Diese Arbeit beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Werkzeugmaschine und deren Entstehungsgeschichte einerseits, sowie mit der modernen (rechnergestützten) Steuerung dieser Maschine und deren Programmierung andererseits. Die Zielsetzung besteht in der Schaffung eines Überblicks über das Thema. Zur Verdeutlichung des Aufbaus und der Steuerung wird ein aktuelles, praktisches Beispiel aus dem Bereich der flexiblen Blechbearbeitung angeführt. Der Fokus richtet sich auf die technischen Gesichtspunkte und zu einem gewissen Teil auf die historische Entwicklung, wirtschaftliche Aspekte werden nicht berücksichtigt. Interessant ist die zunehmende Integration der vergleichsweise alten mit der neuen Technik, sodass der Mensch sich Techniken zunutze machen kann, die ohne diese „Symbiose“ nicht möglich wären.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Definition des Begriffs „Werkzeugmaschine“
3. Historische Entwicklung
4. Aufbau einer CNC-Werkzeugmaschine
4.1 Allgemeiner Aufbau bezogen auf die Maschinenkomponenten und –Achsen
4.2 Veranschaulichung anhand eines Beispiels in der Blechbearbeitung
5. Erläuterung der Begriffe „NC“ und „CNC“
6. Arbeitsweise einer modernen CNC-Steuerung
6.1 Der Interpolator
6.2 Die Steuerungsarten
6.3 Aufgaben der CNC-Steuerung
6.4 Bedienung und Programmierung einer CNC-Maschine
6.4.1 Grundlegender Aufbau eines NC-Programms
6.4.2 Manuelle Programmierung
6.4.3 Offene Steuerung
6.4.4 Computergestützte Programmierung
6.5 Beispielhafte Erläuterung der CNC anhand der Flachbett-Laserschneideanlage
7. Fazit
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der technischen Entwicklung und Funktionsweise von Werkzeugmaschinen sowie deren moderner, rechnergestützter Steuerung (NC/CNC). Ziel ist es, einen Überblick über den Aufbau und die Programmierung dieser Anlagen zu geben, veranschaulicht durch ein Praxisbeispiel aus der flexiblen Blechbearbeitung.
- Historische Entwicklung der Werkzeugmaschine
- Aufbau und technische Komponenten von CNC-Systemen
- Unterscheidung und Definition von NC- und CNC-Technologien
- Methoden der Programmierung (manuell vs. computergestützt)
- Arbeitsweise von CNC-Steuerungen und ihre spezifischen Aufgaben
Auszug aus dem Buch
3. Historische Entwicklung
Im 14. Jahrhundert wurden bereits Senkrecht- und Waagerechtbohrmaschinen (zum Ausbohren von Geschützen) gebaut, die schon über die wesentlichen Merkmale der modernen Werkzeugmaschinen verfügten. So erfuhr auch die Drehbank eine entscheidende Neuerung – der sonst benötigte Gehilfe wurde durch den nun vorhandenen Wippenantrieb ersetzt, wodurch der Drechsler das Zusammenspiel zwischen Antrieb mit dem Fuß und der Werkstückbearbeitung mit der Hand selbst bestimmen konnte. In den letzten Jahrzehnten vor 1800 begann nun die gezielte Entwicklung von leistungsfähigen Werkzeugmaschinen aufgrund der hohen Nachfrage an Maschinenteilen (etwa für Textilmaschinen oder Dampfmaschinen). Die „Industrielle Revolution“ hatte begonnen [2].
Mit der massenhaften Konstruktion und Nutzung von Werkzeugmaschinen wurde der Übergang von der „Hand-Werkzeug-Technik“ zur „Maschinen-Werkzeug-Technik“ vollzogen. Bei der Drehbank musste der Dreher ursprünglich das Werkstück mit einem auf einer Stütze liegenden Drehmeißel, den er mit den Händen führte, bearbeiten. Im Zuge der Innovation wurde das Halten und Führen des Meißels an einen Mechanismus übertragen - die Drehbank wurde vollends zur Drehmaschine [2].
Mit diesen technischen Weiterentwicklungen geht seit der Mitte des 19. Jahrhunderts auch die Automatisierung in der Produktion einher. Der Arbeiter wird schrittweise aus der Steuerung des Bearbeitungsprozesses herausgelöst. Die Maschine wird dann zum Automaten, wenn der Arbeiter nicht mehr an den Rhythmus der Maschine gebunden ist und deshalb nicht mehr in den Bearbeitungsprozess unmittelbar eingreifen muss. Das Programm hierzu wird vom Menschen erstellt.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Stellt das Ziel der Arbeit dar, einen Überblick über Werkzeugmaschinen und deren Steuerung zu geben, unterlegt mit einem Praxisbeispiel aus der Blechbearbeitung.
2. Definition des Begriffs „Werkzeugmaschine“: Analysiert den Begriff durch die Zerlegung in Werkzeug und Maschine und grenzt diese von anderen Fertigungsmitteln ab.
3. Historische Entwicklung: Beschreibt den Wandel von der handgeführten Bearbeitung über die industrielle Revolution hin zu automatisierten Systemen.
4. Aufbau einer CNC-Werkzeugmaschine: Erläutert die fünf Grundkomponenten und veranschaulicht den Aufbau an einer Flachbett-Laserschneideanlage.
5. Erläuterung der Begriffe „NC“ und „CNC“: Erklärt den Übergang von der rein numerischen Steuerung mit Lochstreifen zur rechnergestützten CNC mittels Mikroprozessoren.
6. Arbeitsweise einer modernen CNC-Steuerung: Detailliert die Funktionen des Interpolators, Steuerungsarten sowie Programmierverfahren wie WOP und CAD/CAM.
7. Fazit: Fasst zusammen, dass moderne Fertigung ohne die Flexibilität und Präzision der CNC-Technik nicht mehr realisierbar wäre.
Schlüsselwörter
Werkzeugmaschine, CNC, NC, Automatisierung, industrielle Entwicklung, Fertigungstechnik, Interpolator, Bahnsteuerung, Programmierung, Mikroprozessor, Blechbearbeitung, CAD, CAM, WOP, Fertigungsverfahren.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Entwicklung von Werkzeugmaschinen sowie die technische Funktionsweise und Programmierung moderner CNC-Steuerungen in der industriellen Fertigung.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Zu den Schwerpunkten zählen die historische Evolution der Maschinentechnik, der Aufbau von CNC-Systemen, die Unterscheidung zwischen verschiedenen Steuerungsarten und moderne Methoden der Programmierung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel der Arbeit ist es, einen fundierten Überblick über das Thema zu geben und die technische Integration von Steuerungseinheiten in Werkzeugmaschinen anhand eines Praxisbeispiels aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit stützt sich auf eine tiefgehende Literaturrecherche und technische Analyse existierender Steuerungs- und Maschinensysteme.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die technischen Komponenten von CNC-Maschinen, die Rolle des Mikroprozessors, die Funktionen des Interpolators und die unterschiedlichen Programmierkonzepte wie manuelle oder computergestützte Programmierung detailliert erläutert.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Wichtige Begriffe sind unter anderem NC, CNC, Bahngesteuerte Fertigung, Automatisierung und die technologische Symbiose von Hardware und Steuersoftware.
Was unterscheidet eine Streckensteuerung von einer Bahnsteuerung?
Die Streckensteuerung ermöglicht nur achsenparallele Bewegungen im Eingriff, während die Bahnsteuerung durch den Interpolator eine beliebige, präzise Kurvenführung in mehreren Achsen gleichzeitig zulässt.
Welchen Vorteil bietet eine offene CNC-Steuerung?
Offene Steuerungen ermöglichen Herstellern eine bessere Integration anwendungsspezifischer Funktionen und bieten Endanwendern mehr Freiheit bei der Gestaltung der Bedienoberfläche und der Einbindung von WOP-Systemen.
- Quote paper
- Tim Rohr (Author), 2005, CNC zur Steuerung von Werkzeugmaschinen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/50059
