Was ist ein CNC-Bearbeitungszentrum und wie funktioniert es?
Warum ein CNC-Bearbeitungszentrum einsetzen?
Bearbeitungszentren entstanden durch die Weiterentwicklung der Fräsmaschine und aus dem Bedarf, die Produktivität in Zerspanungsbetrieben und Fabriken zu steigern. Und natürlich, um die Sicherheit der Bediener zu gewährleisten, deren Eingriff bei diesen Maschinen minimal ist.
Die CNC-Bearbeitungszentrum ermöglicht Arbeiten nicht nur mit minimalem menschlichem Eingriff, sondern auch mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit, was die Kosten zweifellos erheblich senkt. Auf dem Markt gibt es viele Arten von Bearbeitungszentren, eingeteilt nach Größe, Funktionen und Automatisierungsgrad. So finden Sie Maschinen mit Leistungen von 75 kW und Spindeldrehzahlen mit Grenzen zwischen 4000 und 8000 rpm. Und je nach Größe gibt es Maschinen, die bis zu 7.000 kg Gewicht tragen können. Das macht sie zweifellos zu einer lohnenden Investition für Zerspanungsbetriebe.
Außerdem ermöglichen diese Maschinen, dass ein Bediener mehrere CNC-Maschinen gleichzeitig steuert, wobei er lediglich das Werkstück be- und entladen und es gegebenenfalls drehen muss (nur wenn nötig; nicht alle Bearbeitungszentren erfordern das). Zudem hat das Maschinenprogramm die volle Kontrolle über Schnittparameter, erforderliche Drehzahlen und natürlich die Zeichnungen.
Warum lohnt sich ein CNC-Bearbeitungszentrum in einer Werkstatt? Weil es praktisch jede Art von Bearbeitung ermöglicht (nicht nur Fräsen), und der Bediener muss lediglich CAD- und CAM-Programme beherrschen.
Merkmale von Bearbeitungszentren
Die Merkmale eines CNC-Bearbeitungszentrum bringen Werkstätten nur Vorteile. Diese Maschinen sind vollständig umkonfigurierbar, das heißt, es genügt, die Konfiguration (am Computer) zu ändern, damit die Maschine mehrere Bearbeitungen am selben Werkstück ausführt.
Diese Maschinen sind außerdem flexibel und vielseitig dank ihrer intelligenten Steuerung, wodurch die Fertigungsprozesse schneller und gleichmäßiger werden. Gleichmäßigkeit bedeutet hier, dass diese Maschinen zur Massen- oder Serienfertigung fähig sind und alle bearbeiteten Teile praktisch identisch sind. Mit manuellen Maschinen ist das schwer zu erreichen.
Das Wichtigste ist jedoch zweifellos, dass diese Maschinen, wie schon ihr Name sagt, mit einer CNC-Steuerung ausgestattet sind.
Die CNC-Steuerung im Bearbeitungszentrum
Die numerische Steuerung macht die Maschine vollautomatisch und lässt sie anhand programmierbarer alphanumerischer Codes und Zeichen arbeiten. CNC ist an sich schon eine Revolution für die Zerspanungsindustrie. Diese Technologie, die in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts entwickelt wurde, funktioniert mithilfe ausgefeilter Computerprogramme, die im Laufe der Jahre vereinfacht wurden, sodass immer mehr Fabriken und Werkstätten ihre Bediener im Umgang mit solchen Maschinen schulen.
Für den Betrieb eines CNC-Bearbeitungszentrum sind CAD- und CAM-Programme erforderlich. Das erste dieser Programme erstellt die eigentliche Konstruktion des zu bearbeitenden Werkstücks.
Diese Konstruktion wird am Computer mit einem CAD-Programm erstellt. Sie wird gespeichert und in einem anderen Programm, dem CAM, geöffnet; man könnte sagen, das CAM übersetzt die Zeichnung bzw. Konstruktion in die CNC-Sprache. Danach muss der Bediener dem Bearbeitungszentrum nur noch bestimmte Anweisungen geben, um die Bearbeitung des konstruierten Werkstücks auszuführen. So lassen sich diese Maschinen leicht einrichten, um in kurzer Zeit ein Werkstück zu bearbeiten, allein anhand der Vorgaben des integrierten Computers.
Automatischer Werkzeugwechsler
Man könnte sich fragen, ob eine Drehmaschine oder eine Fräsmaschine mit CNC-Technik dasselbe ist wie ein Bearbeitungszentrum. Warum unterscheiden sie sich, wenn beide eine numerische Steuerung haben? Auf den ersten Blick wirken sie gleich, doch der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Werkzeugmaschinen und dem CNC-Bearbeitungszentrum ist, dass Letzteres einen automatischen Werkzeugwechsler besitzt. Zweifellos ein großes Merkmal und ein Vorteil gegenüber den beiden anderen Maschinen.
Ein CNC-Bearbeitungszentrum verfügt über ein System, das automatisch zwischen Werkzeugen wechselt, um mehrere Aufgaben am selben Werkstück auszuführen. Ein Bediener muss die Maschine nicht anhalten, um etwa den Fräser gegen ein Schruppwerkzeug zu tauschen. Damit das funktioniert, muss der Bediener den Computer programmieren und ihm das Werkstück beschreiben, also die Endkonstruktion und die Werkzeuge, die für dieses Ergebnis nötig sind. Danach führt die Maschine selbst die Wechsel zwischen den benötigten Werkzeugen aus.