Was ist eine CNC-Maschine?
Eine CNC-Maschine ist eine computergesteuerte Fertigungsmaschine. CNC steht für Computer Numerically Controlled. Wir können verschiedene Automatisierungsgrade unterscheiden, nämlich die Automatisierung (1) einer einzelnen Bearbeitung, (2) eines Produkts mit mehreren Bearbeitungen und (3) einer Serie von Produkten mit jeweils einem oder mehreren Bearbeitungsschritten, einschließlich der Zu- und Abfuhr der Produkte.
Automatisierungsgrade
Einzelne NC-Bearbeitungen
In der einfachsten Form der Automatisierung kann (1) eine einzelne Bearbeitung parametrisch eingestellt werden, zum Beispiel indem an einer Bandsäge eine einzelne Sägelänge an einer numerischen Konsole eingegeben wird. Beim Start der Bearbeitung sägt die Maschine das Rohr dann auf das fest eingestellte Maß. Diese Variante nennen wir NC-Steuerung, numerische Steuerung. Da es sich um einen einzelnen Parameter handelt, ist für die Bearbeitung oft kein Computer nötig.
Aufeinanderfolgende CNC-Bearbeitungsschritte
Im zweiten Automatisierungsgrad kann eine Maschine (2) aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte ausführen. Ein Beispiel ist eine Abkantpresse, an der für jedes Produkt ein Zyklus mit mehreren aufeinanderfolgenden Biegewinkeln gestartet wird. Für jeden Biegewinkel sind im CNC-Programm mehrere Parameter festgelegt, etwa Biegewinkel, Presskraft und Position der Hinteranschläge. Durch das Abarbeiten des Programms kann die Abkantpresse jede folgende Biegung beim Abkanten automatisch einstellen. Ab dieser Automatisierungsstufe werden Programme in der Regel zur Wiederverwendung gespeichert. Muss dasselbe Produkt später erneut gefertigt werden, kann das fertige Programm wiederverwendet werden.
CNC einschließlich Materialhandling
Im dritten Automatisierungsgrad kann (3) ein Bearbeitungszyklus einschließlich Materialhandling ausgeführt werden. Bei dieser Variante übernimmt zum Beispiel ein Roboter die Zufuhr eines unbearbeiteten Produkts und die Abfuhr des bearbeiteten Produkts. So kann die CNC-Maschine autonom eine Produktionscharge fertigen. Ein Beispiel für eine CNC-Maschine im dritten Automatisierungsgrad ist eine Stanz-Laser-Kombination oder ein Flachbettlaser mit angeschlossenem automatischem Blechlager. Mithilfe der Automatisierung kann die Maschine autonom mehrere Platten laserschneiden.
FMS-Linie
Von einer FMS-Linie sprechen wir, wenn eine CNC-Maschine mit dem höchsten Automatisierungsgrad an ein Lager für die Zu- und Abfuhr von Material gekoppelt ist und zusätzlich die benötigten Werkzeuge für die verschiedenen Produkte selbst automatisch wechseln kann.
FMS steht dabei für Flexible Manufacturing Solution. Eine FMS-Linie kann vollautomatisch kleine Serien unterschiedlicher Produkte fertigen. Das macht sie zu einem flexiblen Produktionssystem. Das System kann nämlich genau in der Reihenfolge produzieren, die die Planung verlangt. Vierundzwanzig Stunden am Tag, ohne dass die Flexibilität des Systems dadurch eingeschränkt wird, dass in der Nachtschicht ein CNC-Bediener anwesend sein muss, der nachts die Werkzeuge wechselt.
Grundkomponenten
Die drei Grundkomponenten, die eine Maschine CNC-gesteuert machen, sind: (1) Die CNC-Steuerung selbst, zum Beispiel ein Touchscreen mit Computersteuerung und zugehörigen Ein- und Ausgängen wie Fußpedal oder Tastatur. (2) Die Aktoren, die diese Steuerung ansteuert. Mit Aktoren meinen wir Elektromotoren, Hydraulik oder Pneumatik, die die Maschine in Bewegung setzen. Und (3) Sensoren, die den Zustand der Maschine zurückmelden (zum Beispiel die aktuelle Y-Koordinate des Oberbalkens einer Abkantpresse) oder Teil eines Sicherheitskreises sind, um Unfälle zu verhindern (zum Beispiel ein Lichtvorhang).
Die Kombination dieser Komponenten ermöglicht es einer CNC-Maschine, computergesteuert und sicher zu produzieren.
Eine CNC-Maschine kann also jede Maschine sein, die über diese Komponenten verfügt. Es gibt daher zu viele verschiedene Arten von CNC-Maschinen, um sie alle zu nennen. Dennoch einige Beispiele: Laserschneidmaschinen, Stanzmaschinen, Abkantpressen, Pemserter, Dreh- und Fräsmaschinen, Blechwalzen, Punktschweißgeräte, Bolzenschweißgeräte, Koordinatenbohrmaschinen und Schweißroboter.