Baum einer CNC-Maschine

Anatomie der CNC-Maschine erklärt

Maschinisten und Produktionsleiter lieben CNC-Maschinen. Eine CNC-Maschine kann zwischen drei und einem Dutzend Arbeitsplätze in einer Produktionslinie ersetzen. Zeit, Geld, verbesserte Leistung, Anzahl und Qualität lassen die Träume jedes Herstellers wahr werden. Was ist eine CNC-Maschine, was macht sie und wie erzielt sie so großartige Ergebnisse?

Technologie des 21. Jahrhunderts basierend auf Ideen des 16. Jahrhunderts

Vor Jahrhunderten entwickelten Handwerker eine Möglichkeit, ihre handgefertigten Möbel, Werkzeuge, Utensilien und anderen häufig verwendeten Geräte einfacher zu bauen und nach der Fertigstellung einheitlicher zu gestalten. Sie stellten „Jigs“ her, die das Arbeitsmaterial an Ort und Stelle hielten, während der Handwerker seine Aufgaben verrichtete. Drehmaschinen, Bohrer und primitive Oberfräsen ergaben immer wieder gleichbleibende Größen und qualitativ bessere Werkstücke. Im Laufe der Zeit kamen Technologie und Leistung ins Spiel und die Entwicklung moderner CNC-Maschinen kam zustande. Sehen Sie sich unseren vorherigen Artikel an, um einen tieferen Einblick in die Geschichte der CNC-Maschinen zu erhalten.

Definition der CNC

Der Begriff „CNC“ ist ein Akronym für „Computer Numeric Control“. Computer steckten noch in den Kinderschuhen, als ein Ingenieur am MIT Anfang der 1950er Jahre die erste durch Computersignale gesteuerte Maschine erfand. Dieser Prototyp einer CNC-Maschine wurde schnell an Drehmaschinen, Bohrer, Fräser und andere Einzelfunktionsmaschinen in der Werkstatt angepasst, um einheitlich gefertigte Werkstücke ohne menschliche Kontrolle zu produzieren. Als Computer immer ausgefeilter wurden, wurden auch die Programme, die die Produktionsmaschinen liefen. Mit dem Aufkommen von Computer-Aided Design (CAD) und Computer-Aided Manufacturing (CAM) Programmen hat die Technologie hinter CNC-Maschinen einen riesigen Sprung nach vorne gemacht.

Achse für Achse:Wie die CNC-Fähigkeiten gewachsen sind

Jede Richtung, in die sich ein Werkzeug über ein Werkstück bewegt, wird als „Achse“ bezeichnet. Jede Achsrichtung erhält eine Buchstabenbezeichnung. Ein Werkzeug, das sich von der Vorderseite des Arbeitsbereichs nach hinten bewegt, wird als „X-Achse“ bezeichnet. Die Bewegung von Seite zu Seite ist die „Y-Achse“. Bewegungen nach oben und unten werden als „Z-Achse“ bezeichnet. Die ersten modernen CNC-Maschinen arbeiteten mit diesen dreiachsigen Richtungen, indem sie einen Computer integriert hatten, der die Bewegung der Werkzeugmaschine über ein Werkstück steuerte.

Bis vor wenigen Jahren stand nur eine dreiachsige CNC-Maschine zur Verfügung, bis vier- und fünfachsige Maschinen entwickelt wurden. Plötzlich hatte sich die CNC-Fähigkeit verzehnfacht. Bearbeitungsvorgänge beschränkten sich nicht mehr auf die Bearbeitung der Außenflächen eines Werkstücks. Im 21. Jahrhundert kann eine CNC-Maschine Arbeiten im Inneren eines Werkstücks ausführen.

Anatomie einer CNC-Maschine:Welche Teile haben sie?

Die für die CNC-Maschinenbearbeitung benötigten Teile sind eine Mischung aus alter Terminologie und moderner Techniksprache. Eine CNC-Maschine hat bestimmte Eigenschaften, die sie zu einer einzigen Einheit machen, darunter:

Drive-System

Jede CNC-Maschine verfügt über Motoren, Antriebsriemen, pneumatische Arme und andere Geräte, die verwendet werden, um die Werkzeuge anzutreiben, sie an den genauen Ort für die Bearbeitung zu bringen, die Werkzeuge über die Arbeitsflächen zu transportieren und das Werkzeug vorher in den Werkzeugbehälter zurückzugeben das nächste Werkzeug wird eingesetzt.

Spindel

Die Stelle, an der ein Werkzeug am Arbeitsantrieb befestigt wird, um das Werkzeug zu drehen, wird als „Spindel“ bezeichnet. Nicht genau dieselbe Spindel, die Ihr Großvater in früheren Jahren kannte, aber der Name ist als Stromanschlusspunkt des Werkzeugs geblieben. Die Arbeit, die ein Maschinist einst jedes Werkzeug an der Spindel an- und abkuppeln musste, wurde automatisiert, wodurch ein Arbeiter überflüssig wird und die Produktivität und Sicherheit erhöht wird.

Bett

Das „Bett“ ist der Träger, an dem ein Werkstück befestigt ist und der das Werkstück für die Bearbeitung präzise positioniert. Ein Werkstück wird so am Bett befestigt, dass es sich während der Bearbeitung nicht bewegt.

CAD

Das „Teileprogramm“, die Computercodierungssprache, die der Maschine mitteilt, welches Werkzeug zu verwenden ist und wie es zu verwenden ist, ist das Ergebnis des Computer-Aided-Design-Programms (CAD), das das Werkstück auf einem Computer konstruiert. Die Spezifikationen und Maße aus der CAD-Konstruktion sagen der CNC-Maschine, wo und wie sie ihre Funktionen ausführen muss.

Programmeingabe

Die Anweisungen, die die Funktionen einer CNC-Maschine steuern, sind ein Computerprogramm, das in die Machine Control Unit (MCU) der CNC eingespeist wird. Das Programm bestimmt, welche Werkzeuge die erforderlichen Funktionen ausführen, um das angegebene Produktionsteil herzustellen.

Maschinensteuereinheit

Das Gehirn, das die Computerbefehle interpretiert und diese Befehle in spezifische Maschinenfunktionen umwandelt, wird als Machine Control Unit oder MCU bezeichnet. Die Eingabedesigns in Kombination mit dem Teileprogramm werden zu den Anweisungen der CNC-Maschine für die Verwendung des richtigen Werkzeugs, um die gewünschten Schnitte am Werkstück auszuführen.

CNC-Technologie entwickelt sich ständig weiter

Da den Fähigkeiten der CNC-Bearbeitung in Produktionsumgebungen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird, wird ein höheres Maß an Produktivität und Raffinesse in die Maschinenfunktionen integriert. Die Möglichkeit, sich innerhalb und außerhalb eines Werkstücks in jede Richtung und mit jeder Werkzeugkomponente zu bewegen, hat die CNC-Technologie zum Fokus vieler CNC-Hersteller gemacht.

Holz, Kunststoff, Metall und neue Verbundmaterialien können zu jedem Design konfiguriert werden. Ähnlich wie bei modernen 3D-Druckern machen die fortschrittlichen Funktionen von CNC-Maschinen das, was einst als unmöglich galt, in die Realität umzusetzen. Sie sind sich nicht sicher, ob Sie eine CNC-Maschine oder einen 3D-Drucker benötigen, um ein Projekt abzuschließen? Sehen Sie sich diesen Artikel zum Vergleich von 3D-Druckern und CNC-Maschinen an!

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