Was ist eine NC-Bearbeitung?
NC-Bearbeitung ist eine Bearbeitungstechnologie, bei der die numerische Steuerung (UK: Numerical Control) zum Einsatz kommt.
In den letzten Jahren ist es notwendig geworden, die Bearbeitungsgenauigkeit und die Arbeitseffizienz von Werkzeugmaschinen zu verbessern, um die Kosten in den Produktionsstätten zu senken und den Mangel an Arbeitskräften in den Produktionsstätten zu beheben. In der Vergangenheit waren Allzweck-Werkzeugmaschinen die Norm und die Bearbeitung erfolgte durch manuelle Bedienung durch Arbeiter, aber NC-Werkzeugmaschinen ermöglichen eine stabile Bearbeitungsgenauigkeit und die Massenproduktion von Teilen, die unabhängig von der Intuition und den Fähigkeiten der Facharbeiter bearbeitet werden.
Diese NC-Bearbeitung wurde erstmals von John T. Parsons in den USA als NC-Fräsmaschine mit integriertem Servomechanismus eingeführt. In der Folgezeit entwickelte sich die NC-Bearbeitungstechnologie in Japan erheblich weiter und 1958 entwickelten Fujitsu und Makino Milling Machine Manufacturing die erste in Japan hergestellte NC-Fräsmaschine. Darüber hinaus wurden 1959 in den USA automatische Werkzeugwechsler entwickelt, was zu einer erheblichen Verkürzung der Bearbeitungszeiten führte.
Es ist davon auszugehen, dass sich die NC-Bearbeitungstechnologie mit künstlicher Intelligenz in Zukunft weiter entwickeln wird.
Anwendungen der NC-Bearbeitung
1. NC-Drehmaschinen
Die gängigste Art der NC-Drehmaschine ist eine, bei der mehrere Bytes auf einer rotierenden Vorrichtung, dem so genannten Revolver, montiert sind und der Revolver gedreht wird, um die Bearbeitung mit verschiedenen Bytes zu ermöglichen. Auf diese Weise kann nach Abschluss eines Prozesses ein weiterer Prozess durchgeführt werden, während das Werkstück in der Spannvorrichtung fixiert bleibt.
Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Außen- und Innenschleifen, Gewindeschneiden, Einstechen, Bohren, Gewindeschneiden und Rändeln.
2. NC-Fräsmaschinen
NC-Bearbeitungsmaschinen sind Drehmaschinen, die keinen automatischen Werkzeugwechsler haben und die Werkzeuge manuell wechseln; sie sind preiswerter als Bearbeitungszentren und eignen sich aufgrund der Steifigkeit der Spindel für die Schwerzerspanung.
Zu den Hauptanwendungen gehören das Planfräsen, das Seitenfräsen, die Stufenbearbeitung, das Gewindeschneiden, das Nutenfräsen, das Bohren und das Rändeln.
3. Drehzentren
An Werkstücken, die mehrere Bearbeitungsarten erfordern, können viele Bearbeitungen ohne Umrüsten auf Mehrzweck-Dreh- und -Fräsmaschinen durchgeführt werden, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen und eine hochpräzise Bearbeitung zu ermöglichen.
Zu den Hauptanwendungen gehören Drehen und Fräsen sowie Bohren, Reiben und Gewindeschneiden. Die Maschine ist auch zum Ausbohren geeignet und hat als Multifunktionsmaschine viele weitere Funktionen.
4. Bearbeitungszentren
Als Werkzeugmaschinen, die aus NC-Fräsmaschinen entwickelt wurden, können Bearbeitungszentren die meisten Bearbeitungen durchführen, die auch auf NC-Fräsmaschinen möglich sind. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Aufbohren, Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Reiben, Einstechen und Planbearbeitung für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen. Die Maschine zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, eine Vielzahl komplexer Präzisionsbearbeitungen von Bauteilen in Folge durchzuführen.
Die obige Beschreibung typischer Anwendungen von NC-Bearbeitungsmaschinen zeigt, dass die NC-Bearbeitungstechnologie auch bei verschiedenen anderen Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommt, z. B. bei Honmaschinen für das Honen, einer Art Schleifverfahren, bei Funkenerosionsmaschinen für die Funkenerosion und bei Laserschneidmaschinen für die Laserbearbeitung.
Funktionsweise der NC-Bearbeitung
Jede Maschine mit NC-Bearbeitung besteht aus einem NC-Gerät (das NC-Programme an die Drehmaschine sendet), einem Bedienfeld (an dem der Bediener verschiedene Bearbeitungsanweisungen an das NC-Gerät gibt) und Servomotoren (die das Bearbeitungsgerät gemäß den Anweisungen des NC-Geräts bewegen). Die Werkzeugmaschine wird durch die NC-Steuerung des Antriebsmechanismus betrieben.
Dieses Programm wird als NC-Programm bezeichnet und ist ein auf CAD-Daten basierendes Programm zur Bearbeitung von Werkstücken.
Weitere Informationen zur NC-Bearbeitung
1. Vorteile der NC-Bearbeitung
Hohe Qualität
Bei allgemeinen Werkzeugmaschinen erfolgt die Bearbeitung durch den Bediener, was zu mangelhaften Produkten aufgrund von Bedienungsfehlern und Abweichungen bei den Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheiten aufgrund von Fertigkeiten führen kann, was wiederum eine uneinheitliche Qualität zur Folge haben kann. NC-Werkzeugmaschinen hingegen führen die Bearbeitung unter automatischer Steuerung auf der Grundlage numerischer Informationen durch, was zu einer höheren Bearbeitungsgenauigkeit, geringeren Schwankungen und gleichmäßigerer Qualität führt.
Massenproduktion und niedrigere Kosten
Werkzeugmaschinen für allgemeine Zwecke werden von einzelnen Bedienern manuell bedient, was die Produktionsleistung begrenzt, während NC-Werkzeugmaschinen die Bearbeitungszeit durch den automatischen Betrieb reduzieren können. Außerdem können mehrere Bearbeitungszentren gleichzeitig betrieben werden, was zu einer höheren Produktivität führt.
Ein weiterer Vorteil ist die höhere Arbeitseffizienz, die den durch Ermüdung des Bedieners bedingten Effizienzverlust verringert. Darüber hinaus ist sie auch im Hinblick auf die Weitergabe von Fertigkeiten effektiv, da sie eine Bearbeitung bis zu einem bestimmten Präzisionsniveau ermöglicht, ohne dass geschulte Bediener erforderlich sind.
Sicherheit
Die automatische NC-Bearbeitung mit Werkzeugmaschinen verringert das Risiko von Arbeitsunfällen, wie z. B. das Einklemmen von Arbeitern in der Maschine oder Verletzungen durch Werkzeuge und Messer. Darüber hinaus ist der Bearbeitungsbereich durch eine Abdeckung oder eine Tür geschützt, was die Sicherheit der Arbeiter erhöht.
2. Nachteile der NC-Bearbeitung
Teure Investitionen
NC-Werkzeugmaschinen erfordern allgemeine Werkzeugmaschinen sowie NC-Steuerungseinheiten, Peripheriegeräte und Software, was bedeutet, dass die Kapitalinvestitionen zum Zeitpunkt der Einführung hoch sind. Da Allzweck-Werkzeugmaschinen für einfache Bearbeitungen kostengünstiger sind, ist es wichtig, bei ihrer Einführung vorausschauend zu planen.
NC-Programmerstellung, Qualitätssicherung und Informationsmanagement
Für die Erstellung von NC-Programmen ist es notwendig, Ingenieure auszubilden und zu sichern, die Programmierkenntnisse erworben haben. Es ist auch wichtig, zu überprüfen, ob es keine Probleme mit dem Programm gibt und seine Qualität zu sichern.
Da es sich bei den Programmen selbst um geistiges Eigentum und Geschäftsgeheimnisse handelt, muss die Informationssicherheit gewährleistet werden.
Einrichtungszeit ist notwendig
Da vor der Bearbeitung Einrichtungsarbeiten erforderlich sind, wie z. B. das Laden des Programms, kann die Arbeitszeit länger sein als bei Werkzeugmaschinen für allgemeine Zwecke.