In der modernen mechanischen Fertigung gibt es viele Methoden zur Bearbeitung mechanischer Teile. Neben den Schneidverfahren gibt es auch Gießen, Schmieden, Schweißen, Stanzen und Extrudieren. Bei Teilen, die eine hohe Präzision und eine feine Oberflächenrauheit erfordern, erfolgt die Endbearbeitung jedoch im Allgemeinen auf Werkzeugmaschinen mit spanabhebenden Verfahren. Herkömmliche Werkzeugmaschinen bestehen normalerweise aus tragenden Komponenten, einem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus, einem Vorschubmechanismus, einem Spindelkasten, einem Werkzeugständer sowie Schmier- und Kühlsystemen. CNC-Werkzeugmaschinen (Computer Numerical Control) werden auf der Grundlage traditioneller Werkzeugmaschinen entwickelt. Ihre Prozesse und Strukturen sind ähnlich, aber CNC-Maschinen führen die Produktion hauptsächlich durch programmierte Steuerung durch, wobei während der Bearbeitung kaum oder gar kein manueller Eingriff erfolgt. Im Folgenden werden kurz die Unterschiede zwischen CNC-Werkzeugmaschinen und herkömmlichen Werkzeugmaschinen vorgestellt:
I. Struktur von CNC-Werkzeugmaschinen
Zu den Grundkomponenten von CNC-Werkzeugmaschinen gehören der Bearbeitungsprogrammträger, das CNC-Gerät, die Servoantriebseinheit, der Hauptmaschinenkörper und andere Hilfsgeräte. Jede Komponente wird vom CNC-System gesteuert, einschließlich des CNC-Steuerungssystems, des Hauptantriebssystems, des Vorschubservosystems sowie der Kühl- und Schmiersysteme:
- Kontrollsystem
Der Kern der CNC-Werkzeugmaschinen-Bewegungssteuerung, der CNC-Bearbeitungsprogramme ausführt, um den Betrieb der Werkzeugmaschine zu steuern.
- Hilfsgeräte
Zum Beispiel hydraulische, pneumatische, Schmier-, Kühl-, Spanabfuhr- und Schutzsysteme.
- Spindelbox
Besteht aus dem Spindelgehäuse und dem Spindelantriebssystem, das zum Halten und Drehen des Schneidwerkzeugs dient. Der Spindeldrehzahlbereich und das Ausgangsdrehmoment wirken sich direkt auf den Bearbeitungsprozess aus.
- Vorschub-Servosystem
Es besteht aus Vorschubmotoren und Vorschubaktuatoren und ermöglicht eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück mit programmierten Vorschubgeschwindigkeiten, einschließlich linearer und rotierender Bewegungen.
- Maschinenfundamentkomponenten
Bezieht sich normalerweise auf die Basis, die Säule und den Träger, die das Fundament und den Rahmen der gesamten Werkzeugmaschine bilden.
II. Vorteile von CNC-Werkzeugmaschinen gegenüber herkömmlichen Werkzeugmaschinen
- Vereinfachte Struktur
Der mechanische Aufbau einer typischen CNC-Werkzeugmaschine besteht hauptsächlich aus Grundteilen, einem Hauptantriebssystem, einem Vorschubübertragungssystem, einem drehbaren Arbeitstisch und anderen funktionalen mechanischen Zubehörteilen. Durch den Einsatz von Servomotoren und digitaler Steuerungstechnik zur direkten Steuerung von Arbeitsabläufen und Bewegungsabläufen kann auf die herkömmliche Getriebestruktur teilweise oder vollständig verzichtet werden, was zu einer deutlichen Vereinfachung des mechanischen Aufbaus führt.
- Funktionale Integration
Digitale Steuerungssysteme erfordern eine höhere Getriebesteifigkeit und ein Getriebespiel von Null, um die Genauigkeit der Steuerbefehle sicherzustellen. Durch kontinuierliche Fortschritte in der Computer- und Steuerungstechnologie ist es möglich geworden, dass eine einzelne Maschine mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen kann, wodurch CNC-Fräsmaschinen im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen eine größere Integration erreichen können.
- Höhere Präzision und Effizienz
Mit dem Aufkommen neuer Materialien und Verfahren und der wettbewerbsorientierten Forderung nach Kostensenkung entwickelt sich die Metallzerspanung in Richtung höherer Geschwindigkeiten, größerer Präzision, verbesserter Produktionseffizienz und verbesserter Systemzuverlässigkeit. Dies erfordert von CNC-Werkzeugmaschinen eine höhere Genauigkeit, schnellere Antriebsleistung, größere strukturelle Steifigkeit und einen zuverlässigen langfristigen Dauerbetrieb mit minimalen Ausfallzeiten.
- Standardisierung von CNC-Werkzeugmaschinenkomponenten
Da sich Bearbeitungsprozessdaten immer weiter anhäufen, werden die grundlegenden Komponenten von CNC-Werkzeugmaschinen-einschließlich Bett, Säule, Träger, Arbeitstisch und Basis-zusammen mit den zugehörigen Werkzeugen, Vorrichtungen und Schneidflüssigkeiten zunehmend standardisiert und modularisiert, wodurch die Herausforderung der Universalität der Ausrüstung effektiv gemeistert wird.
Das Obige beschreibt die Hauptunterschiede zwischen CNC- und herkömmlichen Werkzeugmaschinen. Durch die geeignete Auswahl der Ausrüstung entsprechend den spezifischen Prozessanforderungen des Unternehmens können die Produktionskosten effektiv gesenkt werden.
