CNC Maschinen rationalisieren Einzel- und Serienfertigung

In den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts kam eine Technologie auf, die eine extreme Rationalisierung der Einzel- und Serienfertigung bedeuten sollte. Die Rede ist von der CNC Technologie. CNC ist die Abkürzung für Computerized Numerical Control, auf Deutsch „computergestützte numerische Steuerung“. Hierbei handelt es sich um eine elektronische Methode zur Steuerung und Regelung von Werkzeugmaschinen. Diese Werkzeugmaschinen werden CNC Maschinen genannt. Sie können Werkstücke mit hoher Präzision durch den Einsatz moderner Steuerungstechnik automatisch herstellen, wobei sie in ihrer Arbeit mechanisch gesteuerte Maschinen in Präzision sowie auch in Geschwindigkeit deutlich übertreffen. Benutzt werden mit Hilfe von CNC Maschinen zum Beispiel CNC Fräsen.Sicherheitsrichtlinien für CNC Fräsen finden Sie hier: http://de.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=infozone&file=electrical/cnc-maschine

Für die Steuerung einer CNC Maschine braucht man ein so genanntes CNC Programm. Es können unterschiedliche Steuerungssysteme für die einzelnen Maschinen verwendet werden. Die Steuerung erfolgt über einen direkt in die Steuerung integrierten Computer. Dieser erfasst mit Positions-, Drehwinkel- und Zustands-Sensoren den IST-Zustand und regelt nach Berechnung der Interpolation zum SOLL-Zustand aus dem CNC Programm die Steuerung der Motoren und andere gesteuerte Maschinenelemente. Die hohe Geschwindigkeit der Maschinen bei dennoch hoher Präzision ist so zu erklären, dass die Interpolation innerhalb von Millisekunden erfolgt. Die drei hauptsächlichen Steuerungsarten, mit der eine CNC Maschine arbeitet sind die folgenden:

Erstens: Die Punktsteuerung. Bei dieser Steuerung, die auch Point-to-Point genannt wird, legt man nur den Endpunkt der Bewegung fest. Dieser wird von der Maschine daraufhin so schnell wie möglich angesteuert, wobei keine abgestufte Regelung der Verfahrgeschwindigkeit festgelegt werden kann. Die Antriebe laufen einfach so schnell es geht weiter bis sie den Endpunkt erreicht haben. Das Werkzeug kann also nur an diesem Punkt eingreifen und seine Arbeit verrichten. Einfache Stanzmaschinen, Punktschweißmaschinen, Bohrmaschinen oder Greifroboter laufen heute noch ausreichend gut unter dieser Steuerung, wobei sie allerdings bei Werkzeugmaschinen nur noch eine äußerst geringe Bedeutung hat.

Zweitens: Die Streckensteuerung. Diese ist der Punktsteuerung eigentlich gar nicht so unähnlich, unterscheidet sich aber insofern, als dass die Bewegungsgeschwindigkeit genau steuerbar ist. Durch diese Form der Steuerung kann bei jeweils einer Achse die Geschwindigkeit und Position gesteuert werden, so dass eine achsparallele Bewegung mit Arbeitsvorschub möglich ist, man beispielsweise also eine gerade Nut fräsen kann. Heute werden Streckensteuerungen eigentlich nur noch bei kleinen und spezialisierten Maschinen angewendet, zum Beispiel bei Maschinen für den Ausbildungsbetrieb, den Vorrichtungsbau oder Nutenfräsmaschinen.

Drittens: Die Bahnsteuerung. Diese Steuerung wird bei den Fräsmaschinen als Standard angesehen. Sie realisiert beliebige Verfahrbewegungen mit mindestens zwei gleichzeitig geregelten Achsen. Bei einigen modernen Maschinen gibt es mittlerweile allerdings auch Ausführungen mit zusätzlichen Achsen für schwenk- und drehbare Werkstück- und Werkzeugaufnahmen. Wichtig ist die Ausstattung mit entsprechend ausreichenden Sensoreingängen und Stellgrößenausgängen. Auch eine richtige und leistungsfähige Software ist von Nöten, so dass das vorgegebene Potenzial der Maschine ausgenutzt werden kann.

Dass die CNC Maschine heute in der Fertigung eine extrem große Rolle spielt, kann man nicht mehr bestreiten. Gerade auch weil sie eben den Menschen als Arbeitskraft in gewisser Weise ersetzen konnte. Nur noch wenige Personen sind bei der Arbeit mit diesen Maschinen nötig. Mehr über CNC Maschinen gibt es hier zu lesen: http://de.wikipedia.org/wiki/CNC-Maschine.