Erst mit der CNC-Technik wurde es möglich, Werkstücke mit höchsten Ansprüchen an Genauigkeit und Komplexität automatisch herzustellen. Das sogenannte Computer-Numerical-Control-Verfahren steht dabei für effizientes Arbeiten sowie für präzise, reproduzierbare Ergebnisse und ist in der zerspanenden Fertigung heute nicht mehr wegzudenken. Werfen wir nun einen Blick in die Geschichte der CNC-Technik, was deren Entstehung beeinflusste und in welchen Bereichen diese heute eingesetzt wird.
Auftrag des US-Militärs setzt Startschuss
In den Jahren 1949/50 begann John Parsons am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA mit der Entwicklung der NC-Technik. Das Konzept der Numerischen Steuerung (Numerical Control) basiert darauf, dass Werkzeugmaschinen über ein Gerät zur Datencodierung gesteuert werden, d.h. es handelt sich um ein reines Hardware-Konzept ohne Zuhilfenahme von Software. Auslöser dieser Entwicklung war ein Auftrag der U.S. Air Force mit der Vorgabe, wichtige Teile von Großflugzeugen nicht mehr als Niet- und Schweißverbindungen, sondern aus dem Vollen zu fertigen. Da die für ein Formfräsen notwendigen Schablonen und Modelle jedoch mit herkömmlicher Technik nur sehr zeit- und kostenaufwendig zu fertigen waren, fasste man den Entschluss, eine Steuerung zu entwickeln. Denn die Konturen dieser großen Werkstücke ließen sich leicht durch mathematische Funktionen beschreiben. So gelang es Parsons, die erste NC-gesteuerte Maschine mit dem Namen „Cincinnati Hydrotel“ zu konstruieren.
NC-Technik mit Lochkarten
Im Jahr 1954 übernahm die US-Firma Bendix die Technologie von Parsons und entwickelte in der Folge die erste mit über 300 Elektronenröhren ausgestattete NC-Maschine. Die Steuerung dieser Maschine wurde dabei durch Lochkarten realisiert. Bereits zwei Jahre später waren ca. 100 NC-Maschinen in der US-Luftfahrt im Einsatz und Ende der 50-er Jahre hielt die NC-Technik schließlich auch in den Industriestaaten Europas Einzug. In den 1960-er Jahren stattete man zahlreiche vorhandene Fräsmaschinen mit numerischen Steuerungen aus und entwickelte die NC-Technik kontinuierlich weiter. So gelang es schon bald, den Werkzeugwechsel zu automatisieren und einen integrierten Schaltkreis zu realisieren.
CNC-Technik mit CAD/CAM- und CIM-Systemen
Nachdem Anfang der 70er Jahre die erste NC-Steuerung mit Programmspeicher zur Verfügung stand, vollzog sich im Jahr 1978 der Übergang zur CNC-Technik und die erste CNC-Maschine wurde entwickelt. Bis Mitte der 90er Jahre wurden CNC-Programme mühsam per Hand geschrieben, was dem Programmierer eine enorme Konzentrationsfähigkeit abverlangte. Denn bereits kleinste Programmierfehler konnten Schäden an den Maschinen anrichten. Ab der Jahrtausendwende begann man, die Programme direkt aus einem CAD/CAM-System zu erzeugen, was bis heute Standard ist. Mittlerweile arbeitet man bereits an einem neuen System, dem sogenannten CIM-System (Computer Integrated Manufacturing), mit dem die Programmierung künftig komplett ohne Einfluss des Menschen stattfinden soll.
Die Entwicklung der CNC-Technik veränderte die Fertigungsprozesse in der zerspanenden Industrie grundlegend. Sie ermöglichte es, den kompletten Fertigungsprozess vom Aufspannen des Werkstücks über das Fräsen, den Werkzeugwechsel bis hin zur Qualitätskontrolle und der Nachbearbeitung zu automatisieren. Durch die deutlich schnellere und dennoch sehr genaue Bewegung der Achsen und Werkzeuge konnten in der Folge eine Rationalisierung in der Serien- und Einzelfertigung sowie eine höhere Effizienz und Wirtschaftlichkeit erreicht werden. Einsatz findet die CNC-Technik heute vor allem in der Metallbearbeitung. Aber auch bei anderen zerspanenden Verfahren, z.B. mit den Werkstoffen Kunststoff oder Holz, wird diese Technik heute gerne angewendet.
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