Was ist eine CNC-Drehmaschine? Wie richte ich das Drehen der CNC-Drehmaschine ein?

Numerische Steuerung Drehmaschine oder CNC-Drehmaschine bezieht sich auf eine Drehtyp-Werkzeugmaschine, die auf Maschinenteile Rotations verwendet wird unter Verwendung von Computer software, die, um alphanumerische Daten nach dem kartesischen X, Y-Achsen. Es wird in Mengen zu erzeugen, verwendet und mit Präzision, da der Computer die Steuerung ist verantwortlich für die Durchführung des Stücks enthält.

Ein CNC-Drehmaschine kann alle Aufgaben erledigen, die von verschiedenen Arten von Drehmaschinen wie parallel normalerweise fertig sind, kopieren, revolvierende, automatisch und auch vertikal diejenigen. Die Rentabilität hängt von der Art des zu bearbeitenden Teils und der Anzahl der Teile ab, die in einer Serie bearbeitet werden müssen.

Numerische Kontrolle

Die erste Entwicklung im Bereich der numerischen Steuerung führte der amerikanische Erfinder John T. Parsons zusammen mit seinem Mitarbeiter Frank L. Stulen in den 1940er Jahren durch.
Die Numerische Steuerung (CN) ist ein Automatisierung system für Werkzeugmaschinen, bei dem Zahlen, Buchstaben und Symbole verwendet werden. Wenn sich die auszuführende Aufgabe ändert, wird das Anweisung programm geändert.
Die für diese Programme festgelegten Zeichen richten sich nach den Normen DIN 66024 und 66025. Einige der Zeichen sind:
N - entspricht der Block- oder Sequenznummer. Nach dem Buchstaben steht die Nummer der zu programmierenden Sätze. Die Anzahl der Blöcke muss zwischen 1 und 999 liegen.

Funktion

Die Achsen "X" und "Z" können gleichzeitig verschachtelt verfahren werden, was zu einer konischen oder kugelförmigen Bearbeitung je nach Geometrie der Teile führt.
Die Werkzeuge werden in Werkzeughaltern platziert, die an einem Kopf befestigt sind, der bis zu 20 verschiedene Werkzeughalter aufnehmen kann, die nach dem gewählten Programm rotieren, was die Realisierung komplexer Teile erleichtert.
Im Bearbeitung programm können als Parameter die Werkstück kopfdrehzahl, der Vorschub der Längs- und Planschlitten und die Ausführung koordinaten des Teils eingegeben werden. Die Maschine arbeitet mit Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten, die viel höher sind als bei herkömmlichen Drehmaschinen, daher werden Hartmetall- oder Keramik werkzeuge verwendet, um die Materialermüdung zu reduzieren.

Allgemeine Architektur einer CNC-Drehmaschine

Die Eigenschaften von CNC-Drehmaschinen im Vergleich zu einer normalen Universal drehmaschine sind folgende:
Motor und Hauptkopf
Dieser Motor begrenzt die Wirkleistung der Maschine und verursacht die Drehbewegung der Teile. Normalerweise sind aktuelle CNC-Drehmaschinen mit einem Gleichstrommotor ausgestattet, der direkt auf die Spindel wirkt, wobei eine Übertragung durch Riemenscheiben zwischen der Position des Motors und der Spindel angeordnet ist, wodurch jede Art von Übertragung durch Getriebe unnötig ist.
Diese Gleichstrommotoren bieten eine nahezu unendliche Vielfalt an Drehzahlen von Null bis zu einem Maximum, das durch die Eigenschaften des Motors bestimmt wird und mit dem Ausführung programm jedes Teils programmierbar ist. Viele Motoren verfügen über zwei Drehzahlbereiche, einen für langsame und einen für schnelle Drehzahlen, um das günstigste Drehmoment zu erhalten. Die Spindel hat an ihrem Ende die Aufnahme für die entsprechenden Krallenplatten und eine Bohrung um mit einer Stange arbeiten zu können.

Die Eigenschaften von Motor und Hauptspindel einer CNC-Drehmaschine können folgende sein:

Haupt pindel bohrung durchmesser: 100 mm
Hauptspindelnase: DIN 55027 Nr. 8 / Nockenuhr Nr. 8
Morsekegel Nr. 2
Geschwindigkeitsbereich: 2
Variable Spindeldrehzahl: I: 0-564 U/min II: 564-2000 U/min
Motorleistung: 15 kW

Bewegliche Bank und Wagen

Um die schnelle Bewegung der Längs- und Querschlitten zu erleichtern, sind die Führungen, auf denen sie gleiten, angelassen und mit einer Härte in der Größenordnung von 450 HB geschliffen. Diese Führungen verfügen über ein automatisches Dauerschmiersystem.
Die Spindeln der Schlitten bestehen aus gehärteten und geschliffenen Kugeln, die eine hohe Präzision in den Bewegungen gewährleisten. Diese Spindeln arbeiten nach dem Prinzip der Kugelumlaufführung, durch die eine endlose Schnecke mit den jeweiligen Schlitten gekoppelt wird. Wenn sich die endlose Schnecke dreht, bewegt sich der Schlitten in Längsrichtung durch die Führungen des Bettes. Diese Schrauben haben kein Spiel beim Drehrichtungswechsel und bieten wenig Widerstand. Um Schäden durch eine Kollision des Schlittens mit einem Hindernis zu vermeiden, enthalten sie eine Kupplung, die die Baugruppe auskuppelt und die Vorschubkraft stoppt.
Jedes Auto hat einen unabhängigen Motor, der Servomotoren oder Encoder-Motoren sein kann, die sich durch hohe Leistung und hohes Drehmoment bei niedrigen Umdrehungen auszeichnen. Diese Motoren funktionieren wie ein herkömmlicher Wechselstrommotor, jedoch mit einem daran angeschlossenen Encoder. Der Encoder steuert die exakten Umdrehungen des Motors und bremst genau an dem Punkt ab, der die programmierte Position des Werkzeugs markiert.
Andererseits bestimmt die Struktur des Bettes die maximalen Abmessungen der zu bearbeitenden Teile. Beispiel für die Spezifikationen des Bettes einer CNC-Drehmaschine:

Höhe zwischen den Punkten: 375 mm
Auf dem Bett zugelassener Durchmesser: 760 mm
Durchmesser über Längsschlitten 675
Durchmesser auf Querschlitten zugelassen. 470 mm
Arbeit vorschub Z, X-Achse 0-10000 mm / min
Eilgang bewegungen Z-, X-Achsen 15/10 m / min
Längsschubkraft 9050 N
Querschubkraft 9050 N

CNC-Drehmaschine zum Drehen von Verbindungselementen

Einstellung der Wagen positionierung

Trotz der Qualität der Elemente, die in die Beweglichkeit der Längs- und Querschlitten eingreifen, gibt es keine vollständige Garantie, die Position der Werkzeuge in der programmierten Position zu erreichen.
Zur Korrektur möglicher Positionierungsfehler gibt es zwei elektronische Systeme, eines davon direkt und das andere indirekt. Das System zur direkten Positionierung verwendet ein Messlineal, das sich in jeder der Tischführungen befindet, wo ein optischer Leser wirkt, der die Position des Schlittens genau misst. Übertragung vorhandener Abweichungen an die CPU (Central Processing Unit), wo sie automatisch umprogrammiert wird, bis die richtige Position erreicht ist.

Werkzeughalter

Die CNC-Drehmaschine verwendet eine Trommel als Werkzeugaufnahme, in der je nach Größe der Drehmaschine oder Komplexität sechs bis zwanzig verschiedene Werkzeuge untergebracht werden können. Der Werkzeugwechsel wird durch das Bearbeitung programm gesteuert, und bei jedem Wechsel bewegen sich die Schlitten in eine Position zurück, in der die Drehung und Auswahl des geeigneten Werkzeugs stattfindet, um den Bearbeitungszyklus fortzusetzen. Wenn die Bearbeitung des Teils beendet ist, fahren die Schlitten wieder in die Ausgangsposition der Entnahme aus dem Arbeitsraum, so dass ein problemloser Teilewechsel möglich ist. Die als Revolver bezeichnete Werkzeughalte rtrommel enthält einen Servomotor, der sie rotiert, und ein hydraulisches oder pneumatisches System, das den Revolver verriegelt, wodurch eine Genauigkeit von normalerweise 0,5 bis 1 Mikrometer erreicht wird. Die Werkzeuge müssen in einem drehmaschinenexternen Zubehör entsprechend den vom Programm angegebenen Maßen auf geeignete Koordinaten eingestellt werden. In den meisten Fällen werden auswechselbare Hartmetall-Wendeschneidplatten verwendet, so dass beim Wechseln der Wendeschneidplatte der Werkzeughalter nicht aus seinem Gehäuse entfernt werden muss.

WERKZEUGEINSTELLER

Dieses Zubehör ermöglicht es uns, die Einstellung der bei der Bearbeitung zu verwendenden Werkzeuge zu erleichtern. Messtaster zur Werkzeugeinstellung lassen sich einfach auf CNC-Bearbeitungszentren und Drehzentren installieren und ermöglichen einen automatisierten Betrieb mit folgenden Vorteilen:

Erhebliche Zeitersparnis durch reduzierte Maschinenstillstandszeiten
Genaue Messung von Werkzeuglänge und -durchmesser
Automatische Berechnung und Korrektur der Werkzeugkorrektur
Beseitigung von manuellen Konfigurationsfehlern

Zubehör und Peripheriegeräte

Als Maschinenzubehör werden solche Ausrüstungen bezeichnet, die als Teil davon von einem externen Lieferanten bezogen werden, da sie für diesen Maschinentyp universell einsetzbar sind. Zum Beispiel gehört eine Autobatterie dazu.
Alle Maschinen, die über einen CNC-Betrieb verfügen, benötigen eine Reihe von Zubehörteilen, die im Falle einer Drehmaschine wie folgt angegeben sind:
CPU (Prozesssteuereinheit)
Dynamische Volumen- und Pfadgrafiken
Profileditor
Eingabeperipherie
Ausgabeperipherie

UCP (Zentraleinheit)

Hauptartikel: Zentraleinheit
Die CPU oder CPU ist dank des eingebauten Mikroprozessors das Rechenhirn der Maschine. Die Rechenleistung der Maschine wird durch den eingebauten Mikroprozessor bestimmt. Auf jeder Maschine können alle auf dem Markt befindlichen CPUs installiert werden, zum Beispiel: FAGOR, FANUC, SIEMENS usw. Normalerweise wählt der Kunde die Eigenschaften der von ihm gewünschten Maschine und dann die CPU aus, die in Bezug auf Leistung, Preis, Service usw. am besten zu ihm passt.
Die Hauptfunktion der PCU besteht darin, die Befehls- und Steuerbefehle zu entwickeln, die die Maschine gemäß dem vom Programmierer erstellten Bearbeitung programm haben muss. B. die exakte Position der Werkzeuge während des Arbeitsprozesses zu berechnen, indem die Verschiebung der entsprechenden Längs- und Querschlitten gesteuert wird. Sie müssen auch die technologischen Faktoren der Bearbeitung steuern, dass die Spindeldrehzahl und die Arbeit und schnellen Reise-Feeds sowie den Werkzeugwechsel ist.

Andererseits integriert die CPU die verschiedenen Speicher des Systems, die EPROM, ROM, RAM und BUFFER sein können, die zum Speichern der Programme dienen und als Festplatte eines beliebigen Computers fungieren.
Das wichtigste und wichtigste Eingabeperipheriegerät ist die Tastatur, die auf dem Bedienfeld der Maschine installiert ist, von der aus Sie Korrekturen und Änderungen am Ausgang programm vornehmen oder sogar ein individuelles Bearbeitung programm entwickeln können. Es gibt viele Arten von Eingabe peripheriegeräten mit mehr oder weniger Komplexität, die, wenn sie gebaut werden müssen, gegen aggressive Umgebungen, wie sie in Werkstätten vorkommen, resistent sind.

Das wichtigste Ausgabe peripheriegerät ist der Monitor, auf dem wir über den Bearbeitungsprozess informiert werden und alle Werte jeder Sequenz sehen können. Wir können auch die manuelle Bewegung der Wagen und anderer beweglicher Teile der Maschine steuern.

CNC-Drehmaschinen gedrehte Edelstahlteile

Sequenznummer N

Die Sequenz wird als Menge von nicht widersprüchlichen Befehlen bezeichnet, die der Maschine auf einmal gegeben werden können. Sie sind mit dem Buchstaben N gekennzeichnet und auf einer normalen Drehmaschine können bis zu 9999 aufeinanderfolgende Aufträge erteilt werden. Wenn das Programm nicht sehr lang ist, können sie von 10 bis 10 nummeriert werden, falls eine unvorhergesehene ergänzende Reihenfolge eingeführt werden muss, so haben wir N10, N20, N30 usw. oder wir könnten N10, N11, N20 usw.

Vorbereitende Funktionen G

Unter dem von einer Zahl begleiteten Buchstaben G sind eine Vielzahl von Funktionen zusammengefasst, die es der Drehmaschine ermöglichen, die für ihre Arbeit angemessenen und erforderlichen Aufgaben auszuführen.

Es gibt fünf grundlegende Arten von vorbereitenden Funktionen:

Mobilitäts funktionen.
Technologische Funktionen.
Konvertierungsfunktionen.
Spezielle Bearbeitung funktionen.
Modale Funktionen.

1- Die wichtigsten Mobilitätsfunktionen sind die folgenden:

G00. Schnelles Scrollen. Zeigt die schnellstmögliche Bewegung des Werkzeugschlittens vom Referenzpunkt bis zu dem Punkt an, an dem jedes Werkzeug die Arbeit beginnt. Bei dieser Funktion ist besondere Vorsicht geboten, da die Bewegungsbahn nicht vom Benutzer gesteuert wird, sondern die Drehmaschine ausschließlich auf der Grundlage der maximalen Verfahrgeschwindigkeit agiert. Sie mechanisieren damit nie. Sie wirkt nur am Programmanfang, bei jedem Werkzeugwechsel und am Programmende beim Zurückfahren auf den Referenzpunkt.

G01. Lineare Interpolation. Zeigt an, dass sich das Werkzeug mit dem programmierten Arbeitsvorschub bewegt, wodurch klassische Dreh- und Planbearbeitungen sowie Kegelbearbeitung möglich sind.

G02 Kreisinterpolation nach rechts (im Uhrzeigersinn) Wird verwendet, wenn sphärische oder radiale Bereiche mit kontrollierter Geschwindigkeit bearbeitet werden müssen.

G03. Kreisinterpolation nach links (gegen den Uhrzeigersinn). Sie kommt zum Einsatz, wenn leere Kugelflächen oder Linksradien bearbeitet werden müssen.

Es gibt andere G-Mobilitätsfunktionen, die weniger wichtig sind und von der Ausstattung der Maschine abhängen.

2- Technologische Funktionen Die technologischen Funktionen beziehen sich auf die Programmierung der Spindeldrehzahl und des Arbeitsvorschubs. Die Spindeldrehzahl kann mit den gewünschten Umdrehungen pro Minute programmiert werden, für die die Funktion G97 vorangestellt wird, oder sie kann so programmiert werden, dass sie mit einer konstanten Schnittgeschwindigkeit in m / min dreht. In diesem Fall wird dies mit der Funktion G96 angezeigt. Das gleiche passiert mit dem Arbeitsvorschub, wenn Sie den Vorschub in mm / U programmieren möchten, wird die Funktion G95 vorangestellt und wenn Sie in mm / min arbeiten möchten, wird die Funktion G94 vorangestellt.

3- Umrechnung funktionen Die wichtigste Funktion dieser Gruppe ist diejenige, die der Nullpunktverschiebung zum Auffinden des Teilenullpunkts entspricht, die mit der Funktion G59 ausgeführt wird. Es gibt auch Funktionen, wenn die Bemaßung in Zoll oder Millimeter angegeben ist. Obwohl der, der normalerweise verwendet wird, bereits voreingestellt ist. Ein weiterer Umrechnungsfall ist die Programmierung mit Absolutmaßen oder Inkrementalmaßen.

4- Spezielle Bearbeitung funktionen. Die beliebteste dieser Funktionen ist diejenige, die einem Gewindeschneidzyklus entspricht, der durch die Funktion G33 dargestellt wird. Weitere Funktionen dieser Art sind Plandrehen, Bohren, Gewindeschneiden, Reiben usw.

5- Modale Funktionen. In CNC-Programmen gibt es Funktionen, die nach der Programmierung aktiv bleiben, bis eine gegenteilige Funktion programmiert oder das Programm beendet wird. Diese Funktionen werden modale Funktionen genannt. In einem Satz können beliebig viele Funktionen programmiert werden, sofern diese nicht inkompatibel sind. Beispielsweise können die Funktionen G00 und G01 nicht in einem Satz programmiert werden.

Messingteile bearbeitet durch CNC-Drehmaschine

Vor- und Nachteile von CNC-Drehmaschinen im Vergleich zu herkömmlichen

Vorteil:
Sie ermöglichen eine höhere Präzision bei der Bearbeitung.
Sie ermöglichen die Bearbeitung komplexerer Teile.
Es kann leicht von der Bearbeitung eines Teils zum anderen gewechselt werden.
Bedienfehler werden reduziert.
CNC-Drehmaschinen werden immer billiger.
Bearbeitungszeiten werden reduziert.

Als Nachteile können angegeben werden:
Vor der Bearbeitung des ersten Teils muss ein Programm ausgeführt werden.
Hohe Werkzeug- und Zubehörkosten, die eine hohe Investition bedeuten.
Bequemlichkeit einer großen Besetzung der Maschine aufgrund ihrer hohen Kosten.


Spanbildung
Die Drehmaschine hat sich so weiterentwickelt, dass es nicht mehr nur darum geht, Material mit hoher Geschwindigkeit zu ziehen, sondern die Parameter, die den Prozess ausmachen, müssen genau kontrolliert werden, um das Endergebnis von Wirtschaftlichkeit, Qualität und Präzision zu gewährleisten.

Die Behandlung des Spans wird zu einem komplexen Prozess, bei dem alle technologischen Komponenten der Bearbeitung eingreifen, damit er eine Größe und Form haben kann, die den Arbeitsprozess nicht stört. Andernfalls würden sich im Bearbeitungsbereich schnell Massen von langen, zähen Spänen bilden, die unkontrollierbare, verhedderte Stränge bilden.

Die Form, die der Span annimmt, ist hauptsächlich auf das zu schneidende Material zurückzuführen und kann sowohl duktil als auch spröde und spröde sein.

Der Vorschub, mit dem gearbeitet wird, und die Tiefe des Durchgangs sind maßgeblich für die Form des Spans verantwortlich, und wenn er mit diesen Variablen nicht kontrolliert werden kann, ist es notwendig, ein Werkzeug zu wählen, das einen effektiven Spanbrecher enthält eine normale Drehmaschine ist schneller


Trocken- und Kühlmittel bearbeitung
Heute ist das Trockendrehen vollkommen praktikabel und wird in vielen Anwendungen eingesetzt. Es gibt einen aktuellen Trend zur Trocken bearbeitung, wann immer die Qualität des Werkzeugs dies zulässt. Eine höhere Abschalt temperatur zone kann in vielen Fällen ein positiver Faktor sein.

Die Trocken bearbeitung ist jedoch nicht für alle Anwendungen geeignet, insbesondere zum Bohren, Gewinde schneiden und Aufbohren, um die Spanabfuhr zu gewährleisten.

Betrieb, Materialien, Teile, Qualitätsanforderungen und Maschinen müssen sorgfältig bewertet werden, um die Vorteile einer Entfernung der Kühlmittelzufuhr zu ermitteln.

Technologische Grundlagen des Drehens

Beim Drehen gibt es sechs Schlüsselparameter:

CNC-Drehmaschinen ermöglichen aufgrund ihrer Funktionsweise die maximale Anpassung der Bearbeitung bedingungen und damit die bestmögliche Drehzeit.

Schnittgeschwindigkeit (Vc). Sie ist definiert als die lineare Geschwindigkeit in der Peripherie des zu bearbeitenden Bereichs. Ihre Wahl wird durch das Material des Werkzeugs, die Materialart des Teils und die Eigenschaften der Maschine bestimmt. Eine hohe Schnittgeschwindigkeit ermöglicht die Bearbeitung in kürzerer Zeit, beschleunigt aber den Werkzeugverschleiß. Die Schnittgeschwindigkeit wird in Meter/Minute angegeben.
Drehzahl des Teils (N). Normalerweise ausgedrückt in Umdrehungen pro Minute. Sie wird aus der Schnittgeschwindigkeit und dem größten Durchmesser des zu bearbeitenden Durchgangs berechnet.
Vorrücken (F). Definiert als Eindringgeschwindigkeit des Werkzeugs in das Material. Beim Drehen wird sie normalerweise in mm / Umdrehung angegeben. Um jedoch die Drehzeit zu berechnen, ist es notwendig, für jeden Durchgang den Vorschub in mm/min zu berechnen.
Tiefe des Passes. Es ist der radiale Weg, den ein Werkzeug in seiner Arbeitsphase zurücklegt. Dies hängt von den Eigenschaften des Werkstücks und der Leistung der Drehmaschine ab.
. Sie wird in kW angegeben und schränkt die allgemeinen Bearbeitung bedingungen ein, wenn sie nicht durch andere Faktoren eingeschränkt wird.

Wendezeit (T). Dies ist die Zeit, die alle Werkzeuge benötigen, um die Bearbeitung durchzuführen, ohne andere Aspekte wie mögliche Kontrollstopps oder die Zeit zum Einsetzen und Entfernen des Teils vom Kopf zu berücksichtigen, die je nach Teil und Maschine unterschiedlich sein kann. Sie wird berechnet, indem die Teilzeiten jedes Werkzeugs addiert werden.