CNC Technik

Was ist CNC Techik?

Die CNC-Technik beschreibt eine automatische Fertigungsmethode zur Bearbeitung von Werkstücken. Neben der Betriebssoftware für die CNC-Maschine kommt ein individuelles User Interface zum Einsatz, welches die individualisierten Vorgaben an den Fertigungsprozess enthält. Zusammen mit der CNC-Maschine ergeben diese Komponenten dann die CNC-Technik. In der heutigen Serienproduktion, vor allem für die Branchen der Automobilindustrie, Medizintechnik, Schmuck- und Spielzeugindustrie, ist die CNC-Technik nicht mehr wegzudenken. Sie hat sich aufgrund von Kostenoptimierung und Effizienz, aber besonders durch ihre hohe Präzision, in vielen Anwendungsfeldern durchgesetzt. Zu den üblicherweise bearbeiteten Materialien gehören Holz, Kunststoff und Metall.

Die Entwicklung der CNC-Technik

Die heutige CNC-Technik verdanken wir dem Erfinder der numerischen Steuerung, kurz NC für Numerical Control, und beruht auf Lochkarten bzw. Lochpapierstreifen. Lochkarten enthielten früher alle notwendigen Angaben zur Bearbeitung für den Arbeiter. Bereits seit Anfang des 19. Jahrhunderts wurde an der numerischen Steuerung geforscht. Nach stetiger Weiterentwicklung gelang es John Parsons in den Jahren 1949 bis 1952 am Massachusetts Institute of Technology den Grundstein für die Entwicklung der heutigen CNC-Technologie zu legen. Zwei Jahre später adaptierte die US-amerikanische Firma Bendix seine Technologie und entwickelte die erste NC-Maschine. Sie war mit mehr als 300 Elektronenröhren bestückt und ihre Steuerung wurde mithilfe von Lochkarten bewerkstelligt. Erst weitere fünf Jahre später fand die Einführung der ersten NC-Maschine in den europäischen Industriestaaten statt.

Zu Beginn der 1970er Jahre schaffte die CNC-Technik ihren Durchbruch. Es bedurfte zwar einer manuellen Programmierung, hatte jedoch den großen Vorteil der Automatisierung einer Vielzahl verschiedener Arbeitsabläufe gegenüber den NC-Maschinen. Diese Programmierung von Hand fand bis weit in die 1990er Jahre statt. Erst mit der Entwicklung der CAD- beziehungsweise CAM-Systeme, wurde dieser Schritt vollautomatisiert. Ungeachtet dessen, dass der Großteil der Arbeitsabläufe automatisch vonstattengeht, bedarf es bei der Produktion nach wie vor der manuellen Einstellung dieser beiden Systeme.

Die Vision für die Zukunft ist, mithilfe des CIM (computer-integrated manifacturing), also der rechnergestützten Fertigung, gänzlich auf menschlichen Einfluss zu verzichten. Unter CIM fallen alle durch Computer unterstützte Prozesse.

Was bedeutet CNC-Technik?

CNC steht für Computerized Numerical Control. Im Deutschen lässt sich diese Definition mit computer- oder rechnergestützter numerischer Steuerung übersetzen. Die Technik dahinter beschreibt eine elektronische Verfahrensweise, die zur automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen dient. Diese CNC-Maschinen kommen als Drehmaschinen, Fräsen, Lasermarkiersysteme oder Portalfräsmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken zum Einsatz. Vereinfacht dargestellt erhält die CNC-Maschine einen Auftrag inklusive aller auszuführenden Details, welcher vorher für das entsprechende Werkstück programmiert wurde. Ab diesem Zeitpunkt nutzt die CNC-Maschine die CNC-Technik zur Fertigstellung, ohne dass ein manuelles Eingreifen durch den Menschen zwangsläufig erforderlich ist.

Wie funktioniert die CNC-Technik?

Zum Einsatz kommt CNC-Technik auf Bearbeitungsmaschinen für Fräsen, Sägen und Bohren. Dazu benötigen die Maschinen Software – CAD und CAM. Mithilfe eines CAD-Programms entwirft der Benutzer die benötigte Kontur des Werkstücks. CAD steht für computer-aided design und alle rechnerunterstützten Arbeiten in einem Konstruktionsprozess. Das sogenannte CAM-System (computer-aided manufacturing), also das System zur computergestützten Fertigung, überträgt im nächsten Schritt die Daten aus dem CAD-Programm in eine CNC-Software. Dies geschieht unter der Beachtung von Parametern wie beispielsweise der Drehzahl, dem Vorschub oder der Schnitttiefe. Sind alle Daten übertragen, kann die CNC-Maschine mit der Bearbeitung beginnen.

CNC-Technik heute

Die Entwicklung steht bei der CNC-Technik nicht still. Das Ziel ist, dass der Benutzer der CNC-Maschine so wenig wie möglich Einfluss auf den Prozess nehmen muss. Der Einsatz von Robotern spielt dabei eine sehr große Rolle. Bisher war es nur für Großunternehmen lukrativ, Roboter als Unterstützung zu verwenden. Grund dafür sind die kostspielige Anschaffung und die separate Programmierung des Roboters durch Fachkräfte. Mittlerweile gibt es Software, die die Kommunikation zwischen Bediener und Roboter erleichtert, ohne das Programmierkenntnisse notwendig sind.

Zusätzlich spielt die Thematik der Künstlichen Intelligenz (KI) eine immer größer werdende Rolle. Führende Firmen arbeiten bereits mit Hochdruck daran, Software zu entwickeln, die CNC-Maschinen mithilfe von KI noch präziser und effizienter arbeiten lässt. Beispielsweise kann Künstliche Intelligenz während des Fertigungsprozesses die Genauigkeit der ausgeführten Arbeiten und die Wahl des korrekten Werkzeuges überwachen.

Was sind die Vorteile der CNC-Technik?

Die Vorteile der Computerized Numerical Control Technik sind facettenreich und entsprechen genau den Anforderungen an ein Produktionsverfahren von mittelständischen oder großen Unternehmen der Industrie. Zu den Anforderungen gehören effiziente Fertigungsverfahren für Klein- und Großserien, ein großer Grad an Rationalisierung sowie sehr hohe Standards in Bezug auf die Qualität.

Präzise Herstellung von Werkstücken durch CNC-Technik

Durch die CNC-Technik gelangen die Daten aus dem Computer unmittelbar an die Werkzeugmaschine. Das erspart Zwischenschritte, reduziert die Fehlerquote und ermöglicht eine weitaus präzisere Fertigung. Mit CNC-Technik gesteuerte Maschinen können daher Werkstücke herzustellen, welche mit den üblichen Fertigungs- und Produktionsverfahren nicht möglich sind. Die Präzision geht so weit, dass selbst eine Herstellung von Werkstücken in verflochtenen 2D- oder 3D-Formen möglich ist und dabei alle produzierten Stücke nahezu identisch sind.

Ressourcen sparen mit CNC-Technik

Die vorgenannte Präzision der CNC-Maschinen führt darüber hinaus zu weniger Materialausschuss. Zusätzlich sind die Maschinenführer entlastet. Es bedarf keines manuellen Programmieraufwandes für CAD/CAM-Systeme, wie es bis in die 1990er Jahre der Fall war. Ist das Programm einmal erstellt, lässt es sich beliebig oft wiederverwenden. Der geringere Materialausschuss und die Automatisierung der Programmierung tragen maßgeblich dazu bei, die Produktionskosten zu senken und sie auf einem niedrigen Wert zu halten.

CNC vereinfacht die Produkterweiterung

Mithilfe der CNC-Technik ist es vergleichsweise einfach, neue oder modifizierte Produkte herzustellen. CNC-Maschinen sind aufgrund ihrer Computersteuerung sehr flexibel. Die verschiedenen CNC-Maschinen lassen diverse Fertigungsmöglichkeiten zu, die es bei herkömmlichen Produktionsverfahren in dieser Form nicht gibt.

Automatisierte Produktion durch CNC-Technik

Mit der Entwicklung der CNC-Technik begann auch die zunehmende Automatisierung der Fertigung. CNC-gesteuerte Maschinen führen die Werkstückfertigung nahezu autark entlang dem Bearbeitungskopf. Lediglich das Einspannen des zu bearbeitenden Werkstücks bei individuellen Frästechniken erfolgt manuell. In der Massenfertigung gibt es bereits CNC-Maschinen mit automatischer Nachbestückung. Durch die automatisierten Abläufe können CNC-Maschinen eine Reihe kompletter Arbeitsschritten nacheinander ausführen. Das wiederum führt zu einer enormen Zeitersparnis, da der Zeitaufwand für das Einrüsten der Maschine auf ein Minimum sinkt und das Umspannen der Werkstoffe teilweise gänzlich entfällt. Die Fertigung diverser Werkstücke ohne Umrüsten ist durch einen einfachen Programmwechsel möglich.

Die XYZ Machinery entwickelt und produziert seit dem Jahre 2005 Maschinen mit CNC-Technik. Das Unternehmen ist sehr erfahren auf diesem Gebiet und exportiert seine Maschinen in mehr als 100 Länder weltweit. Unser umfangreiches Portfolio an CNC-Werkzeugmaschinen deckt die Bedürfnisse verschiedenster Branchen ab. Angefangen beim Einsteigermodell für die kostengünstige Fertigung bis hin zur High End CNC-Maschine, welche nach individuellen Ansprüchen gefertigt wird. Es gibt für jede Herausforderung die passende CNC-Maschine.

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