Was ist der CNC-Bearbeitungsprozess?

Der CNC-Bearbeitungsprozess zur Herstellung einer PCB-Platte
Der CNC-Bearbeitungsprozess zur Herstellung einer PCB-Platte
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=xmW3wmmadzI

Die CNC-Bearbeitung erfolgt in einer Reihe von Schritten, um ein fertiges Produkt herzustellen. Der gesamte CNC-Bearbeitungsprozess, vom Entwurf des Teils bis zur eigentlichen Bearbeitung, wird im Folgenden ausführlich erläutert. Um Sie jedoch mit der Technologie vertraut zu machen, werden wir sie zunächst vorstellen, bevor wir auf die Einzelheiten der CNC-Bearbeitungsschritte eingehen.

Einführung in die CNC-Bearbeitung

Der Begriff CNC-Bearbeitung bezieht sich auf den Prozess der Numerische Steuerung bei der Computer zur Steuerung von Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Diese Technologie ist aus verschiedenen Gründen weit verbreitet: Sie kann Teile mit sehr hoher Präzision herstellen, ist relativ einfach zu programmieren und einzurichten und kann für die Herstellung komplexer Formen verwendet werden.

Die erste CNC-Maschine kam Anfang der 1950er Jahre auf den Markt, und seither hat sich die Technologie ständig weiterentwickelt. Heute gibt es viele verschiedene Arten von CNC-Bearbeitungsmaschinen auf dem Markt, jede mit ihren eigenen Fähigkeiten.

Aufgrund ihrer Genauigkeit und Vielseitigkeit wird die CNC-Präzisionsbearbeitung in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Öl- und Gasindustrie, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Konsumgüterindustrie. Tatsächlich sind die meisten Metallbearbeitungsmaschinen in der Welt heute CNC-gesteuert. Die Schritte zur CNC-Programmierung und -Bearbeitung werden im Folgenden beschrieben.

Flussdiagramm des CNC-Bearbeitungsprozesses
Flussdiagramm des CNC-Bearbeitungsprozesses
Ressource: https://www.researchgate.net

Der CNC-Bearbeitungsprozess

Der CNC-Bearbeitungsprozess ist die Abfolge von Ereignissen, die zur Herstellung eines Teils mit Hilfe der CNC-Technologie stattfinden. Diese reichen von der Verwendung einer Computerprogramm um den Code zu erzeugen, der die Maschine steuert, um die Maschine einzurichten und das Material zu laden.

Die einzelnen Schritte bei der CNC-Bearbeitung können je nach Maschinentyp und Art des herzustellenden Teils variieren. Vier Hauptschritte sind jedoch üblich. Im Folgenden wird der Prozess der CNC-Bearbeitung Schritt für Schritt dargestellt.

  1. CAD-Konstruktion

Der erste Schritt im CNC-Bearbeitungsprozess ist die Erstellung eines computergestützter Entwurf (CAD) Modell des zu fertigenden Teils. Dieses Modell wird verwendet, um den Code zu generieren, der die Maschine während der eigentlichen Bearbeitung steuert.

Einer der Vorteile der Verwendung von CAD für die Konstruktion von Teilen ist die einfache Erstellung von zwei- oder dreidimensionalen (3D) Modellen. Diese Modelle können gedreht und aus jedem beliebigen Winkel betrachtet werden, was die Erkennung potenzieller Probleme, die während des Fertigungsprozesses auftreten könnten, erleichtert.

2. Konvertierung der CAD-Datei in G-Code

Sobald das CAD-Modell fertig ist, wird es in ein Computerprogramm, den so genannten G-Code, umgewandelt. Der CNC-Bearbeitungscode enthält eine Reihe von Anweisungen, die der CNC-Maschine mitteilen, wie sie sich zu bewegen hat, um das gewünschte Teil herzustellen. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine allgemein anerkannte Programmiersprache für die CNC-Bearbeitung.

G-Codes für die CNC-Bearbeitung können mit einer Vielzahl von Softwareprogrammen erstellt werden. Einige Softwareprogramme können beispielsweise Codes für mehrere Achsen erzeugen, während andere nur Codes für eine einzige Achse erzeugen können.

Die Art der verwendeten Software hängt von der Komplexität des herzustellenden Teils und den Fähigkeiten der verwendeten CNC-Maschine ab. Sobald der G-Code generiert ist, wird er normalerweise als Textdatei gespeichert.

3. CNC-Maschine einrichten

Der nächste Schritt im Prozess ist das Einrichten der CNC-Maschine. Das Einrichten der CNC-Maschine umfasst mehrere Aufgaben, z. B. die Installation der richtigen Werkzeuge, das Einrichten der Werkstückhalterungen und das Kalibrieren der Maschine.

Der Einsatz der richtigen Werkzeuge ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Teil korrekt bearbeitet wird. Welche Art von Werkzeug verwendet wird, hängt von dem zu bearbeitenden Material und der gewünschten Oberfläche ab. Ein Bohrer wird zum Beispiel in der Regel zur Herstellung von Löchern verwendet, während ein Schaftfräser sowohl für Löcher als auch für Schlitze verwendet werden kann.

Spannvorrichtungen werden verwendet, um das Werkstück während der CNC-Bearbeitung zu fixieren. Dazu können Schraubstöcke, Klemmen und Vorrichtungen gehören. Die Art der Vorrichtung, die verwendet wird, hängt von der Größe und Form des Werkstücks ab.

Die Kalibrierung der Maschine ist auch einer der wichtigsten Schritte bei der CNC-Bearbeitung der Prozessparameter. Sie stellt sicher, dass die Maschine in der Lage ist, das Teil gemäß den G-Code-Anweisungen genau zu bearbeiten. Es wird auch sichergestellt, dass der Werkzeugverschleiß kompensiert wird und die Maschine in der Lage ist, alle notwendigen Anpassungen vorzunehmen.

4. Laden von Lagermaterial

Der nächste Teil des Bearbeitungsprozesses bei CNC-Maschinen ist das Laden des Rohmaterials oder Werkstücks. Dies kann je nach Art der Maschine manuell oder automatisch erfolgen.

Bei der manuellen Beladung legt der Bediener das Material auf den Maschinentisch und befestigt es dort. Bei der automatischen Beladung lädt ein Roboter oder ein anderes automatisches Gerät das Material auf den Tisch.

Die Art der Beladung hängt von der Größe und dem Gewicht des Materials sowie von der Art der verwendeten Maschine und anderen Faktoren wie dem erforderlichen CNC-Bearbeitungsverfahren ab. In einigen Fällen müssen möglicherweise mehrere Materialstücke auf den Maschinentisch geladen werden, um sie in einem einzigen Arbeitsgang zu bearbeiten.

5. Bearbeitung des Teils

Nachdem das Material geladen ist, kann der eigentliche Bearbeitungsprozess beginnen. Während dieses Prozesses werden die G-Code-Anweisungen in die Maschine eingegeben, die dann die Schneidwerkzeuge entsprechend bewegt.

Welche CNC-Bearbeitungsschritte im Einzelnen erforderlich sind, hängt von der Art des herzustellenden Teils ab. Ein einfaches Teil kann zum Beispiel nur wenige Arbeitsschritte erfordern, wie zum Beispiel Bohren und Fräsen. Ein komplexeres Teil kann zusätzliche Bearbeitungen wie Schleifen oder ein CNC-Drehverfahren erfordern.

Nach Abschluss des Bearbeitungsprozesses kann das Teil aus der Maschine entnommen und auf seine Qualität hin überprüft werden. Falls erforderlich, kann das Teil gereinigt oder mit einer Schutzschicht versehen werden.

Schlussfolgerung

Die CNC-Bearbeitung Der Fertigungsprozess kann in mehrere Schritte unterteilt werden, darunter CAD-Konstruktion, CNC-Programmierung, Maschineneinrichtung und Bearbeitung. Jeder Schritt stellt eine wesentliche Phase der Fertigung dar und muss korrekt ausgeführt werden, um ein qualitativ hochwertiges Teil herzustellen. Das bedeutet unter anderem, dass die richtige Software verwendet wird und die Maschine richtig kalibriert ist.

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