Bedienung von CNC-Maschinen

Bedienung von CNC-Maschinen

von userin 最新消息-dean Veröffentlicht am

Bedienung von CNC-Maschinen

CNC-Maschinen (Computerized Numerical Control) sind Werkzeugmaschinen, die durch Computerprogramme gesteuert werden und Präzisionsbearbeitungen durchführen können. Herkömmliche Werkzeugmaschinen erfordern manuelle Bedienung. CNC-Maschinen hingegen nutzen Computer, um Bearbeitungsprozesse automatisch nach voreingestellten Programmen auszuführen. Dies verbessert die Produktionseffizienz und -präzision erheblich.  

📌 Gängige CNC-Maschinentypen:

TypFunktionAnwendungsbereich
CNC-DrehmaschineRotierendes Werkstück, WerkzeugbewegungRundteilebearbeitung
CNC-FräsmaschineFeststehendes Werkstück, WerkzeugrotationsbearbeitungEbene, Bohrung Bearbeitung
CNC-BearbeitungszentrumAutomatischer Mehrachsen-WerkzeugwechselKomplexe Teile, vielfältige Bearbeitung
CNC-LaserschneidmaschineLaserschneidmaterialienBleche, Acryl usw.

Funktionsprinzip einer CNC-Maschine:

  1. 1. Computerprogramm: Die CNC-Maschine arbeitet auf Basis eines vorgefertigten Computerprogramms. Dieses enthält Anweisungen wie Bearbeitungspfad, Werkzeugauswahl, Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit usw.
  2. 2. Numerische Steuerung: Das Computerprogramm wandelt diese Anweisungen in numerische Signale um und überträgt sie an das Servosystem der Maschine, um die Bewegung jeder Achse zu steuern und eine präzise Bearbeitung zu gewährleisten.
  3. 3. Automatisierte Bearbeitung: Durch die Computerprogrammsteuerung können CNC-Maschinen komplexe Bearbeitungsvorgänge wie Drehen, Fräsen, Bohren usw. automatisch und ohne menschliches Eingreifen durchführen.  

Vorteile von CNC-Maschinen:

  • Hohe Präzision: Die Computersteuerung ermöglicht extrem kleine Toleranzen und gewährleistet so Produktgenauigkeit und -konsistenz.
  • Hohe Effizienz: Automatisierte Verarbeitung, weniger manuelle Eingriffe, höhere Produktionseffizienz.
  • Hohe Flexibilität: Das Programm kann angepasst werden, wodurch ein schneller und bequemer Wechsel zwischen verschiedenen Verarbeitungsaufgaben möglich ist. Es eignet sich für die Produktion von mehreren Sorten und Kleinserien.
  • Kostenreduzierung: Reduzieren Sie Arbeitskosten und Materialabfall und senken Sie die Produktionskosten.
  • Komplexe Bearbeitung: Komplexe Formen und gekrümmte Oberflächen können bearbeitet werden, was mit herkömmlichen Maschinen nur schwer möglich ist.  

🔧 Wichtige Parameter im CNC-Betrieb:

  • Spindeldrehzahl (U/min): Werkzeugdrehzahl

  • Vorschubgeschwindigkeit (Feed Rate): Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs

  • Schnitttiefe: Tiefe jedes Schnitts

  • Kühlmittelkontrolle: Verhindert Werkzeugüberhitzung und Verformungen.

Im Folgenden finden Sie die Beschreibung, den Prozess und den Beispiel-G-Code unseres Unternehmens, das das Yawei Portalbearbeitungszentrum LP-3021 zur Metallbearbeitung einsetzt.

🏭 Maschinenübersicht und Materialanpassung

LP‑3021 Hauptparameter (Dreiachs-Typ)chanpin.gongchang.com+11xyh-cnc.com+11awea.com+11:

  • X-/Y-/Z-Verfahrweg: 3.000 × 2.100 × 760 mm

  • Werkbankgröße: 3.020 × 2.010 mm, maximale Tragkraft bis 10.000 kg

  • Spindelleistung: 22 kW (Dauerbetrieb), 26 kW (30 Minuten)

  • Spindeldrehzahl: Standard 6.000 U/min (optional Direktantrieb) 8.000–12.000 U/min)

  • Eilganggeschwindigkeit: X = 20.000 mm/min; Y / Z = 15.000 mm/min

  • Genauigkeit: Positionierung ±0,015 mm, Wiederholgenauigkeit im gesamten Bereich ±0,003 mm

Material der Maschinenstruktur:

Geeignete Verarbeitungsmaterialien:

  • Aluminiumlegierungen, Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Werkzeugstahl, Kunststoff usw. Wenn Sie mit Aluminiumlegierungen (z. B. 6061-T6) beginnen, erzielen Sie eine schnellere Lernkurve und eine lange Werkzeuglebensdauer.

⚙️ Prozessbeispiel: Bearbeitung eines Aluminiumlegierungsblocks

Werkstückspezifikationen: 100 × 100 × 50 mm großer Aluminiumblock, bearbeitet von der Originalgröße (100 × 100 × 50 mm, Toleranzen vorbehalten) auf die Größe 80 × 80 × 40 mm.

Werkzeugauswahl:

  • Schruppen: D20mm Schaftfräser für Aluminium

  • Feinbearbeitung: D10mm Schaftfräser

Schnittbedingungen (Aluminium):

  • Schruppen: Spindeldrehzahl 8.000 U/min, Vorschub 3.200 mm/min, Schnitttiefe ap=5 mm, Schnittbreite ae=10 mm

  • Feinschneiden: Spindeldrehzahl 10.000 U/min, Vorschub 2.500 mm/min, Schnitttiefe ap=1 mm, Schnittbreite ae=0,5 mm

✍️ Beispiel-G-Code

G-Code kopieren und bearbeiten%
O1000 (Beispiel für die Bearbeitung eines Würfels aus Aluminiumlegierung LP-3021)

(Schruppen – Grobmaterialabtrag auf Form + Höhe)

T1 M6 (20-mm-Schaftfräser)

S8000 M3
G54
G0 X0 Y0 Z100
M8

G0 X50 Y50
G1 Z5 F3200
(Schruppen der Konturbahn)

G1 X150 F3200
G1 Y150
G1 X50
G1 Y50
G0 Z100

(Schlichten)

T2 M6 (10-mm-Schaftfräser)
S10000 M3
G0 X50 Y50 Z100
G1 Z5 F2500
(Feinkontur)
G1 X130 Y50
G1 Y130
G1 X50
G1 Y50
G0 Z100

M9
G0 X0 Y0
M30
%


Erläuterung der Schritte

  1. Werkzeug und Spindel einstellen: T1→T2. Wählen Sie je nach Bearbeitungsschritt Schaftfräser mit unterschiedlichen Durchmessern.

  2. Schnellpositionierung: G0 Fahren Sie von der sicheren Höhe aus in die Werkstückoberkante ein.

  3. Schruppen: Schneiden mit Hochgeschwindigkeitsgeraden, um überschüssige Formen zu entfernen.

  4. Schlichten: Verwenden Sie kleinere Werkzeuge und feinere Schnittbedingungen, um die endgültige Größe zu erreichen.

  5. Werkzeugreinigung beenden und zum Ursprung zurückkehren: M9 schaltet die Kühlmittelzufuhr ab, M30 beendet das Programm.

📐 Vorsichtsmaßnahmen und Parameterempfehlungen

  • Der Werkstückursprung kann mit G54 in der Werkstückmitte (50,50) oder wie gewohnt in der unteren linken Ecke festgelegt werden.

  • Der Spindelmodus nutzt die Direktverbindung, um die Leistung und Oberflächenqualität der Aluminiumbearbeitung zu verbessern.

  • Die Maschine verfügt über automatische Kompensation, Spindeltemperaturregelung, Lastvorschubanpassung und weitere Funktionen, die die Bearbeitungsstabilität und die Werkzeugstandzeit verbessern.

  • Kühlmittel: Es wird empfohlen, M8 zu starten. Bei der Aluminiumbearbeitung wird üblicherweise Ölnebel oder Emulsion verwendet, um die Wärmeableitung und den Spanabtransport zu unterstützen.

  • Für komplexere fünfseitige Bearbeitungen (z. B. Bohrungen und fünfseitige Fasen) kann die LP-3021 mit einer Bibliothek für vertikale oder horizontale Wechselköpfe verwendet werden und G-Code mit A/C-Achsen über CAM generieren.

Im Folgenden sehen Sie ein erweitertes G-Code-Beispiel für die Edelstahlbearbeitung auf dem Yawei LP-3021 Portal-Bearbeitungszentrum. Es umfasst:

🎯 Bearbeitungsziel

Mit SUS304 als Werkstoff wird ein Werkstück mit den Abmessungen 100 × 100 × 40 mm bearbeitet, einschließlich:

Bearbeitungselemente Beschreibung
Bohren Durchgangsbohrung Ø 10 mm, Position (X30, Y30)
Exzentrische Bohrung Bohrung Ø 15 mm, Mittenversatz zu (X70, Y30)
Anfasen Anfasen der vier Seiten der Oberseite 1 mm
Fünfseitige Bearbeitung Obere Ebene und vier vertikale Seitenflächen sind alle flach gefräst
Material Edelstahl SUS304 (schwierig zu bearbeitendes Material)
Werkzeug Hochharter Schaftfräser aus Wolframstahl, Bohrer aus Speziallegierung

🧰 Bearbeitungseinstellungen (gilt für Edelstahl Stahl)

  • Werkzeugmaterial: Wolframstahl (beschichtetes Hartmetall mit TiAlN-Beschichtung)

  • Standzeit: Kühlmittelzufuhr und stabiler Vorschub sind erforderlich

  • Empfehlungen für Bearbeitungsparameter:

    • Spindeldrehzahl: 1.200 bis 2.000 U/min

    • Vorschub: 100–300 mm/min (je nach Durchmesser/Werkzeug)

    • Tieflochbearbeitung: G83 plus G73 (Spänezyklus Bohren)


    • ✍️ G-Code-Beispiel (basierend auf FANUC)

    G-Code kopieren bearbeiten%
O2000 (SUS304, fünfseitige Bearbeitung + Bohren + Anfasen)

(Werkstück: 100 x 100 x 40 SUS304)
G90 G21 G17 G40 G49 G80 G54
T1 M6 (Ø20 Planfräser – seitliche Bearbeitung)
S1800 M3
M8

(Bearbeitung der oberen Ebene)
G0 X0 Y0 Z100
G0 Z5
G1 Z-1 F150
G1 X100 Y0 F250
G1 Y100
G1 X0
G1 Y0
G0 Z100

(Bearbeitung der rechten Seite)
G0 X100 Y0 Z5
G1 Z-40 F150
G1 Y100
G0 Z100

(Bearbeitung der linken Seite)
G0 X0 Y0 Z5
G1 Z-40 F150
G1 Y100
G0 Z100

(Die Bearbeitung der Vorder- und Rückseite erfolgt analog...)

---

(Wechsel Ø10mm Bohrer - Bohren)
T2 M6
S1200 M3
G0 X30 Y30 Z100
G83 Z-45 R5 Q2.5 F120 (Durchbohren, 45 mm tief, 2,5 mm Schritt)
G80
G0 Z100

(Exzentrisches Loch Ø15 mm)
T3 M6 (Ø15mm Bohrer)
S1100 M3
G0 X70 Y30 Z100
G83 Z-45 R5 Q2.5 F100
G80
G0 Z100

---

(Anfasen mit 45°-Anfaswerkzeug Ø10 mm)
T4 M6
S2000 M3
G0 X5 Y5 Z5
G1 Z-1 F120
G1 X95
G1 Y95
G1 X5
G1 Y5
G0 Z100

M9
G0 X0 Y0
M30
%

    🔍 Beschreibung der einzelnen Absätze:

    Befehl Funktion
    G83 Tiefloch-Periodisches Bohren mit Spanabtrag
    G80 Periodisches Ende Bohren
    R5 Schnelles Absenken auf eine sichere Höhe
    Q2.5 Jeweils 2,5 mm schneiden
    Z-45 Bohrung durch 40 mm Plattendicke + Aufmaß
    Fasenweg Kann geändert werden auf G1 X... Kontinuierliches vierseitiges Fasen
    M8 Kühlmittelzufuhr (erforderlich!)

    📌 Werkzeug- und Sicherheitshinweise (SUS304-Bearbeitung)

    • Es sollten Bohrer aus superharter Legierung, TiAlN-Beschichtung und einem Bohrwinkel von 135° gewählt werden.

    • Beim Bearbeiten tiefer Bohrungen unbedingt die periodische Spanabnahme (G83) verwenden.

    • Verwenden Sie die Werkzeuglängenkorrektur (G43 Hxx) und die korrekte Werkzeuglängentabelle (kann mit einem Werkzeugmessgerät verwendet werden).

    • Wenn Sie bei der Bearbeitung von fünf Seiten die A/B-Achse drehen müssen, können Sie einen externen Schwenkkopf oder eine CNC-Indexierplatte anschließen.

    • Bei der Stahlbearbeitung muss Kühlmittel verwendet werden, um die Werkzeugstandzeit zu verlängern und Verformungen vorzubeugen.

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