Welche Maßnahmen können Sie ergreifen, um die Lebensdauer Ihrer CNC-Werkzeugmaschinen zu verlängern?

Zusammenfassung: Dieser Artikel untersucht ausführlich das Konzept und die Merkmale der CNC-Bearbeitung sowie die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu den bearbeitungstechnischen Vorschriften herkömmlicher Werkzeugmaschinen. Er befasst sich insbesondere mit den Vorsichtsmaßnahmen nach der Bearbeitung an CNC-Werkzeugmaschinen, einschließlich Aspekten wie Reinigung und Wartung der Werkzeugmaschine, Inspektion und Austausch der Ölabstreifer an den Führungsschienen, Handhabung von Schmieröl und Kühlmittel sowie Abschaltsequenzen. Darüber hinaus werden die Grundsätze für Inbetriebnahme und Betrieb von CNC-Werkzeugmaschinen, Betriebsspezifikationen und wichtige Sicherheitsaspekte detailliert vorgestellt. Ziel ist es, Technikern und Bedienern im Bereich der CNC-Bearbeitung umfassende und systematische technische Anleitungen zu bieten, um einen effizienten Betrieb und eine lange Lebensdauer der CNC-Werkzeugmaschinen zu gewährleisten.

Die CNC-Bearbeitung nimmt in der modernen mechanischen Fertigung eine äußerst wichtige Stellung ein. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigungsindustrie steigen die Anforderungen an Präzision, Effizienz und Flexibilität der Teilebearbeitung. Dank ihrer Vorteile wie digitaler Steuerung, hohem Automatisierungsgrad und hoher Bearbeitungspräzision hat sich die CNC-Bearbeitung zu einer Schlüsseltechnologie für die Bearbeitung komplexer Teile entwickelt. Um die Effizienz von CNC-Werkzeugmaschinen voll auszuschöpfen und ihre Lebensdauer zu verlängern, ist es jedoch nicht nur notwendig, die CNC-Bearbeitungstechnologie gründlich zu verstehen, sondern auch die Spezifikationsanforderungen der CNC-Werkzeugmaschinen in Bezug auf Betrieb, Wartung und Instandhaltung strikt einzuhalten.

CNC-Bearbeitung ist ein fortschrittliches mechanisches Bearbeitungsverfahren, das die Bewegung von Teilen und Schneidwerkzeugen mithilfe digitaler Informationen auf CNC-Werkzeugmaschinen präzise steuert. Im Vergleich zur herkömmlichen Werkzeugmaschinenbearbeitung bietet es erhebliche Vorteile. Bei Bearbeitungsaufgaben mit variabler Teilevielfalt, kleinen Chargen, komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen zeigt die CNC-Bearbeitung hohe Anpassungsfähigkeit und Verarbeitungskapazitäten. Bei der herkömmlichen Werkzeugmaschinenbearbeitung sind häufiges Auswechseln von Vorrichtungen und Anpassen der Bearbeitungsparameter erforderlich. CNC-Bearbeitung hingegen kann alle Drehprozesse programmgesteuert durch einmaliges Spannen kontinuierlich und automatisch abschließen. Dies reduziert die Nebenzeiten erheblich und verbessert die Stabilität der Bearbeitungseffizienz und -präzision.
Obwohl die Vorschriften zur Verarbeitungstechnologie von CNC-Werkzeugmaschinen und herkömmlichen Werkzeugmaschinen im Gesamtrahmen im Allgemeinen übereinstimmen (z. B. sind Schritte wie die Analyse von Teilezeichnungen, die Formulierung von Prozessplänen und die Auswahl von Werkzeugen erforderlich), weisen die Automatisierungs- und Präzisionseigenschaften der CNC-Bearbeitung im spezifischen Implementierungsprozess viele einzigartige Merkmale in den Prozessdetails und Betriebsabläufen auf.

Spanabfuhr und Werkzeugmaschinenreinigung
Nach Abschluss der Bearbeitung verbleiben zahlreiche Späne im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine. Werden diese Späne nicht rechtzeitig entfernt, können sie in bewegliche Teile wie Führungsschienen und Leitspindeln der Werkzeugmaschine gelangen, den Verschleiß der Teile erhöhen und die Präzision und Bewegungsleistung der Werkzeugmaschine beeinträchtigen. Daher sollten Bediener Spezialwerkzeuge wie Bürsten und Eisenhaken verwenden, um Späne von Werkbank, Vorrichtungen, Schneidwerkzeugen und der Umgebung der Werkzeugmaschine vorsichtig zu entfernen. Beim Entfernen der Späne ist darauf zu achten, dass die Schutzbeschichtung der Werkzeugmaschine nicht durch Späne zerkratzt wird.
Nach der Spanentfernung müssen alle Teile der Werkzeugmaschine, einschließlich Gehäuse, Bedienfeld und Führungsschienen, mit einem sauberen, weichen Tuch abgewischt werden, um sicherzustellen, dass sich keine Öl-, Wasser- oder Spanrückstände auf der Oberfläche der Werkzeugmaschine befinden und die Werkzeugmaschine und ihre Umgebung sauber bleiben. Dies trägt nicht nur dazu bei, das gepflegte Erscheinungsbild der Werkzeugmaschine zu erhalten, sondern verhindert auch, dass sich Staub und Verunreinigungen auf der Oberfläche der Werkzeugmaschine ansammeln und in die elektrische Anlage und die mechanischen Getriebeteile im Inneren der Werkzeugmaschine gelangen. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen.

Bedeutung von Ölabstreiferplatten und wichtige Punkte für Inspektion und Austausch
Die Ölabstreiferplatten an den Führungsschienen von CNC-Werkzeugmaschinen spielen eine wichtige Rolle bei der Schmierung und Reinigung der Führungsschienen. Während des Bearbeitungsprozesses reiben die Ölabstreiferplatten kontinuierlich an den Führungsschienen und unterliegen mit der Zeit einem Verschleiß. Sobald die Ölabstreiferplatten stark abgenutzt sind, können sie das Schmieröl nicht mehr effektiv und gleichmäßig auf die Führungsschienen auftragen. Dies führt zu einer schlechten Schmierung der Führungsschienen, erhöhter Reibung und beschleunigtem Verschleiß der Führungsschienen, was die Positioniergenauigkeit und Laufruhe der Werkzeugmaschine beeinträchtigt.
Daher sollten Bediener nach jeder Bearbeitung den Verschleißzustand der Ölabstreiferplatten an den Führungsschienen überprüfen. Dabei lässt sich feststellen, ob die Oberfläche der Ölabstreiferplatten sichtbare Schäden wie Kratzer, Risse oder Verformungen aufweist. Gleichzeitig ist zu prüfen, ob der Kontakt zwischen den Ölabstreiferplatten und den Führungsschienen dicht und gleichmäßig ist. Bei leichtem Verschleiß der Ölabstreiferplatten können entsprechende Anpassungen oder Reparaturen vorgenommen werden. Bei starkem Verschleiß müssen rechtzeitig neue Ölabstreiferplatten ausgetauscht werden, um sicherzustellen, dass die Führungsschienen stets gut geschmiert und funktionsfähig sind.

Überwachung und Behandlung der Zustände von Schmieröl und Kühlmittel
Schmieröl und Kühlmittel sind für den normalen Betrieb von CNC-Werkzeugmaschinen unverzichtbar. Schmieröl wird hauptsächlich zur Schmierung beweglicher Teile wie Führungsschienen, Leitspindeln und Spindeln der Werkzeugmaschine verwendet, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren und die flexible Bewegung sowie hochpräzise Funktion der Teile zu gewährleisten. Kühlmittel dient zur Kühlung und Spanabfuhr während des Bearbeitungsprozesses, um Schäden an Schneidwerkzeugen und Werkstücken durch hohe Temperaturen zu vermeiden. Gleichzeitig spült es die bei der Bearbeitung entstehenden Späne weg und hält den Bearbeitungsbereich sauber.
Nach Abschluss der Bearbeitung müssen die Bediener den Zustand von Schmieröl und Kühlmittel überprüfen. Beim Schmieröl ist zu prüfen, ob der Ölstand im Normbereich liegt. Ist der Ölstand zu niedrig, sollte rechtzeitig Schmieröl der entsprechenden Spezifikation nachgefüllt werden. Überprüfen Sie gleichzeitig, ob Farbe, Transparenz und Viskosität des Schmieröls normal sind. Verfärbt sich das Schmieröl schwarz, trübt sich oder ändert sich die Viskosität deutlich, kann dies darauf hinweisen, dass sich die Qualität des Schmieröls verschlechtert hat und rechtzeitig ausgetauscht werden muss, um die Schmierwirkung sicherzustellen.
Bei Kühlmitteln ist es wichtig, Füllstand, Konzentration und Sauberkeit zu überprüfen. Bei unzureichendem Füllstand sollte Kühlmittel nachgefüllt werden. Eine ungeeignete Konzentration beeinträchtigt die Kühlwirkung und den Rostschutz. Anpassungen sollten der tatsächlichen Situation angepasst werden. Zu viele Späne im Kühlmittel verringern die Kühl- und Schmierleistung und können sogar die Kühlrohre verstopfen. In diesem Fall muss das Kühlmittel gefiltert oder ausgetauscht werden, um eine normale Zirkulation und eine gute Kühlumgebung für die Bearbeitung der Werkzeugmaschine zu gewährleisten.

Der richtige Ausschaltvorgang und seine Bedeutung
Die Abschaltsequenz von CNC-Werkzeugmaschinen ist für den Schutz der elektrischen Anlage und der Datenspeicherung von entscheidender Bedeutung. Nach Abschluss der Bearbeitung sollten das Bedienfeld der Maschine und die Hauptstromversorgung nacheinander abgeschaltet werden. Durch das Abschalten des Bedienfelds kann die Steuerung der Werkzeugmaschine Vorgänge wie die Speicherung aktueller Daten und die Selbstprüfung des Systems systematisch durchführen und so Datenverlust oder Systemausfälle durch einen plötzlichen Stromausfall vermeiden. Beispielsweise aktualisieren und speichern einige CNC-Werkzeugmaschinen Bearbeitungsparameter, Werkzeugkompensationsdaten usw. während des Bearbeitungsprozesses in Echtzeit. Wird die Hauptstromversorgung direkt abgeschaltet, können diese nicht gespeicherten Daten verloren gehen, was die Präzision und Effizienz der nachfolgenden Bearbeitung beeinträchtigt.
Schalten Sie nach dem Ausschalten des Bedienfelds die Hauptstromversorgung aus, um die sichere Abschaltung des gesamten elektrischen Systems der Werkzeugmaschine zu gewährleisten und elektromagnetische Schläge oder andere elektrische Störungen durch das plötzliche Ausschalten elektrischer Komponenten zu vermeiden. Die korrekte Abschaltsequenz ist eine der Grundvoraussetzungen für die Wartung von CNC-Werkzeugmaschinen und trägt dazu bei, die Lebensdauer des elektrischen Systems der Werkzeugmaschine zu verlängern und den stabilen Betrieb der Werkzeugmaschine sicherzustellen.

Startsequenz mit Nullstellung, manuellem Betrieb, Tippbetrieb und automatischem Betrieb und deren Prinzip
Beim Anfahren einer CNC-Werkzeugmaschine sind die Prinzipien der Nullstellung (außer bei Sonderanforderungen), des manuellen Betriebs, des Tippbetriebs und des automatischen Betriebs zu beachten. Die Nullstellung bewirkt, dass die Koordinatenachsen der Werkzeugmaschine in die Ausgangsposition des Koordinatensystems der Werkzeugmaschine zurückkehren, was die Grundlage für die Erstellung des Koordinatensystems der Werkzeugmaschine bildet. Durch die Nullstellung kann die Werkzeugmaschine die Startpositionen jeder Koordinatenachse bestimmen und so einen Maßstab für die anschließende präzise Bewegungssteuerung schaffen. Wird die Nullstellung nicht durchgeführt, kann es aufgrund der Unkenntnis der aktuellen Position zu Bewegungsabweichungen der Werkzeugmaschine kommen, was die Bearbeitungspräzision beeinträchtigt und sogar zu Kollisionen führen kann.
Nach Abschluss der Nullstellung erfolgt der manuelle Betrieb. Im manuellen Betrieb kann der Bediener jede Koordinatenachse der Werkzeugmaschine einzeln steuern und so überprüfen, ob die Bewegung der Werkzeugmaschine normal verläuft, z. B. ob die Bewegungsrichtung der Koordinatenachsen korrekt ist und ob die Bewegungsgeschwindigkeit stabil ist. Dieser Schritt hilft, mögliche mechanische oder elektrische Probleme der Werkzeugmaschine vor der eigentlichen Bearbeitung zu erkennen und rechtzeitig Anpassungen und Reparaturen vorzunehmen.
Beim Kriechbetrieb werden die Koordinatenachsen manuell mit geringerer Geschwindigkeit und über eine kurze Distanz bewegt, wodurch die Bewegungspräzision und Empfindlichkeit der Werkzeugmaschine weiter überprüft werden. Durch den Kriechbetrieb lässt sich die Reaktionssituation der Werkzeugmaschine bei langsamer Bewegung genauer beobachten, z. B. ob die Übertragung der Leitspindel reibungslos verläuft und ob die Reibung der Führungsschiene gleichmäßig ist.
Abschließend wird der automatische Betrieb durchgeführt. Das heißt, das Bearbeitungsprogramm wird in die Steuerung der Werkzeugmaschine eingegeben, und die Werkzeugmaschine führt die Bearbeitung der Teile automatisch gemäß dem Programm aus. Erst nachdem durch die vorherigen Vorgänge wie Nullstellung, manueller Betrieb und Kriechbetrieb sichergestellt wurde, dass die gesamte Leistung der Werkzeugmaschine normal ist, kann die automatische Bearbeitung durchgeführt werden, um die Sicherheit und Präzision des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten.

Betriebssequenz für niedrige, mittlere und hohe Geschwindigkeit und ihre Notwendigkeit
Der Betrieb der Werkzeugmaschine sollte nach dem Prinzip „niedrige Geschwindigkeit, mittlere Geschwindigkeit, dann hohe Geschwindigkeit“ erfolgen. Die Laufzeit bei niedriger und mittlerer Geschwindigkeit sollte mindestens 2 bis 3 Minuten betragen. Nach dem Start muss jedes Teil der Werkzeugmaschine vorgewärmt werden, insbesondere die wichtigsten beweglichen Teile wie Spindel, Leitspindel und Führungsschiene. Durch den Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit erwärmen sich diese Teile allmählich, sodass das Schmieröl gleichmäßig auf alle Reibflächen verteilt wird. Dies reduziert Reibung und Verschleiß beim Kaltstart. Gleichzeitig hilft der Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit, die Betriebsstabilität der Werkzeugmaschine im Niedriggeschwindigkeitszustand zu überprüfen, z. B. auf ungewöhnliche Vibrationen und Geräusche.
Nach einer Phase mit niedriger Geschwindigkeit wird auf mittleren Geschwindigkeitsbetrieb umgeschaltet. Der mittlere Geschwindigkeitsbetrieb kann die Temperatur der Teile weiter erhöhen, um sie in einen geeigneteren Betriebszustand zu bringen. Gleichzeitig kann die Leistung der Werkzeugmaschine bei mittlerer Geschwindigkeit getestet werden, beispielsweise die Drehzahlstabilität der Spindel und die Reaktionsgeschwindigkeit des Vorschubsystems. Wenn während des Betriebs mit niedriger und mittlerer Geschwindigkeit eine abnormale Situation der Werkzeugmaschine festgestellt wird, kann diese rechtzeitig zur Inspektion und Reparatur angehalten werden, um schwerwiegende Ausfälle im Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu vermeiden.
Wenn festgestellt wird, dass während des Betriebs der Werkzeugmaschine mit niedriger und mittlerer Geschwindigkeit keine abnormalen Situationen vorliegen, kann die Geschwindigkeit schrittweise auf hohe Geschwindigkeit erhöht werden. Der Hochgeschwindigkeitsbetrieb ist für CNC-Werkzeugmaschinen der Schlüssel zur Entfaltung ihrer hocheffizienten Bearbeitungsfähigkeiten. Er kann jedoch nur durchgeführt werden, nachdem die Werkzeugmaschine vollständig vorgewärmt und ihre Leistung getestet wurde, um die Präzision, Stabilität und Zuverlässigkeit der Werkzeugmaschine während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs zu gewährleisten, die Lebensdauer der Werkzeugmaschine zu verlängern und gleichzeitig die Qualität der bearbeiteten Teile und die Bearbeitungseffizienz sicherzustellen.

Betriebsvorschriften für Werkstücke und Schneidwerkzeuge
Das Schlagen, Korrigieren oder Modifizieren von Werkstücken auf Spannfuttern oder zwischen Spitzen ist strengstens untersagt. Solche Vorgänge an Spannfuttern und Spitzen können die Positioniergenauigkeit der Werkzeugmaschine beeinträchtigen, die Oberflächen von Spannfuttern und Spitzen beschädigen und deren Spanngenauigkeit und Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Beim Spannen von Werkstücken ist vor dem nächsten Schritt sicherzustellen, dass die Werkstücke und Schneidwerkzeuge fest eingespannt sind. Nicht eingespannte Werkstücke oder Schneidwerkzeuge können sich während des Bearbeitungsprozesses lösen, verschieben oder sogar herausfliegen, was nicht nur zur Verschrottung der bearbeiteten Teile führt, sondern auch eine ernsthafte Gefahr für die persönliche Sicherheit der Bediener darstellt.
Bediener müssen die Maschine anhalten, wenn sie Schneidwerkzeuge oder Werkstücke austauschen, Werkstücke einstellen oder die Werkzeugmaschine während der Arbeit verlassen. Das Ausführen dieser Vorgänge während des Betriebs der Werkzeugmaschine kann durch versehentlichen Kontakt mit den beweglichen Teilen der Werkzeugmaschine zu Unfällen führen und auch zu Schäden an Schneidwerkzeugen oder Werkstücken führen. Durch das Anhalten der Maschine können Bediener Schneidwerkzeuge und Werkstücke sicher austauschen und einstellen und die Stabilität der Werkzeugmaschine und des Bearbeitungsprozesses gewährleisten.

Wartung von Versicherungs- und Sicherheitsschutzvorrichtungen
Die Sicherheits- und Schutzvorrichtungen an CNC-Werkzeugmaschinen sind wichtige Einrichtungen für den sicheren Betrieb der Werkzeugmaschinen und die persönliche Sicherheit der Bediener. Bediener dürfen die Maschinen nicht nach Belieben zerlegen oder bewegen. Zu diesen Vorrichtungen gehören Überlastschutzvorrichtungen, Endschalter und Schutztüren. Die Überlastschutzvorrichtung kann bei Überlastung der Werkzeugmaschine automatisch die Stromzufuhr unterbrechen, um Schäden an der Werkzeugmaschine durch Überlastung zu verhindern. Der Endschalter kann den Bewegungsbereich der Koordinatenachsen der Werkzeugmaschine begrenzen, um Kollisionsunfälle durch Überfahren zu vermeiden. Die Schutztür kann wirksam verhindern, dass während des Bearbeitungsprozesses Späne spritzen und Kühlmittel austritt und den Bedienern Schaden zufügt.
Werden diese Sicherheits- und Schutzvorrichtungen nach Belieben demontiert oder verschoben, verringert sich die Sicherheit der Werkzeugmaschine erheblich, und es können verschiedene Sicherheitsunfälle auftreten. Daher sollten Bediener regelmäßig die Integrität und Wirksamkeit dieser Vorrichtungen überprüfen, z. B. die Dichtheit der Schutztür und die Empfindlichkeit des Endschalters, um sicherzustellen, dass sie während des Betriebs der Werkzeugmaschine ihre normale Funktion erfüllen können.

Bedeutung und Funktionsweise der Programmverifizierung
Vor Beginn der Bearbeitung einer CNC-Werkzeugmaschine muss mithilfe der Programmüberprüfung überprüft werden, ob das verwendete Programm dem zu bearbeitenden Teil entspricht. Nach der Fehlerfreiheit kann die Schutzabdeckung geschlossen und die Werkzeugmaschine mit der Bearbeitung des Teils gestartet werden. Die Programmüberprüfung ist ein wichtiges Bindeglied zur Vermeidung von Bearbeitungsunfällen und Teileverschrottung durch Programmfehler. Nach der Eingabe des Programms in die Werkzeugmaschine kann die Werkzeugmaschine mithilfe der Programmüberprüfungsfunktion die Bewegungsbahn des Schneidwerkzeugs ohne tatsächliches Schneiden simulieren und das Programm auf Grammatikfehler, die Sinnhaftigkeit des Schneidwerkzeugpfads und die Richtigkeit der Bearbeitungsparameter prüfen.
Bei der Programmüberprüfung sollten Bediener die simulierte Bewegungsbahn des Schneidwerkzeugs sorgfältig beobachten und mit der Teilezeichnung vergleichen, um sicherzustellen, dass der Schneidwerkzeugpfad die gewünschte Form und Größe des Teils präzise bearbeitet. Sollten im Programm Probleme auftreten, sollten diese rechtzeitig korrigiert und behoben werden, bis die Programmüberprüfung korrekt ist, bevor die eigentliche Bearbeitung durchgeführt werden kann. Während des Bearbeitungsprozesses sollten Bediener außerdem den Betriebszustand der Werkzeugmaschine genau beobachten. Bei einer abnormalen Situation sollte die Werkzeugmaschine sofort zur Inspektion angehalten werden, um Unfälle zu vermeiden.

Als eine der Kerntechnologien der modernen mechanischen Fertigung beeinflusst die CNC-Bearbeitung maßgeblich den Entwicklungsstand der Fertigungsindustrie hinsichtlich Bearbeitungspräzision, -effizienz und -qualität. Lebensdauer und Leistungsstabilität von CNC-Werkzeugmaschinen hängen nicht nur von der Qualität der Maschinen selbst ab, sondern auch eng mit den Betriebsspezifikationen, der Wartung und dem Sicherheitsbewusstsein der Bediener im täglichen Betrieb zusammen. Durch ein umfassendes Verständnis der Eigenschaften der CNC-Bearbeitungstechnologie und der CNC-Werkzeugmaschinen sowie die strikte Einhaltung der Vorsichtsmaßnahmen nach der Bearbeitung, der Inbetriebnahme- und Betriebsprinzipien, der Betriebsspezifikationen und der Sicherheitsanforderungen kann die Ausfallrate von Werkzeugmaschinen effektiv reduziert, die Lebensdauer verlängert, die Bearbeitungseffizienz und Produktqualität verbessert und Unternehmen einen größeren wirtschaftlichen Nutzen und eine höhere Marktwettbewerbsfähigkeit verschafft werden. Im Zuge der zukünftigen Entwicklung der Fertigungsindustrie und der kontinuierlichen Innovation und Weiterentwicklung der CNC-Technologie sollten Bediener ständig neue Kenntnisse und Fähigkeiten erwerben, um den steigenden Anforderungen der CNC-Bearbeitung gerecht zu werden und die Entwicklung der CNC-Bearbeitungstechnologie voranzutreiben.