Was Sie über CNC-Fräser wissen sollten?

EINFÜHRUNG

Ein CNC-Router ist ein Maschinensatz, dessen Werkzeugwege über eine numerische Computersteuerung gesteuert werden können. Es handelt sich um eine computergesteuerte Maschine zum Schneiden verschiedener harter Materialien wie Holz, Verbundwerkstoffe, Aluminium, Stahl, Kunststoffe und Schaumstoffe. Es ist eines von vielen Arten von Werkzeugen, die CNC-Varianten haben. Ein CNC-Router ist vom Konzept her einer CNC-Fräsmaschine sehr ähnlich.

CNC-Fräser gibt es in vielen Konfigurationen, von kleinen „Desktop“-CNC-Fräsern im häuslichen Stil bis hin zu großen „Portal“-CNC-Fräsern, die in Bootsbauanlagen verwendet werden. Obwohl es viele Konfigurationen gibt, haben die meisten CNC-Router einige spezifische Teile:eine dedizierte CNC-Steuerung, einen oder mehrere Spindelmotoren, AC-Inverter und einen Tisch.

CNC-Fräser sind im Allgemeinen in 3-Achs- und 5-Achs-CNC-Formaten erhältlich.

Der CNC-Router wird von einem Computer betrieben. Koordinaten werden aus einem separaten Programm in die Maschinensteuerung hochgeladen. Besitzer von CNC-Router haben oft zwei Softwareanwendungen – ein Programm zum Erstellen von Konstruktionen (CAD) und ein weiteres zum Übersetzen dieser Konstruktionen in ein Programm mit Anweisungen für die Maschine (CAM). Wie bei CNC-Fräsmaschinen können CNC-Fräser direkt durch manuelle Programmierung gesteuert werden, CAD/CAM eröffnet jedoch breitere Möglichkeiten für das Konturieren, beschleunigt den Programmierprozess und erstellt in einigen Fällen Programme, deren manuelle Programmierung sicherlich, wenn nicht sogar unmöglich wäre kommerziell unpraktisch.

CNC-Fräser können sehr nützlich sein, wenn identische, sich wiederholende Aufgaben ausgeführt werden. Eine CNC-Fräse produziert normalerweise konsistente und qualitativ hochwertige Arbeit und verbessert die Fabrikproduktivität.

Ein CNC-Router kann Ausschuss, Fehlerhäufigkeit und die Zeit, die das Endprodukt braucht, um auf den Markt zu kommen, reduzieren.

Ein CNC-Router verleiht dem Herstellungsprozess mehr Flexibilität. Es kann bei der Herstellung vieler verschiedener Artikel verwendet werden, wie z. B. Türschnitzereien, Innen- und Außendekorationen, Holzplatten, Schilder, Holzrahmen, Leisten, Musikinstrumente, Möbel usw. Darüber hinaus erleichtert die CNC-Fräse das Thermoformen von Kunststoffen durch die Automatisierung des Besäumprozesses. CNC-Fräser tragen dazu bei, die Wiederholbarkeit der Teile und eine ausreichende Werksleistung sicherzustellen.

NUMERISCHE STEUERUNG

Die numerische Steuerungstechnik, wie sie heute bekannt ist, entstand Mitte des 20. Jahrhunderts. Es kann das Jahr 1952, die US Air Force und die Namen von John Parsons und dem Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, MA, USA, zurückverfolgen. Es wurde erst Anfang der 1960er Jahre in der Serienfertigung eingesetzt. Der wahre Boom kam um das Jahr 1972 herum in der Form von CNC und Jahrzehnte später mit der Einführung erschwinglicher Mikrocomputer. Die Geschichte und Entwicklung dieser faszinierenden Technologie ist in vielen Publikationen gut dokumentiert.

In der Fertigung und insbesondere in der Metallbearbeitung hat die Numerical Control-Technologie für Revolution gesorgt. Schon in der Zeit, bevor Computer zum Standard in jedem Unternehmen und in vielen Haushalten wurden, fanden die mit Numerical Control-Systemen ausgestatteten Werkzeugmaschinen ihren besonderen Platz in den Maschinenwerkstätten. Die jüngste Entwicklung der Mikroelektronik und die unaufhörliche Entwicklung von Computern, einschließlich ihrer Auswirkungen auf die numerische Steuerung, haben erhebliche Veränderungen im Fertigungssektor im Allgemeinen und in der metallverarbeitenden Industrie im Besonderen mit sich gebracht.

DEFINITION DER NUMERISCHEN STEUERUNG

In verschiedenen Veröffentlichungen und Artikeln wurden im Laufe der Jahre viele Beschreibungen verwendet, um zu definieren, was Numerical Control ist. Viele dieser Definitionen teilen die gleiche Idee, das gleiche Grundkonzept, verwenden nur andere Formulierungen.

Die Mehrheit aller bekannten Definitionen lässt sich zu einer relativ einfachen Aussage zusammenfassen:

Numerische Steuerung kann als Bedienung von Werkzeugmaschinen durch spezifisch codierte Anweisungen an die Maschinensteuerung definiert werden.

Die Anweisungen sind Kombinationen aus Buchstaben des Alphabets, Ziffern und ausgewählten Symbolen, beispielsweise ein Dezimalpunkt, das Prozentzeichen oder die Klammersymbole. Alle Anweisungen sind in einer logischen Reihenfolge und in einer vorgegebenen Form geschrieben. Die Sammlung aller zur Bearbeitung eines Teils notwendigen Anweisungen wird als NC-Programm, CNC-Programm oder Teileprogramm bezeichnet. Ein solches Programm kann für eine zukünftige Verwendung gespeichert und wiederholt verwendet werden, um jederzeit identische Bearbeitungsergebnisse zu erzielen.

NC- und CNC-Technologie

Bei strikter Einhaltung der Terminologie gibt es einen Unterschied in der Bedeutung der Abkürzungen NC und CNC. Die NC steht für die Ordnung und ursprüngliche Numerical Control Technology, wobei die Abkürzung CNC für die neuere Computerized Numerical Control Technology steht, eine moderne Abspaltung ihres älteren Verwandten. In der Praxis ist jedoch CNC die bevorzugte Abkürzung. Um die richtige Verwendung jedes Begriffs zu verdeutlichen, sehen Sie sich die Hauptunterschiede zwischen NC- und CNC-Systemen an.

Beide Systeme erfüllen die gleichen Aufgaben, nämlich die Manipulation von Daten zum Zwecke der Bearbeitung eines Teils. In beiden Fällen enthält das interne Design des Kontrollsystems die logischen Anweisungen, die die Daten verarbeiten. An diesem Punkt endet die Ähnlichkeit.

Das NC-System (im Gegensatz zum CNC-System) verwendet feste logische Funktionen, die in der Steuerung eingebaut und fest verdrahtet sind. Diese Funktionen können weder vom Programmierer noch vom Maschinenbediener geändert werden. Durch das feste Schreiben der Steuerungslogik kann die NC-Steuerung zwar ein Teileprogramm interpretieren, lässt aber keine Änderungen zu, die außerhalb der Steuerung, typischerweise in einer Büroumgebung, vorgenommen werden müssen. Außerdem erfordert das NC-System die zwingende Verwendung von Lochstreifen zur Eingabe der Programminformationen.

Das moderne CNC-System, aber nicht das alte NC-System, verwendet einen internen Mikroprozessor (d. h. einen Computer). Dieser Computer enthält Speicherregister, die eine Vielzahl von Routinen speichern, die in der Lage sind, logische Funktionen zu manipulieren. Das heißt, der Teileprogrammierer oder der Maschinenbediener kann das Programm der Steuerung selbst (an der Maschine) mit sofortigem Ergebnis ändern. Diese Flexibilität ist der größte Vorteil der CNC-Systeme und wahrscheinlich das Schlüsselelement, das zu einem so breiten Einsatz der Technologie in der modernen Fertigung beigetragen hat. Die CNC-Programme und die logischen Funktionen sind als Softwareanweisungen auf speziellen Computerchips gespeichert. Anstatt von den Hardwareverbindungen, wie etwa Drähten, verwendet zu werden, steuert dies die logischen Funktionen. Im Gegensatz zum NC-System ist das CNC-System gleichbedeutend mit dem Begriff `softwired`.

Bei der Beschreibung eines bestimmten Themas, das sich auf die Numerische Steuerungstechnik bezieht, ist es üblich, entweder den Begriff NC oder CNC zu verwenden. Bedenken Sie, dass NC im Sprachgebrauch auch CNC bedeuten kann, aber CNC kann sich niemals auf die Auftragstechnologie beziehen, die hier unter dem Kürzel NC beschrieben wird. Der Buchstabe "C" steht für computerized und ist nicht auf das festverdrahtete System anwendbar. Alle heute hergestellten Steuerungen sind in CNC-Bauweise ausgeführt. Abkürzungen wie C&C oder C’n’C sind nicht korrekt und spiegeln sich schlecht bei jedem wider, der sie verwendet.

Terminologie

Absolute Null

Dies bezieht sich auf die Position aller Achsen, wenn sie sich an dem Punkt befinden, an dem die Sensoren sie physikalisch erfassen können. eine absolute Nullposition wird normalerweise erreicht, nachdem ein Home-Befehl ausgeführt wurde.

Achse

Eine feste Referenzlinie, um die sich ein Objekt verschiebt oder dreht.

Kugelumlaufspindel

Eine Kugelumlaufspindel ist ein mechanisches Gerät zum Übersetzen einer Drehbewegung in eine Linearbewegung. Es besteht aus einer Kugelumlaufmutter, die in einer Präzisionsgewindeschraube läuft.

CAD

Computer-Aided Design (CAD) ist die Verwendung einer breiten Palette computerbasierter Tools, die Ingenieure, Architekten und andere Designexperten bei ihren Designaktivitäten unterstützen.

CAM

Computer Aided Manufacturing (CAM) ist die Verwendung einer breiten Palette computerbasierter Softwaretools, die Ingenieure und CNC-Maschinisten bei der Herstellung oder dem Prototyping von Produktkomponenten unterstützen.

CNC

Die Abkürzung CNC steht für Computer Numerical Control und bezieht sich speziell auf einen Computer-"Controller", der g-Code-Anweisungen liest und die Werkzeugmaschine antreibt.

Controller

Ein Kontrollsystem ist ein Gerät oder eine Gruppe von Geräten, die das Verhalten anderer Geräte oder Systeme verwalten, befehlen, lenken oder regulieren.

Tageslicht

Dies ist der Abstand zwischen dem untersten Teil des Werkzeugs und der Maschinentischoberfläche. Das maximale Tageslicht bezieht sich auf die Entfernung vom Tisch zum höchsten Punkt, den ein Werkzeug erreichen kann.

Bohrbanken

Auch als Multi-Bohrer bekannt, sind dies Bohrersätze, die normalerweise in 32-mm-Schritten angeordnet sind.

Vorschubgeschwindigkeit

Oder die Schnittgeschwindigkeit ist der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Schneidwerkzeug und der Oberfläche des Teils, auf dem es bearbeitet wird.

Geräteversatz

Dies ist ein Wert, der den Referenznullpunkt einer bestimmten Vorrichtung darstellt. es entspricht dem Abstand in allen Achsen zwischen dem absoluten Nullpunkt und dem Vorrichtungsnullpunkt.

G-Code

G-Code ist ein gebräuchlicher Name für die Programmiersprache, die NC- und CNC-Werkzeugmaschinen steuert.

Zuhause

Dies ist der programmierte Referenzpunkt, auch bekannt als 0,0,0, der entweder als absoluter Maschinennullpunkt oder als Fixture-Offset-Nullpunkt dargestellt wird.

Lineare und kreisförmige Interpolation ist ein Verfahren zum Konstruieren neuer Datenpunkte aus einem diskreten Satz bekannter Datenpunkte. mit anderen Worten, auf diese Weise berechnet das Programm die Schnittbahn eines Vollkreises, während es nur den Mittelpunkt und den Radius kennt.

Maschinenhaus

Dies ist die Standardposition aller Achsen der Maschine. Beim Ausführen eines Referenzfahrtbefehls bewegen sich alle Antriebe in Richtung ihrer Standardpositionen, bis sie einen Schalter oder einen Sensor erreichen, der sie zum Anhalten auffordert.

Verschachtelung

Es bezeichnet den Prozess der effizienten Herstellung von Teilen aus Blechen. Mithilfe komplexer Algorithmen bestimmt die Verschachtelungssoftware, wie die Teile so angeordnet werden, dass der verfügbare Bestand maximiert wird.

Versatz

Es bezieht sich auf den Abstand von der Mittellinienmessung, die von der CAM-Software stammt.

Huckepack-Tools

Mit diesem Begriff werden druckluftbetriebene Werkzeuge bezeichnet, die neben der Hauptspindel montiert sind.

Postprozessor

Software, die eine abschließende Verarbeitung von Daten ermöglicht, z. B. das Formatieren für die Anzeige, den Druck oder die Bearbeitung.

Programm null

Dies ist der im Programm angegebene Referenzpunkt 0,0. in den meisten Fällen unterscheidet er sich vom Maschinennullpunkt.

Zahnstange und Ritzel

Eine Zahnstange und ein Ritzel sind zwei Zahnräder, die Drehbewegungen in Linearbewegungen umwandeln.

Spindel

Eine Spindel ist ein Hochfrequenzmotor, der mit einer Werkzeughaltevorrichtung ausgestattet ist.

Spoilboard

Es wird auch als Opferbrett bezeichnet, es ist das Material, das als Basis für das zu schneidende Material verwendet wird. es kann aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt werden, von denen MDF und Spanplatten am häufigsten vorkommen.

Werkzeug laden

Dies bezieht sich auf den Druck, der auf ein Werkzeug ausgeübt wird, während es durch Material schneidet.

Werkzeuggeschwindigkeit

Sie wird auch als Spindeldrehzahl bezeichnet, dies ist die Drehzahl der Spindel der Maschine, gemessen in Umdrehungen pro Minute (RPM).

Werkzeuge

Werkzeuge sind überraschenderweise oft der am wenigsten verstandene Aspekt von CNC-Geräten. Da dies das einzige Element ist, das die Schnittqualität und die Schnittgeschwindigkeit am stärksten beeinflusst, sollten die Bediener mehr Zeit damit verbringen, dieses Thema zu erkunden.

Schneidwerkzeuge gibt es normalerweise in drei verschiedenen Materialien; Schnellarbeitsstahl, Hartmetall und Diamant.

Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS)

HSS ist das schärfste der drei Materialien und das kostengünstigste, verschleißt jedoch am schnellsten und sollte nur auf nicht abrasiven Materialien verwendet werden. es erfordert häufiges Wechseln und Schärfen und wird aus diesem Grund hauptsächlich in Fällen verwendet, in denen der Bediener für einen speziellen Auftrag ein benutzerdefiniertes Profil im eigenen Haus schneiden muss.

Vollhartmetall

Hartmetallwerkzeuge gibt es in verschiedenen Ausführungen:Hartmetallbestückte, Hartmetalleinsätze und Vollhartmetallwerkzeuge. Bedenken Sie, dass nicht jedes Hartmetall gleich ist, da die Kristallstruktur zwischen den Herstellern dieser Werkzeuge stark variiert. Dadurch reagieren diese Werkzeuge unterschiedlich auf Hitze, Vibrationen, Stoß- und Schnittbelastungen. Im Allgemeinen verschleißen und splittern kostengünstige generische Hartmetallwerkzeuge schneller als höherpreisige Marken.

Siliziumkarbidkristalle werden in ein Kobaltbindemittel eingebettet, um das Werkzeug zu bilden. Beim Erhitzen des Werkzeugs verliert der Kobaltbinder seine Fähigkeit, die Karbidkristalle festzuhalten und wird stumpf. Gleichzeitig füllt sich der Hohlraum des fehlenden Hartmetalls mit Verunreinigungen aus dem Schneidgut und verstärkt den Mattierungsprozess.

Diamantwerkzeug

Diese Kategorie von Werkzeugen ist in den letzten Jahren im Preis gesunken. Seine bemerkenswerte Abriebfestigkeit macht es ideal zum Schneiden von Materialien wie Hochdrucklaminaten oder MDF. einige behaupten, dass es Hartmetall bis zu 100-mal überdauert. Werkzeuge mit Diamantspitze neigen zum Abplatzen oder Reißen, wenn sie auf einen eingebetteten Nagel oder einen harten Knoten treffen. Einige Hersteller verwenden Diamantwerkzeuge zum Schruppen von abrasiven Materialien und wechseln dann für die Endbearbeitung zu Hartmetall- oder Wendeschneidplattenwerkzeugen.

Werkzeuggeometrie

Schaft

Der Schaft ist der Teil des Werkzeugs, der vom Werkzeughalter gehalten wird. es ist der Teil des Werkzeugs, der keine Bearbeitungsspuren aufweist. der Schaft muss frei von Verunreinigungen, Oxidation und Kratzern gehalten werden.

Schnittdurchmesser

Dies ist der Durchmesser oder die Breite des Schnitts, den das Werkzeug erzeugt.

Schnittlänge

Dies ist die effektive Schnitttiefe des Werkzeugs oder wie tief das Werkzeug in das Material schneiden kann.

Flöten

Dies ist der Teil des Werkzeugs, der das geschnittene Material herausbohrt. Die Anzahl der Spannuten an einem Fräser ist wichtig für die Bestimmung der Spanbelastung.

Werkzeugprofil

Es gibt viele Profile von Werkzeugen in dieser Kategorie. die wichtigsten zu berücksichtigen sind Aufwärts- und Abwärtsspiralen, Kompressionsspiralen,

Schrupp-, Schlicht-, Niedrigspiral- und gerade Schnittwerkzeuge. Alle diese sind in einer Kombination von einer bis vier Flöten erhältlich.

Durch die Gegenlaufspirale fliegen die Späne nach oben aus dem Schnitt. Dies ist gut, wenn Sie einen Blindschnitt ausführen oder gerade nach unten bohren. diese Geometrie des Werkzeugs fördert jedoch das Abheben und neigt dazu, die Oberkante des zu schneidenden Materials auszureißen.

Nach unten gerichtete Spiralwerkzeuge drücken die Späne nach unten in den Schnitt, was dazu neigt, den Teilehalt zu verbessern, aber in bestimmten Situationen zu Verstopfungen und Überhitzung führen kann. Dieses Werkzeug neigt auch dazu, die Unterkante des zu schneidenden Materials herauszureißen.

Sowohl die Gegenlauf- als auch die Gegenlauf-Spiralwerkzeuge sind mit Schrupp-, Spanbrecher- oder Schlichtschneide ausgestattet.

Kompressionsspiralen sind eine Kombination aus Upcut- und Downcut-Wellen.

Kompressionswerkzeuge drücken die Späne von den Kanten in Richtung Materialmitte und werden beim Schneiden von doppelseitigen Laminaten verwendet oder wenn das Ausreißen der Kanten problematisch ist.

Spiralmeißel mit niedriger oder hoher Helix werden beim Schneiden von weicheren Materialien wie Kunststoff und Schaumstoff verwendet, wenn Schweißen und Spanabfuhr kritisch sind.

Chipladung

Der wichtigste Faktor zur Erhöhung der Werkzeugstandzeit ist die Abfuhr der vom Werkzeug aufgenommenen Wärme. Der schnellste Weg, dies zu tun, besteht darin, mehr Material zu schneiden, als langsamer zu arbeiten. Späne entziehen dem Werkzeug mehr Wärme als Staub. Außerdem führt das Reiben des Werkzeugs gegen das Material zu Reibung, die sich in Wärme umwandelt.

Ein weiterer Faktor, der bei der Erhöhung der Werkzeugstandzeit berücksichtigt werden sollte, besteht darin, das Werkzeug, die Spannzange und den Werkzeughalter sauber, frei von Ablagerungen oder Korrosion zu halten und so Vibrationen durch unwuchtige Werkzeuge zu reduzieren.

Die Materialdicke, die von jedem Zahn des Werkzeugs abgetragen wird, wird als Spanbelastung bezeichnet.

Die Formel zur Berechnung der Spanbelastung lautet wie folgt:

Spänebelastung =Vorschubgeschwindigkeit / U/min / Anzahl Spannuten

Wenn die Spanbelastung erhöht wird, wird die Werkzeugstandzeit erhöht, während die Zykluszeit verringert wird. Darüber hinaus wird durch eine breite Palette von Spanbelastungen ein gutes Kantenfinish erreicht. Es ist am besten, die Spanbelastungstabelle des Werkzeugherstellers zu Rate zu ziehen, um die beste zu verwendende Zahl zu finden. empfohlene Spanbelastungen liegen normalerweise zwischen 0,003" und 0,03" oder 0,07 mm bis 0,7 mm.

Zubehör

Etikettendruck

Dies ist eine Option, die in der Branche immer beliebter wird, zumal CNC-Maschinen immer stärker in das gesamte Geschäftskonzept integriert werden. Die Steuerung kann mit der Verkaufs- oder Dispositionssoftware verbunden werden und die Teileetiketten werden gedruckt, sobald das Teil bearbeitet ist. Einige Anbieter verwenden Etiketten, um übrig gebliebenes Material zu identifizieren und in Zukunft leichter wiederzufinden.

Optische Lesegeräte

Auch als Strichcode-Stab bezeichnet, können sie in die Steuerung integriert werden, so dass ein Programm durch Scannen eines Strichcodes auf dem Arbeitsplan aufgerufen werden kann. Diese Option spart wertvolle Zeit durch die Automatisierung des Programmladevorgangs.

Sonden

Diese Messgeräte gibt es in einer Vielzahl von Formen und erfüllen viele verschiedene Funktionen. Einige Sonden messen lediglich die Oberflächenhöhe, um eine korrekte Ausrichtung bei höhenempfindlichen Anwendungen sicherzustellen. andere Sonden können die Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts für eine spätere Reproduktion automatisch scannen.

Werkzeuglängensensor

Ein Werkzeuglängensensor verhält sich wie ein Messtaster, der das Tageslicht oder den Abstand zwischen dem Ende des Fräsers und der Oberfläche des Arbeitsraums misst und diese Zahl in die Werkzeugparameter der Steuerung einträgt. Diese kleine Ergänzung erspart dem Bediener den langwierigen Prozess, der jedes Mal erforderlich ist, wenn er ein Werkzeug wechselt.

Laserprojektoren

Diese Geräte wurden erstmals in der Möbelindustrie in CNC-Lederschneidern verwendet. Ein über dem CNC-Arbeitstisch montierter Laserprojektor projiziert ein Bild des zu schneidenden Teils. Dies vereinfacht die Positionierung des Rohlings auf dem Tisch erheblich, um Defekte und andere Probleme zu vermeiden.

Vinylschneider

Ein Vinylmesseraufsatz wird oft in der Schilderindustrie verwendet. Hierbei handelt es sich um einen Cutter, der an der Hauptspindel oder seitlich mit einem freidrehenden Messer befestigt werden kann, dessen Druck über einen Drehknopf eingestellt werden kann. Mit diesem Aufsatz kann der Benutzer seinen CNC-Router in einen Plotter verwandeln, um Vinylmasken zum Sandstrahlen oder Vinylbuchstaben und Logos für LKWs und Schilder herzustellen.

Kühlmittelspender

Kaltluftpistolen oder Schneidflüssigkeitssprüher werden mit einer Holzfräse verwendet, um Aluminium oder andere Nichteisenmetalle zu schneiden. Diese Aufsätze blasen einen kalten Luftstrahl oder einen Nebel aus Schneidflüssigkeit in die Nähe des Schneidwerkzeugs, um sicherzustellen, dass es während der Arbeit kühl bleibt.

Graveur

Gravierer sind an der Hauptspindel montiert und bestehen aus einem schwimmenden Kopf, der ein Graviermesser mit kleinem Durchmesser hält, das sich zwischen 20.000 und 40.000 U/min dreht. Der Schwebekopf sorgt dafür, dass die Gravurtiefe auch bei wechselnder Materialstärke konstant bleibt. Diese Option wird am häufigsten in der Werbetechnikbranche verwendet, obwohl sie von Trophäenherstellern, Geigenbauern und Mühlenwerkstätten für Intarsien verwendet wird.

Drehachse

Eine Drehachse entlang der x- oder y-Achse kann die Oberfräse in eine CNC-Drehmaschine verwandeln. Einige dieser Drehachsen sind einfach eine rotierende Spindel, während andere indexierbar sind, was bedeutet, dass sie zum Schnitzen komplizierter Teile verwendet werden können.

Schwimmender Messerkopf

Schwebende Messerköpfe halten das Messer auf einer bestimmten Höhe über der Oberfläche des zu schneidenden Materials. Dies ist wichtig, wenn Features auf die obere Oberfläche eines Teils geschnitten werden, die möglicherweise keine ebene Oberfläche aufweisen. Ein Beispiel dafür ist das Schneiden einer V-Nut in die Oberseite eines Esszimmertisches.

Plasmaschneider

Plasmaschneider sind eine Ergänzung zu einigen Maschinen und ermöglichen dem Benutzer das Schneiden von Blechteilen unterschiedlicher Dicke.

Aggregierte Tools

Aggregatwerkzeuge können für viele Bearbeitungen verwendet werden, die ein gerader Fräser nicht ausführen kann.

KONVENTIONELLE UND CNC-BEARBEITUNG

Was macht die CNC-Bearbeitung den herkömmlichen Verfahren überlegen? Ist es überhaupt überlegen? Wo liegen die Hauptvorteile? Vergleicht man die CNC und die konventionellen Bearbeitungsverfahren, so ergibt sich ein allgemeiner Ansatz für die Bearbeitung eines Teils:

1. Besorgen und studieren Sie die Zeichnung

2. Wählen Sie die am besten geeignete Bearbeitungsmethode

3. Entscheiden Sie sich für die Einrichtungsmethode (Aufspannung)

4. Wählen Sie die Schneidwerkzeuge

5. Geschwindigkeiten und Feeds festlegen

6. Bearbeiten Sie das Teil

Die grundsätzliche Vorgehensweise ist bei beiden Bearbeitungsarten gleich. Der Hauptunterschied liegt in der Art und Weise, wie verschiedene Daten eingegeben werden. Eine Vorschubgeschwindigkeit von 10 Zoll pro Minute (10 Zoll/min) ist im manuellen Modus gleich

Oder CNC-Anwendungen, aber die Methode der Anwendung ist es nicht. Das gleiche gilt für ein Kühlmittel – es kann durch Drehen eines Knopfes, Drücken eines Schalters oder Programmieren eines speziellen Codes aktiviert werden. Alle diese Aktionen führen dazu, dass Kühlmittel aus einer Düse strömt. Bei beiden Bearbeitungsarten ist ein gewisses Wissen des Anwenders erforderlich. Schließlich ist die Metallbearbeitung, insbesondere die Metallzerspanung, in erster Linie ein Handwerk, aber auch in hohem Maße eine Kunst und ein Beruf vieler Menschen. Ebenso die Anwendung der computergestützten numerischen Steuerung. Wie bei jeder Fertigkeit oder Kunst oder jedem Beruf ist es notwendig, sie bis ins letzte Detail zu beherrschen, um erfolgreich zu sein. Um CNC-Maschinenbauer oder CNC-Programmierer zu sein, braucht es mehr als nur technisches Wissen. Berufserfahrung, Intuition und das, was manchmal als "Bauchgefühl" bezeichnet wird, sind eine dringend benötigte Ergänzung zu jeder Fähigkeit.

Bei der konventionellen Bearbeitung richtet der Maschinenbediener die Maschine ein und bewegt jedes Schneidwerkzeug mit einer oder beiden Händen, um das gewünschte Teil zu produzieren. Das Design einer manuellen Werkzeugmaschine bietet viele Funktionen, die den Prozess der Bearbeitung von Teilhebeln, Griffen, Zahnrädern und Zifferblättern, um nur einige zu nennen, unterstützen. Dieselben Körperbewegungen werden vom Bediener für jedes Teil in der Charge wiederholt. Das Wort "gleich" bedeutet in diesem Zusammenhang jedoch eher "ähnlich" als "identisch". Der Mensch ist nicht in der Lage, jeden Vorgang immer gleich zu wiederholen – das ist die Aufgabe von Maschinen. Menschen können nicht immer und ohne Pause auf dem gleichen Leistungsniveau arbeiten. Jeder von uns hat einige gute und einige schlechte Momente. Die Ergebnisse dieser Momente, wenn sie auf die Bearbeitung eines Teils angewendet werden, sind schwer vorherzusagen. Es wird einige Unterschiede und Inkonsistenzen innerhalb jeder Teilecharge geben. Die Teile werden nicht immer genau gleich sein. Die Einhaltung von Maßtoleranzen und Oberflächengüte sind die typischsten Probleme bei der konventionellen Bearbeitung. Einzelne Maschinisten können ihre Kollegen haben. Die Kombination dieser und anderer Faktoren führt zu einer großen Inkonsistenz.

Die Bearbeitung unter numerischer Steuerung beseitigt die meisten Inkonsistenzen. Es erfordert nicht den gleichen physischen Einsatz wie die maschinelle Bearbeitung. Numerisch

Die kontrollierte Bearbeitung kommt ohne Hebel, Zifferblätter oder Griffe aus, zumindest nicht im Sinne der konventionellen Bearbeitung. Ist das Teileprogramm einmal erprobt, kann es beliebig oft verwendet werden und liefert immer konsistente Ergebnisse. Das bedeutet nicht, dass es keine einschränkenden Faktoren gibt. Die Schneidwerkzeuge verschleißen, der Materialrohling einer Charge ist nicht identisch mit dem Materialrohling einer anderen Charge, die Einstellungen können variieren usw. Diese Faktoren müssen berücksichtigt und bei Bedarf ausgeglichen werden.

Das Aufkommen der numerischen Steuerungstechnologie bedeutet nicht den sofortigen oder sogar langfristigen Untergang aller manuellen Maschinen. Es gibt Zeiten, in denen ein traditionelles Bearbeitungsverfahren einem computergestützten Verfahren vorzuziehen ist. Beispielsweise kann ein einfacher einmaliger Job auf einer manuellen Maschine effizienter ausgeführt werden als auf einer CNC-Maschine. Bestimmte Arten von Bearbeitungsjobs profitieren von einer manuellen oder halbautomatischen Bearbeitung anstelle einer numerisch gesteuerten Bearbeitung. Die CNC-Werkzeugmaschinen sollen nicht jede manuelle Maschine ersetzen, sondern nur ergänzen.

In vielen Fällen basiert die Entscheidung, ob eine bestimmte Bearbeitung auf einer CNC-Maschine durchgeführt wird oder nicht, auf der Anzahl der benötigten Teile und sonst nichts. Obwohl die Stückzahl der als Los bearbeiteten Teile immer ein wichtiges Kriterium ist, sollte es nie der einzige Faktor sein.

Auch die Komplexität des Teils, seine Toleranzen, die erforderliche Oberflächengüte usw. sollten berücksichtigt werden. Oft profitiert ein einzelnes komplexes Teil von der CNC-Bearbeitung, während fünfzig relativ einfache Teile dies nicht tun.

Denken Sie daran, dass die numerische Steuerung noch nie ein einzelnes Teil selbst bearbeitet hat. Numerische Steuerung ist nur ein Prozess oder eine Methode, die eine produktive, genaue und konsistente Verwendung einer Werkzeugmaschine ermöglicht.

VORTEILE DER NUMERISCHEN STEUERUNG

Was sind die Hauptvorteile der numerischen Steuerung?

Es ist wichtig zu wissen, welche Bereiche der Zerspanung davon profitieren und welche besser konventionell bearbeitet werden. Es ist absurd zu glauben, dass eine zwei PS starke CNC-Fräse die Aufgaben übernehmen wird, die derzeit auf einer zwanzigmal leistungsstärkeren Handfräse erledigt werden. Ebenso unvernünftig sind große Verbesserungen der Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe gegenüber einer konventionellen Maschine. Bei gleichen Bearbeitungs- und Werkzeugbedingungen liegt die Schnittzeit in beiden Fällen sehr nahe beieinander.

Einige der wichtigsten Bereiche, in denen der CNC-Benutzer Verbesserungen erwarten kann und sollte:

1. Reduzierung der Rüstzeit

2. Reduzierung der Durchlaufzeit

3. Genauigkeit und Wiederholbarkeit

4. Konturieren komplexer Formen

5. Vereinfachte Werkzeug- und Werkstückaufnahme

6. Konstante Schnittzeit

7. Allgemeine Produktivitätssteigerung

Jeder Bereich bietet nur ein Verbesserungspotential. Der einzelne Benutzer wird unterschiedliche tatsächliche Verbesserungen erfahren, abhängig von dem vor Ort hergestellten Produkt, der verwendeten CNC-Maschine, den Einrichtungsmethoden, der Komplexität der Vorrichtungen, der Qualität der Schneidwerkzeuge, der Managementphilosophie und dem Konstruktionsdesign, dem Erfahrungsstand der Belegschaft, dem Einzelnen Einstellungen usw.

Verkürzung der Einrichtungszeit

In vielen Fällen lässt sich die Rüstzeit einer CNC-Maschine zum Teil drastisch reduzieren. Es ist wichtig zu wissen, dass die Einrichtung ein manueller Vorgang ist, der stark von der Leistung des CNC-Bedieners, der Art der Vorrichtung und den allgemeinen Praktiken der Maschinenwerkstatt abhängt. Die Rüstzeit ist unproduktiv, aber notwendig – sie ist ein Teil der Gemeinkosten der Geschäftstätigkeit. Die Rüstzeit auf ein Minimum zu beschränken, sollte eine der Hauptüberlegungen jedes Werkstattleiters, Programmierers und Bedieners sein.

Aufgrund der Konstruktion von CNC-Maschinen sollte die Rüstzeit kein großes Problem darstellen. Modulare Spannvorrichtungen, Standardwerkzeuge, feste Positionierungen, automatischer Werkzeugwechsel, Paletten und andere fortschrittliche Funktionen machen die Rüstzeit effizienter als vergleichbare Rüstvorgänge einer herkömmlichen Maschine. Mit guten Kenntnissen der modernen Fertigung lässt sich die Produktivität deutlich steigern.

Auch die Anzahl der in einer Aufspannung bearbeiteten Teile ist wichtig, um die Rüstzeitkosten abzuschätzen. Werden viele Teile in einer Aufspannung bearbeitet, können die Rüstkosten pro Teil sehr gering sein. Eine sehr ähnliche Reduzierung kann erreicht werden, indem mehrere verschiedene Operationen in einem einzigen Setup zusammengefasst werden. Auch wenn die Rüstzeit länger ist, kann sie im Vergleich zur Rüstzeit mehrerer konventioneller Maschinen gerechtfertigt sein.

Verkürzung der Durchlaufzeit

Ist ein Teileprogramm einmal geschrieben und erprobt, ist es auch kurzfristig wieder einsatzbereit. Obwohl die Vorlaufzeit für den ersten Lauf normalerweise länger ist, ist sie für jeden nachfolgenden Lauf praktisch null. Auch wenn eine technische Änderung des Teiledesigns eine Änderung des Programms erfordert, kann dies normalerweise schnell durchgeführt werden, wodurch die Durchlaufzeit verkürzt wird.

Die lange Vorlaufzeit, die für die Konstruktion und Herstellung mehrerer Sondervorrichtungen für konventionelle Maschinen erforderlich ist, kann oft durch die Erstellung eines Teileprogramms und den Einsatz vereinfachter Vorrichtungen reduziert werden.

Genauigkeit und Wiederholbarkeit

Die hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit moderner CNC-Maschinen ist für viele Anwender der einzige große Vorteil. Ob das Teileprogramm auf einer Diskette oder im Computerspeicher oder sogar auf einem Band (die ursprüngliche Methode) gespeichert ist, es bleibt immer gleich. Jedes Programm kann nach Belieben geändert werden, aber einmal bewährt, sind in der Regel keine Änderungen mehr erforderlich. Ein gegebenes Programm kann beliebig oft wiederverwendet werden, ohne dass auch nur ein einziges Bit der darin enthaltenen Daten verloren geht. Das Programm muss zwar auf so veränderliche Faktoren wie Werkzeugverschleiß und Betriebstemperaturen folgen, es muss sicher aufbewahrt werden, aber im Allgemeinen sind nur sehr wenige Eingriffe durch den CNC-Programmierer oder -Bediener erforderlich, die hohe Genauigkeit von CNC-Maschinen und ihre Wiederholbarkeit ermöglichen hohe Qualitätsteile, die immer wieder konstant produziert werden.

Konturieren komplexer Formen

CNC-Drehmaschinen und Bearbeitungszentren sind in der Lage, eine Vielzahl von Formen zu konturieren. Viele CNC-Anwender haben sich ihre Maschinen nur angeschafft, um komplexe Teile handhaben zu können. Gute Beispiele sind CNC-Anwendungen in der Flugzeug- und Automobilindustrie. Die Verwendung einer Form computergestützter Programmierung ist für jede dreidimensionale Werkzeugbahngenerierung praktisch obligatorisch.

Komplexe Formen, wie zum Beispiel Formen, können ohne den zusätzlichen Aufwand für die Anfertigung eines Modells zum Nachzeichnen hergestellt werden. Gespiegelte Teile können buchstäblich auf Knopfdruck, Schablonen, Holzmodelle und andere Werkzeuge zur Musterherstellung hergestellt werden.

Vereinfachte Werkzeug- und Werkstückaufnahme

Mit Standardwerkzeugen, die speziell für Anwendungen mit numerischer Steuerung entwickelt wurden, können keine Standardwerkzeuge und selbstgebaute Werkzeuge, die die Bänke und Schubladen einer herkömmlichen Maschine überladen, eliminiert werden. Mehrstufige Werkzeuge wie Pilotbohrer, Stufenbohrer, Kombiwerkzeuge, Senkbohrer und andere werden durch mehrere einzelne Standardwerkzeuge ersetzt. Diese Werkzeuge sind oft billiger und einfacher zu ersetzen als spezielle und nicht standardmäßige Werkzeuge. Kostensenkungsmaßnahmen haben viele Werkzeuglieferanten gezwungen, ein niedriges oder gar kein vorhandenes zu halten. Standardmäßige Standardwerkzeuge sind normalerweise schneller erhältlich als nicht standardmäßige Werkzeuge.

Spann- und Spannvorrichtungen für CNC-Maschinen haben nur einen Hauptzweck – das Teil für alle Teile innerhalb einer Charge starr und in der gleichen Position zu halten. Vorrichtungen, die für CNC-Arbeiten entwickelt wurden, benötigen normalerweise keine Vorrichtungen, Vorbohrungen und andere Hilfsmittel zum Auffinden von Löchern.

Schnittzeit und Produktivitätssteigerung

Die Schnittzeit auf der CNC-Maschine wird allgemein als Zykluszeit bezeichnet und ist immer konstant. Anders als bei einer herkömmlichen Bearbeitung, bei der die Fähigkeiten, die Erfahrung und die persönliche Ermüdung des Bedieners Änderungen unterliegen, wird die CNC-Bearbeitung von einem Computer gesteuert. Der geringe manuelle Aufwand beschränkt sich auf das Einrichten sowie das Be- und Entladen des Teils. Bei Großserien verteilen sich die hohen Kosten der unproduktiven Zeit auf viele Teile und fallen damit weniger ins Gewicht. Der Hauptvorteil einer konstanten Schnittzeit liegt bei sich wiederholenden Aufträgen, bei denen die Produktionsplanung und die Arbeitszuordnung zu den einzelnen Werkzeugmaschinen sehr genau erfolgen kann.

The main reason companies often purchase CNC machines is strictly economic – it is a serious investment. Also, having a competitive edge is always on the mind of every plant manager. The numerical control technology offers excellent means to achieve a significant improvement in the manufacturing productivity and increasing the overall quality of the manufactured parts. Like any means, it has to be used wisely and knowledgeably. When more and more companies use the CNC technology, just having a CNC machine does not offer the extra edge anymore. The companies that get forward are those who know to use the technology efficiently and practice it to be competitive in the global economy.

To reach the goal of major increase in productivity, it is essential that users understand the fundamental principles on which CNC technology is based. These principles take many forms, for example, understanding the electronic circuitry, complex ladders diagrams, computer logic, metrology, machine design, machine principles and practices and many others. Each one has to be studied and mastered by the person in charge. In this handbook, the emphasis is on the topics that relate directly to the CNC programming and understanding the most common CNC machine tools, the machining centers and the lathes (sometimes also called the turning centers). The part quality consideration should be very important to every programmer and machine tool operator and this goal is also reflected in the handbook approach as well as in numerous examples.

TYPES OF CNC MACHINE TOOLS

Different kinds of CNC machines cover an extremely large variety. Their numbers are rapidly increasing, as the technology development advances. It is impossible to identify all the applications; they would make a long list. Here is a brief list of some of the groups CNC machines can be part of:

1. Mills and machining centres

2. Lathes and turning centres

3. Drilling machines

4. Boring mills and profilers

5. EDM machines

6. Punch presses and shears

7. Flame cutting machines

8. Routers

9. Water jet and laser profilers

10. Cylindrical grinders

11. Welding machines

12. Benders, winding and spinning machines, etc.

CNC machining centres and lathes dominate the number of installations in industry. These two groups share the market just about equally. Some industries may give a higher need for one group of machines, depending on their needs. One must remember that there are many different kinds of lathes and equally many different kinds of ma-chining centres. However, the programming process for a vertical machine is similar to the one for a horizontal ma-chine or a simple CNC mill. Even between different ma-chine groups, there is a great amount of general applications and the programming process is generally the same For example, a contour milled with an end mill has a lot in common with a contour cut with a wire.

Mills and Machining Centres

Standard number of axes on a milling machine is three-the X, Y and Z axes. The part set on a milling system is al-cutting tool rotates, it can move up and down (or in and out), but it does not physically follow the tool path.

CNC mills sometimes called CNC milling machines are usually small, simple machines, without a tool changer or other automatic features. Their power rating is often quite low. In industry, they are used tool room work, maintenance purposes, or small part production. They are usually designed for contouring, unlike CNC drills.

CNC machining centres are for more popular and efficient that drills and mills, mainly for their flexibility. The main benefit user gets out of a CNC machining centre is the ability to group

several diverse operations into a single setup. For example, drilling, boring, counter boring, tapping, spot facing and contour milling can be incorporated into a single CNC program. In addition, the flexibility is enhanced by automatic tool changing using pallets to minimize idle time, indexing to a different side of the part, using a rotary movement of additional axes, and a number of other features, CNC machining centres can be equipped with special software that controls the speeds and feeds, the life of the cutting tool, automatic in-process gauging and offset adjustment and other production enhancing and time saving devices.

There are two basic designs of a typical CNC machining centre. There are the vertical and the horizontal machining centres. The major difference between the two types is the nature of work that can be done on them efficiently. For a vertical CNC machining centre, the most suitable type of work are flat parts, either mounted to the fixture on the table, or help in a vise or a chuck. The work that requires machining on two or more faces in a single setup is more desirable to be done on a CNC horizontal machining centre. A good example is pump housing and other cubic-like shapes. Some multi-face machining of small parts can also be done on a CNC vertical machining center equipped with a rotary table.

The programming process is the same for both designs, but an additional axis (usually a B axis) is added to the horizontal design. This axis is either a simple positioning axis (indexing axis) for the table, or a fully rotary axis for simultaneous contouring.

This handbook concentrates on the CNC vertical machining centres applications, with a special section dealing with the horizontal setup and machining. The programming methods are also applicable to the small CNC mills or drilling and/or tapping machines, but the programmer has to conceder their restrictions.

Lathes and Turning Centres

A CNC lathe is usually a machine tool with two axes, the vertical X axis and the horizontal Z axis. The main future of the lathe that distinguishes it from a mill is that the part is rotating about the machine center line. In addition, the cutting tool is normally stationary, mounted in a sliding turret. The cutting tool follows the contour of the programmed tool path. For the CNC lathe with a milling attachment, so called live tooling, the milling tool has its own motor and rotates while the spindle is stationary.

The modern lathe design can be horizontal or vertical. Horizontal type is far more common than the vertical type, but both designs exist for either group. For example, a typical CNC lathe of the horizontal group can be designed with a flat bed or a slant bed, as a bar type, chucker type or universal type. Added to these combinations or many accessories that make a CNC lathe is an extremely flexible machine tool. Typically, accessories such as a tailstock, steady rests or followup rests, part catchers, pullout-fingers and even a third axis milling attachment are popular components of the CNC lathe. A CNC lathe can be very versatile so versatile in fact, that it is often called a CNC turning centre. All text and program examples in this handbook use the more traditional term CNC lathe, yet still recognizing all its modern functions.

PERSONNEL FOR CNC

Computers and machine tools have no intelligence. They cannot think, they cannot evaluate a station in a rational way. Only people with certain skills and knowledge can do that. In the field of numerical control, the skills are usually in the hands of two key peopleone doing the programming, the other doing the machining. Their respective numbers and duties typically depend on the company preference, its size, as well as the product manufactured there. However, each position is a quite distinct, although many companies combine the two functions into a one, often called a CNC programmer/operator.

CNC Programmer

The CNC programmer is usually the person who has the most responsible in the CNC machine shop. This person is often responsible for the success of numerical control technology in the plant. Equally this person is held responsible for problems related to the CNC operations.

Although duties may vary, the programmer is also responsible for a variety of tasks relating to the effective usage of the CNC machines. In fact, this person is often accountable for the production and quality of all CNC operations.

Many CNC programmers are experienced machinists, who have had a practical, hands-on experience as machine tool operations they know how to read technical drawings and they can comprehend the engineering intent behind the design. This practical experience is the foundation for the ability to ‘machine’ a part in an office environment. A good CNC programmer must be able to visualize all the tool motions and recognize all restricting factories that may be involved. The programmer must be able to collect, analyze process and logically integrate all the collected data into a signal, cohesive program. In simple terms, the CNC programmer must be able to decide upon the best manufacturing methodology in all respects.

In addition to the machining skills, the CNC programmer has to have an understanding of mathematical principles, mainly application of equations, solutions of arcs and angles. Equally important is the knowledge of trigonometry. Even with computerized programming, the knowledge of manual programming methods is absolutely essential to the through understanding of the computer output and the control of this output.

The last important quality of a truly professional CNC programmer is his or her ability to listen to the other people – the engineers, the CNC operators, the managers. Good listing skills are the first prerequisites to become flexible. A good CNC programmer must be flexible in order to offer high programming quality.

CNC Machine Operator

The CNC machine tool operator is a complementary position to the CNC programmer. The programmer and the operator may exist in a single person, as is the case in many small shops. Although the majority of duties performed by conventional machine operator has been transferred to the CNC program, the CNC operator has many unique responsibilities. In typical cases, the operator is responsible for the tool and machine setup, for the changing of the parts, often even for some in-process inspection. Many companies expect quality control at the machine – and the operator of any machine tool, manual or computerized, is also responsible for the quality of the work done on that machine. One of the very important responsibilities of the CNC machine operator is to report findings about each program to the programmer. Even with the best knowledge, skills, attitudes and intentions, the "final" program can always be improved. The CNC operator being the one, who is the closest to the actual machining, knows precisely what extent such improvements can be.

Justifying the Cost of CNC

The cost of a CNC machine might make most manufacturers nervous but the benefits of owning a CNC router will most likely justify the cost in very little time.

The first cost to take into consideration is the machine cost. Some vendors offer bundled deals that include installation, software training and shipping charges. But in most cases, everything is sold separately to allow for customization of the CNC router.

Light duty

Low-end machines cost from $2,000 to $10,000. they are usually bolt-it yourself kits made of bent sheet metal and use stepper motors. They come with a training video and an instruction manual. These machines are meant for do-it-yourself use, for the signage industry and other very light duty operations. they will usually come with an adapter for a conventional plunge router. accessories such as a spindle and vacuum work holding are options. These machines can be very successfully integrated into a high production environment as a dedicated process or as part of a manufacturing cell. for instance, one of these CNC’s can be programmed to drill hardware holes on drawer fronts before assembly.

Medium duty

Mid-range CNC machines will cost between $10,000 and $100,000. these machines are built of heavier gauge steel or aluminium. They might use stepper motors and sometimes servos; and use rack and pinion drives or belt drives. they will have a separate controller and offer a good range of options such as automatic tool changers and vacuum plenum tables. these machines are meant for heavier duty use in the signage industry and for light panel processing applications.

These are a good option for start-ups with limited resources or manpower. They can perform most operations needed in cabinet making although not with the same degree of sophistication or with the same efficiency.

Industrial strength

High-end routers cost upward of $100,000. This includes a whole range of machines with 3 to 5 axes suited for a broad range of applications. these machines will be built out of heavy gauge welded steel and come fully loaded with automatic tool changer, vacuum table and other accessories depending on the application. these machines are usually installed by the manufacturer and training is often included.

Shipping

Transporting a CNC router carries a considerable cost. With routers weighing anywhere from a few hundred pounds to several tons, freight costs can range from $200 to $5,000 or more, depending on location. remember that unless the machine was built nearby, the hidden cost of moving it from europe or asia to the dealer’s showroom is likely included. additional costs may also be incurred just to get the machine inside once it is delivered as it is always a good idea to use professional riggers to deal with this kind of operation.

Installation and training

CNC vendors typically charge from $300 to $1,000 per day for installation costs. It can take anywhere from a half day to a full week to install and test the router. This cost could be included in the price of buying the machine. some vendors will provide free training on how to use the hardware and software, usually on-site, while others will charge $300 to $1,000 per day for this service.

SAFETY RELATED TO CNC WORK

One the wall of many companies is a safety poster with a simple, yet powerful message:

The first rule of safety is to follow all safety rules.

The heading of this section does not indicate whether the safety is oriented at the programming or the machining level. The season is that the safety is totally independent. It stands on its own and it governs behaviour of everybody in a machine shop and outside of it. At first sight, it may appear that safety is something related to the machining and the machine operation, perhaps to the setup as well. That is definitely true but hardly presents a complete picture.

Safety is the most important element in programming, setup, machining, tooling, fixturing, inspection, chipping, and-you-name it operation within a typical machine shop daily work. Safety can never be overemphasized. Companies talk about safety, conduct safety meeting, display posters, make speeches, call experts. This mass of information and instructions is presented to all of us for some very good reasons. Quite a few are passed on past tragic occurrences – many laws, rules and regulations have been written as a result of inquests and inquire into serious accidence.

At first sight, it may seem that in CNC work, the safety is a secondary issue. There is a lot of automation; a part program that runs over and over again, tooling that has been used in the past, a simple setup, etc. All this can lead to complacency and false assumption that safety is taken care of. This is a view that can have serious consequences.

Safety is a large subject but a few points that relate to the CNC work are important. Every machinist should know the hazards of mechanical and electrical devices. The first step towards a safe work place is with a clean work area, where no chips, oil spills and other debris are allowed to accumulate on the floor. Taking care of personal safety is equally important. Loose clothing, jewellery, ties, scarves, unprotected long hair, improper use of gloves and similar infraction, is dangerous in machining environment. Protection of eyes, ears, hands and feet is strongly recommended.

While a machine is operating, protective devices should be in place and no moving parts should be exposed. Special care should be taken around rotating spindles and automatic tool changers. Other devices that could pose a hazard are pallet changers, chip conveyors, high voltage areas, hoists, etc. disconnecting any interlocks or other safety features is dangers – and also illegal, without appropriate skills and authorization.

In programming, observation of safety rules is also important. A tool motion can be programmed in many ways. Speeds and feeds have to be realistic, not just mathematically "correct". Depth of cut, width of cut, the tool characteristics, all have a profound effect on overall safety.

All these ideas are just a very short summery and a reminder that safety should always be taken seriously.