Numerical Control

Als Numerische Steuerung "NC" (engl.: Numerical Control) bezeichnet man ein elektronisches Gerät zur Steuerung insbesondere von Werkzeugmaschinen, das in der Lage ist, einen Datensatz von Steuerungsbefehlen von einem Datenträger zu lesen, in Arbeits- bzw. Bewegungsabläufe umzusetzen und nacheinander abzuarbeiten.

Numerisch gesteuerte Maschinen (NC-Maschinen) sind in der Lage, Programmanweisungen, die als code auf einem Datenträger vorliegen, zu verstehen und in der Reihenfolge ihrer Anordnung im Datenträger abzuarbeiten. Früher wurde die Programmübergabe an NC-Maschinen mittels Lochstreifen, Lochkarten, Magnetbändern oder Disketten durchgeführt, die Arbeitsanweisungen konnten an der Maschine selbst nicht mehr verändert werden.

Während erste NC-Programme nur binäre maschinenspezifische Befehle enthielten, die zu binären Anweisungen führten (z. B. „nimm Nadel x nicht, wenn Loch vorhanden“ oder „spiele bei Loch den zur Position des Lochs gehörigen Ton“), konnten später mithilfe von recht allgemein verbreiteten, aus Zahlen und Buchstaben bestehenden 8-bit-NC-Befehlssätzen bestimmte Operationen auch in der Maschine erledigt werden (lineare und Kreisinterpolation, Umrechnung einer Distanz in Schrittmotortakte mit Hochlauf- und Bremsrampe, z. B. „fahre einen Halbkreis mit Radius r, Mittelpunkt xy und Geschwindigkeit v“).

Gegen Ende der NC-Ära war es sogar möglich, bestimmte technologische Parameter oder Korrekturen auch an der Maschine vorzunehmen (post processing, z. B. Schnittspaltbreiten-Korrektur beim Laserschneiden, Verschachtelung von Schneidteilen).

Arten von NC Maschinen

Es gibt drei grundlegende Arten von NC-Maschinen:

• NC-Maschinen (numerical control) --> werden direkt durch NC-Befehle gesteuert
• CNC-Maschinen (computerized numerical control) --> die Steuerung erfolgt über einen Computer
• DNC-Maschinen (direct numerical control) --> es gibt einen Fertigungsrechner, der eine Serverfunktion erfüllt. Computergeschriebene Programme werden über Netzwerk in diesem Computer gespeichert und werden von dort an die zu steuerenden Maschinen weiterverteilt.

Geschichte

1794-1800	Die erste Metalldrehmaschine wurde gebaut.
1808	Joseph Marie Jacquard benutzte gelochte Blechkarten zur automatischen Steuerung von Webmaschinen.
1863	Erfindung des Lochstreifens (Papier als Datenträger) von Henri Fourneaux.
1946	Dr. John W. Mauchly und Dr. John Presper Eckert lieferten den ersten elektronischen Digitalrechner an die US Armee.
1949-1952	Erste numerisch gesteuerte Maschine von John Parsons (USA) in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology für die U.S. Airforce entwickelt.
1954	Erste industriell hergestellte NC von der Bendix Corporation (USA), aufgebaut mit ca. 300 Röhren.
1959	Einführung der NC in Europa (Messe Hannover oder Paris ?)
1960	Erste NC mit Transistoren.
1960	Erste NC-Bahnsteuerung mit Geraden- und Kreis-Interpolation (von AEG) an einer Waldrich-Walzenkalibrier-Drehmaschine auf der Deutschen Werkzeugmaschinen-Ausstellung in Hannover
1963	Werkzeugmaschinen, die speziell für die Steuerung durch NCs entwickelt wurden, erscheinen am Markt.
1968	Erste NC mit Integrierten Schaltkreisen.
1972	Erste CNC, Minicomputer mit speziellem Interface zur Steuerung der Achsen.
1978	Erste Mikroprozessor-CNC.

Mit dem Erscheinen der Mikroprozessor-CNC geht die Ära der festverdrahteten NC zu Ende.

Heutiger Entwicklungsstand

Die Mikroprozessor- und Computertechnik erlaubt dem Hersteller von Werkzeugmaschinen, softwaretechnisch Verbesserungen und Erweiterungen der Funktionalität in die laufende Maschinen-Serie einzubringen, ohne die Hardware ändern zu müssen. So kann schneller auf die Anforderungen des Marktes reagiert werden.

Dem Anwender von Werkzeugmaschinen bietet sie neue Möglichkeiten in den Bereichen Visualisierung und Bedienerführung.

Quellen

• Kief, Hans B.: NC-Handbuch '80. NC-Gesellschaft, Michelstadt, 1980, ISSN 0721-8966
• Daxl, Josef: Grundlagen über numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen (CNC), Hauptband. Verlag Jugend und Volk, Wien 2004, ISBN 3-7002-1399-9
• Braun, Fischer, Höll u. a.: Fachkunde Metall, 53. Auflage, 1999, ISBN 3-8085-1153-2