Ein Bearbeitungszentrum ist eine numerisch gesteuerte (CNC) Werkzeugmaschine, die hochautomatisiert ist und viele Dinge tun kann. Für viele Menschen ist es das wichtigste Teil der modernen Produktionsausrüstung. Es kann viele präzise Bearbeitungsaufgaben gleichzeitig erledigen, wie Fräsen, Bohren, Bohren, Gewindeschneiden usw. Dies macht es viel produktiver und genauer.
Die folgenden Schritte können verwendet werden, um die Funktionsweise eines Bearbeitungszentrums zu beschreiben
1. Werkstück einspannen:
Der zu bearbeitende Rohling (aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien) wird von einer Person oder einem automatischen System (z. B. einem Roboter) vorsichtig auf den Tisch der Werkzeugmaschine gelegt. Schraubstöcke, Spezialvorrichtungen, Vakuumspannfutter und Dreibackenfutter sind häufig verwendete Zubehörteile. Es ist sehr wichtig, dass der Verschluss stabil und genau ist.
2. Einrichten und Aufrufen des Programms:
A. Der Bediener oder Programmierer gibt G-Code- und M-Code-Programme ein, die bereits in die Steuerung des Bearbeitungszentrums geschrieben wurden.
B. Gehen Sie wie folgt vor, um die Werkzeuge richtig einzustellen: Sie können einen Werkzeugeinstellapparat oder Ihre eigenen Hände verwenden, um die genaue Länge und den Durchmesser jedes Werkzeugs im Verhältnis zum Ursprung des Werkstückkoordinatensystems zu messen und einzustellen. Anschließend müssen Sie diese Werte in das Steuerungssystem eingeben. Außerdem wird der Anfang des Werkstückkoordinatensystems festgelegt.
3. Fangen Sie an, Dinge zu machen:
Der Bediener stellt sicher, dass das Programm zur Herstellung von Dingen sicher gestartet werden kann.
4. Zyklus des automatischen Schneidens (Kernprozess):
A. Spindelpositionierung: Das Steuerungssystem weist das Programm an, die Spindel schnell in die Startposition in der Nähe des Werkstücks zu bewegen, wo sie das erste zu verwendende Werkzeug hält.
B. Schneidbewegung: Die Spindel dreht sich schnell und der Tisch (oder Spindelkopf) bewegt sich auf der Grundlage von Programmanweisungen exakt unter einer mehrachsigen Verbindung. Dadurch kann das Werkzeug zum Fräsen, Bohren und für andere Aufgaben entlang einer vorgegebenen Bahn in das Werkstückmaterial schneiden. Oftmals wird Schneidflüssigkeit gleichzeitig auf das Werkzeug und das Objekt gesprüht, um Späne auszuspülen und abzukühlen.
C. Automatischer Werkzeugwechsel: Ein wichtiger Unterschied zwischen Bearbeitungszentren und herkömmlichen CNC-Maschinen besteht darin, dass sie Werkzeuge automatisch wechseln können.
• Die Spindel fährt auf Befehl des Programms zum Werkzeugwechselpunkt, der sich normalerweise in der Nähe des Werkzeugmagazins befindet.
• Der automatische Werkzeugwechsler (ATC) beginnt zu arbeiten. Das aktuelle Werkzeug wird von der Spindel an seinen ursprünglichen Platz im Magazin zurückbewegt. Anschließend dreht sich das Magazin und bewegt das nächste benötigte Werkzeug zur Werkzeugwechselposition.
• Die Spindel nimmt das neue Werkzeug auf und bewegt es zum nächsten Startplatz für die nächste Arbeit.
• Dieser Vorgang erfordert keine Hilfe von einer Person und dauert normalerweise nur ein paar Sekunden bis ein Dutzend Sekunden.
D. Zyklische Ausführung: Bei diesem Vorgang werden die Schritte 4.b und 4.c immer wieder wiederholt, bis alle Schneidschritte des Programms abgeschlossen sind, was den Einsatz verschiedener Werkzeuge erfordern kann. Der Werkzeugordner kann Dutzende oder sogar Hunderte von Werkzeugen enthalten.
5.Beenden Sie die Bearbeitung und das Entladen:
A. Die Spindel stoppt die Drehung und geht in eine sichere Position (normalerweise die Maschinen-Ausgangsposition oder die Werkzeugwechselposition), wenn die Ausführung des Programms abgeschlossen ist.
B. Das Entladen des fertigen Werkstücks erfolgt durch den Benutzer oder das Automatisierungssystem.
Schlüsselkomponenten eines Bearbeitungszentrums
• Bett/Rahmen: Bietet Steifigkeit und Stabilität und trägt alle anderen Komponenten.
• Tisch: trägt und hält das Werkstück und bewegt sich in X/Y-Richtung (üblich bei vertikalen Bearbeitungszentren). Einige Tische sind stationär, während sich die Spindel bewegt, was bei horizontalen oder Gantry-Tischen üblich ist.
• Spindel: Die Kernkomponente, die das Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit rotieren lässt, normalerweise angetrieben durch einen Hochleistungsmotor, der sich in der Z-Achse bewegt (üblich bei Vertikalmaschinen).
• Werkzeugmagazin: Ein Lager zur Lagerung von Werkzeugen, die für verschiedene Bearbeitungen benötigt werden.
• Gängige Typen sind:
• Kettenwerkzeugmagazin: Große Kapazität (zige oder sogar hunderte Werkzeuge).
• Scheiben-Werkzeugmagazin/Revolver-Werkzeugmagazin: kleinere Kapazität (Dutzende bis drei Dutzend), schneller Werkzeugwechsel.
• Werkzeugmagazin in Eimerform: relativ einfacher Aufbau, mittlere Kapazität.
• Automatischer Werkzeugwechsler: Ein Roboter oder Werkzeugwechsler, der dafür verantwortlich ist, das alte Werkzeug von der Spindel zu entfernen, es zurück zum Werkzeugmagazin zu schicken und das neue Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin zu entnehmen und auf der Spindel zu installieren.
• CNC-System: das „Gehirn“ der Werkzeugmaschine, das Verarbeitungsprogrammanweisungen empfängt, präzise Steuerung aller Achsen der Servomotorbewegung, Spindelgeschwindigkeit, Werkzeugwechselaktion, Kühlmittelschalter usw.
• Servoantriebssystem: Dieses System umfasst Servomotoren, Kugelumlaufspindeln, Linearführungen und andere Komponenten, die für den präzisen Antrieb jeder Bewegungsachse verantwortlich sind.
• Kühlmittelsystem: stellt Schneidflüssigkeit zur Kühlung, Schmierung und Spanabfuhr bereit.
• Spanabfuhrsystem: transportiert die bei der Bearbeitung entstehenden Späne aus dem Arbeitsbereich.
• Schutzschild: Schützt den Bediener und verhindert, dass Späne und Kühlmittel verspritzen.
Vorteile des Bearbeitungszentrums
• Hohe Effizienz: eine Klemme zur Durchführung mehrerer Prozesse, wodurch die Klemmzeit verkürzt wird; Der automatische Werkzeugwechsel reduziert die Nebenzeiten erheblich.
• Hohe Präzision: Das CNC-System gewährleistet eine extrem hohe wiederholbare Positionierungsgenauigkeit und Bearbeitungspräzision.
• Hohe Konsistenz: Die Programmsteuerung sorgt für eine hohe Konsistenz der Massenteile.
• Bearbeitung komplexer Teile: Die Fähigkeit zur Mehrachsenverknüpfung ermöglicht die Bearbeitung komplexer Oberflächen und Hohlräume, die mit herkömmlichen Maschinen nur schwer zu erreichen sind.
• Flexibilität: Durch den Wechsel von Programmen und Werkzeugen können Sie schnell auf die Produktion verschiedener Teile umsteigen.
• Reduzierte Arbeitsabhängigkeit: Ein hoher Automatisierungsgrad verringert die Abhängigkeit von den Fähigkeiten des Bedieners.
