Die Einführung der computergestützten numerischen Steuerung (CNC) war eine Revolution für die Metallverarbeitung. Dank dieser Technologie sinken nicht nur die Produktionskosten, sondern auch Lieferzeiten und Personalaufwand. Die CNC-Drehmaschine ist eine in Zerspanungsbetrieben vieler Branchen weit verbreitete Werkzeugmaschine – dank all der Vorteile, die sie der Produktion bietet.
Was ist eine CNC-Drehmaschine?
Die Drehmaschine ist die erste Werkzeugmaschine, die je erfunden wurde. Ihr Ursprung reicht Jahrtausende zurück, und im Laufe der Zeit hat sie sich an neue Technologien angepasst, um nicht aus der Mode zu kommen. Eine davon ist die numerische Steuerung. Dank dieser alphanumerischen Sprache arbeiten Drehmaschinen automatisiert und führen dieselben Bearbeitungen aus wie manuelle Drehmaschinen, jedoch mit wesentlich mehr Präzision, Geschwindigkeit und Autonomie.
Auf einer CNC-Drehmaschine lassen sich verschiedene Schnittbearbeitungen (horizontal, vertikal oder bogenförmig) in kurzer Zeit und mit minimalem menschlichem Eingriff ausführen. Dazu muss der Bediener den in die Maschine integrierten Rechner programmieren und die Funktionen codieren, mit denen die verschiedenen Werkzeuge im Werkzeugrevolver der Maschine arbeiten.
Funktionsweise der CNC-Drehmaschine
Die CNC-Drehmaschine arbeitet mit der alphanumerischen CNC-Sprache, die zuvor im Maschinenrechner programmiert wurde. Vor dieser Programmierung muss jedoch ein Experte – meist ein Ingenieur mit Kenntnissen der Dialogprogrammierung – das Werkstück mit CAD- und CAM-Programmen an externen Rechnern konstruieren. Sobald die Konstruktion fertig ist, wird sie in die CNC-Sprache übersetzt, die mit G-Codes arbeitet.
Diese Sprache ist eine Art Vektorprogrammierung mit sehr einfachen Aktionen und Parametern, die der Bediener am Rechner der Drehmaschine einstellt, etwa Formen, Geradenabschnitte, Kurven, Schnitte, Bohrungen usw.; außerdem wird der Maschine die passende Geschwindigkeit für diese Aufgaben vorgegeben.
Ist die Konstruktion in die Maschine eingegeben, muss der Bediener nur noch das Werkstück einlegen und im Spannsystem der Drehmaschine fixieren – den Rest erledigt die Maschine. Sie wählt selbst die Werkzeuge aus, die sie zur Ausführung der Befehle benötigt. Bemerkenswert ist außerdem, dass heute dank der kollaborativen Robotik viele Drehmaschinen mit Roboterarmen oder Cobots ausgestattet werden können, die den Personalaufwand weiter senken, da sie die Teile in die Maschinen einlegen.
Vorteile der CNC-Drehmaschine
Warum eine CNC-Drehmaschine einsetzen? Diese Werkzeugmaschine bietet Zerspanungsbetrieben nur Vorteile. Die Bearbeitung erfolgt deutlich präziser und schneller, was die Serienfertigung ermöglicht – anders als bei manuellen Drehmaschinen, deren Arbeit ganz vom Können und der Kraft des Drehers abhängt.
Zudem lassen sich auf einer CNC-gesteuerten Maschine Teile mit sehr komplexen Konstruktionen in hoher Qualität fertigen; auf einer manuellen Drehmaschine wäre die erforderliche Genauigkeit nur sehr schwer zu erreichen, und die Produktionskosten wären höher.
CNC-Drehmaschinen sind sehr einfach zu bedienen, und je nach Achsenzahl muss der Bediener weder die Maschine handhaben noch zwischen den Schneidwerkzeugen wechseln; die Maschine selbst neigt und bewegt das Werkstück nach Bedarf, um seine Oberfläche aus verschiedenen Winkeln zu bearbeiten.
Einsatzbereiche der CNC-Drehmaschine
Auf dem Markt gibt es verschiedene Arten von CNC-Drehmaschinen, die jeweils bestimmte Aufgaben entsprechend den Produktionsanforderungen erfüllen: CNC-Flachbettdrehmaschinen und Vertikaldrehmaschinen, Kopierdrehmaschinen und sogar Revolverdrehmaschinen. Dank der Achsen dieser Maschinen lässt sich der Werkzeugkopf sehr leicht über das Werkstück bewegen, unabhängig von dessen Form; daher lassen sich auf einer CNC-Drehmaschine kegelige, gerade, quadratische, zylindrische und andere Werkstücke bearbeiten.
Diese Drehmaschinen werden eingesetzt, um hochkomplexe Teile aus sehr unterschiedlichen Werkstoffen zu bearbeiten: Metalle (Edelstahl, Eisen, Aluminium), Holz, Glas usw. Daraus folgt, dass sich CNC-Drehmaschinen durch ihre Vielseitigkeit auszeichnen. Sie können nicht nur verschiedene Werkstoffe bearbeiten, sondern auch unterschiedliche Bearbeitungen wie Abstechen, Gewindeschneiden, Lochen bzw. Bohren, Gravieren, Einstechen und Längsdrehen geometrischer Teile ausführen; all diese Bearbeitungen dauern nur wenige Minuten und steigern so die Produktion.
Die Metallverarbeitung ist die wichtigste Branche, in der die CNC-Drehmaschine eingesetzt wird. Dort dient die CNC-Drehmaschine dazu, Metallen eine bestimmte Form zu geben; die Teile werden anschließend an andere Branchen geliefert, etwa an die Automobil-, Fertigungs- oder Lebensmittelindustrie. In der Metallverarbeitung ist die wichtigste Anwendung von CNC-Drehmaschinen die spanende Bearbeitung sowie das Bohren und Einstechen.