld, das nur dank der CNC-Technologie möglich ist.
Dies sind nur einige der Hauptmerkmale von CNC-Bearbeitungszentren. Wenn Sie die neuesten Entwicklungen durchgehen, werden Sie je nach Maschinentyp auch unzählige maschinenspezifische Funktionen finden.
Parameter von CNC-Bearbeitungszentren
CNC-Bearbeitungszentren nutzen mehrere Parameter, verständlicherweise aufgrund der Komplexität, die sie erreichen können. Diese Parameter sind leicht in der Bedienungsanleitung der Maschine zu finden. Werfen wir einen Blick auf einige der wichtigen Parameter, die bei den meisten CNC-Maschinen üblich sind:
- Initialisierte Eingaben: Diese beziehen sich in der Regel auf die anfängliche Eingabe, die Sie der Maschine vor Beginn des Vorgangs geben würden. Es besteht aus dem Einheitensystem, der Ebenenauswahl und der Vorschubgeschwindigkeit.
- Fahrräder: Diese Parameter legen Ihre Bearbeitungszeit fest. Je höher der Wert dieser Festzyklen ist, desto länger dauert die Bearbeitung des Teils.
- Dateneingabe: Dies geschieht in der Regel, um die kleinste Zählung der Maschine beizubehalten und sicherzustellen, dass Nullfehler vermieden werden.
- Dateieingabesystem: Dieser Parameter bezieht sich auf den Prozess, mit dem die Datei für das herzustellende Teil in das System eingegeben wird.
- Codes: Diese bestehen aus G- und M-Codes, die als Eingabe für das bewegliche Werkzeug dienen und den Bearbeitungsvorgang ausführen.
Materialien für die CNC-Bearbeitung
Lassen Sie uns nach all dem, was gesagt und getan ist, unseren Fokus auf die Art von Materialien richten, mit denen diese Maschinen arbeiten. Dabei gibt es praktisch keine Grenzen, da CNC-Maschinen grundsätzlich für jedes Material gebaut werden, für das es ein Schneidwerkzeug gibt. Zu den gängigen Materialien in der modernen Industrie gehören:
- Aluminiumlegierungen
- Edelstahl
- Kohlenstoffstahl
- Titanlegierungen
- Inconel
- POM
- Bakelite
- FR4
- Messing
- Bronze
- Kupfer
Abbildung 3: Drehmaschine zum Fräsen von Verbundwerkstoffen
Unsere Produkte
Wir danken den Lesern dieses Artikels und hoffen, dass sie diesen Artikel hilfreich fanden, um mehr über CNC-Bearbeitungszentren zu erfahren.
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