Zum Inhalt springen 
CNC-Maschinen sorgen heute für hohe Präzision und allgemeine Effektivität in der Fertigung. Aber wie CNC-Maschinen funktionieren, ist für viele Anfänger, die in die Welt der automatisierten Bearbeitung einsteigen, immer noch ein Rätsel.
In diesem umfassenden Leitfaden werden wir den CNC-Bearbeitungsprozess und die beteiligten Komponenten untersuchen und Ihnen eine solide Grundlage für die Bedienung, Programmierung und Einrichtung von CNC-Maschinen vermitteln.
Was ist eine CNC-Maschine und wie funktioniert sie?
CNC steht für Computer Numerische SteuerungDas bedeutet, dass eine CNC-Maschine mit Computern und mathematischen Anweisungen arbeitet. Der Name CNC steht für Computer Numerical Control. Mit Hilfe einer vorprogrammierten Software steuert eine CNC-Maschine die Bewegung von Werkzeugen und Geräten, um Metall, Holz, Kunststoff und Verbundwerkstoffe zu formen und zu schneiden.
Das Arbeitsprinzip der CNC-Maschine
Das Arbeitsprinzip der CNC-Maschine basiert im Wesentlichen auf der subtraktiven Fertigung. Die Maschine nimmt Material von einem Festkörper ab, um die gewünschte Form mit Werkzeugen zu formen, die einem von einem Computer erstellten Programm folgen.
Wesentliche Teile von CNC-Maschinen
Um die Funktionsweise von CNC-Maschinen vollständig zu verstehen, ist es wichtig, ihre Hauptbestandteile aufzuschlüsseln. Dies sind die wichtigsten Komponenten von CNC-Maschinen:
Schlüsselkomponenten von CNC-Maschinen
Um alles zu verstehen wie CNC-Maschinen funktionierenist es wichtig, ihre wichtigsten Bestandteile aufzuschlüsseln. Dies sind die wichtigsten CNC-Maschinenkomponenten:
| Komponente | Beschreibung |
| Controller | Das Gehirn der Maschine, das das Programm ausführt. |
| Motor und Antriebssystem | Steuert die Bewegung und Geschwindigkeit der Maschinenteile. |
| Werkzeugmaschine | Führt den eigentlichen Schnitt oder die Formgebung durch. |
| Bett oder Tisch | Hält das Werkstück in Position. |
| Feedback-System | Liefert Daten zur Anpassung der Bewegung in Echtzeit. |
Arten von CNC-Maschinen
Es gibt verschiedene Arten von CNC-Maschinen, die jeweils für bestimmte Aufgaben konzipiert sind:
CNC-Fräsmaschinen: Mit CNC FräsmaschinenDie meiste Arbeit wird von rotierenden Messern erledigt, die Material abtragen.
CNC-Drehmaschinen: Bei CNC-Drehmaschinen wird das Werkstück unter Rotation gegen ein Schneidwerkzeug bewegt.
CNC-Plasma-Schneider: Man kann damit durch metallisches Material schneiden.
CNC-Fräser: Weiche Materialien wie Holz oder Kunststoff lassen sich am besten mit einer CNC-Router-Maschine bearbeiten.
CNC-EDM-Maschinen: Maschinen nutzen Elektrizität, um verschiedene Materialien zu schneiden und umzuwandeln.
Jeder Maschinentyp arbeitet anders, aber alle folgen dem gleichen CNC-Bearbeitungsablauf.
Was ist ein CNC-Bearbeitungsprozess?
Der CNC-Bearbeitungsprozess umfasst die folgenden Schritte:
- Erstellung des CAD-Modells
- Übernahme des Entwurfs und Neuerstellung als CNC-Programm
- Anschließen und Installieren des Geräts
- Bedienung des Programms
- Prüfung und Fertigstellung
- CAD-CAM-Software ermöglicht die Verbindung zwischen CAD und CAM, so dass der Prozess reibungslos und mühelos verläuft.
Grundlagen der CNC-Programmierung: G-Code und M-Code
Das Verständnis der Grundlagen der CNC-Programmierung ist der Schlüssel zur Steuerung der Maschine. Im Allgemeinen hängt die CNC-Programmierung von der Verwendung von zwei verschiedenen Arten von Codes ab.
- G-Code wird verwendet, um die Bewegung und Platzierung des Teils zu steuern, z. B. G00, um das Teil schnell zu bewegen.
- M-Code hilft bei der Verwaltung von Maschinenteilen (z. B. M03 zum Einschalten der Spindel).
Beide Codes spielen eine wichtige Rolle bei der Festlegung der CNC-Werkzeugwege, die definieren, wie das Werkzeug während der Bearbeitung bewegt wird.
CNC-Einrichtung und Kalibrierung
Bevor ein Programm ausgeführt wird, sind die Einrichtung und Kalibrierung der CNC entscheidend. Die Bediener müssen:
- Vergewissern Sie sich, dass jedes Werkzeug richtig installiert und ausgerichtet ist.
- Machen Sie das Werkstück einsatzbereit.
- Geben Sie an, wo sich die Koordinate 0, 0 befindet.
- Wiederholen Sie die Tests, um sicherzustellen, dass sie korrekt sind.
Eine ordnungsgemäße Kalibrierung stellt sicher, dass das CNC-Bewegungssteuerungssystem präzise funktioniert, wodurch der Ausschuss reduziert und die Produktivität erhöht wird.
CNC-Steuerungssysteme: Wie sie Maschinen steuern
CNC-Steuerungssysteme sind für die Interpretation des G-Codes und dessen Umsetzung in mechanische Bewegungen verantwortlich. Im Allgemeinen gibt es ein paar Haupttypen von Induktivität.
Open-Loop-Systeme
Systeme mit offenem Regelkreis sind nicht so schwierig oder kostspielig in der Anwendung, aber ihre Präzision leidet.
Geschlossene Regelkreise
Durch Rückkopplung werden die Dinge in geschlossenen Kreisläufen fast sofort verbessert.
Diese Systeme werden sowohl von der CNC-Software als auch von der Hardware unterstützt, zu der Bewegungssteuerungen, Servoantriebe und HMIs (Mensch-Maschine-Schnittstellen).
CNC-Werkzeugmaschinen und ihre Rolle
Die Wahl der CNC-Werkzeugmaschinen wirkt sich direkt auf Qualität und Effizienz aus. Sie können verschiedene Arten von Werkzeugen umfassen, von denen einige sind:
- Schaftfräser
- Bohrer
- Drehbänke
- Schleifscheiben
Ein CNC-Werkzeug bewegt sich entlang einer speziellen, vom Programm festgelegten Bahn. Die Auswahl des richtigen Werkzeugs ist notwendig, um strenge Normen zu erfüllen.
CNC-Bearbeitung für Einsteiger: Tipps für den Einstieg
Wenn Sie gerade erst anfangen, finden Sie hier einige Tipps zum Verständnis der CNC-Bearbeitung für Anfänger:
- Machen Sie sich mit den G-Code-Befehlen vertraut, die Sie benötigen.
- Nutzen Sie die Simulationswerkzeuge, um Ihre Fähigkeiten zu entwickeln.
- Verstehen verschiedener Arten von CNC-Maschinen.
- Fertigen Sie zunächst etwas Einfaches an, z. B. ein Schild oder einen Satz Untersetzer.
Die Kenntnis der Grundlagen der CNC-Programmierung und der Maschinensicherheit ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, wenn Sie Ihre Reise beginnen.
CNC-Werkzeugmaschinen im Vergleich zu manuellen Maschinen
Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass CNC-Bearbeitungen möglich sind, die bei manuellen Verfahren nicht möglich sind.
- Hochpräzise
- Eine Person muss die Bedienung beherrschen, das Programmieren verstehen und über praktische Erfahrung verfügen.
- Die Menschen produzieren schneller, und die Fertigungszeit wird verkürzt.
- Der Prozess kann oft wiederholt werden, aber es hängt davon ab, wer ihn durchführt
- Die anfängliche Einrichtung dauert länger Schneller bei Gelegenheiten, die Sie nur einmal durchführen
Schlussfolgerung
Das Verständnis für die Funktionsweise von CNC-Maschinen ist die Grundlage für die Beherrschung der modernen Fertigung. Von CNC-Maschinenkomponenten bis hin zur CNC-Einrichtung und -Kalibrierung spielt jedes Element eine Rolle bei der Herstellung genauer, wiederholbarer und hochwertiger Teile.
Ganz gleich, ob Sie ein Hobbyist sind oder eine berufliche Laufbahn anstreben, das Erlernen des CNC-Bearbeitungsprozesses, des G-Codes und des M-Codes sowie der CNC-Steuerungssysteme wird Sie auf den Weg zum Erfolg bringen.
FAQs über die Funktionsweise von CNC-Maschinen
Welche Schlüsselrolle spielt eine CNC-Maschine?
Das Hauptziel ist die präzise Ausführung von Bearbeitungsaufgaben mit Hilfe von Anweisungen, die von Computern geliefert werden.
Was ist der Unterschied zwischen G-Code und M-Code?
Der G-Code befiehlt der Maschine, sich in verschiedene Richtungen zu bewegen, und der M-Code steuert Maschinenfunktionen wie das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels.
Wie viel Zeit ist erforderlich, um die CNC-Bearbeitung zu erlernen?
Durch gezieltes Lernen können Anfänger in 3 bis 6 Monaten die Grundlagen der CNC-Maschinenbedienung erlernen.
Welches Programm wird für die CNC-Programmierung benötigt?
In den meisten Fällen sind Fusion 360, Mastercam und SolidWorks CAM die Software der Wahl in den Maschinenbaubetrieben.
Ist es möglich, CNC-Maschinen bei mir zu Hause zu benutzen?
Ja, es gibt kleine Tisch-CNC-Maschinen für Hobbyisten, die sich für Holz, Kunststoff und Leichtmetall eignen.
