Expertenleitfaden zur Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen für Spitzenleistung

Die Entwicklung und Anwendung der numerischen Steuerungstechnologie hat die Bearbeitung von einfacher Serienfertigung zu anspruchsvolleren technischen Anforderungen geführt.

CNC-Werkzeugmaschinen sind hocheffiziente Automaten mit guter Wirtschaftlichkeit und Produktionsnutzen. Sie sind ein wichtiger Entwicklungstrend in der weltweiten Werkzeugmaschinenindustrie und Fertigung. Die Wartung von Werkzeugmaschinen kann Ausfälle vermeiden, sicherstellen, dass CNC-Maschinen in gutem Arbeitszustand bleiben, den reibungslosen Fortschritt der Bearbeitungsarbeiten gewährleisten, Produktionsverzögerungen durch mechanische Ausfälle vermeiden, die Bearbeitungseffizienz steigern und die Lebensdauer von CNC-Werkzeugmaschinen verlängern.

Vorteile von CNC-Werkzeugmaschinen

1. Starke Anpassungsfähigkeit

Geeignet für die Einzelteilfertigung wie Formenbau und für Einzel- bis Kleinserienfertigung sowie Neuproduktentwicklung.

2. Hohe Bearbeitungsgenauigkeit

Die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Werkzeugmaschinen erreicht generell 0,05–0,1 mm. Die CNC-Maschine wird über digitale Signale gesteuert. Jedes Mal, wenn die CNC-Einheit ein Impulssignal ausgibt, bewegen sich die beweglichen Teile der Maschine um ein Pulsequivalent (üblicherweise 0,001 mm).

3. Durch Mehrkoordinaten-Verknüpfung können komplex geformte Teile bearbeitet werden.

4. Hohe Bearbeitungseffizienz

Bei Teilewechsel genügt meist eine Programmänderung, was Bearbeitungszeit spart. Schnelles Verfahren und Positionieren der beweglichen Teile sowie Hochgeschwindigkeitszerspanung steigern die Produktionseffizienz. In Verbindung mit dem Werkzeugmagazin eines Bearbeitungszentrums kann eine kontinuierliche Mehrprozessbearbeitung auf einer Maschine durchgeführt werden, was die Effizienz weiter erhöht.

5. Geringere körperliche Belastung

CNC-Werkzeugmaschinen haben einen hohen Automatisierungsgrad. Nach Programmeingabe und Start bearbeitet die Maschine automatisch und kontinuierlich nach Programm. Der Bediener muss nur Programme eingeben und bearbeiten, Werkstücke be- und entladen sowie prüfen – was die körperliche Belastung stark reduziert.

6. Stabile Bearbeitungsqualität

Unter gleichen Bearbeitungsbedingungen, an derselben Maschine, mit demselben Programm und Werkzeug ist der Werkzeugpfad exakt identisch – die Teilequalität ist stabil und die Konsistenz hoch.

7. Förderlich für Modernisierung der Produktionsverwaltung

CNC-Werkzeugmaschinen verarbeiten und übertragen Informationen mittels digitaler Informationen und Standardcodes. Werkzeuge und Spannmittel können standardisiert werden, die Bearbeitungszeit lässt sich präzise im Voraus schätzen, und die Standardisierung von Bearbeitungsinformationen lässt sich leicht realisieren.

Lebensdauer von CNC-Werkzeugmaschinen

Die gesamte elektrische Steuerungshardware von CNC-Werkzeugmaschinen besteht aus Zehntausenden elektronischer Bauteile, deren Leistung und Lebensdauer große Streuung aufweisen.

Die Lebensdauer von CNC-Werkzeugmaschinen lässt sich in 3 Phasen unterteilen:

• Einlaufphase

In den ersten 0–1 Jahren treten viele Ausfälle auf, da CNC-Werkzeugmaschinen generell noch in einer Einlaufphase sind.

• Nutzungsphase

Durch gute tägliche Wartung und sachgerechte Nutzung kann die Maschine mindestens fünf Jahre normal betrieben werden.

• Alterungsphase

Die Lebensdauer von CNC-Werkzeugmaschinen entspricht generell der Lebensdauer der CNC-Steuerung. Nach 8 Jahren allgemeiner Nutzung nehmen elektrische Hardware-Ausfälle des CNC-Systems allmählich zu. Die Lebensdauer des CNC-Systems beträgt durchschnittlich 8 bis 10 Jahre. Durch verstärkte tägliche Wartung kann die Ausfallrate effektiv gesenkt und die Lebensdauer von CNC-Werkzeugmaschinen maximiert werden.

Vorsichtsmaßnahmen für den Betrieb von CNC-Werkzeugmaschinen

1. Es ist notwendig, die Anforderungen an die Betriebsbedingungen von CNC-Werkzeugmaschinen gemäß Maschineninstallation und Benutzerhandbuch des Herstellers einzuhalten – wie Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Höhenlage) und Stromversorgungsparameter.

(1) Umgebungstemperatur generell zwischen 0–40 °C.

(2) Für CNC-Maschinen ist eine konstante Temperaturumgebung optimal, fern von Geräten mit starken Vibrationen (z. B. Pressen) und elektromagnetischen Störungen.

(3) Bei hoher Temperatur, besonders bei hoher Luftfeuchtigkeit, sollte die Anzahl der Maschinen-Stromausfälle reduziert werden.

(4) Maximale Arbeitshöhe generell unter 1000 m.

(5) Die CNC-Maschine sollte über eine geregelte Stromversorgung verfügen.

(6) Der Schaltschrank jeder Station der CNC-Maschine sollte über einen eigenständigen Erdungsschutz verfügen.

2. Staub-Eintritt in die numerische Steuereinheit verhindern, da schwebender Staub und Metallpulver den Isolationswiderstand zwischen Bauteilen senken und zu Ausfällen oder Bauteilschäden führen können.

3. Das Belüftungssystem des CNC-Schranks muss regelmäßig gereinigt werden.

4. Die Pufferbatterie des Speichers regelmäßig austauschen.

5. Auf qualifizierte Programmierer, Bediener und Wartungspersonal achten, da CNC-Maschinen hochspezialisiert und technisch anspruchsvoll sind. Im tatsächlichen Betrieb werden spezialisierte Techniker benötigt, und professionelles Wartungspersonal ist für die Instandhaltung erforderlich. Unprofessionelles Verhalten sollte vermieden werden, um die Funktionen der CNC-Maschine nicht nachteilig zu beeinflussen.

6. Die Schaltschranktür darf nur bei abgeschalteter Stromversorgung geöffnet werden; Stecker oder Buchsen der Maschine dürfen nicht unter Spannung gezogen oder gesteckt werden.

7. Parameterschutz beachten: CNC-Maschinenparameter sollten während der Wartung nicht willkürlich geändert werden. Nach Parameteränderung sollte bei der ersten Bearbeitung die Maschine im Einzelschrittbetrieb ohne Werkzeug und Werkstück getestet werden, und erst nach Bestätigung der Normalität weiter verwendet werden.

8. Das PLC-Programm der Maschine wurde vom Hersteller gemäß den Maschinenanforderungen erstellt und muss nicht geändert werden. Unsachgemäße Änderungen können Maschinenschäden oder sogar Personengefährdung verursachen.

9. Die kontinuierliche Betriebszeit der Maschine sollte 24 Stunden nicht überschreiten, sonst können Schäden am elektrischen System und an Komponenten entstehen, was Genauigkeit und Lebensdauer beeinträchtigt.

10. Betriebsvorschriften und tägliches Wartungssystem strikt einhalten; tägliche und regelmäßige Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen durchführen.

11. CNC-Werkzeugmaschinen sollten nicht lange gelagert werden, da Langzeitlagerung zu Speichersystemausfällen und Datenverlust führen kann. Wenn das CNC-System lange nicht genutzt wird, sollte es regelmäßig unter Spannung gesetzt werden.

Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen

Die tägliche Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen fördert den stabilen und zuverlässigen Betrieb und ist ein wichtiges Mittel zur Verlängerung der Lebensdauer.

Tägliche Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen

Vor der Nutzung der Maschine für Werkstückbearbeitung ist eine Routineprüfung erforderlich. Zum Beispiel: Ob Kühlmittel und Schmieröl ausreichend sind, ob die Spindelbohrung rostet, etc. – und in feuchten Regionen, ob Tauerscheinungen auftreten.

Nach der Nutzung muss die Maschine sorgfältig gereinigt werden. Schneidflüssigkeit von Tisch und Führungen abwischen und Rostschutzöl auftragen.

Regelmäßige Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen

Über die Wartungsinformationen des CNC-Systems oder durch spezielle Diagnose-Software-Tools werden CNC-Werkzeugmaschinen regelmäßig gewartet.

• Prüfen, ob der Erdungswiderstand des Schutzleiteranschlusses der CNC-Maschine innerhalb des vorgegebenen Index liegt.
• Werkzeugkühlmittel prüfen und je nach Situation nachfüllen oder austauschen.
• Bei Hochgeschwindigkeitsspindeln mit Spindelkühlsystem: Kühlwirkung der Spindel prüfen und entscheiden, ob Kältemittel nachgefüllt werden muss.
• Prüfen, ob Filter des Hydrauliksystems und des Pneumatiksystems gereinigt oder ausgetauscht werden müssen.
• Prüfen, ob der Antriebsriemen der Drehmaschinenspindel verschlissen ist.

Gute Maschinenwartung sichert den normalen und stabilen Betrieb des CNC-Systems und verlängert die Lebensdauer der Maschine.

Fazit

JTR bietet CNC-Bearbeitungsdienstleistungen wie CNC-Fräsen, CNC-Drehen und Draht-EDM-Service an. Unsere erfahrenen Techniker setzen Ihr Design um und fertigen es in wenigen Stunden in Serie.