Standardarbeitsschritte im CNC-Bearbeitungsprozess

Die Standardabläufe eines CNC-Bearbeitungszentrums umfassen in der Regel sieben Schritte, die alle in einer festgelegten Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Werden diese Standardabläufe nicht in der vorgeschriebenen Reihenfolge eingehalten, kann dies leicht zu Maschinenausfällen führen oder die Sicherheit der Mitarbeiter gefährden; daher ist besondere Vorsicht geboten.

1. Vor dem Einschalten

Bei jedem Einschalten oder nach einem Not-Aus und einer Rückstellung kehrt die Maschine in ihre Referenz-Nullposition zurück, d. h. sie wird auf Null zurückgesetzt, wodurch sie eine Referenzposition erhält, die für nachfolgende Vorgänge genutzt werden kann.

2. Werkstückspannung

Bevor die Oberfläche des Werkstücks gereinigt wird, muss sie gründlich gesäubert werden; sie darf keine Öl-, Eisen- oder Staubrückstände aufweisen, und eventuelle Grate müssen mit einer Feile oder einem Ölstein entfernt werden. Die Oberfläche der Spannvorrichtung muss geschliffen und poliert werden, damit sie eben und glatt wird.

Die Schrauben und Muttern müssen fest sitzen und das Werkstück zuverlässig festklemmen. Bei kleinen Werkstücken, die sich nur schwer befestigen lassen, können diese direkt in die Schraubzwinge eingespannt werden. Die Maschine sollte sauber gehalten werden und frei von Spänen, Staub und Ölflecken sein; An den vier Ecken des Werkstücks muss, falls das Werkstück in der Mitte zu groß ist, in der Mitte eine erhöhte Ecke angebracht werden. Überprüfen Sie anhand der Zeichnungsmaße mit einem Lineal, ob Länge und Breite des Werkstücks den Anforderungen entsprechen.

Beachten Sie beim Einspannen des Werkstücks die in der Programmierung angegebene Einspannmethode, um zu verhindern, dass es an den zu bearbeitenden Stellen oder am Bearbeitungskopf zu einer Kollision mit der Spannvorrichtung kommt.

Nachdem das Werkstück auf den Spannbock gelegt wurde, muss die Bezugsebene des Werkstücks gemäß den Anforderungen der Zeichnung ausgerichtet werden. Bei beidseitig bearbeiteten Werkstücken ist zu prüfen, ob die Rechtwinkligkeit den Anforderungen entspricht. Nach dem Einspannen des Werkstücks müssen die Muttern festgezogen werden, um zu verhindern, dass sich das Werkstück während der Bearbeitung aufgrund einer lockeren Klemmung verschiebt; anschließend ist eine Messung durchzuführen, um festzustellen, ob die Abweichung akzeptabel ist. Es ist zu prüfen, ob die Vertikalität den Anforderungen entspricht.

Nachdem der Zugvorgang am Werkstück abgeschlossen ist, muss die Mutter unbedingt festgezogen werden, um ein lockeres Sitzen der Klemme zu vermeiden und somit eine Verschiebung des Werkstücks während der Bearbeitung zu verhindern; anschließend sollte der Zugvorgang noch einmal durchgeführt werden. Sollte dabei ein Fehler festgestellt werden, ist dies ein ungünstiger Umstand.

Um zu überprüfen, ob die Lotrechtigkeit den Normen entspricht, muss die Mutter nach dem Einziehen unbedingt festgezogen werden, um zu verhindern, dass sich das Werkstück während der Bearbeitung aufgrund einer instabilen Klemmung verschiebt. Anschließend sollte eine Messung mit der Messuhr durchgeführt werden; wenn dabei ein Fehler festgestellt wird, ist dieser schwer zu beheben.

3. Anzahl der Werkstückkontakte

Die Werkstücke können mithilfe einer Referenznullpunkt-Erfassung über die Anzahl der Kontaktpunkte gespannt werden. Als Kontaktpunkte kommen sowohl optische als auch mechanische Sensoren zum Einsatz. Es gibt zwei Arten der Erfassung: einseitige und beidseitige Erfassung. Die einzelnen Erfassungsschritte sind wie folgt: optisch-elektrostatisch, mechanische Drehzahl 450～.

Bewegen Sie die X-Achse des Arbeitstisches manuell in der Mitte des Berührungsvorgangs, um den Messkopf mit einer Seite des Werkstücks in Kontakt zu bringen. Sobald der Messkopf das Werkstück berührt und die rote Lampe aufleuchtet, setzen Sie die relative Koordinate dieses Punktes auf Null; Die X-Achse berührt nun die andere Seite des Werkstücks. Die relativen Koordinaten im Moment des Kontakts des Messkopfes mit dem Werkstück werden ermittelt, und vom relativen Wert wird der Durchmesser des Messkopfes abgezogen, was der Länge des Werkstücks entspricht.

Teilen Sie die relativen Koordinaten durch 2; dieser Wert ergibt den Mittelwert der X-Achse des Werkstücks. Bewegen Sie anschließend den Arbeitstisch auf den Mittelwert der X-Achse und setzen Sie die relativen Koordinaten der X-Achse auf Null. Dies wird als Werkstück-Nullpunkt auf der X-Achse bezeichnet. Verwenden Sie einen der Befehle G54 bis G59, um die mechanischen Koordinaten des Nullpunkts auf der X-Achse des Werkstücks genau zu erfassen, damit die Maschine den Nullpunkt auf der X-Achse des Werkstücks festlegen kann. Überprüfen Sie die Richtigkeit der Daten erneut. Das Nullstellen der Y-Achse des Werkstücks erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der X-Achse.

4. Werkzeuge vorbereiten

Wechseln Sie das zu bearbeitende Werkzeug gemäß den Werkzeugdaten in der Programmieranleitung aus, sodass das Werkzeug gegen den auf der Bezugsebene stehenden Höhenmesser stößt. Wenn die Messanzeige aufleuchtet, setzen Sie den relativen Koordinatenwert auf Null. Bewegen Sie das Werkzeug anschließend in eine sichere Position, senken Sie es manuell um 50 mm ab und setzen Sie die relativen Koordinatenwerte erneut auf Null. Dies ist der Nullpunkt der Z-Achse.

Der Z-Wert des genannten Punktes wird in einem der Sätze G54 bis G59 gespeichert. Auf diese Weise wird die Nullpunktsetzung der X-Achse des Werkstücks, die Nullpunktsetzung der Y-Achse des Werkstücks sowie die Nullpunktsetzung der Z-Achse des Werkstücks erreicht.

Überprüfen Sie erneut die Richtigkeit der Daten. Bei der Berührungsmethode auf der anderen Seite wird ebenfalls eine der beiden Achsen (X oder Y) des Werkstücks berührt. Der Punkt, der den Koordinatenwerten der X- und Y-Achse sowie dem Radius des Kopfes entspricht, ist der Nullpunkt der X- und Y-Achsen. Die mechanischen Koordinaten der X- und Y-Achse werden in einem der Befehle G54 bis G59 gespeichert. Überprüfen Sie erneut die Richtigkeit der Daten und den Nullpunkt und bewegen Sie die X- und Y-Achse in Richtung des Werkstücks.

Überprüfen Sie die Genauigkeit des Nullpunkts unter Berücksichtigung der Abmessungen des Werkstücks. Kopieren Sie die Programmdatei gemäß dem in der Programmieranleitung angegebenen Dateipfad auf Ihren Computer.

5. Parametereinstellungen

Einstellung der Spindeldrehzahl während der Bearbeitung: N = 1000 × V / (3,14 × D)

N: Spindeldrehzahl (U/min)

V: Schnittgeschwindigkeit (m/min)

D: Werkzeugdurchmesser (mm)

Einstellung der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit: F = N × M × Fn

F: Vorschubgeschwindigkeit (mm/min)

M: Anzahl der Klingen

Fn: Zerspanungsleistung des Werkzeugs (mm/U)

Einstellung des Zerspanungsvolumens pro Schneide: Fn = Z × Fz

Z: Werkzeuge mit mehreren Schneiden

Fz: Schnitttiefe pro Schneide (mm/Umdrehung)

6. Vorbereitung der Bearbeitung

Zu Beginn jedes Programms müssen Sie sorgfältig überprüfen, ob die verwendeten Werkzeuge den Angaben in der Bedienungsanleitung entsprechen. Starten Sie den Vorschub für die CNC-Bearbeitung, stellen Sie die Vorschubgeschwindigkeit auf das Minimum ein, führen Sie den Vorgang schrittweise durch, nehmen Sie eine Schnellpositionierung vor und führen Sie den Einstich durch. Der Vorschub muss konzentriert erfolgen. Halten Sie Ihre Hand über den Stoppknopf, um das Programm bei Auftreten von Problemen sofort anzuhalten. Beobachten Sie die Bewegungsrichtung des Werkzeugs, um dessen Sicherheit zu gewährleisten. Erhöhen Sie anschließend langsam die Vorschubgeschwindigkeit auf ein angemessenes Maß. Verwenden Sie für das Werkzeug und das Werkstück Kühlflüssigkeit oder Kaltluft. Halten Sie beim CNC-Schruppen einen ausreichenden Abstand zum Bedienfeld ein. Bei Auffälligkeiten müssen Sie die Maschine unverzüglich anhalten und überprüfen.

Ziehen Sie den Arbeitstisch zur Seite und überprüfen Sie noch einmal, ob das Werkstück fest sitzt. Sollte dies nicht der Fall sein, müssen Sie die Kalibrierung wiederholen und den Wert anpassen.

Wir befinden uns in einem Prozess der kontinuierlichen Optimierung der CNC-Bearbeitungsparameter, um optimale CNC-Bearbeitungsergebnisse zu erzielen. Da es sich um einen kritischen Arbeitsschritt handelt, müssen nach Abschluss der CNC-Bearbeitung des Werkstücks die Hauptabmessungen mit den Zeichnungsangaben verglichen werden. Bei Abweichungen ist unverzüglich der Teamleiter oder der Programmierer zu benachrichtigen, damit eine Überprüfung erfolgen kann. Nach Behebung des Problems muss das Werkstück unbedingt selbst getestet und dem Prüfer zur speziellen Kontrolle vorgelegt werden.

Bei der Bohrbearbeitung in einem CNC-Bearbeitungszentrum muss zunächst zwangsläufig mit einem Zentrierbohrer eine Positionierung vorgenommen werden. Anschließend erfolgt das Bohren mit einem Bohrer, dessen Durchmesser 0,5 bis 2 mm kleiner ist als die in der Zeichnung angegebenen Maße, und schließlich wird die CNC-Feinbearbeitung mit einem geeigneten Bohrer durchgeführt.

Beim Reiben eines Werkstücks wird zunächst mit einem Zentrierbohrer die Position markiert, anschließend wird mit einem Bohrer, dessen Durchmesser 0,5 bis 0,3 Millimeter kleiner ist als in der Zeichnung angegeben, die Bohrung gebohrt, und schließlich mit einem Reibahle auf Reibmaß gebracht. Während des Reibvorgangs muss die Spindeldrehzahl auf 70 bis 180 Umdrehungen pro Minute geregelt werden.

Der Ablauf der Bohrbearbeitung ist wie folgt: Zunächst wird das Werkstück mit einem Zentrierbohrer zur Bohrpositionierung markiert. Anschließend wird mit einem Bohrer gebohrt, dessen Durchmesser 1 bis 2 Millimeter kleiner ist als in der Zeichnung angegeben. Danach wird mit einem Grobbohrer oder Fräser bearbeitet, bis auf einer Seite nur noch etwa 0,3 mm sowie ein geeigneter Bearbeitungsaufmaß verbleiben. Abschließend erfolgt die Feinbohrung mit einem zuvor eingestellten Feinbohrer, wobei das letzte Feinbohrungsaufmaß nicht weniger als 0,1 mm betragen darf. Direkte CNC-Steuerung ist gleichbedeutend mit DNC-Betrieb. Der Ablauf ist wie folgt: Vor der DNC-Bearbeitung muss das Werkstück eingespannt, auf Null gesetzt und die Parameter eingestellt werden. Anschließend werden auf dem Computer die Anzahl der geöffneten Bearbeitungsprogramme und andere Details überprüft. Dann wird der Computer in den DNC-Modus versetzt und der korrekte Dateiname des Bearbeitungsprogramms einschließlich der Interpunktion eingegeben. Drücken Sie die TAPE-Taste an der Maschine und anschließend die Programmstarttaste; daraufhin erscheint auf dem Maschinenbedienfeld die blinkende Anzeige „LSK“.

7. Selbstkontrolle durch die Arbeiter

Vor der CNC-Bearbeitung muss der Bearbeiter den Inhalt der Arbeitsanweisung prüfen, sich mit den Einzelheiten des Werkstücks vertraut machen, dessen Form kennen und die Zeichnung genau studieren. Nur so kann er den Umfang der Bearbeitung einschätzen. Vor dem Einspannen des Werkstücks sollte zunächst überprüft werden, ob die Abmessungen des Rohlings den Anforderungen der Zeichnung entsprechen. Wenn die Montage- und Programmieranweisungen mit der Anleitung übereinstimmen, muss das Werkstück sorgfältig geprüft werden. Nach Abschluss der Grobbearbeitung sollte unverzüglich eine Selbstkontrolle durchgeführt werden, um eventuelle Abweichungen in den Daten rechtzeitig korrigieren zu können. Der Umfang der Selbstprüfung hängt hauptsächlich von der Größe des Bearbeitungsbereichs ab. Beispielsweise muss geprüft werden, ob das Werkstück locker sitzt; ob es korrekt aufgeteilt wurde; ob die Abmessungen der CNC-bearbeiteten Teile bis zur Referenzkante (Referenzpunkt) mit den Anforderungen der Zeichnung übereinstimmen; sowie die Positionsmaße zwischen den bearbeiteten Teilen.

Nach Abschluss der Selbstprüfung. Nach Abschluss der CNC-Bearbeitung sollte der Mitarbeiter das bearbeitete Werkstück bearbeiten.

Die Form und Abmessungen des Werkstücks werden einer Selbstprüfung unterzogen. Zunächst werden die senkrechten Flächen am CNC-Bearbeitungsort geprüft, anschließend die grundlegenden Längen- und Breitenmaße. Am Bearbeitungsort werden die in der Zeichnung angegebenen Neigungsmaße sowie die Grundmaße gemessen. Nachdem die Mitarbeiter die Selbstprüfung der Werkstücke abgeschlossen und die Werkstücke bestätigt haben, die den Zeichnungen und den technischen Anforderungen entsprechen, führen die Prüfer eine spezielle Inspektion durch.