Wofür steht CNC in der Fertigung?

Die industrielle Revolution im 20th Jahrhundert war es, was die verarbeitende Industrie völlig veränderte. Allerdings hörten die Fortschritte danach nicht auf und die Menschen dieser Ära mussten noch weitere Wunder der Technologie sehen, darunter Computer, Roboter und vieles mehr.

In den 1940er und 1950er Jahren war die numerische Steuerung eine Technologie, die mit der Automatisierung von Werkzeugmaschinen bekannt wurde. Die Grundlage der numerischen Steuerungsautomatisierung war die automatische Steuerung, Präzision und Bewegung von Werkzeugmaschinen durch Zahlen oder Symbole, die auf Lochstreifen oder einem Speichermedium codiert waren.

CNC ist die moderne Form der numerischen Steuerung, bei der Computersoftware und -programme zur Automatisierung von Maschinen und Fertigungsmethoden eingesetzt werden. Im heutigen Artikel werden wir diskutieren, wofür CNC in der Fertigung steht und wie CNC-Maschinen der Fertigungsindustrie auf der ganzen Welt Komfort bieten.

Also lasst uns loslegen.

Was ist CNC? Für die Fertigungsindustrie erklärt

CNC steht für Computer-Numerische Steuerung, das Ergebnis des Fortschritts in der numerischen Steuerungsautomatisierung, bei der Lochstreifen für die numerische Steuerung verwendet wurden. In der CNC werden digitale Computer zur Automatisierung der Fertigung eingesetzt, indem spezielle Programmiersprachen und hochentwickelte vorprogrammierte Software zum Einsatz kommen. Die Software hilft dabei, die Bewegung von Produktionsanlagen zu steuern, was dazu führt, dass verschiedene Fertigungsprozesse schnell und mit hoher Präzision durchgeführt werden.

Bei der Fertigung mit numerischer Computersteuerung handelt es sich um einen subtraktiven Fertigungsprozess, bei dem die Teile eines Werkstücks subtrahiert werden, um ihm ein individuelles Design oder eine individuelle Form zu verleihen. Es ist das Gegenteil des additiven Herstellungsverfahrens wie dem 3D-Druck, bei dem Schicht für Schicht hinzugefügt wird, um ein endgültiges individuelles Design eines Objekts zu erhalten.

Kurz gesagt ist Computerized Numerical Control die Weiterentwicklung der Numerical Control Manufacturing von der mechanisch unterstützten Fertigung zur computergestützten Fertigung. Es wäre nicht falsch, wenn wir sagen würden, dass CNC-Maschinen wie Roboter funktionieren.

Wir werden weiter über CNC in der Fertigungsindustrie und ihre Auswirkungen auf die Fertigungsprozesse sprechen.

Wofür steht CNC in der Fertigung?

Wie bereits erwähnt, steht CNC für Computerized Numerical Control und seine Bedeutung ändert sich für die Fertigungsindustrie nicht. Die Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten der CNC-Bearbeitung in der Fertigung müssen jedoch noch näher erläutert und erklärt werden.

CNC selbst ist lediglich eine Technologie, die durch die kontinuierliche Weiterentwicklung manueller und mechanisch gesteuerter Fertigungswerkzeuge und -maschinen entstanden ist. Diese Technologie verwendet vorprogrammierte Computersoftware, um die Bewegung und den Betrieb von Fertigungswerkzeugen und -maschinen zu steuern. Die Anwendungen computergestützter numerischer Steuerungsprogramme sind in verschiedenen Fertigungsindustrien üblich, von Mühlen über Drehmaschinen, Schleifmaschinen bis hin zu CNC-Fräsmaschinen und vielem mehr.

Wir können das Konzept von CNC in der Fertigung mit folgenden Worten zusammenfassen:

Numerisch gesteuerte mechanische Maschinen und Werkzeuge trugen dazu bei, die Einschränkungen der manuellen Steuerung zu mildern. Ebenso führte das Aufkommen von Halbleitern und Dioden zu effizienteren Computern mit ausgefeilteren Programmen und Software.

Daher kam CNC ins Spiel, um die Einschränkungen der mechanisch gesteuerten Automatisierung zu überwinden, bei der geschicktere und qualifiziertere Maschinisten für die Bedienung der Fertigungsmaschinen und -werkzeuge erforderlich waren. Die Grundlagen der numerischen Steuerung werden jedoch immer noch in den CNC-Prozessen eingesetzt.

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist ein allgemeiner Begriff für Herstellungsprozesse, bei denen eine computergestützte numerische Steuerung durch vorprogrammierte Computersoftware zum Einsatz kommt. Jeder Herstellungsprozess, bei dem CNC-Maschinen zum Einsatz kommen, fällt unter die Kategorie der CNC-Bearbeitung.

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der CNC-Bearbeitung um einen subtraktiven Herstellungsprozess, bei dem Schneidwerkzeuge und -maschinen zum Einsatz kommen. Bei der subtraktiven Fertigung würden die Schneidwerkzeuge und -maschinen die unwesentlichen Materialien entfernen und das gewünschte Teil oder Design des Werkstücks erzeugen. Es ist das Gegenteil zum 3D-Druck, einem additiven Fertigungsverfahren.

CNC-Bearbeitungszentren arbeiten auf eine bestimmte Art und Weise, die beim Entwerfen und Erstellen beginnt Modell für computergestütztes Design des ausgewählten Teils eines beliebigen Werkstücks. Der nächste Schritt besteht darin, die Details des CAD-Modells in ein CNC-Programm umzuwandeln. Anschließend wird das CNC-Programm in die CNC-Maschine integriert und ausgeführt, um die erforderlichen Bearbeitungsvorgänge für gewünschte Ergebnisse durchzuführen.

CNC-Maschinen

Daraus können wir schließen, dass das zweitwichtigste Element bei der CNC-Bearbeitung nach der CNC-Technologie die CNC-Maschine ist, die die Vorgänge ausführt. CNC-Maschinen sind eine Weiterentwicklung der manuellen Maschinen. CNC-Maschinen werden auch als CNC-Bearbeitungszentren oder nur Bearbeitungszentren bezeichnet.

Diese Maschinen erfordern für präzise Arbeiten keine hochqualifizierten und erfahrenen Maschinisten. Stattdessen sind Präzision und Geschwindigkeit dieser Maschinen aufgrund der vorprogrammierten und sorgfältig entwickelten Software höher.

Als Werkstück bezeichnet man den Gegenstand, in dem gearbeitet wirdHerstellung.

Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung in der Fertigung?

Wir haben Ihnen einen schnellen Überblick über die CNC-Bearbeitung in den Herstellungsprozessen gegeben. Lassen Sie uns jedoch genau verstehen, wie die CNC-Bearbeitung in der Fertigung funktioniert.

Schritt 1: Der erste Schritt eines jeden Herstellungsprozesses ist die Visualisierung des Ergebnisses. Ebenso erfordert die CNC-Bearbeitung eine Visualisierung des Werkstücks. Im Gegensatz zur additiven Fertigung werden bei der subtraktiven Fertigung die unnötigen Teile eines Werkstücks entfernt, um es in ein visualisiertes Werkstück umzuwandeln. Daher ist der erste Schritt sehr wichtig: Ingenieure zeichnen ein CAD-Modell des Teils, das sie mit CNC-Maschinen herstellen möchten.

Schritt 2: Die CAD-Zeichnung wird in G-Code, die Programmiersprache für CNC, umgewandelt. Die Geschichte von G-Code ist eine weitere Geschichte, die es zu erzählen gilt.

G-Code

Der G-Code war die Bezeichnung für die Befehlscodes, die in Lochstreifenkarten verwendet wurden, als numerische Steuerungsprogramme in der Fertigungsindustrie üblich waren. Der Hauptgrund für die Bezeichnung der Lehrsprache G-Code ist das Unternehmen, das sie entwickelt hat. Gerber Scientific Instruments war das Unternehmen, das hinter der Entwicklung des G-Codes stand und ihm daher den Namen gab.

Schritt 3: Der nächste Schritt besteht darin, das G-Code-Programm in das zu laden Maschinensteuereinheit (MCU) und führen Sie einen Test ohne das Rohelement durch. Mit diesem Test soll sichergestellt werden, dass die Positionierung und Leistung der Maschine für den tatsächlichen Prozess korrekt sind. Tests sind auch deshalb wichtig, weil die Positionsgenauigkeit bei der CNC-Bearbeitung notwendig ist, um Schäden oder Beeinträchtigungen der Maschine im tatsächlichen Betrieb zu vermeiden.

Schritt 4: Schließlich wird das Rohelement, das in die CAD-Modellzeichnung umgewandelt werden muss, in den Fertigungsmaschinen platziert. Das Programm wird ausgeführt und Sie erhalten das gewünschte Ergebnis.

Verschiedene Arten von CNC-Maschinenoperationen

Bevor wir darüber sprechen, warum CNC-Bearbeitungszentren für die Fertigungsindustrie notwendig sind und warum sie eine bequemere Option als die manuelle Bearbeitung sind, ist es wichtig, einen kurzen Überblick über die gängigen Arten von CNC-Maschinenoperationen zu geben, die in verschiedenen Fertigungssektoren verwendet werden.

Hier sind die beliebtesten CNC-Operationen, die in kommerziellen Maschinen eingesetzt werden:

CNC-Bohren

Beim CNC-Bohren verwendet das CNC-Bearbeitungszentrum Mehrpunktbohrer, um zylindrische Löcher in das Rohelement/Werkstück zu bohren. Der rotierende Bohrer wird senkrecht zur Oberfläche des Rohelements vorgeschoben, sodass die vertikalen Löcher den gleichen Durchmesser wie der Bohrer haben. Das CNC-Bohren kann mithilfe spezieller Maschinenkonfigurationen auch mit Winkeloperationen durchgeführt werden.

Vereinfacht ausgedrückt werden beim Bohren mit einem rotierenden Schneidwerkzeug runde Löcher in feststehende Werkstücke gebohrt. Die übliche Anwendung des CNC-Bohrens ist die Aufnahme von Schrauben, Nägeln und Bolzen, die bei Montageprozessen verschiedener Materialien verwendet werden.

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CNC-Fräsen

CNC-Fräsmaschinen Verwenden Sie Fräsvorgänge, die denen des CNC-Bohrens oder -Schneidens ähneln. Die Hauptanwendung des CNC-Fräsens besteht jedoch darin, eine Reihe von Materialien zu schneiden, um sie mit hoher Präzision in maßgeschneiderte Teile umzuwandeln. Beim CNC-Fräsen bleibt das Werkstück stationär und für die Bearbeitung wird ein rotierendes Schneidwerkzeug eingesetzt. Daher gibt es beim CNC-Fräsen zwei weitere Operationen: Plan- und Umfangsfräsen.

CNC-Drehen

Endlich, CNC-Drehen ist der Vorgang, bei dem das Rohelement oder Werkstück rotiert und die stationären Schneidwerkzeuge in der Maschine eingesetzt werden. Das Schneidwerkzeug bleibt stationär und wandelt das rotierende Werkstück mit sehr hoher Effizienz und Präzision in die gewünschte Leistung um. Das Arbeitsprinzip beim Fräsen und Drehen ist jedoch dasselbe, da bei beiden Verfahren Teile des Werkstücks entfernt werden, um ihm die gewünschte Form oder das gewünschte Design zu verleihen.

Andere Operationen

Neben den beliebten Operationen computergestützter numerischer Steuerungsprogramme sind einige andere Operationen wie folgt:

● Räumen – Selektiver Materialabtrag vom Werkstück mit einem Räumwerkzeug, das gegen die Werkstückoberfläche drückt oder zieht und ein Loch hinterlässt

● Schleifen – Entfernen kleiner Materialmengen von einem Werkstück durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Schleifscheiben als Schneidwerkzeug in Maschinen, die an ihrer Stelle rotierende Vorgänge ausführen.

● Beim Sägen wird ein schmaler Schlitz in ein Werkstück geschnitten, indem abrasive oder gezahnte Schneidwerkzeuge gegen die Werkstückoberfläche bewegt werden.

● Läppen – Bei der CNC-Bearbeitung wird ein Läppvorgang eingesetzt, wenn das Ziel darin besteht, präzise ebene Oberflächen von Werkstücken zu erhalten.

● Honen – Mit CNC-Honvorgängen können Sie eine bessere Oberflächengüte und engere Toleranzen erzielen.

Anwendungen der CNC-Bearbeitung in der Fertigung

Die Anwendungen der CNC-Bearbeitung sind auf der ganzen Welt und in verschiedenen Herstellungsprozessen weit verbreitet. Die häufigsten Einsatzgebiete von CNC-Bearbeitungszentren sind:

● CNC-Fräsen

● Drehmaschinen

● Router

● Plasmaschneider, Laser- und Wasserstrahlschneider

● Elektrische Entladungsmaschine

● CNC-Fertigungsmaschinen

● Schaumstoffschneider

● Stickmaschinen

● Musterschneider

● Töpferdrucker

● Lebensmittelhersteller

Vorteile von CNCBearbeitung in der Fertigung

Lassen Sie uns über den wichtigsten Teil dieses Artikels sprechen, wie die CNC-Bearbeitung der Fertigungsindustrie auf der ganzen Welt Komfort und Vorteile bringt:

Genauigkeit und Präzision

Der offensichtlichste Vorteil des Einsatzes von CNC-Bearbeitungszentren in verschiedenen Fertigungsprozessen ist die Genauigkeit und hohe Präzision der von der Maschine hergestellten Werkstücke. Die hochentwickelten Programme und Software, die den Abläufen zugrunde liegen, minimieren das Risiko menschlicher Fehler und ungenauer Ergebnisse.

Sicher

Die vorprogrammierte Software, die den Betrieb der CNC-Maschinen unterstützt, macht deren Verwendung sicherer. Der Betrieb der Maschinen mit geschlossenen Schutztüren stellt für den Bediener keine Gefahr dar; das könnte bei manuellen Maschinen der Fall sein.

Schnellere Prozesse

Einer der Gründe, warum die Fertigungsindustrie CNC-Bearbeitungszentren einsetzen muss, sind die Geschwindigkeitsanforderungen für verschiedene Prozesse. Die CNC-Maschinen reduzieren die manuelle Rüstzeit und erfordern keinen manuellen Werkzeugwechsel, was Zeit für den gesamten Prozess spart.

Nützlich für komplizierte Designs

Wenn es darum geht, komplizierte Designs zu erhalten, liefern manuelle Maschinen mit Hebeln, Sägen usw. und die menschliche Arbeit möglicherweise nicht das beste Ergebnis. Das Ergebnis ist wunderbar und absolut genau, wenn Sie vorprogrammierte Software verwenden, die genau Ihren Anforderungen entspricht.

Höhere Effizienz

Die Fertigungsindustrie muss auch auf die insgesamt höhere Effizienz computergestützter numerisch gesteuerter Maschinen achten. Diese Maschinen können 24 Stunden am Tag mit geringerer Abstreifrate für stark nachgefragte Produkte arbeiten. Darüber hinaus erfordern diese Maschinen keine große Anzahl manueller Arbeitskräfte, was sich auch in der Kosteneffizienz niederschlägt.

Funktioniert gut mit verschiedenen Materialtypen

Die CNC-Maschinen und -Operationen können gut mit verschiedenen Materialarten arbeiten, von Holz bis Glas, von Metallen bis zu Legierungen und vielem mehr.

Herausforderungen bei der Einführung der CNC-Bearbeitung

Nicht alles an CNC ist gut, und diese Automatisierung birgt bestimmte Herausforderungen oder Nachteile, die angegangen werden müssen. Hier sind einige Punkte, die bewertet und behoben werden müssen:

CNC-Bearbeitungszentren, egal ob CNC-Fräsmaschinen, Drehmaschinen oder Stickmaschinen, sind super teuer. Daher müssen die kommerziellen Hersteller dieser Technologie an relevanten Bereichen arbeiten, um die Kosteneffizienz der Maschinen zu verbessern.

Darüber hinaus ist die Installation dieser Maschinen komplex und erfordert eine gute Schulung der Maschinisten für den ordnungsgemäßen Betrieb. Wenn die Interessengruppen der Fertigungsindustrie diese Herausforderungen meistern, wird die CNC-Technologie einen großen Unterschied in der Branche bewirken.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vorteile der CNC-Bearbeitung die Herausforderungen bei der Einführung überwiegen. Dies impliziert die Notwendigkeit einer breiten Einführung der Technologie in relevanten Fertigungsindustrien. Daher müssen die Interessenvertreter der Branche Schritte in die richtige Richtung unternehmen, um die Herausforderungen zu meistern und von der CNC-Technologie zu profitieren.

FAQs

Wofür steht CNC?

CNC steht für Computerized Numerical Control.

Was ist der Unterschied zwischen manueller und CNC-Bearbeitung?

Bei der CNC-Bearbeitung werden hochentwickelte Software und Programme zum Betrieb von Fertigungsmaschinen und -werkzeugen eingesetzt. Andererseits erfordern manuelle Maschinen manuelle Arbeiter, um die Hebel, Räder, Knöpfe usw. zu bedienen. Die Geschwindigkeit, Präzision und Genauigkeit der CNC-Maschinen sind ebenfalls höher als bei manuellen Bearbeitungsprozessen.

Was ist der Unterschied zwischen CNC-Fräs- und CNC-Drehbearbeitung?

Es gibt einen Unterschied zwischen CNC-Fräs- und CNC-Drehmaschinen. Beide Fertigungstechniken fallen unter die Kategorie der subtraktiven Fertigung. Sie unterscheiden sich jedoch in der Funktionsweise von Werkstück und Maschine. Wie bereits erwähnt, dreht sich bei CNC-Fräsmaschinen das Schneidwerkzeug und das Rohelement bewegt sich nicht. Beim Drehen hingegen wird das Werkstück gedreht.