Von In der Welt der computergesteuerten numerischen Steuerung (CNC) kann die gewählte Methode zur Interpretation und Ausführung von Eingaben die Geschwindigkeit, Präzision und Komplexität des Fertigungsprozesses beeinflussen. Diese gewählten Methoden werden oft als CNC-Steuerungstypen bezeichnet, da sie bestimmen, wie eine CNC-Maschine Befehle empfängt, verarbeitet und ausführt, um ein vorgegebenes Ergebnis zu erzielen.
Laut CNC-Experten hat es im Laufe der Zeit eine Diversifizierung der CNC-Steuerungen gegeben, die zur Entwicklung von CNC-Steuerungstypen wie Kontursteuerung oder kontinuierliche Bahnsteuerung und direkte numerische Steuerung (DNC) geführt hat. Diese Steuerungen sind für unterschiedliche Bearbeitungsprozesse wie Fräsen, Bohren und Drehen ausgelegt. Sie unterscheiden sich in ihrer Anwendung, Funktion und Leistung, sind jedoch beide für die automatisierte Fertigung von Vorteil.
Darüber hinaus verwenden die meisten CNC-Maschinen und Fertigungsanlagen beide Steuerungsarten, um die Produktionseffizienz, Präzision und Zeitersparnis zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine Maschinenkonfiguration eine Kontursteuerung verwenden, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Gleichzeitig wird ein DNC-System verwendet, um die Programmverteilung zu verwalten und den Produktionsprozess in der Fertigung zu überwachen.
In diesem Artikel untersuchen wir die Unterschiede zwischen Kontursteuerung und numerischer DNC-Steuerung, indem wir ihre Prinzipien, Anwendungen, Vor- und Nachteile hervorheben.
Kontur-CNC-Steuerung: Ein Überblick
Die Kontur-CNC-Steuerung, allgemein als kontinuierliche Bahnsteuerung bezeichnet, ist ein Steuerungssystem, mit dem die CNC-Maschine gleichzeitig entlang zwei oder mehr Achsen bewegt werden kann. Dieser Prozess hilft bei der Erstellung glatter und komplexer Formen, insbesondere bei Vorgängen wie Drehen, Fräsen und Gravieren, bei denen die Werkzeuge der Maschine ohne Unterbrechungen einer vordefinierten Bahn folgen müssen.
Während der Fertigung verarbeitet ein CNC-Maschinenbediener oder eine Steuerung G-Code-Befehle, die Werkzeugwege und Koordinaten festlegen. Auf diese Weise kann die Kontur-CNC-Steuerung die Bewegungen über die ausgewählten Achsen hinweg synchronisieren und einer glatten Bahn folgen. Beim Fräsen einer Turbinenschaufel beispielsweise müssen die Werkzeuge der CNC-Maschine kontinuierlich entlang einer komplexen 3D-Oberfläche gleiten, und genau hier kommt die Kontur-CNC-Steuerung zum Einsatz.
Merkmale einer Kontur-CNC-Steuerung:
- Ermöglicht gleichzeitige Bewegungen in mehreren Achsen.
- Effiziente Ausführung komplexer 2D- und 3D-Oberflächen und Kurven.
- Die Werkzeugwege sind kontinuierlich und ohne Unterbrechungen.
- Häufig eingesetzt in der Fertigung von Luft- und Raumfahrtteilen, im Automobilbau und im Formenbau.
Vorteile der Contouring-CNC-Steuerung:
- Ermöglicht die Herstellung hochdetaillierter Teile.
- Ermöglicht kontinuierliche Bewegungsabläufe, die zur Erreichung einer hohen Produktionsqualität beitragen können.
- Unterstützt mehrachsige Vorgänge, die bei der Erstellung komplexer Geometrien erforderlich sind.
- Ideal für die Oberflächenbearbeitung und 3D-Bearbeitung.
Nachteile der Kontur-CNC-Steuerung:
- Die Anschaffungskosten für diese CNC-Steuerung sind oft hoch.
- Erfordert qualifizierte Bediener mit fortgeschrittenen Programmiererfahrungen.
- Die Synchronisation mehrerer Achsen macht die Wartung komplexer.
Direkte numerische Steuerung (DNC): Ein allgemeiner Überblick
Bei der direkten numerischen Steuerung (DNC) werden mehrere CNC-Maschinen gleichzeitig über einen zentralen Computer gesteuert. Dies unterscheidet sich von herkömmlichen eigenständigen CNC-Maschinen, die während der Fertigung unabhängig voneinander arbeiten.
Bei der Einrichtung des DNC-Systems werden Programme und Daten direkt von einem zentralen Computer an mehrere CNC-Maschinen übertragen. Der zentrale Computer speichert alle NC-Programme, sodass der Bediener sie einfach in kontinuierlichen Strömen oder Blöcken an einzelne Maschinen senden kann.
Dies kann entscheidend für die Reduzierung von Ausfallzeiten und die Verbesserung der zentralen Überwachung sein. Außerdem können Maschinenbediener bei Programmänderungen leicht Aktualisierungen vornehmen. Darüber hinaus sind DNC-Steuerungen in großen Fabriken mit Hunderten von gleichzeitig arbeitenden CNC-Maschinen weit verbreitet. Dies erleichtert die Verwaltung aller Maschinen über ein zentrales System.
Merkmale einer direkten numerischen Steuerung:
- Zentrale Steuerung von CNC-Maschinen und Programmverwaltung.
- Keine individuelle Speicherung von Programmen auf jeder CNC-Maschine erforderlich.
- Unterstützt Echtzeitüberwachung und Programmaktualisierungen
- Ideal für groß angelegte Fertigungsprozesse und -umgebungen.
Vorteile der direkten numerischen Steuerung:
- Einfache Gewährleistung der Programmkonsistenz dank zentralem Verwaltungssystem.
- Minimiert das Risiko, falsche oder veraltete Programme auszuführen.
- Verbessert die Planung und Koordination der Produktion.
- Unterstützt eine effiziente und koordinierte Aktualisierung von Programmen auf mehreren Maschinen.
Nachteile der direkten numerischen Steuerung:
- Bei einem Systemausfall können alle Maschinen aufgrund der Abhängigkeit von einem zentralen Computer zum Stillstand kommen.
- Oft sind hohe Kosten für die Netzwerkinfrastruktur und die Einrichtung erforderlich.
- Sie ist in erster Linie datenorientiert und ersetzt nicht die Steuerung der Systeme auf Maschinenebene.
Wesentliche Unterschiede zwischen Kontur- und DNC-Steuerungstypen
Die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von CNC-Steuerungssystemen sind:
Funktion und Zweck
Eine Kontursteuerung konzentriert sich auf die Bewegung einer Maschine. Sie dient zur Steuerung der Werkzeugwege für die Erstellung komplexer Formen und Oberflächen.
Ein DNC-System hingegen konzentriert sich auf die Datenverwaltung und Steuerung mehrerer Maschinen. Es legt fest, wie Daten gesendet und ausgeführt werden.
Ebene der Funktionsweise
Die Kontursteuerung arbeitet auf Maschinenebene, indem sie die Werkzeugwege während des Fräsens oder Schneidens führt.
Eine DNC hingegen arbeitet auf Netzwerk- oder Systemebene, indem sie die Datenverteilung zwischen den Maschinen koordiniert und verwaltet.
Bewegungssteuerung
Kontursteuerungen verbessern die für die 3D-Oberflächenbearbeitung und glatte Kurven erforderlichen simultanen Mehrfachachsenbewegungen.
Im Gegensatz dazu steuert die DNC die Bewegungsbahnen nicht direkt, sondern versorgt eine CNC-Maschine mit den erforderlichen Werkzeugwegbefehlen.
Komplexität der Bearbeitung
Die Kontursteuerung ermöglicht hochpräzise Aufgaben wie die Fertigung von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, Gravuren und 3D-Schnitzarbeiten.
Im Gegensatz dazu konzentriert sich die DNC auf die Verteilung von Bearbeitungsprozessen in großen Stückzahlen, die verschiedene Maschinenoperationen unterstützen.
Skalierbarkeit und Flexibilität
Kontursysteme sind sehr flexibel in Bezug auf die Werkzeugbahnfähigkeiten, aber nicht skalierbar in Bezug auf die Maschinenverwaltung.
Umgekehrt sind DNC-Systeme nicht flexibel, insbesondere in der Bewegungssteuerung, aber skalierbar bei der Verwaltung von Dutzenden oder Hunderten von CNC-Maschinen.
Fazit
Die wesentlichen Unterschiede zwischen Kontursteuerung und direkter numerischer Steuerung zeigen, wie spezialisiert und vielfältig moderne CNC-Systeme geworden sind. Das Kontursteuerungssystem konzentriert sich auf die Bewegungs- und Werkzeugbahnpräzision einer einzelnen Maschine. Damit können komplexe Formen und Designs umgesetzt werden.
Im Gegensatz dazu steuert und koordiniert die DNC die Datenversorgung mehrerer CNC-Maschinen aus einem zentralen Datenmanagementsystem. Das Verständnis dieser Unterschiede und der sich ergänzenden Funktionen der Steuerungen erleichtert Herstellern die Auswahl der richtigen Technologiekombination, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, die Produktion ohne Einbußen bei der Produktqualität zu steigern.
