Wenn ein CNC-System aktiviert wird, werden die gewünschten Schnitte in die Software programmiert und den entsprechenden Werkzeugen und Maschinen vorgegeben, die die Maßaufgaben wie angegeben ausführen, ähnlich wie ein Roboter.
In der CNC-Programmierung übernimmt der Code-Generator im numerischen System oft die Annahme, dass Mechanismen fehlerfrei sind, obwohl die Wahrscheinlichkeit von Fehlern größer ist, wenn eine CNC-Maschine gleichzeitig in mehr als eine Richtung schneiden soll. Die Platzierung eines Werkzeugs in einem numerischen Steuerungssystem wird durch eine Reihe von Eingaben, bekannt als Teilprogramm, festgelegt.
Bei einer numerischen Steuerung werden Programme über Lochkarten eingegeben. Im Gegensatz dazu werden die Programme für CNC-Maschinen über kleine Tastaturen an Computer übertragen. Die CNC-Programmierung wird im Speicher eines Computers gespeichert. Der Code selbst wird von Programmierern geschrieben und bearbeitet. Daher bieten CNC-Systeme deutlich umfangreichere Rechenkapazitäten. Am besten ist, dass CNC-Systeme keineswegs statisch sind, da durch überarbeitete Codes neuere Eingaben zu bestehenden Programmen hinzugefügt werden können.
CNC-Maschinenprogrammierung
In der CNC-Fertigung werden Maschinen über numerische Steuerung betrieben, wobei ein Softwareprogramm dazu bestimmt ist, ein Objekt zu steuern. Die Sprache hinter der CNC-Bearbeitung wird abwechselnd als G-Code bezeichnet und geschrieben, um das Verhalten einer entsprechenden Maschine zu steuern, wie z.B. Geschwindigkeit, Vorschubrate und Koordination.
Grundsätzlich ermöglicht die CNC-Bearbeitung, die Geschwindigkeit und Position der Werkzeugfunktionen vorzuprogrammieren und sie über Software in wiederholbaren, vorhersehbaren Zyklen auszuführen, alles mit geringem menschlichem Eingreifen. Im CNC-Bearbeitungsprozess wird eine 2D- oder 3D-CAD-Zeichnung erstellt, die dann in Computercode übersetzt wird, den das CNC-System ausführt. Nach Eingabe des Programms führt der Bediener einen Probelauf durch, um sicherzustellen, dass keine Fehler im Code vorhanden sind.
Aufgrund dieser Fähigkeiten wurde der Prozess in allen Bereichen der Fertigungsbranche übernommen, und die CNC-Fertigung ist insbesondere in den Bereichen Metall- und Kunststoffproduktion von entscheidender Bedeutung. Erfahren Sie mehr über die verwendeten Bearbeitungssystemtypen und wie die CNC-Maschinenprogrammierung die CNC-Fertigung vollständig automatisiert, unten:
Offene/geschlossene Steuerungssysteme
Während des CNC-Fertigungsprozesses wird die Positionskontrolle durch ein offenes oder geschlossenes System bestimmt. Beim ersten läuft die Signalisierung in eine Richtung zwischen der CNC-Steuerung und dem Motor. Bei einem geschlossenen System ist die Steuerung in der Lage, Feedback zu erhalten, was eine Fehlerkorrektur ermöglicht. Somit kann ein geschlossenes System Unregelmäßigkeiten in Geschwindigkeit und Position korrigieren.
Bei der CNC-Bearbeitung wird die Bewegung meist entlang der X- und Y-Achsen gesteuert. Das Werkzeug wird wiederum über Schrittmotoren oder Servomotoren positioniert und geführt, die exakte Bewegungen entsprechend dem G-Code nachbilden. Wenn Kraft und Geschwindigkeit minimal sind, kann der Prozess über offene Steuerung laufen. Für alles andere ist eine geschlossene Steuerung notwendig, um die für industrielle Anwendungen wie Metallbearbeitung erforderliche Geschwindigkeit, Konsistenz und Genauigkeit zu gewährleisten.
Bei der CNC-Bearbeitung wird die Bewegung meist entlang der X- und Y-Achsen gesteuert
CNC-Bearbeitung ist vollständig automatisiert
In den heutigen CNC-Protokollen erfolgt die Herstellung von Teilen größtenteils automatisiert durch vorprogrammierte Software. Die Maße eines bestimmten Teils werden mit computergestützter Konstruktion (CAD) festgelegt und anschließend in ein fertiges Produkt mit computergestützter Fertigung (CAM) umgewandelt.
Jedes Werkstück könnte eine Vielzahl von Werkzeugen erfordern, wie Bohrer und Fräser. Um diese Bedürfnisse zu erfüllen, kombinieren viele moderne Maschinen mehrere Funktionen in einer Zelle.
Alternativ könnte eine Anlage aus mehreren Maschinen und einem Satz von Roboterarmen bestehen, die Teile von einer Anwendung zur anderen transferieren, alles gesteuert durch dasselbe Programm. Unabhängig vom Aufbau ermöglicht der CNC-Fertigungsprozess eine Konsistenz in der Teileproduktion, die manuell schwer, wenn nicht sogar unmöglich, zu replizieren wäre.
Erfahren Sie mehr über die einzigartigen Fertigungsdienstleistungen von Astro Machine Works, einschließlich CNC-Bearbeitung, Reverse Engineering und mehr.
MEHR ERFAHREN KONTAKTIEREN SIE UNS
Die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen
Die frühesten numerischen Steuerungen stammen aus den 1940er Jahren, als Motoren erstmals eingesetzt wurden, um die Bewegung vorbestehender Werkzeuge zu steuern. Mit fortschreitender Technologie wurden die Mechanismen mit analogen Computern verbessert und schließlich mit digitalen Computern, was zum Aufstieg der CNC-Bearbeitung führte.
Ultraschall-Schweißen, Lochstanzen und Laserschneiden sind die gebräuchlichsten CNC-gesteuerten Prozesse
Die überwiegende Mehrheit der heutigen CNC-Arsenale ist vollständig elektronisch. Zu den häufigsten CNC-gesteuerten Prozessen gehören Ultraschallschweißen, Lochstanzen und Laserschneiden. Die am häufigsten verwendeten Maschinen in CNC-Systemen umfassen die folgenden:
CNC-Fräsmaschinen
CNC-Fräsmaschinen können mit Programmen betrieben werden, die aus nummerischen und buchstabenbasierten Eingaben bestehen und Werkstücke über verschiedene Entfernungen führen. Die Programmierung für eine Fräsmaschine kann entweder auf G-Code basieren oder auf einer einzigartigen Sprache, die von einem Fertigungsteam entwickelt wurde. Grundlegende Fräsmaschinen bestehen aus einem Drei-Achsen-System (X, Y und Z), obwohl die meisten neueren Fräsmaschinen drei zusätzliche Achsen aufnehmen können.
Drehmaschinen
Bei Drehmaschinen werden Werkstücke mit indexierbaren Werkzeugen in kreisförmiger Richtung geschnitten. Mit CNC-Technologie werden die Schnitte, die von Drehmaschinen ausgeführt werden, mit Präzision und hoher Geschwindigkeit durchgeführt. CNC-Drehmaschinen werden verwendet, um komplexe Designs herzustellen, die auf manuell betriebenen Maschinen nicht möglich wären. Insgesamt sind die Steuerungsfunktionen von CNC-gesteuerten Fräsmaschinen und Drehmaschinen ähnlich. Wie bei CNC-Fräsmaschinen können Drehmaschinen mit G-Code oder proprietärem Code gesteuert werden. Die meisten CNC-Drehmaschinen bestehen jedoch aus zwei Achsen — X und Z.
Plasmaschneider
Bei einem Plasmaschneider schneidet eine Plasmalampe das Material. Der Prozess wird hauptsächlich bei Metallmaterialien angewendet, kann aber auch auf anderen Oberflächen eingesetzt werden. Um die Geschwindigkeit und Hitze zu erzeugen, die zum Schneiden von Metall erforderlich sind, wird Plasma durch eine Kombination aus komprimierter Luft und elektrischen Bögen erzeugt.
Elektroerosionsmaschinen
Elektroerosion (EDM) — auch als Formschneiden und Funkenerosion bezeichnet — ist ein Verfahren, bei dem Werkstücke mit elektrischen Funken in bestimmte Formen gebracht werden. Bei EDM treten Stromentladungen zwischen zwei Elektroden auf, wodurch Abschnitte eines Werkstücks entfernt werden.
Wenn der Abstand zwischen den Elektroden kleiner wird, wird das elektrische Feld intensiver und stärker als das Dielektrikum. Dadurch kann Strom zwischen den beiden Elektroden fließen. Folglich werden Teile eines Werkstücks durch jede Elektrode entfernt. Unterarten der EDM sind:
Drahterosion: Drahterosion verwendet Funkenerosion, um Abschnitte aus einem elektrisch leitfähigen Material zu entfernen.
Form-Erosion: Form-Erosion nutzt eine Elektrode und ein Werkstück, die in einem Dielektrikum getränkt sind, um die Form des Werkstücks zu gestalten.
Bei einem als Spülung bekannten Prozess werden die Rückstände jedes fertigen Werkstücks durch ein flüssiges Dielektrikum entfernt, das erscheint, sobald der Strom zwischen den beiden Elektroden gestoppt wurde, um weitere elektrische Ladungen zu eliminieren.
Wasserstrahlschneider
Im CNC-Bearbeitung sind Wasserstrahlen Werkzeuge, die harte Materialien wie Granit und Metall mit Hochdruckwasser schneiden. In einigen Fällen wird Wasser mit Sand oder einer anderen starken abrasive Substanz gemischt. Unternehmen formen oft Maschinenteile in Fabriken durch diesen Prozess.
Wasserstrahlen werden als kühlende Alternative für Materialien eingesetzt, die die hitzebelastenden Prozesse anderer CNC-Geräte nicht aushalten können. Aufgrund ihrer kühlenden Natur verlassen sich Branchen wie die Luft- und Raumfahrt sowie Bergbau auf Wasserstrahlen, die sie zum Gravieren und Schneiden sowie für andere Funktionen verwenden. Unternehmen nutzen Wasserstrahlschneider auch für Anwendungen, die sehr filigrane Schnitte in Materialien erfordern, da das Fehlen von Hitze Veränderungen an den intrinsischen Eigenschaften des Materials verhindert, die durch Metall-auf-Metall-Schneiden entstehen könnten.
Was können CNC-Maschinen noch?
Wie zahlreiche Video-Demonstrationen von CNC-Maschinen gezeigt haben, verwenden Unternehmen CNC-Ausrüstung, um hochdetaillierte Schnitte aus Metallstücken für industrielle Hardwareprodukte herzustellen. Neben den oben genannten Maschinen gibt es noch mehrere andere gängige Maschinen, die in der CNC-Fertigung verwendet werden, um hochdetaillierte und präzise CNC-Produkte herzustellen. Zu den häufigsten Produkten, die mit CNC-Maschinen hergestellt werden, gehören Stahl-Aerospace-Teile, Metallautomobilkomponenten, Holzdekorationen und Kunststoffverbrauchsgüter.
Da diese CNC-Produkte spezielle Anforderungen haben, verwenden CNC-Maschinen regelmäßig andere Werkzeuge und Komponenten. Hier sind einige der wichtigsten Maschinen, die in CNC-Systemen verwendet werden:
- Stickmaschinen
- Holzfräser
- Turmstanzer
- Drahtbiegeautomaten
- Schaumstoffschneider
- Laserschneider
- Zylindrische Schleifmaschinen
- 3D-Drucker
- Glasschneider
Da CNC-Maschinen so viele andere Werkzeuge und Komponenten umsetzen können, können Sie darauf vertrauen, schnell und präzise eine nahezu unbegrenzte Vielfalt an Waren herzustellen. Wenn beispielsweise komplizierte Schnitte auf verschiedenen Ebenen und Winkeln an einem Werkstück erforderlich sind, kann dies alles innerhalb von Minuten auf einer CNC-Maschine erfolgen.
Solange die Maschine mit dem richtigen Code programmiert ist, führen die Maschinenfunktionen die Schritte aus, die von der Software vorgegeben werden. Wenn alles entsprechend dem Design codiert ist, sollte nach Abschluss des Prozesses ein Produkt mit Detailreichtum und technologischem Wert entstehen.
XTJ ist ein führender OEM-Hersteller, der sich der Bereitstellung von Komplettlösungen für die Fertigung von Bearbeitung 6061 Aluminium vom Prototyp bis zur Produktion verschrieben hat. Wir sind stolz darauf, ein nach ISO 9001 zertifiziertes System für Qualitätsmanagement zu sein, und wir sind entschlossen, in jeder Kundenbeziehung Mehrwert zu schaffen. Das tun wir durch Zusammenarbeit, Innovation, Prozessverbesserungen und außergewöhnliche Handwerkskunst. Anwendung: Automobilindustrie, Fahrrad- und Motorradindustrie, Türen und Fenster sowie Möbel, Haushaltsgeräte, Gaszähler, Elektrowerkzeuge, LED-Beleuchtung, medizinische Instrumententeile usw.
