Numerikmaschinen

Numerikmaschinen,

 

NC-Maschinen [NC Abkürzung für englisch numerical control »numerische Steuerung«], Fertigungstechnik: Bezeichnung für Werkzeugmaschinen mit numerischer Programmsteuerung, bestehend aus Gerätesystem und Programm, die die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück nach Richtung und Geschwindigkeit so steuern, dass die gewünschte Form entsteht. Das Programm enthält alle geometrische Daten des Werkstücks (Weginformation) und die Angaben über Werkzeuge, Arbeitsgeschwindigkeit u. a. (Schaltinformation) in numerischer Form und wird in einem Datenspeicher festgehalten. Nach den elektronischen Bauelementen unterscheidet man herkömmliche Numerikmaschinen mit Relais, Transistoren und integrierten Halbleiterbausteinen, die verdrahtet sind und die logischen Verknüpfungen realisieren (verbindungsprogrammierte Steuerungen), und Numerikmaschinen mit Mikrorechnern (CNC) mit speicherprogrammierten Schaltfunktionen (speicherprogrammierbare Steuerungen). Numerikmaschinen können mit einem zentralen Prozessrechner verbunden sein, der ihnen die Programme übermittelt (DNC). Durch Vergleich der programmierten Steuerdaten, aus denen nach festen Rechenregeln durch »Interpolation« die Lage-Soll-Werte errechnet werden, mit den durch ein Messsystem an der Werkzeugmaschine ermittelten Istwerten wird die Steuerung der Werkzeugmaschine und damit die Realisierung der gewünschten Werkstückform möglich. Eine Ergänzung erfahren die NC-Steuerungen durch die AC-Funktion (AC, Abkürzung für englisch adaptive control), die während der Bearbeitung eine ständige Korrektur der Bearbeitungswerte (z. B. Zustellung, Vorschubgeschwindigkeit) bewirkt, durch integrierte Messeinrichtungen, z. B. zur Kompensation von Verschleiß, sowie durch die Betriebsdatenerfassung, mit deren Hilfe organisatorische Daten gewonnen werden. In Abhängigkeit von der zu erzeugenden geometrischen Form unterscheidet man Punktsteuerung (Steuerung der Relativbewegung von Werkzeugen und Werkstücken auf einzelne, definierte Punkte), Streckensteuerung (Steuerung der achsparallelen Bewegung des Maschinenschlittens in jeweils einer Achse zwischen zwei definierten Punkten; mehrere Achsen können durch die Steuerung gleichzeitig gefahren werden) und Bahnsteuerung, für die gilt, dass mehrere Achsen der Maschine gleichzeitig gefahren werden, wobei das Werkzeug im Eingriff ist. Somit können beliebige Formen erzeugt werden.

 

Mithilfe eines NC-Systems kann die Steuerung einer Werkzeugmaschine für ein einzelnes Verfahren (z. B. NC-Drehautomat, NC-Fräsmaschine) oder auch eines NC-Bearbeitungszentrums erfolgen, in dem ein Werkstück in einer Aufspannung nach mehreren Fertigungsverfahren bearbeitet werden kann. Die Werkstücke werden meist auf einer Palette aufgespannt, und das fertig bearbeitete Werkstück wird mit der Palette automatisch ausgetauscht. Im Werkzeugspeicher ist eine große Zahl von Werkzeugen (z. B. 40, 80 oder mehr) für die Dreh-, Bohr-, Senk-, Reib-, Gewindeschneid- und Fräsbearbeitung enthalten. Während der Bearbeitung bringt der Werkzeugspeicher das Werkzeug für die nächste Bearbeitungsstufe in Wechselstellung, der Wechsel selbst erfolgt automatisch. Die NC-Bearbeitungszentren zeichnen sich v. a. durch ihre Flexibilität aus und können auch für Kleinserien verwendet werden.