Was ist eine CNC-Maschine? Arbeiten, Arten, Vorteile, Anwendungen mit PDF

Heute lernen wir bei The Mechanical Post etwas über Was ist eine CNC? seine Konstruktion, Funktionsweise, seine Typen, Vorteile, Einschränkungen und Anwendungen.

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Was ist eine CNC?

Die vollständige Form einer CNC-Maschine ist C Computer N Ziffer C steuern. Eine CNC-Maschine ist eine computergesteuerte Maschine, mit der verschiedene Funktionen automatisch ausgeführt werden, die früher auf herkömmlichen Maschinen wie Bohren, Fräsen, Drehen usw. mit Hilfe eines Computers ausgeführt wurden. Man kann sagen, dass die CNC-Maschine ein Roboter ist, der nach dem Programm handelt. Die CNC-Maschine wird von einem Computer programmiert oder gesteuert und hat ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich der industriellen Automatisierung. Die CNC-Maschine führt die erforderliche Aufgabe aus, wie sie durch den in die Maschine eingegebenen Zahlencode angegeben ist. Diese Codes sind der Satz von Befehlen, mit deren Hilfe der Bediener der Maschine mitteilen kann, welche Funktion ausgeführt werden soll. Diese Codes werden G-Codes und M-Codes genannt. Jeder Code hat eine bestimmte Funktion.

CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung kann definiert werden als „der Herstellungsprozess, bei dem ein Computercode der Maschine befiehlt, verschiedene Bearbeitungsprozesse am Werkstück durchzuführen“

Die CNC-Maschine ist in der Lage, in 3 Achsen gleichzeitig zu bearbeiten. Einige fortschrittliche CNC-Maschinen sind in der Lage, gleichzeitig in 5 Achsen zu bearbeiten.

Grundlegende Komponenten einer CNC-Maschine

Die grundlegende Struktur oder Komponenten einer CNC-Maschine sind:

• Eingabegerät
• Die Maschinensteuereinheit (MCU)
• Werkzeugmaschine
• Antriebsmechanismus
• Anzeigeeinheit

Eingabegerät

Eingabegeräte sind solche Geräte, mit denen das Programm in die Maschine eingespeist wird. Ältere CNCs verwendeten Lochbänder oder Magnetbänder für die Programmeingabe, sie wurden jedoch durch digitale ersetzt, die als CNC-Controller bezeichnet werden.

TedColes, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Maschinensteuereinheit (MCU)

Die Maschinensteuerung ist das Gehirn des Systems, das Eingaben entgegennimmt, verarbeitet und dann das Programm entsprechend ausführt. Die MCU ist in der Lage, die Werkzeugbewegung zu steuern, das Antriebssystem zu steuern, die verschiedenen Funktionen ein- und auszuschalten, wie z. B. die Spindel ein- und auszuschalten, das Kühlmittel ein- oder auszuschalten usw. nach Abschluss eines bestimmten Vorgangs abgeschaltet wird, sendet die MCU dann Signale zum Abschalten des Kühlmittels.

Werkzeugmaschine

Die Werkzeugmaschine ist eine der Grundkomponenten der CNC-Maschine. Es ist die Komponente, die die Vorgänge zur Umwandlung des Rohmaterials in das fertige Produkt durchführt. Die Werkzeugmaschine wird von der MCU gesteuert. Die Werkzeugmaschine bewegt sich vorwärts, aufwärts, abwärts usw.; Dadurch wird das Material nach und nach vom Werkstück abgetragen. Wie hoch soll die Spindeldrehzahl sein, wann soll das Kühlmittel ein-/ausschalten, wie hoch soll der Vorschub sein? Alle diese Parameter werden vom Bediener in Form von Codes angegeben, und somit arbeitet die Werkzeugmaschine entsprechend.

Antriebsmechanismus

Der Antriebsmechanismus besteht aus einem Antriebsmotor und einer Kugelumlaufspindelanordnung mit Rückkopplungsmechanismus. Die MCU signalisiert dem Motor, sich zu drehen, was wiederum die Kugelumlaufspindel dreht, die mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Auf der Leitspindel ist der Tischschlitten montiert, auf dem das Werkstück zur Bearbeitung abgelegt wird. Wenn sich also die Leitspindel dreht, bewegt sich der Tischschlitten entsprechend hin und her. Am Ende der Leitspindel befindet sich ein Feedback-Mechanismus, der der MCU die Änderungen signalisiert. Dies ermöglicht eine höhere Genauigkeit bei der Bewegung des Tischschlittens.

Anzeigeeinheit 

Es ist ein Monitor, der die Eingabe, Ausgabe und andere nützliche Systeminformationen und -einstellungen anzeigt.

Funktion der CNC-Maschine

Im Folgenden sind die Schritte zur Funktionsweise einer CNC-Maschine aufgeführt:

• Der Bediener gibt die G-Codes und M-Codes in die CNC-Steuerung ein und startet den Prozess.
• Dieses Programm wird dann von der Maschinensteuerung abgearbeitet.
• Die MCU weist dann die Werkzeugmaschine und den Tauchmechanismus an, Positionen einzunehmen.
• Dann wird das Werkstück nach dem eingegebenen Programm bearbeitet.
• Das Feedback-System gibt Feedback an die MCU.
• Die MCU schaltet auch die verschiedenen Komponenten gemäß dem Programm EIN/AUS.
• Die MCU sendet auch die Ausgabe oder das Feedback über das Display an den Bediener.

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Arten von CNC-Maschinen 

Die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen sind :

• CNC-Fräsmaschine
• CNC-Drehmaschine
• CNC-Router
• CNC-Plasmaschneider
• CNC-Elektroerosionsmaschinen 

CNC-Fräsmaschine

Die CNC-Fräsmaschine ähnelt der herkömmlichen Fräsmaschine, ist jedoch automatisch und genauer als die herkömmliche Fräsmaschine.

HafeezJD, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

Die CNC-Fräsmaschine ist in der Lage, alle Operationen auszuführen, die eine Fräsmaschine durchführt. Eine CNC-Fräsmaschine nimmt viel Platz ein und ist teuer.

CNC-Drehmaschine

Eine CNC-Drehmaschine kann als Drehautomat bezeichnet werden. Die CNC-Drehmaschine kann Drehen, Kegeldrehen, Bohren, Nuten, Rändeln und fast alle Operationen ausführen, die auf einer Drehmaschine ausgeführt werden können.

Mike Zielinski, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

CNC-Fräser

Der CNC-Fräser ist ein Upgrade des Handfräsers. Es ist in der Lage, Materialien wie Stahl, Aluminium, Schaumstoff, Kunststoffe, Messing usw. zu schneiden. Die meisten Fräser können in 3 Achsen (d. h. X, Y, Z) bearbeiten. Es sind auch 4-, 5- und 6-Achsen-CNC-Fräser auf dem Markt erhältlich .

Rickwashburn1, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

CNC-Plasmaschneider

Der CNC-Plasmaschneider verwendet einen Plasmabrenner, um Metalle durch Schmelzen zu schneiden. Es wird normalerweise zum Schneiden von Blechen verwendet. Es kann problemlos Schwermetalle wie Stahl schneiden. Diese Maschinen ähneln CNC-Fräsern, sind jedoch auf nur 2 Achsen beschränkt.

Zgyricky, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

CNC-Elektroentladungsmaschine

Diese Maschine verwendet elektrische Funken, um das Metall zu schmelzen und so zu bearbeiten. Das Werkzeug ist hier in diesem Fall eine Elektrode. Zwischen Werkzeug und Werkstück befindet sich ein Spalt. Durch den Spalt wird kontinuierlich ein dielektrisches Fluid geleitet. Der gesamte Prozess ist computergesteuert.

CNC-Laserschneidemaschine

Die CNC-Laserschneidmaschine ähnelt dem CNC-Plasma, außer dass anstelle von Plasma ein Laserstrahl zum Schneiden des Werkstücks verwendet wird. Sie werden im Allgemeinen zum Schneiden von Metallen, Holz und Kunststoff verwendet.

Szillayali, CC BY 3.0, über Wikimedia Commons

Der CNC-Laser bietet eine gewisse Flexibilität, da die Intensität des Lasers an das Material des zu schneidenden Werkstücks angepasst werden kann.

Vorteile von CNC-Maschinen

Die Vorteile der Verwendung einer CNC-Maschine sind :

• Die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks ist sehr hoch.
• CNCs können verwendet werden, um Komponenten mit engeren Toleranzen herzustellen.
• Die Produktionsrate ist aufgrund weniger Leerlaufzeiten sowie weniger Fehler hoch.
• Menschliche Fehler werden stark reduziert.
• Der Zeitaufwand für die Fertigstellung des Bearbeitungsprozesses ist vergleichsweise geringer.
• Diese Maschinen sind aufgrund ihrer hohen Genauigkeit sehr zuverlässig.
• Gesteigerte Produktivität.
• Am besten geeignet für die Produktion in großem Maßstab.
• Das Programm kann gespeichert und später ausgeführt werden.
• Es kann 24 Stunden am Tag mit sehr geringer Ausfallzeit verwendet werden.
• Komplexe Designs können in kürzester Zeit mit hoher Genauigkeit produziert werden.

Einschränkungen von CNC-Maschinen

• Der größte einschränkende Faktor für CNC-Maschinen ist, dass sie sehr teuer sind.
• Diese Maschinen sind komplex aufgebaut.
• Sie benötigen eine beträchtliche Bodenfläche.
• Steuerungssysteme, die in CNC verwendet werden, sind teuer.
• Aufgrund der komplexen Konstruktion von CNCs sind ihre Wartungskosten hoch.

Verwendung von CNC-Maschinen

Im Folgenden sind die Anwendungen von CNC-Maschinen aufgeführt:

• Sie werden zur Herstellung von Wellen, Zahnrädern, Vierkantarbeiten, Rundungen, Rechteckarbeiten, Gewindearbeiten, Kegelarbeiten, Fräsarbeiten, Bohren von Löchern, Herstellen von Nuten usw. verwendet.
• Sie werden in der verarbeitenden Industrie zum Schneiden von Blechen verwendet.
• CNC-Maschinen sind auch in der Holzindustrie weit verbreitet.
• CNC-Maschinen werden auch verwendet, um in das Werkstück zu schnitzen.

Wenn Sie an CNC-Maschinen interessiert sind und mehr über die Arbeitsweise, G-Codes, M-Codes usw. erfahren möchten, schauen Sie hier (*nicht gesponsert):Titans of CNC

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