„Unterschiede und Vorteile zwischen CNC-Werkzeugmaschinen und allgemeinen Werkzeugmaschinen“
In der heutigen mechanischen Bearbeitung nehmen numerische Steuerungstechnik und CNC-Werkzeugmaschinen eine entscheidende Stellung ein. Vereinfacht gesagt ist eine CNC-Werkzeugmaschine eine allgemeine Werkzeugmaschine mit einem zusätzlichen numerischen Steuerungssystem, doch tatsächlich ist sie viel mehr als das. Die numerische Steuerungstechnik ist die modernste Bearbeitungstechnik, die derzeit in der mechanischen Bearbeitungsindustrie eingesetzt wird und verschiedene Kategorien wie CNC-Drehmaschinen, CNC-Fräsmaschinen, CNC-Bohr- und Fräsmaschinen, CNC-Portalbearbeitungszentren und CNC-Drahtschneiden umfasst.
I. Konzept der numerischen Steuerungstechnologie und CNC-Werkzeugmaschinen
Numerische Steuerungstechnik nutzt digitale Programmsignale zur computergestützten Steuerung des Bearbeitungsprozesses von Werkzeugmaschinen. Als Maschinen zur Herstellung von Maschinen können Werkzeugmaschinen selbst Werkzeugmaschinen herstellen und verschiedene Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Hobeln, Schleifen, Bohren, Funkenschneiden, Scheren, Biegen und Laserschneiden anwenden. Der Zweck der mechanischen Bearbeitung besteht darin, Metallrohlinge in die gewünschte Form zu bringen, wobei zwei Aspekte berücksichtigt werden: Maßgenauigkeit und geometrische Genauigkeit. Eine Maschine, die diese Funktionen erfüllen kann, wird als Werkzeugmaschine bezeichnet. Eine CNC-Werkzeugmaschine ist eine hochpräzise und hocheffiziente automatisierte Werkzeugmaschine, die aus einer herkömmlichen Werkzeugmaschine entwickelt wurde. „Numerische Steuerung“ bedeutet digitale Steuerung. Eine CNC-Werkzeugmaschine ist eine automatisierte Werkzeugmaschine, die mit einem Programmsteuerungssystem ausgestattet ist. Dieses System kann durch Steuercodes oder andere symbolische Anweisungen vorgegebene Programme logisch verarbeiten und dekodieren, sodass die Werkzeugmaschine Teile bewegen und bearbeiten kann. Die Steuereinheit einer CNC-Werkzeugmaschine ist ihr Herzstück. Betrieb und Überwachung der CNC-Werkzeugmaschine erfolgen vollständig in dieser numerischen Steuereinheit. Sie ist sozusagen das Gehirn einer CNC-Werkzeugmaschine. Zu den numerischen Steuerungsgeräten, auf die wir uns normalerweise beziehen, gehören hauptsächlich CNC-Drehmaschinen und Bearbeitungszentren.
Numerische Steuerungstechnik nutzt digitale Programmsignale zur computergestützten Steuerung des Bearbeitungsprozesses von Werkzeugmaschinen. Als Maschinen zur Herstellung von Maschinen können Werkzeugmaschinen selbst Werkzeugmaschinen herstellen und verschiedene Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Hobeln, Schleifen, Bohren, Funkenschneiden, Scheren, Biegen und Laserschneiden anwenden. Der Zweck der mechanischen Bearbeitung besteht darin, Metallrohlinge in die gewünschte Form zu bringen, wobei zwei Aspekte berücksichtigt werden: Maßgenauigkeit und geometrische Genauigkeit. Eine Maschine, die diese Funktionen erfüllen kann, wird als Werkzeugmaschine bezeichnet. Eine CNC-Werkzeugmaschine ist eine hochpräzise und hocheffiziente automatisierte Werkzeugmaschine, die aus einer herkömmlichen Werkzeugmaschine entwickelt wurde. „Numerische Steuerung“ bedeutet digitale Steuerung. Eine CNC-Werkzeugmaschine ist eine automatisierte Werkzeugmaschine, die mit einem Programmsteuerungssystem ausgestattet ist. Dieses System kann durch Steuercodes oder andere symbolische Anweisungen vorgegebene Programme logisch verarbeiten und dekodieren, sodass die Werkzeugmaschine Teile bewegen und bearbeiten kann. Die Steuereinheit einer CNC-Werkzeugmaschine ist ihr Herzstück. Betrieb und Überwachung der CNC-Werkzeugmaschine erfolgen vollständig in dieser numerischen Steuereinheit. Sie ist sozusagen das Gehirn einer CNC-Werkzeugmaschine. Zu den numerischen Steuerungsgeräten, auf die wir uns normalerweise beziehen, gehören hauptsächlich CNC-Drehmaschinen und Bearbeitungszentren.
II. Unterschiede zwischen CNC-Werkzeugmaschinen und allgemeinen Werkzeugmaschinen
(1) Bearbeitungseffizienz
Deutliche Verbesserung der Produktivität
CNC-Werkzeugmaschinen können die Produktivität deutlich steigern. Nach dem Einspannen des Werkstücks geben Sie das vorprogrammierte Bearbeitungsprogramm ein, und die Werkzeugmaschine führt den Bearbeitungsprozess automatisch aus. Bei einem Werkstückwechsel muss in der Regel nur das CNC-Programm geändert werden, was die Bearbeitungszeit deutlich verkürzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen lässt sich die Produktivität von CNC-Werkzeugmaschinen um ein Vielfaches oder mehr steigern. Im Bearbeitungsprozess herkömmlicher Werkzeugmaschinen sind häufig manuelle Eingriffe und Anpassungen erforderlich, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist relativ gering. CNC-Werkzeugmaschinen hingegen ermöglichen eine kontinuierliche und automatische Bearbeitung, wodurch Pausen- und Wartezeiten im Bearbeitungsprozess reduziert und die Produktionseffizienz deutlich gesteigert werden.
(2) Bearbeitungsgenauigkeit
Extrem hohe Bearbeitungsgenauigkeit und stabile Produktqualität
CNC-Werkzeugmaschinen zeichnen sich durch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und eine sehr stabile Produktqualität aus. Dies liegt daran, dass CNC-Werkzeugmaschinen automatisch nach Programmen bearbeiten und die Bearbeitungsgenauigkeit zudem softwareseitig korrigiert und kompensiert werden kann. Nahezu alle hochpräzisen, anspruchsvollen und hochmodernen Produkte werden in verschiedenen Unternehmen mit CNC-Werkzeugmaschinen bearbeitet und hergestellt. Die Bearbeitungsgenauigkeit allgemeiner Werkzeugmaschinen wird von mehreren Faktoren beeinflusst, wie z. B. dem technischen Niveau des Bedieners und der Präzisionsstabilität der Werkzeugmaschine, was die Gewährleistung hochpräziser Bearbeitungsanforderungen erschwert. Durch die präzise Steuerung numerischer Steuerungssysteme können CNC-Werkzeugmaschinen eine Bearbeitungsgenauigkeit im Mikrometerbereich oder sogar noch höher erreichen und so sicherstellen, dass die Maß- und geometrische Genauigkeit der Produkte strengen Anforderungen entspricht.
(3) Automatisierungsgrad
Hoher Automatisierungsgrad reduziert Arbeitsintensität
Der Automatisierungsgrad von CNC-Werkzeugmaschinen ist hoch, was die Arbeitsintensität erheblich reduziert und die Grenze zwischen körperlicher und geistiger Arbeit weitgehend verwischt. Bei der Bedienung allgemeiner Werkzeugmaschinen müssen Bediener zahlreiche manuelle Tätigkeiten ausführen, wie z. B. das Einstellen von Werkzeugen, die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit und die Steuerung des Bearbeitungsprozesses, was zu einer hohen Arbeitsintensität führt. Bei CNC-Werkzeugmaschinen hingegen muss der Bediener lediglich Programme eingeben und die notwendige Überwachung durchführen, und die Werkzeugmaschine kann den Bearbeitungsprozess automatisch abschließen. Der Arbeitsprozess von CNC-Werkzeugmaschinenbedienern ist hochtechnologisch und stellt höhere Anforderungen an die Qualität der Bediener und höhere technische Anforderungen an das Wartungspersonal. Personen, die CNC-Werkzeugmaschinen bedienen können, werden als „Gray Collars“ bezeichnet; Personen, die sich mit der Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen auskennen, werden als „Silver Collars“ bezeichnet; und Personen, die sowohl Bedienung als auch Wartung beherrschen und über umfassende Kenntnisse in der numerischen Steuerung verfügen, werden als „Gold Collars“ bezeichnet.
(1) Bearbeitungseffizienz
Deutliche Verbesserung der Produktivität
CNC-Werkzeugmaschinen können die Produktivität deutlich steigern. Nach dem Einspannen des Werkstücks geben Sie das vorprogrammierte Bearbeitungsprogramm ein, und die Werkzeugmaschine führt den Bearbeitungsprozess automatisch aus. Bei einem Werkstückwechsel muss in der Regel nur das CNC-Programm geändert werden, was die Bearbeitungszeit deutlich verkürzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen lässt sich die Produktivität von CNC-Werkzeugmaschinen um ein Vielfaches oder mehr steigern. Im Bearbeitungsprozess herkömmlicher Werkzeugmaschinen sind häufig manuelle Eingriffe und Anpassungen erforderlich, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist relativ gering. CNC-Werkzeugmaschinen hingegen ermöglichen eine kontinuierliche und automatische Bearbeitung, wodurch Pausen- und Wartezeiten im Bearbeitungsprozess reduziert und die Produktionseffizienz deutlich gesteigert werden.
(2) Bearbeitungsgenauigkeit
Extrem hohe Bearbeitungsgenauigkeit und stabile Produktqualität
CNC-Werkzeugmaschinen zeichnen sich durch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und eine sehr stabile Produktqualität aus. Dies liegt daran, dass CNC-Werkzeugmaschinen automatisch nach Programmen bearbeiten und die Bearbeitungsgenauigkeit zudem softwareseitig korrigiert und kompensiert werden kann. Nahezu alle hochpräzisen, anspruchsvollen und hochmodernen Produkte werden in verschiedenen Unternehmen mit CNC-Werkzeugmaschinen bearbeitet und hergestellt. Die Bearbeitungsgenauigkeit allgemeiner Werkzeugmaschinen wird von mehreren Faktoren beeinflusst, wie z. B. dem technischen Niveau des Bedieners und der Präzisionsstabilität der Werkzeugmaschine, was die Gewährleistung hochpräziser Bearbeitungsanforderungen erschwert. Durch die präzise Steuerung numerischer Steuerungssysteme können CNC-Werkzeugmaschinen eine Bearbeitungsgenauigkeit im Mikrometerbereich oder sogar noch höher erreichen und so sicherstellen, dass die Maß- und geometrische Genauigkeit der Produkte strengen Anforderungen entspricht.
(3) Automatisierungsgrad
Hoher Automatisierungsgrad reduziert Arbeitsintensität
Der Automatisierungsgrad von CNC-Werkzeugmaschinen ist hoch, was die Arbeitsintensität erheblich reduziert und die Grenze zwischen körperlicher und geistiger Arbeit weitgehend verwischt. Bei der Bedienung allgemeiner Werkzeugmaschinen müssen Bediener zahlreiche manuelle Tätigkeiten ausführen, wie z. B. das Einstellen von Werkzeugen, die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit und die Steuerung des Bearbeitungsprozesses, was zu einer hohen Arbeitsintensität führt. Bei CNC-Werkzeugmaschinen hingegen muss der Bediener lediglich Programme eingeben und die notwendige Überwachung durchführen, und die Werkzeugmaschine kann den Bearbeitungsprozess automatisch abschließen. Der Arbeitsprozess von CNC-Werkzeugmaschinenbedienern ist hochtechnologisch und stellt höhere Anforderungen an die Qualität der Bediener und höhere technische Anforderungen an das Wartungspersonal. Personen, die CNC-Werkzeugmaschinen bedienen können, werden als „Gray Collars“ bezeichnet; Personen, die sich mit der Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen auskennen, werden als „Silver Collars“ bezeichnet; und Personen, die sowohl Bedienung als auch Wartung beherrschen und über umfassende Kenntnisse in der numerischen Steuerung verfügen, werden als „Gold Collars“ bezeichnet.
III. Vorteile von CNC-Werkzeugmaschinen
(1) Anpassung an die Produktion von mehreren Sorten und Kleinserien
Mit der Diversifizierung der Marktnachfrage ist die Produktion von Vielfältigkeit und Kleinserien zu einem wichtigen Merkmal der modernen Fertigung geworden. CNC-Werkzeugmaschinen können das Bearbeitungsprogramm von Teilen schnell an die Bearbeitungsanforderungen verschiedener Teile anpassen, ohne dass komplexe Werkzeuganpassungen und Werkzeugwechsel erforderlich sind. Dies bietet CNC-Werkzeugmaschinen offensichtliche Vorteile bei der Produktion von Vielfältigkeit und Kleinserien, was den Produktionszyklus erheblich verkürzen und die Produktionskosten senken kann.
(2) Starke Verarbeitungsfähigkeit für komplexe Teile
Für Teile mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen verfügen CNC-Werkzeugmaschinen über leistungsstarke Bearbeitungsmöglichkeiten. Durch Technologien wie Mehrachsenkopplung und komplexe Werkzeugwegsteuerung können CNC-Werkzeugmaschinen komplexe Teile hochpräzise bearbeiten. Bei der Bearbeitung komplexer Teile mit herkömmlichen Werkzeugmaschinen sind häufig mehrere Prozesse und mehrere Aufspannungen erforderlich, was die Bearbeitung erschwert und die Genauigkeit schwer zu gewährleisten macht.
(3) Verbesserung der Produktqualitätskonsistenz
CNC-Werkzeugmaschinen zeichnen sich durch hohe Bearbeitungsgenauigkeit und gute Stabilität aus, wodurch eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet wird. In der Serienproduktion können CNC-Werkzeugmaschinen sicherstellen, dass die Maßgenauigkeit und die geometrische Genauigkeit jedes Teils innerhalb eines strengen Kontrollbereichs liegen. Dadurch werden Qualitätsunterschiede durch menschliche Faktoren und instabile Werkzeugmaschinen vermieden. Dies ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Marktwettbewerbsfähigkeit von Produkten.
(4) Erleichterung der Realisierung der Produktionsmanagementinformatisierung
CNC-Werkzeugmaschinen können an Computernetzwerke angeschlossen werden, um die Informatisierung des Produktionsmanagements zu realisieren. Über die Kommunikationsschnittstelle des CNC-Systems können Informationen wie Betriebszustand und Bearbeitungsfortschritt der Werkzeugmaschine in Echtzeit an das Produktionsmanagementsystem übertragen werden. Dies erleichtert die Produktionsplanung und Qualitätsüberwachung durch die Manager. Gleichzeitig kann die Verwaltung und Übertragung von CNC-Programmen über das Netzwerk erfolgen, was die Produktionseffizienz und das Managementniveau verbessert.
(1) Anpassung an die Produktion von mehreren Sorten und Kleinserien
Mit der Diversifizierung der Marktnachfrage ist die Produktion von Vielfältigkeit und Kleinserien zu einem wichtigen Merkmal der modernen Fertigung geworden. CNC-Werkzeugmaschinen können das Bearbeitungsprogramm von Teilen schnell an die Bearbeitungsanforderungen verschiedener Teile anpassen, ohne dass komplexe Werkzeuganpassungen und Werkzeugwechsel erforderlich sind. Dies bietet CNC-Werkzeugmaschinen offensichtliche Vorteile bei der Produktion von Vielfältigkeit und Kleinserien, was den Produktionszyklus erheblich verkürzen und die Produktionskosten senken kann.
(2) Starke Verarbeitungsfähigkeit für komplexe Teile
Für Teile mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen verfügen CNC-Werkzeugmaschinen über leistungsstarke Bearbeitungsmöglichkeiten. Durch Technologien wie Mehrachsenkopplung und komplexe Werkzeugwegsteuerung können CNC-Werkzeugmaschinen komplexe Teile hochpräzise bearbeiten. Bei der Bearbeitung komplexer Teile mit herkömmlichen Werkzeugmaschinen sind häufig mehrere Prozesse und mehrere Aufspannungen erforderlich, was die Bearbeitung erschwert und die Genauigkeit schwer zu gewährleisten macht.
(3) Verbesserung der Produktqualitätskonsistenz
CNC-Werkzeugmaschinen zeichnen sich durch hohe Bearbeitungsgenauigkeit und gute Stabilität aus, wodurch eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet wird. In der Serienproduktion können CNC-Werkzeugmaschinen sicherstellen, dass die Maßgenauigkeit und die geometrische Genauigkeit jedes Teils innerhalb eines strengen Kontrollbereichs liegen. Dadurch werden Qualitätsunterschiede durch menschliche Faktoren und instabile Werkzeugmaschinen vermieden. Dies ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Marktwettbewerbsfähigkeit von Produkten.
(4) Erleichterung der Realisierung der Produktionsmanagementinformatisierung
CNC-Werkzeugmaschinen können an Computernetzwerke angeschlossen werden, um die Informatisierung des Produktionsmanagements zu realisieren. Über die Kommunikationsschnittstelle des CNC-Systems können Informationen wie Betriebszustand und Bearbeitungsfortschritt der Werkzeugmaschine in Echtzeit an das Produktionsmanagementsystem übertragen werden. Dies erleichtert die Produktionsplanung und Qualitätsüberwachung durch die Manager. Gleichzeitig kann die Verwaltung und Übertragung von CNC-Programmen über das Netzwerk erfolgen, was die Produktionseffizienz und das Managementniveau verbessert.
IV. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CNC-Werkzeugmaschinen im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen erhebliche Vorteile hinsichtlich Bearbeitungseffizienz, Bearbeitungsgenauigkeit und Automatisierungsgrad bieten. Die Entstehung und Entwicklung von CNC-Werkzeugmaschinen hat den Fortschritt der mechanischen Bearbeitungsindustrie maßgeblich vorangetrieben und die Entwicklung der modernen Fertigung maßgeblich unterstützt. Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt wird sich die Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen weiter verbessern und ihr Anwendungsspektrum wird sich stetig erweitern. CNC-Werkzeugmaschinen werden auch in der zukünftigen Fertigungsindustrie eine wichtige Rolle spielen und zu einem der Schlüsselinstrumente für die Realisierung intelligenter Fertigung werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CNC-Werkzeugmaschinen im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen erhebliche Vorteile hinsichtlich Bearbeitungseffizienz, Bearbeitungsgenauigkeit und Automatisierungsgrad bieten. Die Entstehung und Entwicklung von CNC-Werkzeugmaschinen hat den Fortschritt der mechanischen Bearbeitungsindustrie maßgeblich vorangetrieben und die Entwicklung der modernen Fertigung maßgeblich unterstützt. Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt wird sich die Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen weiter verbessern und ihr Anwendungsspektrum wird sich stetig erweitern. CNC-Werkzeugmaschinen werden auch in der zukünftigen Fertigungsindustrie eine wichtige Rolle spielen und zu einem der Schlüsselinstrumente für die Realisierung intelligenter Fertigung werden.