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.

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.

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.