Was ist Computer Numerical Control (CNC)?

Moderne Fertigungsmaschinen bieten außergewöhnliche Präzision. Ihre hohe Geschwindigkeit ermöglicht es ihnen, komplexe Projekte schnell abzuschließen. CNC ist die Technologie hinter diesen Maschinen, die ihnen Präzision ermöglicht. Aber was ist Computer Numerical Control (CNC) und was macht sie so überlegen?

 

Ich weiß, dass die CNC-Technologie weit verbreitet ist, aber die Leute verstehen nicht, wie sie funktioniert. Im vorherigen Artikel haben wir uns verschiedene CNC-Maschinen angesehen. Dieser Artikel wird jedoch anders sein. Wir werden uns nur auf die CNC-Technologie konzentrieren, die Maschinen auszeichnet. Also, legen wir los!

 

Überblick über Computer Numerical Control (CNC)

CNC steht für Computer Numerical Control. Es handelt sich um eine Technologie, die einige Codes verwendet, um verschiedene Maschinen zu steuern. Diese Codes basieren auf den 3D-Modellen oder vorgefertigten Designs. Computer verwenden diese Codes, um Werkzeugmaschinen zu steuern. Durch die Einbindung computergestützter Systeme erledigen die Maschinen ihre Arbeit präzise.

 

Erstens ist die CNC keine Maschine – vergessen Sie diesen Mythos. Es ist eine Technologie, die mit verschiedenen Maschinen verwendet werden kann. Diese Technologie zielt darauf ab, die Präzision und Geschwindigkeit von Maschinen zu verbessern. In der Vergangenheit waren Maschinen ungenau und langsam, und es war nahezu unmöglich, 100 % Präzision zu erreichen.

 

Der Grund dafür war, dass alte Maschinen menschliches Eingreifen erforderten. Wie Sie wissen, waren Menschen immer fehleranfällig, was dazu führte, dass Maschinen weniger präzise waren. Die CNC-Technologie hat jedoch die Notwendigkeit menschlicher Anstrengungen beseitigt, die in Maschinen stecken müssen. Einfach ausgedrückt hat sie die Funktionsweise von Fertigungsmaschinen automatisiert.

 

CNC-Maschinen arbeiten mit programmierten Codes. Sie befolgen diese Anweisungen und handeln entsprechend. Diese Technologie ist nicht neu; die CNC-Bearbeitung hat eine jahrzehntelange Geschichte. Der Einsatz von CNC in jeder Maschine ist jedoch teuer. Aber diese Kosten sind es wert. Warum? Weil CNC die Leistung und Präzision der Maschine steigert.

 

Komponenten des CNC-Systems

 

Das CNC-System ist keine einzelne Einheit. Es besteht vielmehr aus verschiedenen Komponenten, die harmonisch zusammenarbeiten. Jede dieser Komponenten erfüllt eine einzigartige Funktion. Wenn eine CNC-Komponente ausfällt, bricht das CNC-System zusammen. Hier ist die Liste dieser Teile:

 

• Eingabegeräte
• CNC-Software
• Feedbacksystem (Sensoren)
• CNC-Steuereinheit (Controller)

 

Eingabegeräte werden verwendet, um programmierte Anweisungen (Codes) an den Computer zu übermitteln. Bedenken Sie, dass CNC mit Codes arbeitet. Ich werde diese codierten Anweisungen im nächsten Teil erklären. Die CNC-Software ermöglicht die Erstellung von Modellen/Designs und codierten Anweisungen. Codes sind für verschiedene Arten von Aufgaben unterschiedlich.

 

Die CNC-Steuereinheit ist von größtem Wert. Es ist nicht falsch zu sagen, dass diese Komponente das Herz des CNC-Systems ist. Sie versteht und interpretiert die codierten Anweisungen. Nach der Interpretation des Codes sendet die Einheit spezifische Anweisungen an die Werkzeuge. Jedes CNC-System verfügt über ein Feedbacksystem, das Genauigkeit gewährleistet.

 

Befolgt die Werkzeugmaschine die codierten Anweisungen korrekt, nachdem sie interpretiert wurden? Das CNC-System verwendet das Rückkopplungssystem, um dies festzustellen. Dieses System besteht aus Sensoren, die der Steuereinheit Echtzeitinformationen liefern. Bei einer Abweichung reagiert die Steuereinheit schnell, um den Fehler zu korrigieren. All diese Komponenten machen CNC sehr präzise und genau.

 

Arten von CNC-Programmcodes

 

Wie ich oben sagte, funktioniert die CNC-Technologie mithilfe programmierter Codes. Es gibt zwei Arten von Codes. Hier sind die Namen:

 

• M-Codes
• G-Codes

 

Beide dieser programmierten Codes sind sehr wichtig. G-Codes sind mit der Bewegung von Schneidwerkzeugen in CNC-Maschinen verbunden. Ihr Zweck besteht darin, den Betrieb der Schneidwerkzeuge zu definieren. Einfach ausgedrückt sind sie für die Aufgaben verantwortlich, die CNC-Maschinen ausführen.

 

Auf der anderen Seite führen die M-Codes die Hilfsfunktionen aus. Sie haben nichts damit zu tun, wie die Werkzeuge funktionieren. Stattdessen umfasst ihre Funktion das Einschalten des Kühlmittels und den Werkzeugwechsel. Sie steuern auch das Starten und Stoppen der Spindel. Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel für M-Codes geben:

 

• M05-Codes geben Anweisungen zum Ausschalten der Spindel
• M00-Codes zeigen das Ausschalten der Maschine an
• M08-Codes definieren das Einschalten des Kühlmittelsystems für die Maschine

 

Ebenso führen viele andere numerische M-Codes unterschiedliche Funktionen aus. Sowohl M-Codes als auch G-Codes verwenden numerische Zahlen. Jede Nummer liefert der Steuereinheit spezifische Informationen. G01 und G02 geben die Bewegung der Werkzeuge im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn an. Dies sind G-Code-Anweisungen, die an den Computer gesendet werden.

 

Wie funktioniert die computergestützte numerische Steuerung (CNC)?

 

CNC-Technologie wird häufig in Maschinen verwendet, bei denen es auf Präzision ankommt. Am wichtigsten ist es zu verstehen, wie diese CNC funktioniert. Im folgenden Abschnitt erkläre ich die Funktionsweise und den Betrieb des CNC-Systems in Maschinen. Der Abschnitt verwendet einfache Schritte, um Ihnen das richtige Verständnis zu erleichtern.

 

1- Erstellung von Designs

 

Der erste Schritt bei der Verwendung von CNC-Maschinen ist das Entwerfen der erforderlichen Teile. Sie haben beispielsweise ein Metallstück und möchten ihm eine bestimmte Form geben. Sie müssen die erforderliche Form des Teils entwerfen, das Sie von der Maschine benötigen. Für die Erstellung dieser Designs steht verschiedene Software zur Verfügung, und CAD ist die beliebteste Software.

 

Mit CAD können Sie ein 3D-Designmodell erstellen. Denken Sie daran, dass die Erstellung dieses Designs nicht einfach ist. Kleine Fehler im Design führen zu falschen Ergebnissen. Wenn Sie nicht über die erforderliche Fachkompetenz verfügen, empfehle ich Ihnen, einen engagierten Designer zu beauftragen. In der Regel haben Hersteller interne Designer, die CAD verwenden und 3D-Modelle erstellen.

 

2- Erstellung codierter Anweisungen

 

Der zweite Schritt besteht darin, die codierten Anweisungen zu erstellen. Das computergestützte System akzeptiert Ihr Design im ersten Schritt nicht. Stattdessen kann das CNC-Steuerungssystem nur die Codes lesen. Wie ich bereits sagte, gibt es zwei Arten von Codes. Sie müssen Ihr Design also mit codierten Anweisungen abdecken.

 

Können Sie das selbst tun? Die Antwort lautet JA! CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) hilft dabei, das Design in Code umzuwandeln. Diese Software versteht und analysiert Ihre gegebenen 3D-Modelle. Nach der Interpretation erstellt sie codierte Anweisungen für die spezifische Form oder das spezifische Design. Computergestützte Systeme nehmen diese Codes wie Anweisungen.

 

3- Zufuhr und Ausführung von Codes

 

CNC-Maschinen bestehen aus Eingabegeräten. Diese Geräte helfen dabei, die programmierten Anweisungen an den Computer zu übermitteln. Die Steuereinheit des CNC-Systems interpretiert diese Codes und versteht die Anweisungen. Danach sendet die Steuereinheit eine Nachricht an die Maschinen, um bestimmte Anweisungen zu befolgen.

 

Die Maschine besteht aus Werkzeugen zum Schneiden oder Formen. Diese Werkzeuge befolgen die Anweisungen der Steuereinheit. Denken Sie daran, dass die Steuereinheit nach der Analyse des Codes definiert, wie sich die Werkzeuge bewegen. Das Werkzeug bewegt sich also gemäß den Anweisungen. Die Werkzeuge führen die entsprechenden Aktionen aus. Schneidwerkzeuge schneiden beispielsweise das Material.

 

Schleifwerkzeuge hingegen schleifen das Material. Denken Sie daran, dass diese CNC-Technologie mit verschiedenen Maschinen verwendet werden kann. Diese Technologie wird beispielsweise von Fräs-, Dreh- und Schleifmaschinen verwendet. Das Werkzeug führt also die spezifische Aufgabe aus, um das präzise Ergebnis zu erzielen. Die Steuereinheit des CNC-Systems spielt eine wesentliche Rolle bei der Ausführung von Codes.

 

4. Rolle des Feedback-Systems

 

Wie ich oben sagte, besteht das CNC-System aus vielen Komponenten. Wenn eine Komponente von der Anweisung abweicht, gibt die Maschine das falsche Ergebnis aus. In solchen Fällen ist das Feedback-System praktisch. Die CNC-Maschinen bestehen aus Sensoren, die die Funktion des gesamten CNC-Systems überwachen. Wenn ein Teil nicht richtig funktioniert, erkennen die Sensoren das Problem.

 

Sie senden also eine Meldung über den Fehler an die Steuereinheit. Daraufhin behebt die Steuereinheit den Fehler, der die Präzision der Maschine beeinträchtigt. Dieses Feedback-System ist entscheidend. Denken Sie daran, dass CNC-Maschinen im Allgemeinen keine Fehler machen. Wenn es ein Problem gibt, reagiert die Maschine entsprechend, um ein perfektes Ergebnis zu erzielen.

 

Vorteile der CNC-Technologie

Im obigen Abschnitt bespreche ich, wie CNC-Systeme in verschiedenen Maschinen funktionieren. Denken Sie daran, dass CNC-Maschinen teuer sind. Aber Sie werden Leute hören, die sagen, dass CNC-Technologie den höheren Preis wert ist. Haben Sie sich jemals gefragt, WARUM? Lassen Sie uns weiter unten diskutieren, warum CNC-Technologie so anspruchsvoll ist.

 

1- Präzision

 

Das CNC-System verwendet programmierte Anweisungen. Die Steuereinheit stellt sicher, dass das Werkzeug der Maschine diesen Anweisungen folgt. Auf diese Weise schneiden und formen Werkzeuge das Material mit Präzision. Es ist kein menschlicher Aufwand erforderlich. Das CNC-System ist automatisiert, was sicherstellt, dass Sie das bekommen, was Sie füttern. Es besteht keine Möglichkeit von Ungenauigkeiten.

 

2- Geschwindigkeit

 

Früher waren Fertigungsmaschinen sehr langsam. Menschen mussten manuell arbeiten, um diese Maschinen zu bedienen. Die CNC-Technologie hat jedoch ihre Effizienz verbessert. Alles, was Sie brauchen, sind Design und codierte Anweisungen. Das computergestützte System nimmt die Anweisungen entgegen und erledigt die Arbeit. Sie arbeiten daran, so viele Teile herzustellen, wie Sie möchten.

 

3- Komplexe Teile

 

CNC-Technologie kann dabei helfen, komplexe Formen herzustellen. Früher war die Herstellung komplexer Teile sehr mühsam und erforderte ein gewisses Maß an Fachwissen. Aber CNC-Technologie hilft dabei, komplizierte Formen mit Leichtigkeit herzustellen. Die Herstellung einfacher oder komplexer Materialformen dauert genauso lange. Sie benötigen lediglich ein 3D-Modell oder -Design. Die CNC-Maschinen erledigen den Rest.

 

4- Fehlerkompensation

 

Im obigen Abschnitt habe ich das Feedback-System erwähnt. Sensoren überwachen die Funktionsweise dieser CNC-Maschinen. Wenn ein Fehler auftritt, sendet der Sensor eine Nachricht an die Steuereinheit. Daraufhin reagiert die Steuerung sofort, um den Fehler zu beheben. Sie erhalten also 100 % Präzision, da die CNC-Technologie die Fehler kompensiert.

 

5- Vielseitigkeit und Qualität

 

Die CNC-Technologie macht Maschinen sehr vielseitig. Sie können jede Art von Form herstellen und mit jeder Materialgröße arbeiten. Beispielsweise können CNC-Maschinen Flugzeugteile herstellen. Gleichzeitig können sie auch Kleinteile wie Muttern und Schrauben herstellen. Dies macht sie auf lange Sicht supereffizient.

 

Es ist kein Geheimnis, dass die CNC-Technologie eine großartige Erfindung war. Sie hat die Präzision von Herstellungsprozessen erhöht. Viele moderne Maschinen verwenden diese Technologie. Viele Menschen glauben, dass CNC ein spezielles Gerät ist. Das stimmt nicht, denn diese CNC ist ein Komplettsystem. Sie besteht aus vielen Teilen und Komponenten.

 

Fazit

 

Es ist kein Geheimnis, dass die CNC-Technologie eine großartige Erfindung ist. Sie hat die Präzision der Fertigung und verschiedener Oberflächenrauheitsprozesse verbessert. Viele moderne Maschinen nutzen diese Technologie. Viele Leute glauben, dass CNC ein bestimmtes Gerät ist. Das stimmt nicht, denn diese CNC ist ein komplettes System. Sie besteht aus vielen Teilen und Komponenten.

 

Dieses CNC-System arbeitet mit verschiedenen Maschinen zusammen, um deren Präzision zu verbessern. Eine CNC-Fräsmaschine hilft Ihnen beispielsweise, das Material präzise zu schneiden. CNC-Schleifmaschinen eignen sich hervorragend zum Schleifen aller Objekte. Diese Technologie hat sehr vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Es gibt keine Grenzen, wo sie eingesetzt werden sollte. Ich hoffe, dieser Leitfaden hilft Ihnen, mehr über CNC zu erfahren.