Das CNC-System ist eine der wichtigsten Entwicklungen in der Industrietechnik. Auf hoher Ebene ist ein CNC-System für die Steuerung der Bewegung und Geschwindigkeit von Werkzeugmaschinen verantwortlich, die in alltäglichen Prozessen eingesetzt werden. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen Funktionen und jeweils eigenen Anwendungsfällen.
Bevor Sie sich für den Kauf eines CNC-Systems für Ihr Unternehmen entscheiden, ist es wichtig, die verschiedenen Typen und ihre Besonderheiten zu kennen. Lesen Sie weiter, um alles über CNC-Systeme zu erfahren.
Aufbau einer CNC-Maschine
CNC ist eine Abkürzung für Computer Numerical Control. Unabhängig von ihrer Art und ihrem Verwendungszweck weisen CNC-Maschinen im Allgemeinen einen ähnlichen standardisierten Aufbau auf. Hier sind die Standardkomponenten einer CNC-Maschine, die Sie kennen sollten.
1. Eingabegeräte werden zur Eingabe der von der CNC-Maschine ausgeführten Vorgänge verwendet. Am häufigsten verwenden Unternehmen drei verschiedene Eingabegeräte: Lochstreifenleser, Magnetbandleser und Computer über RS-232-C-Kommunikation. Dies kann je nach den spezifischen Anforderungen jedes Unternehmens variieren.
2. Die Maschinensteuerung oder das MCY wird als „Herz“ der Maschine bezeichnet – eine für ihren Zweck sehr treffende Bezeichnung. Dies liegt daran, dass der MCY für alle von der Maschine demonstrierten Steuerungsaktivitäten verantwortlich ist. Im Allgemeinen stellt das MCY die folgenden Funktionen bereit:
- Lesen Sie codierte Informationen, die über den Eingang zugeführt werden.
- Entschlüsseln Sie die codierten Informationen.
- Implementieren Sie komplexe Techniken, wie z. B. die Interpolationstechnik zur Generierung von Achsenbewegungsbefehlen.
- Erhalten Sie Rückmeldungssignale für die Position und Geschwindigkeit jeder Antriebsachse.
- Implementieren Sie zusätzliche Steuerfunktionen, einschließlich Kühlmittel, Ein- und Ausschalten der Spindel, Werkzeugwechsel und mehr.
3. Werkzeugmaschinen sind ein wesentlicher Bestandteil des Werkzeugkastens für CNC. Diese Werkzeugmaschinen werden auf der X- und Y-Achse gesteuert, während die Spindel auf der Z-Achse gesteuert wird.
4. Das Antriebssystem umfasst Verstärkerschaltungen, Antriebsmotoren und Kugelgewindetriebe.
5. Rückkopplungssysteme fungieren als Wandler oder Sensoren, mit denen genaue Messungen durchgeführt werden. Diese Wandler umfassen sowohl positionsbasierte als auch geschwindigkeitsbasierte Bewegungen und dienen der kontinuierlichen Überwachung der Position und Geschwindigkeit der Schneidwerkzeuge.
6. Die Anzeigeeinheit zeigt alle erforderlichen Daten und Befehle an, die in die Steuerung eingespeist werden.
Verschiedene Arten von CNC-Systemen
Seit ihrer Erfindung in den 1950er Jahren wurde viel Forschung und Entwicklung in CNC-Systeme gesteckt. Dies hat zu seiner weit verbreiteten Verwendung in einer Vielzahl von Branchen sowie zur Entwicklung vieler verschiedener Typen geführt. CNC-Maschinentypen unterscheiden sich entweder in den allgemeinen Funktionen oder in der Arbeitsrichtung.
Heutzutage können Wirtschaftsingenieure aus einer Vielzahl von CNC-Systemen wählen. Hier sind einige der beliebtesten, die heute auf dem Markt sind.
1. Motion-CNC-Systeme
Motion-CNC-Systeme werden in zwei Haupttypen eingeteilt:
- Bahnsteuerungssysteme
Die Werkzeugmaschinen arbeiten kontinuierlich und konzentrieren sich darauf, das ihnen vorgelegte Material zu schneiden, indem sie seiner Kontur folgen. Zu den gängigen Maschinen, die Konturierungssysteme verwenden, gehören CNC-Fräs-, Dreh- und Fräsmaschinen.
Die Konturierungsmaschinen funktionieren durch die simulierte Bewegung der Werkzeug- und Arbeitspositionen. Die Positionen der Maschine und des Produkts werden durch das Steuerungssystem gesteuert.
- Punkt-zu-Punkt-Steuerungssysteme
Bei Punkt-zu-Punkt-Steuerungssystemen werden sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug in einer festen Position gehalten, während das Werkzeug seine erforderliche Aufgabe erfüllt. Zu den Maschinen, die typischerweise über Punkt-zu-Punkt-Mechanismen funktionieren, gehören Bohrmaschinen, Gewindeschneidmaschinen, Bohrmaschinen und mehr.
Da die Teile während des Arbeitsprozesses nicht unnötig bewegt werden, gewährleisten diese Maschinen eine sichere und ordnungsgemäße Ausführung der Arbeiten und minimieren die Fehlerquote erheblich.
2. Schleifengesteuerte CNC-Systeme
Schleifengesteuerte CNC-Systeme lassen sich je nach dem am Verfahren beteiligten Schleifensystem in zwei Kategorien einteilen.
- Closed-Loop-Systeme
Diese Art von CNC-System arbeitet mit einem Prozess, bei dem Feedback vom Steuerungssystem an den programmierten Eingang gesendet wird, daher der Name „System mit geschlossenem Regelkreis“. Im Falle eines CNC-Systems, das unter dem Servomechanismus arbeitet, kann die Rückmeldung möglicherweise über analoge oder digitale Systeme gemessen werden.
Closed-Loop-Systeme bieten dank ihrer umfangreichen Routing- und Überwachungsfunktionen ein hohes Maß an Leistung und Genauigkeit.
- Open-Loop-Systeme
In einem Open-Loop-System werden die Anweisungen über das Eingabegerät an die Steuerung gesendet. Der Controller wandelt die Anweisungen dann in Signale um und sendet die Signale an die Servoverstärker, die wiederum die Motoren antreiben.
3. CNC-Achsensysteme
In diesem Abschnitt werden die Typen von CNC-Systemen beschrieben, die anhand der Anzahl der Achsen klassifiziert werden. Der Hauptunterschied zwischen diesen Steuerungssystemen besteht in der Anzahl der Achsen. Dieser Unterschied führt jedoch zu einer deutlichen Änderung der Eignung der CNC-Maschine für Ihr Unternehmen.
Im Allgemeinen spiegelt die Anzahl der Achsen Ihrer CNC-Maschine direkt Ihre Anforderungen und Erwartungen an Ihr CNC-System wider. Dies unterliegt bei jedem Prozess großen Schwankungen.
- Zweiachsiges Steuerungssystem
Die Maschinen ermöglichen den Zugriff auf nur zwei Achsen. Ein gutes Beispiel wäre das Drehmaschine, wobei nur auf der X- und Y-Achse gearbeitet wird.
- Zweieinhalb-Achsen-Steuerungssystem
Die Maschinen verfügen über drei Achsen. Allerdings können sich die drei Achsen nicht gleichzeitig bewegen. In einem zweieinhalbachsigen Steuerungssystem arbeiten zuerst die X- und Y-Achsen, danach kommt die dritte Achse zum Einsatz.
- Dreiachsiges Steuerungssystem
Wie der Name schon sagt, arbeiten die Maschinen mit drei Achsen: der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse. Die drei Achsen arbeiten gleichzeitig mit hoher Genauigkeit und Präzision. Dreiachssteuerungssysteme sind jedoch auf einfache Aufgaben und unkomplizierte Anwendungen beschränkt.
- Vier-Achsen-Steuerungssystem
Zusätzlich zu den drei gemeinsamen Achsen X, Y und Z kommt dabei eine zusätzliche Rotationsachse, die sogenannte B-Achse, zum Einsatz. Vierachs-Steuerungssysteme funktionieren sowohl für eine vertikale als auch für eine horizontale Maschine.
- Fünf-Achsen-Steuerungssystem
Anders als der Name vermuten lässt, handelt es sich bei Fünf-Achs-Steuerungen um dreiachsige Maschinen mit zusätzlichen Rotationsachsen in Y- und Z-Richtung. Diese beiden zusätzlichen Achsen werden auch A- und B-Achse genannt. Aufgrund dieser zusätzlichen Achsen haben Fünf-Achsen-Steuerungssysteme einen verbesserten Zugang zu Hinterschnitten und tiefen Taschen.
Zusammenfassung
Bei der Auswahl eines CNC-Systems sind nur einige grundlegende, aber sehr wichtige Dinge zu beachten. Die Auswahl eines geeigneten CNC-Systems für Ihr Unternehmen kann sich erheblich auf Ihre Gesamtproduktivität und Arbeitseffizienz im Tagesgeschäft auswirken. Stellen Sie sicher, dass Sie ausreichend Zeit damit verbringen, verschiedene Arten von CNC-Maschinen und -Geräten zu recherchieren, bevor Sie sich für eine entscheiden.
Quelle aus Genauigkeit.
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