Was ist die CNC?

Was ist die CNC?

Zusammenfassung

Die numerische Steuerung (CNC) (auch Computer Numerical Control (CNC)) ist die automatisierte Steuerung von Bearbeitungswerkzeugen (Bohrern, Bohrwerkzeugen, Drehmaschinen) und 3D-Druckern mittels eines Computers.

Was ist die CNC?
Die numerische Steuerung (CNC) (auch Computer Numerical Control (CNC )) ist die automatisierte Steuerung von Bearbeitungswerkzeugen (Bohrern, Bohrwerkzeugen, Drehmaschinen) und 3D-Druckern mittels eines Computers. Eine CNC-Maschine verarbeitet ein Stück Material (Metall, Kunststoff, Holz, Keramik oder Verbundwerkstoff), um die Spezifikationen zu erfüllen, indem sie einer codierten programmierten Anweisung folgt und keinen manuellen Bediener hat.

Eine CNC-Maschine ist ein motorisiertes manövrierfähiges Werkzeug und häufig eine motorisierte manövrierfähige Plattform, die beide von einem Computerkern gemäß spezifischer Eingabeanweisungen gesteuert werden. Anweisungen werden in Form von grafischen CAD-Dateien (Computer Aided Design) an eine CNC-Maschine geliefert, die in ein sequentielles Programm von Maschinensteuerungsanweisungen wie G-Code umgewandelt und dann ausgeführt werden. Bei 3D-Druckern wird das zu druckende Teil "in Scheiben geschnitten", bevor die Anweisungen (oder das Programm) generiert werden.

CNC ist eine fortschrittliche Maschine und eine enorme Verbesserung gegenüber der Bearbeitung ohne Computer, die eine manuelle Steuerung durch Handräder oder Hebel oder eine mechanische Steuerung durch gefertigte Musterführungen (Nocken) erfordert. In modernen CNC-Systemen ist die Konstruktion eines mechanischen Teils und seines Herstellungsprogramms stark automatisiert. Die mechanischen Abmessungen des Teils werden mithilfe einer CAD-Software definiert und anschließend von einer CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) in Fertigungsrichtlinien übersetzt. Die resultierenden Anweisungen werden (durch "Postprozessor" -Software) in die spezifischen Befehle umgewandelt, die für eine bestimmte Maschine zur Herstellung der Komponente erforderlich sind, und dann in die CNC-Maschine geladen.

Da für eine bestimmte Komponente möglicherweise verschiedene Werkzeuge verwendet werden müssen - Bohrer, Sägen usw. - kombinieren moderne Maschinen häufig mehrere Werkzeuge zu einer einzigen "Zelle". In anderen Installationen werden verschiedene Maschinen mit einer externen Steuerung und menschlichen oder Roboterbedienern verwendet, die die Komponente von Maschine zu Maschine bewegen. In beiden Fällen ist die Reihe von Schritten, die zur Herstellung eines Teils erforderlich sind, hoch automatisiert und erzeugt ein Teil, das eng mit dem ursprünglichen CAD übereinstimmt.
Beschreibung
Die Bewegung steuert mehrere Achsen, normalerweise mindestens zwei (X und Y) [1] und eine Werkzeugspindel, die sich in der Z (Tiefe) bewegt. Die Position des Werkzeugs wird von direkt angetriebenen Schrittmotoren oder Servomotoren angetrieben, um hochpräzise Bewegungen oder bei älteren Konstruktionen Motoren über eine Reihe von Abwärtsgetrieben bereitzustellen. Die Steuerung funktioniert so lange, wie die Kräfte klein genug gehalten werden und die Geschwindigkeiten nicht zu hoch sind. Bei kommerziellen Metallbearbeitungsmaschinen sind Regelungen mit geschlossenem Regelkreis Standard und erforderlich, um die erforderliche Genauigkeit, Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit zu gewährleisten.
Teilebeschreibung
Mit der Entwicklung der Controller-Hardware entwickelten sich auch die Mühlen selbst. Eine Änderung bestand darin, den gesamten Mechanismus als Sicherheitsmaßnahme in eine große Box einzuschließen, häufig mit zusätzlichen Sicherheitsverriegelungen, um sicherzustellen, dass der Bediener für einen sicheren Betrieb weit genug vom Werkstück entfernt ist. Die meisten heute gebauten neuen CNC-Systeme werden zu 100% elektronisch gesteuert.

CNC-ähnliche Systeme werden für jeden Prozess verwendet, der als Bewegungen und Operationen beschrieben werden kann. Dazu gehören Laserschneiden , Schweißen, Reibrührschweißen, Ultraschallschweißen, Flammen- und Plasmaschneiden, Biegen, Spinnen, Lochstanzen, Fixieren, Kleben, Schneiden von Stoffen, Nähen, Platzieren von Bändern und Fasern, Fräsen, Kommissionieren und Sägen sowie Sägen.
Beispiele für CNC-Maschinen
Mühle
Übersetzt Programme, die aus bestimmten Zahlen und Buchstaben bestehen, um die Spindel (oder das Werkstück) an verschiedene Stellen und Tiefen zu bewegen. Viele verwenden G-Code. Zu den Funktionen gehören: Planfräsen, Schulterfräsen, Gewindeschneiden, Bohren und einige bieten sogar Drehen an. CNC-Fräser können heute 3 bis 6 Achsen haben. Die meisten CNC-Fräser erfordern das Aufsetzen Ihres Werkstücks auf oder in sie und müssen mindestens so groß wie Ihr Werkstück sein. Es werden jedoch neue 3-Achsen-Maschinen hergestellt, die Sie auf Ihr Werkstück setzen können und die viel kleiner sein können.
Drehbank
Schneidet Werkstücke, während sie gedreht werden. Ermöglicht schnelle und präzise Schnitte, im Allgemeinen mit indexierbaren Werkzeugen und Bohrern. Wirksam für komplizierte Programme zur Herstellung von Teilen, die mit manuellen Drehmaschinen nicht hergestellt werden können. Ähnliche Steuerungsspezifikationen wie bei CNC-Fräsern und können häufig G-Code lesen. Im Allgemeinen haben zwei Achsen (X und Z), aber neuere Modelle haben mehr Achsen, sodass fortgeschrittenere Jobs bearbeitet werden können.
Plasma Schneider
Umfasst das Schneiden eines Materials mit einem Plasmabrenner. Wird üblicherweise zum Schneiden von Stahl und anderen Metallen verwendet, kann jedoch auf einer Vielzahl von Materialien verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird Gas (wie Druckluft) mit hoher Geschwindigkeit aus einer Düse geblasen; Gleichzeitig wird durch dieses Gas ein elektrischer Lichtbogen von der Düse zur zu schneidenden Oberfläche gebildet, wodurch ein Teil dieses Gases in Plasma umgewandelt wird. Das Plasma ist ausreichend heiß, um das zu schneidende Material zu schmelzen, und bewegt sich ausreichend schnell, um geschmolzenes Metall vom Schnitt wegzublasen.
Funkenerosion
(EDM), auch bekannt als Funkenbearbeitung, Funkenerodieren, Brennen, Senken oder Drahterosion, ist ein Herstellungsverfahren, bei dem eine gewünschte Form unter Verwendung elektrischer Entladungen (Funken) erhalten wird. Das Material wird durch eine Reihe von schnell wiederkehrenden Stromentladungen zwischen zwei Elektroden vom Werkstück entfernt, die durch ein dielektrisches Fluid getrennt sind und einer elektrischen Spannung ausgesetzt sind. Eine der Elektroden wird als Werkzeugelektrode oder einfach als "Werkzeug" oder "Elektrode" bezeichnet, während die andere als Werkstückelektrode oder "Werkstück" bezeichnet wird.
Mehrspindelmaschine
Typ der in der Massenproduktion verwendeten Schneckenmaschine. Wird durch Effizienzsteigerung durch Automatisierung als hocheffizient angesehen. Kann Materialien effizient in kleine Stücke schneiden und gleichzeitig einen abwechslungsreichen Werkzeugsatz verwenden. Mehrspindelmaschinen haben mehrere Spindeln auf einer Trommel, die sich um eine horizontale oder vertikale Achse dreht. Die Trommel enthält einen Bohrkopf, der aus mehreren Spindeln besteht, die auf Kugellagern montiert und von Zahnrädern angetrieben werden. Es gibt zwei Arten von Anbaugeräten für diese Bohrköpfe, fest oder einstellbar, je nachdem, ob der Achsabstand der Bohrspindel variiert werden muss.
Drahterodieren
Dieses Verfahren wird auch als Drahterodieren, Drahterodieren oder Wanderdraht-EDM bezeichnet und verwendet Funkenerosion, um Material unter Verwendung einer Wanderdrahtelektrode von elektrisch leitendem Material zu bearbeiten oder zu entfernen. Die Drahtelektrode besteht üblicherweise aus messing- oder verzinktem Messingmaterial. Das Drahterodieren ermöglicht nahezu 90-Grad-Ecken und übt nur sehr geringen Druck auf das Material aus. Da der Draht bei diesem Prozess erodiert wird, führt eine Drahterodiermaschine frischen Draht von einer Spule zu, während der gebrauchte Draht zerkleinert und zum Recycling in einem Behälter belassen wird.
Sinker EDM
Ein Sinker-EDM wird auch als Hohlraum-EDM oder Volumen-EDM bezeichnet und besteht aus einer Elektrode und einem Werkstück, die in Öl oder eine andere dielektrische Flüssigkeit getaucht sind. Die Elektrode und das Werkstück sind mit einer geeigneten Stromversorgung verbunden, die ein elektrisches Potential zwischen den beiden Teilen erzeugt. Wenn sich die Elektrode dem Werkstück nähert, tritt in der Flüssigkeit, die einen Plasmakanal bildet, ein dielektrischer Durchschlag auf und es entstehen kleine Funkensprünge. Produktionswerkzeuge und Formen werden häufig mit Sinker EDM hergestellt. Einige Materialien, wie z. B. weiche Ferritmaterialien und epoxidreich gebundene magnetische Materialien, sind nicht mit Sinker EDM kompatibel, da sie nicht elektrisch leitend sind. [6]
Wasserstrahlschneider
Auch als " Wasserstrahl " bekannt, ist ein Werkzeug, das in Metall oder andere Materialien (wie Granit) schneiden kann, indem ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck oder eine Mischung aus Wasser und einer abrasiven Substanz wie Sand verwendet wird. Es wird häufig bei der Herstellung oder Herstellung von Teilen für Maschinen und andere Geräte verwendet. Wasserstrahl ist die bevorzugte Methode, wenn die zu schneidenden Materialien empfindlich gegenüber den hohen Temperaturen sind, die durch andere Methoden erzeugt werden. Es hat Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen gefunden, vom Bergbau bis zur Luft- und Raumfahrt, wo es für Vorgänge wie Schneiden, Formen, Schnitzen und Reiben verwendet wird.