CNC-Steuerung & Achsen

Kurz gesagt

Die CNC-Steuerung übersetzt Programmsätze in Sollwerte für jede Achse. Lageregler vergleichen diese Sollwerte laufend mit den Istwerten der Wegmesssysteme. Die Linearachsen heißen X, Y und Z; die Drehachsen A, B und C drehen um X, Y und Z.

Die Steuerung ist das Gehirn jeder CNC-Maschine: Sie liest das NC-Programm, plant daraus Bahnen und Geschwindigkeiten und sorgt über Antriebe und Messsysteme dafür, dass jede Achse genau dort ankommt, wo sie soll. Hier findest du die Grundlagen der Maschinensteuerung – von den Linearachsen über die Rotationsachsen bis zur 5-Achsen-Bearbeitung.

Hier anfangen

CNC-Steuerung verstehen – Aufgaben, Schnittstellen und typische Hersteller
CNC-Bewegungssteuerung – Wie aus Programmzeilen Bahnen und Vorschübe werden
Wegmesssysteme – Direkt, indirekt, absolut, inkrementell – woher die Steuerung die Position kennt
Schleppabstand – Warum die Ist-Position der Soll-Position immer etwas hinterherläuft
B-Achse verstehen – Die B-Achse: Drehung um Y mit Rechenbeispiel
A-Achse an der CNC – Die A-Achse: Indexieren und simultanes Fräsen
5-Achsen-Fräsen – 3+2 oder simultan – was 5-Achsen-Fräsen wirklich bedeutet
CNC-Override – Vorschub und Drehzahl während des Laufs anpassen

Linearachsen und Rotationsachsen

Jede Bewegung einer CNC-Maschine wird auf Achsen abgebildet. Die drei Linearachsen X, Y und Z bilden ein rechtwinkliges Koordinatensystem. Dazu kommen die Drehachsen: A dreht um X, B um Y und C um Z. Die positive Drehrichtung folgt der Rechte-Hand-Regel – zeigt der Daumen in die positive Richtung der Linearachse, zeigen die gekrümmten Finger die positive Drehrichtung. Drehtische, Schwenkköpfe und Teilapparate machen aus einer 3-Achs-Fräse eine 4- oder 5-Achs-Maschine.

Regelkreis, Bahnplanung und Eingriffe des Bedieners

Die Steuerung arbeitet in einem geschlossenen Regelkreis: Sollwert vorgeben, Istwert messen, Differenz ausregeln. Diese Differenz – der Schleppabstand – ist bei schnellen Bewegungen größer und beeinflusst, wie genau Ecken und Radien gefahren werden. Funktionen wie Look-Ahead und Überschleifen rechnen deshalb vorausschauend, wie stark an Ecken gebremst werden muss. Über den Override kann der Bediener Vorschub und Spindeldrehzahl prozentual anpassen, ohne das Programm zu ändern.

Steuerungen von Hobby bis Industrie

Im Modellbau begegnen dir oft PC-basierte Lösungen wie Mach3 oder Open-Source-Steuerungen, in der Industrie Systeme großer Hersteller wie Okuma OSP. Das Prinzip ist bei allen gleich, die Bedienung und der Funktionsumfang unterscheiden sich. Mein eigener Ausgangspunkt ist eine auf CNC umgerüstete Optimum BF 20 – die Grundlagen dazu stehen auf der Seite Was ist eine CNC-Maschine? und in der Geschichte der CNC.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen NC und CNC?

NC steht für numerische Steuerung: Frühe Maschinen bekamen ihre Befehle zum Beispiel über Lochstreifen, die Logik war weitgehend fest verdrahtet. Bei CNC (Computerized Numerical Control) arbeitet ein Rechner in der Steuerung – Programme liegen im Speicher, lassen sich an der Maschine ändern, simulieren und verwalten. Mehr dazu in der Geschichte der CNC.

Welche Rotationsachsen gibt es an CNC-Maschinen?

Nach der üblichen Achsbezeichnung dreht die A-Achse um X, die B-Achse um Y und die C-Achse um Z. Welche davon eine Maschine hat, hängt von der Bauart ab – etwa ein Drehtisch (meist A oder C) oder ein Schwenkkopf (oft B). Beispiele: A-Achse, B-Achse, Drehtisch als vierte Achse.

Was macht der Override-Regler?

Der Vorschub-Override skaliert den programmierten Vorschub während des Laufs in Prozent, ein eigener Spindel-Override die Drehzahl. Das Programm selbst bleibt unverändert. Wie weit sich die Werte verstellen lassen und ob der Eilgang mitgeregelt wird, legt die Steuerung fest – siehe CNC-Override.

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