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May 13, 2023

Was ist Computer Numerical Control (CNC)?

Von Unternehmerstab

Von Entrepreneur Staff • 29. November 2022

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Der Mensch musste jahrhundertelang alle Bearbeitungsprozesse von Hand durchführen. Sogar Präzisionswerkzeuge mussten von Personen, die die Geräte persönlich hielten, sehr vorsichtig und Zoll für Zoll manövriert werden. Das änderte sich mit dem Aufkommen der CNC-Bearbeitung, also der computergesteuerten Bearbeitung.

Lesen Sie weiter, um mehr über die Bedeutung von CNC und die Funktionsweise der CNC-Bearbeitung zu erfahren.

Die Abkürzung CNC steht für Computer Numerical Control. Es bezieht sich auf die Automatisierung des Betriebs, der Bewegung und der Steuerung von Werkzeugmaschinen mithilfe von Software, die in Mikrocomputerchips eingebettet ist.

Menschen verwenden CNC für viele Werkzeuge, wie zum Beispiel CNC-Drehmaschinen, Bohrmaschinen, CNC-Fräswerkzeuge und Fräsmaschinen, Schleifmaschinen, Schneidwerkzeuge und andere CNC-Werkzeugmaschinen, insbesondere Hochgeschwindigkeitsmaschinen.

Mit der CNC-Technologie können Sie einen Mikrochip in ein Werkzeug wie eine Säge oder einen Bohrer einbauen und Anweisungen in den Chip programmieren, sodass die Säge oder der Bohrer das Notwendige automatisch und mit Maschinenpräzision erledigt.

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Jedes durch CNC-Prozesse hergestellte oder modifizierte Objekt erhält ein individuelles Computerprogramm. Computerprogramme werden normalerweise in bestimmten Sprachen geschrieben, dann gespeichert und von Maschinensteuereinheiten oder MCUs ausgeführt. Eine MCU ist ein Mikrocomputer, der an eine bestimmte Maschine angeschlossen ist. Nach der Programmierung folgt das Gerät strikt seinen Anweisungen.

Vor der CNC-Technologie mussten Menschen Werkzeugmaschinen von Hand bedienen. Die Herstellung war viel langsamer und ungenauer.

Dank der CNC-Technologie konnten jedoch neue Präzisionswerkzeuge entwickelt und in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, von der Fertigung über den Laserdruck bis hin zum 3D-Druck.

Wenn ein Unternehmen oder eine Einzelperson etwas mit CNC herstellt, schreibt sie normalerweise ein individuelles Computerprogramm für ihr Ziel in einer internationalen Standardsprache namens „G-Code“.

Sehr früh im Entwurfs- oder Konstruktionsprozess erstellt ein Programmierer eine computergestützte Entwurfs- oder CAD-Zeichnung eines Teils, das hergestellt oder angepasst werden soll.

Die Zeichnung wird in G-Code übersetzt, der dann in ein Programm umgewandelt und auf eine MCU geladen wird. Denken Sie daran, dass jedes Werkzeug über eine eigene MCU verfügt, obwohl einige Geräte zu Instrumentengruppen oder größeren Maschinen verbunden sind, die alle mit demselben G-Code-MCU-Programm arbeiten.

Sobald das Programm fertig ist, testet ein menschlicher CNC-Bediener die Maschine oder das Programm normalerweise ohne vorhandenes Material, oder er verwendet ein Testmaterial oder einen Prototyp. Dies ermöglicht eine Verfeinerung des CNC-Programms, um etwaige Fehler auszubügeln oder Fehler zu beseitigen.

Sobald alles fertig ist, führt die CNC-Maschine ihr Programm wie angegeben durch. Mit maschineller Präzision wird ein Gegenstand erstellt, Material geschnitten oder etwas gedruckt.

Viele CNC-Systeme und -Technologien lassen sich in CAD- und CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) integrieren. Beide Arten von Software können MCU-Programmierprozesse beschleunigen und so die Fertigungsindustrien und -sektoren weiter rationalisieren.

Darüber hinaus können CNC-Systeme in ERP- oder Enterprise-Resource-Planning-Software und ähnliche Anwendungen, wie etwa Enterprise-Asset-Management-Software, integriert werden. Auch dies ermöglicht schnellere Prozesse, eine verbesserte Anlagenleistung und verbesserte Fertigungsergebnisse.

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Die CNC-Bearbeitung nutzt CNC-Technologie, zugehörige Programme und zugehörige Software zur Herstellung oder Bearbeitung von Produkten. Beispielsweise verlangt ein Automobilhersteller nicht, dass seine Mitarbeiter jeden Artikel oder jedes Teil für das Fahrzeug von Hand zuschneiden.

Stattdessen übernehmen CNC-Maschinen Programme und Designs aus der Software und schneiden die Teile mit präzisen Schneidinstrumenten in geeignete Formen und Größen. Erforderlich ist lediglich ein CNC-Maschinenbauer, was den Herstellungsprozess deutlich kostengünstiger und unkomplizierter macht.

Mittlerweile setzen wir in den meisten Fertigungsindustrien auf CNC-Bearbeitung.

Wie oben erwähnt, werden für die CNC-Bearbeitung und -Fertigung am häufigsten zwei Haupttypen von Software verwendet.

Die erste davon ist CAD-Software. CAD-Softwarepakete gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen, sie dienen jedoch alle der Erstellung dreidimensionaler Designs. Zu den beliebtesten CAD-Programmen gehören AutoCAD, Rhino 3D und SolidWorks.

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Darüber hinaus steht für viele Unternehmen moderne, cloudbasierte CAD-Software zur Verfügung. Einige Programme arbeiten mit CAM-Software (siehe unten) oder lassen sich in andere Programme integrieren.

Mithilfe von CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) können Benutzer spezielle Jobbäume einrichten, um Werkzeug-Workflows oder -Ziele zu organisieren. Sie können auch Pfade für Werkzeuge festlegen und Simulationen durchführen, bevor sie einer Maschine die eigentliche Arbeit überlassen.

Viele CAM-Programme sind Add-ons oder Sekundärsoftware zur CAD-Software. Sie können G-Code-Programme erstellen, die CNC-Werkzeugen oder beweglichen Teilen sagen, wohin sie gehen oder wie sie sich orientieren sollen.

Zu den beliebtesten CAM-Softwareprogrammen gehören Edgecam, Mastercam, HSMWorks, OneCNC und Solidcam. Ein beliebter Hersteller von CNC-Maschinen ist HAAS.

CNC ähnelt DNC ​​oder der verteilten numerischen Steuerungstechnologie, unterscheidet sich jedoch. Zur Verwaltung von NC-Programmen und Fertigungsmaschinenparametern oder -aktionen wurden direkte numerische Steuerungen entwickelt.

Einfacher ausgedrückt: Die DNC-Technologie verschiebt Programme über ein Netzwerk von einem zentralen Server oder Computer zu den MCUs einzelner Tools.

Stellen Sie sich die verteilte numerische Steuerung wie eine CNC vor, aber vernetzt. Es koordiniert viele Maschinen gleichzeitig und führt dasselbe Programm (oder eine modifizierte Version eines Kernprogramms) gleichzeitig mehreren Werkzeugen zu.

Auf diese Weise führen moderne Fertigungsanlagen komplexe Vorgänge mit vielen verschiedenen Werkzeugen oder Geräten durch.

Die CNC-Bearbeitung hat die Technik und Fertigung auf ganzer Linie revolutioniert. Es ist mittlerweile eine wichtige Fähigkeit, die Sie für verschiedene Berufsbranchen erlernen sollten.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in den anderen Leitfäden und Ressourcen von Entrepreneur.