CNC vs. NC: Die wichtigsten Unterschiede in der numerischen Steuerungstechnologie verstehen

Als professioneller Maschinenbauingenieur haben Sie vielleicht von CNC-Bearbeitung, CNC-Fräsen, CNC-Drehen gehört. Hat jemand Sie gefragt, was NC ist? Was ist die Beziehung zwischen CNC-Bearbeitung und NC? Was ist der Unterschied zwischen ihnen? Dieser Artikel beantwortet den Unterschied zwischen CNC und NC aus einfachem und verständlichem Text.

Was ist NC?

NC (Numerical Control / Numerische Steuerung) bezieht sich auf die Verwendung diskreter digitaler Informationen zur Steuerung des Betriebs von Maschinen und anderen Geräten, die nur vom Bediener programmiert werden können.

Was ist CNC?

Seit seiner Erfindung wurde CNC breit in der Produktfertigung, Modellfertigung und anderen Bereichen eingesetzt. Obwohl jetzt neue Technologien wie additive Fertigung entstanden sind, ist CNC-Bearbeitung als ausgereifteste Technologie, effizienteste und stabilste Verarbeitungsmethode für Produktqualität immer die Hauptbearbeitungsmethode in der Verarbeitungs- und Fertigungsindustrie geblieben. Zuerst müssen Sie wissen, was CNC-Technologie ist.

Die Entwicklung der CNC-Technologie war in den letzten Jahren sehr schnell, was die Produktivität der Formenbearbeitung 크게 verbessert hat. Darunter ist die CPU mit schnellerer Betriebsgeschwindigkeit der Kern der CNC-Technologieentwicklung. Die Verbesserung der CPU ist nicht nur die Verbesserung der Betriebsgeschwindigkeit, sondern die Geschwindigkeit selbst beinhaltet auch die Verbesserung der CNC-Technologie in anderen Aspekten. Genau weil die CNC-Technologie in den letzten Jahren solche großen Veränderungen durchlaufen hat, lohnt es sich, die aktuelle Anwendung der CNC-Technologie in der Formenherstellung zu überprüfen.

Blockbearbeitungszeit, und die Leistung von CNC hat sich aufgrund der erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeit der CPU und der Einführung von Hochgeschwindigkeits-CPUs durch CNC-Hersteller in hochintegrierte CNC-Systeme signifikant verbessert. Ein responsiveres System erreicht mehr als nur eine höhere Programmverarbeitungsgeschwindigkeit. Tatsächlich kann ein System, das Teileprogramme mit relativ hoher Geschwindigkeit verarbeiten kann, auch als Niedriggeschwindigkeitssystem arbeiten, da sogar ein voll funktionsfähiges CNC-System potenzielle Probleme haben kann, die zum Flaschenhals der Verarbeitungsgeschwindigkeit werden.

Heute erkennen die meisten Formenwerkstätten, dass Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mehr erfordert als nur kürzere Programmverarbeitungszeiten. In vielerlei Hinsicht ist die Situation ähnlich wie beim Fahren eines Rennwagens. Gewinnt immer das schnellste Auto das Rennen? Selbst ein gelegentlicher Zuschauer eines Autorennens weiß, dass viele Faktoren außer Geschwindigkeit das Ergebnis eines Rennens beeinflussen.

Zunächst ist die Kenntnis der Strecke durch den Fahrer wichtig: Er muss wissen, wo scharfe Kurven sind, um angemessen abzubremsen, um die Kurven sicher und effizient zu durchfahren. Im Prozess der Formenbearbeitung mit hohem Vorschub kann die Vorschautechnologie, die im CNC bearbeitet werden soll, Informationen über das Auftreten scharfer Kurven im Voraus erhalten, und diese Funktion spielt die gleiche Rolle.

Ebenso ist die Reaktionsfähigkeit des Fahrers auf andere Fahreraktionen und Unsicherheiten ähnlich der Servo-Rückführung in einem CNC. Die Servo-Rückführung in CNC umfasst hauptsächlich Positionsrückführung, Geschwindigkeitsrückführung und Stromrückführung.

Wenn ein Fahrer auf der Strecke fährt, haben die Kontinuität der Aktion und ob er bremsen und beschleunigen kann, einen sehr wichtigen Einfluss auf die Leistung des Fahrers vor Ort. Ebenso verwenden die CNC-System-Glockenförmige Beschleunigung/Verzögerung und die Überwachung der zu bearbeitenden Bahn langsame Beschleunigung/Verzögerung statt plötzlicher Schaltungen, um eine reibungslose Beschleunigung der Maschine zu gewährleisten.

Darüber hinaus gibt es andere Ähnlichkeiten zwischen Rennwagen und CNC-Systemen. Die Leistung des Rennmotors ist ähnlich dem CNC-Antrieb und Motor, das Gewicht des Rennwagens kann mit dem Gewicht der beweglichen Komponenten in der Werkzeugmaschine verglichen werden, und die Steifigkeit und Festigkeit des Rennwagens sind ähnlich der Festigkeit und Steifigkeit der Werkzeugmaschine. Die Fähigkeit des CNC, bestimmte Pfadfehler zu korrigieren, ist sehr ähnlich der Fähigkeit des Fahrers, das Auto in der Spur zu halten.

Eine weitere Parallele zum aktuellen CNC ist, dass Autos, die nicht die schnellsten sind, tendenziell gut abgerundete Fahrer erfordern. In der Vergangenheit konnten nur High-End-CNCs hohe Bearbeitungsgenauigkeit bei hoher Schnittgeschwindigkeit gewährleisten. Heute ist es auch möglich, die Arbeit zufriedenstellend mit den Fähigkeiten zu erledigen, die in Low- und Mid-Range-CNCs verfügbar sind. Während ein High-End-CNC die derzeit beste Leistung hat, besteht auch die Möglichkeit, dass Sie ein Low-End-CNC mit denselben Bearbeitungseigenschaften wie ein Mid-to-High-End-CNC in seiner Klasse verwenden. In der Vergangenheit war der Faktor, der die maximale Vorschubgeschwindigkeit für die Formenbearbeitung begrenzte, der CNC, aber heute ist es die mechanische Struktur der Werkzeugmaschine. Noch besser: CNCs werden die Leistung nicht verbessern, wenn die Maschine bereits an ihrer Leistungsgrenze ist.

Die beste CNC-Bearbeitungsmethode – 5-Achs-CNC

5-Achs-CNC-Bearbeitung wird in der Herstellung komplexer Formen immer breiter eingesetzt. Die Verwendung von 5-Achs-Bearbeitung reduziert die Anzahl der benötigten Werkzeuge und/oder Werkzeugmaschinen für die Bearbeitung eines Teils, minimiert die für den Bearbeitungsprozess erforderliche Ausrüstungsmenge und reduziert die Gesamtbearbeitungszeit. Die stetig wachsenden Fähigkeiten von CNC haben es CNC-Herstellern ermöglicht, mehr 5-Achs-Funktionen anzubieten.

Funktionen, die früher nur in High-End-CNCs verfügbar waren, werden jetzt auch in Mid-Range-Produkten verwendet. Für Hersteller, die noch nie 5-Achs-CNC-Bearbeitungstechnologie verwendet haben, macht die Anwendung dieser Funktionen die 5-Achs-Bearbeitung einfacher. Die Verwendung der aktuellen CNC-Technologie für 5-Achs-Bearbeitung ermöglicht folgende Vorteile:

• Reduzierung des Bedarfs an Spezialwerkzeugen;
• Ermöglicht das Einstellen des Werkzeugversatzes nach Abschluss des Teileprogramms;
• Unterstützt das Design gemeinsamer Programme, sodass nachbearbeitete Programme austauschbar zwischen verschiedenen Werkzeugmaschinen verwendet werden können;
• Verbessert die Qualität der Fertigbearbeitung;
• Kann für Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Konstruktion verwendet werden, sodass es nicht notwendig ist, im Programm anzugeben, ob die Spindel oder das Werkstück sich um den Mittelpunkt dreht, da die CNC-Parameter dies lösen.

Wir können das Beispiel der Kompensation von Kugelfräsern verwenden, um zu veranschaulichen, warum 5 Achsen besonders für die Formenbearbeitung geeignet sind. Um den Versatz des Kugelfräsers genau zu kompensieren, wenn sich Teil und Werkzeug um die Mittelachse drehen, muss der CNC in der Lage sein, den Kompensationsbetrag des Werkzeugs in den drei Richtungen X, Y und Z dynamisch anzupassen. Die Sicherstellung der Kontinuität des Schneidkontakts des Werkzeugs fördert die Verbesserung der Fertigbearbeitungsqualität.

Zusätzlich wird 5-Achs-CNC für Funktionen verwendet, die mit dem Drehen des Werkzeugs um die Spindel, Funktionen, die mit dem Drehen des Teils um die Spindel, und Funktionen zusammenhängen, die es dem Bediener ermöglichen, den Werkzeugvektor manuell zu ändern.

Der ursprüngliche Werkzeuglängenversatz in Z-Richtung wird in 3 Komponenten in X-, Y- und Z-Richtung aufgeteilt, wenn die Drehachse die Mittelachse des Werkzeugs ist. Und der Werkzeugdurchmesserversatz in den ursprünglichen X- und Y-Richtungen wird ebenfalls in drei Komponenten in X-, Y- und Z-Achsenrichtung aufgeteilt. In der Schneidtechnik kann das Werkzeug in Richtung der Drehachse Vorschubbewegungen ausführen, daher müssen all diese Versätze dynamisch aktualisiert werden, um die sich ändernde Ausrichtung des Werkzeugs zu berücksichtigen.

Eine weitere CNC-Funktion namens "Werkzeugmittelpunktprogrammierung" ermöglicht es dem Programmierer, den Werkzeugpfad und die Mittelpunktsgeschwindigkeit des Werkzeugs zu definieren. Der CNC stellt sicher, dass das Werkzeug gemäß dem Programm durch Befehle in Richtung der Drehachse und der linearen Achse bewegt wird. Diese Funktion bewirkt, dass der Mittelpunkt des Werkzeugs sich nicht mehr mit der Änderung des Werkzeugs ändert, was auch bedeutet, dass bei der 5-Achs-Bearbeitung der Werkzeugversatz direkt wie bei der 3-Achs-Bearbeitung eingegeben werden kann, und die Änderung der Werkzeuglänge durch Nachprogrammierung wieder erklärt werden kann. Dieses kinematische Verhalten der Welle durch Drehen der Spindel vereinfacht die Nachbearbeitung der Werkzeugprogrammierung.

Mit derselben Funktion kann das Werkstück um die Mittelachse gedreht werden, und die Werkzeugmaschine kann auch Drehbewegung erhalten. Das neu entwickelte CNC kann die Bewegung des Teils durch dynamische Anpassung des festen Versatzes und der Drehachsen anpassen. Das CNC-System spielt auch eine wichtige Rolle, wenn der Bediener die manuelle Methode verwendet, um den Langsamvorschub der Werkzeugmaschine zu realisieren. Das neu entwickelte CNC-System erlaubt auch, die Achse in Richtung des Werkzeugvektors zu joggen und, ohne die Position der Werkzeugspitze zu ändern, die Richtung des Werkzeugspitzenvektors zu ändern (siehe Abbildung oben).

Diese Funktionen machen es Bedienern leicht, die derzeit in der Formenindustrie weit verbreitete 3+2-Programmiermethode zu verwenden, wenn eine 5-Achs-Maschine eingesetzt wird. Mit der allmählichen Entwicklung und Akzeptanz neuer 5-Achs-Bearbeitungsfähigkeiten könnten echte 5-Achs-Werkzeugmaschinen häufiger werden.

Bedeutet NC und CNC dasselbe?

Aus dem Obigen wissen wir, dass NC diskrete digitale Informationen verwendet, um den Betrieb von Maschinen und anderen Geräten durch Ingenieurprogrammierung zu steuern. CNC bezieht sich auf den gesamten Prozess der Ingenieurprogrammierung, um Teile durch CNC-Maschinen herzustellen.

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