22. Februar 2024

Komplexe Werkstücke

Bedingt durch die Komplexität der zu bearbeitenden Werkstücke und dem damit verbundenen hohen Aufwand für die Erstellung der Programme, erfolgt die Programmierung schon im Bereich der Arbeitsvorbereitung und damit nicht an der Drehmaschine selbst. Dies hat zur Folge, dass auf Grund vorgegebener Prozesse in der Programmierabteilung CAD-Programme erstellt werden, die im Hinblick auf die optimale Benutzung der Werkzeuge und die Einstellung des an den Zerspanungsvorgang angepassten Vorschubs nicht geeignet sind. Der Zerspanungstechniker, der über das notwendige Fachwissen verfügt, hat viele Möglichkeiten, den Bearbeitungsprozess direkt zu beeinflussen, und das Programm an die verwendeten Materialien anzupassen, so dass die für die Bearbeitung eines einzelnen Teils erforderliche Zeit sich erheblich reduziert.

Drehteile

Ein CNC-Programm läßt sich nachträglich leicht an geänderte Prozessbedingungen anpassen, wenn komplexe Werkstücke. mit hohem Einrichtaufwand hergestellt werden müssen, der die reine Maschinenlaufzeit leicht übertreffen kann. Das Ausrichten des Werkstückes auf der Drehmaschine führt zu einer deutlichen Verbesserung der Fertigungsgenauigkeit und damit zu erhöhter Produktivität bei geringerem Ausschuss. Die Freiformflächen verringern die Maße dreidimensionaler Werkstücke anhand einer Steuerung in fünf Achsen. Von den Zerspanungstechnikern wird ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen gefordert, weil der Monitor an der Maschine nur zweidimensionale Skizzen vermitteln kann. Während bei einfachen Drehteilen oder bei komplizierten Frästeilen die geometrische Form des Werkstücks häufig mit einigen groben Bearbeitungsschritten festgelegt werden kann, ist dies im Hinblick auf komplizierte CNC Drehteile wesentlich komplexer.
Der Einsatz von CNC-Steuerungen für Drehmaschinen weist eine Reihe von Vorteilen auf, die auch die Anforderungen an den Zerspanungstechniker, die Gestaltung der Anbindung zwischen Computer und Werkzeugmaschine, deutlich erhöhen. Bedingt durch die wachsenden Anforderungen der Kunden an Fertigungsgeschwindigkeit und Fertigungspräzision nimmt die Anzahl der Funktionen, die automatisierte CNC-Drehmaschinen bieten, ständig zu. Sie geben den Zerspanungstechnikern mehr Gestaltungsmöglichkeiten, vergrößern aber gleichzeitig auch den Aufwand für die Ausbildung. Entsprechend sinnvoll ist es, die große Anzahl von Werkstücken in einer ergonomischen Weise in der Nähe des Arbeitsplatzes vorrätig zu halten und durch den Einsatz automatischer Beladungssysteme (Stangenlader) den Bearbeitungsvorgang zu erleichtern und zu beschleunigen.

Serienfertigung

Die Gestaltung der Werkstückoberflächen wird durch den Einsatz geeigneter CNC-Steuerungen erheblich flexibler. Je nach Programm werden dem Zerspanungstechniker mehr oder weniger gut zugängliche Werkzeuge angeboten, mit deren automatischer Auswahl aus dem Werkzeugmagazin der Zerspanungsvorgang an die Bedürfnisse des Kunden angepasst werden kann. Dies reicht von der hochpräzisen Feinbearbeitung polierter Oberflächen bis hin zur Möglichkeit der automatisierten Herstellung von Drehteilen in Großserien. Viele Zerspanungsbetriebe bieten kundenorientierte Lösungen in Gestalt eines Prototyps an, der später nach Abnahme durch den Betriebsleiter in Großserie angefertigt wrden kann. Dies bietet die Möglichkeit, auch sehr einfache Serienteile direkt an der Maschine zu programmieren und für die Erstellung hochwertiger Oberflächen geeignete Zerspanungswerkzeuge zu verwenden.

Der Zerspanungsvorgang

Um dem Zerspanungstechniker die Arbeit mit einer CNC-Drehmaschine zu erleichtern, muss er dort ähnlich arbeiten können, wie es von den klassischen Drehmaschinen bekannt ist. Allerdings besteht hier die Möglichkeit, einen Messtaster automatisch über das Werkstück zu führen, und so direkten und automatischen Einfluß auf den Bearbeitungsprozess und die Parameter wie Vorschub, Spindeldrehzahl etc. zu nehmen, um eine der jeweiligen Bearbeitungssituation angepasste Bearbeitung zu ermöglichen und Fehlstellen und Lunker im Werkstück verhindern zu können. Das Kontrollsystem begrenzt dabei den Arbeitsbereich des Werkzeugrevolvers und verhindert die Beschädigung des Werkzeugs und der Maschine.
Zur Erweiterung dieser Möglichkeiten wird hier die Funktion des Schruppens eingesetzt, deren Prinzip schon von den klassischen Drehmaschinen bekannt ist. Die äußeren Abmessungen des Werkstücks begrenzen den Bereich, innerhalb dessen sich der Werkzeugschlitten bewegen darf, ohne die Form zu beschädigen. Mit Hilfe eines zusätzlichen Drehmeißels wird eine Steuerung der Werkzeugbewegung innerhalb des gesamten Arbeitsbereichs ermöglicht. Die Drehbearbeitung umfasst im Formenbau eine Reihe unterschiedlicher Arbeitsgänge, die vom Schruppen bis zum Feinschlichten gehen. Die hierfür erforderlichen Schnittwerte und die Beschreibung der Geometrie bei der Verwendung von CAM-Systemen direkt an dem zu bearbeitenden Rohteil erfordert organisatorische Maßnahmen, die zentral gespeichert und verwaltet werden müssen. Denn die Wiederholung einer Bearbeitung eines Bauteils oder die Fortsetzung der Bearbeitung nach Maschinenstillstand erfordert die vorherige Speicherung der Bearbeitungsdaten.
Zurück zur Übersicht