aiMOOC

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen programmieren - Fachkraft für Metalltechnik - LF 8

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Einleitung

Du arbeitest im zweiten Ausbildungsjahr als angehende Fachkraft für Metalltechnik, Fachrichtung Zerspanungstechnik. Ein Auftrag liegt als Teilzeichnung vor; die CNC-Maschine benötigt jedoch geprüfte Bearbeitungsdaten, ein zur Steuerung passendes Programm und eine sichere Einrichtung. In diesem aiMOOC gehst du den vollständigen Weg vom Auftrag über Zeichnung, Technologie, Geometrie und CNC-Programm bis zur Simulation, Qualitätssicherung, Dokumentation und wirtschaftlichen Bewertung. Schwerpunkt ist Lernfeld 8 (80 Unterrichtsstunden) des KMK-Rahmenlehrplans: CNC-Drehen und CNC-Fräsen.

Du lernst, zwischen Werkzeugmittelpunktbahn und Bauteilkontur zu unterscheiden, Koordinaten und Schnittwerte zu berechnen, Weg- und Zusatzfunktionen fachgerecht auszuwählen und Programme systematisch zu prüfen. Realer Maschinenbetrieb, Einrichten, Werkzeugwechsel und spanende Bearbeitung erfolgen nur unter Aufsicht befugter, unterwiesener Fachkräfte und nach betrieblichen Freigaben. Alle Programmbeispiele sind didaktische Simulationsbeispiele, keine ungeprüften Maschinenprogramme.

Dein Lernprodukt: eine anonymisierte Auftragsanalyse, Einrichte-, Werkzeug-, Arbeits- und Prüfpläne, ein kommentiertes CNC-Simulationsprogramm, Simulationsergebnisse, ein Prüfprotokoll sowie eine nachvollziehbare Reflexion. Ein Modellwerkstück und eine virtuelle Maschine reichen für die Aufgaben aus.

Vom CAD-Modell zum Bauteil: Das Bild zeigt ein aufwendigeres Fertigungsbeispiel. In diesem Kurs beginnst du bewusst mit einfachen, prüfbaren Konturen; Bildquelle und Rechte stehen im Abschnitt OER.

Auftrag und technische Unterlagen analysieren

Handlungsauftrag und berufliche Kompetenz

Eine CNC-Fertigung startet nicht mit dem ersten G-Code, sondern mit dem Verständnis des Auftrags. Du klärst Bauteilfunktion, Menge, Termin, Werkstoff, Rohteilabmessungen, Maß- und Lagetoleranzen, Oberflächenanforderungen, Maschine, Spannmittel, Werkzeuge und Prüfverfahren. Fehlende Angaben müssen fachlich geklärt und in der Dokumentation gekennzeichnet werden; du darfst sie nicht als vermeintlich verbindliche Kundenwerte erfinden.

Das KMK-Lernfeld 8 für die Fachrichtung Zerspanungstechnik verlangt, fertigungsbezogene Dreh- und Fräszeichnungen auszuwerten und zu ergänzen, geometrische und technologische Daten zu bestimmen, Einrichte-, Arbeits- und Werkzeugpläne zu erarbeiten, Programme mit Kompensationen und Zyklen zu entwickeln, durch Simulation zu optimieren, Werkzeuge und Nullpunkte einzurichten, unter Arbeitsschutz zu fertigen sowie zu prüfen, zu dokumentieren und mit konventioneller Fertigung zu vergleichen. Dies sind aufeinander bezogene Handlungsschritte und keine bloße Liste von Befehlen.

Wichtig zur Abgrenzung: Die vier Fachrichtungen dieses zweijährigen Ausbildungsberufs besitzen im zweiten Ausbildungsjahr unterschiedliche Lernfelder. Die hier behandelte Programmierung gehört speziell zur Zerspanungstechnik; Montage-, Konstruktions- sowie Umform- und Drahttechnik dienen nur als Vergleich. Die zuerst genannte BIBB-Quelladresse mit der Kennung nb7856 führt zur Montagetechnik; für das Berufsprofil der Zerspanungstechnik ist die BIBB-Fachrichtungsseite span9988 maßgeblich. Ausbildungsordnung, betrieblicher Ausbildungsplan, Landeslehrplan und Vorgaben der zuständigen Industrie- und Handelskammer sind zusätzlich zu beachten.

Von der Zeichnung zum Fertigungsdatensatz

Teilzeichnung: Sie beschreibt Geometrie und Anforderungen eines einzelnen Bauteils. Fertigungsgerechte Zeichnung: Sie ergänzt die für das Verfahren erforderlichen Bezüge und eindeutig nutzbaren Maße, ohne die Konstruktionsvorgaben zu verändern. Arbeitsplan: Er legt die sachliche Reihenfolge der Arbeitsschritte fest. Einrichteplan: Er hält die Maschinen-/Spannkonfiguration und den Werkstücknullpunkt fest. Werkzeugplan: Er ordnet Werkzeugnummer, Geometrie, Schneidstoff, Korrekturdatensatz und Verwendungszweck zu. Prüfplan: Er verknüpft jedes Qualitätsmerkmal mit Prüfmethode und Freigabekriterium.

Ein beispielhafter Bearbeitungsauftrag kann unvollständig sein: „Rechtecknut fräsen“. Erst durch genaue Angaben zu Position, Abmessungen, Tiefe, Werkstoff, erlaubten Abweichungen und Losgröße entsteht ein prüfbarer Auftrag. Stimmen die Daten zwischen Zeichnung, CAM-System, Steuerung und Messprotokoll nicht überein, besteht Verwechslungsgefahr.

Eingangsdokument	Wichtige Prüffragen	Ergebnis
Teilzeichnung	Sind Nullpunkt, Kontur, Maße und Toleranzen eindeutig?	Gekennzeichnete Fertigungsmaße
Materialangabe	Sind Werkstoff, Zustand und Rohmaß bekannt?	Werkstoff- und Rohteildaten
Maschinenunterlagen	Passt der Bearbeitungsraum, Steuerungsdialekt und Werkzeugaufnahme?	Maschinen-/Steuerungsauswahl
Qualitätsvorgabe	Womit werden Maß, Form, Lage und Oberfläche geprüft?	Prüfmerkmale und Messplan

CNC-Drehen und CNC-Fräsen unterscheiden

Beim CNC-Drehen rotiert überwiegend das Werkstück; die Programmierung verwendet im häufigen Standardfall X als Durchmesserachse und Z entlang der Spindel. Beim CNC-Fräsen rotiert überwiegend das Werkzeug; bei einer dreiachsigen Maschine beschreiben X, Y und Z die Werkzeugbewegung relativ zum Werkstück. Welche Achse tatsächlich fährt, hängt von der Konstruktion ab. Achsbezeichnungen und Bewegungsrichtungen orientieren sich am Maschinenkoordinatensystem, dessen Grundsätze die ISO 841 beschreibt.

Beispiel eines CNC-Drehzentrums: Spannmittel, Revolver und Arbeitsraum müssen mit dem simulierten Maschinenmodell übereinstimmen.

Koordinaten, Konturen und Technologiedaten berechnen

Maschinen- und Werkstückkoordinaten

Maschinennullpunkt und Referenzposition sind maschinenbezogen. Werkstücknullpunkt ist ein auftragsbezogener Ursprung auf oder am Rohteil; er wird über eine geeignete Nullpunktverschiebung eingerichtet. Der Begriff Werkzeuglängenkorrektur bezeichnet die Berücksichtigung der tatsächlichen Werkzeuglänge. Ein falscher Versatz kann aus einer vermeintlich ungefährlichen Bewegung eine Kollision machen.

Im Fräsbeispiel liegt G54 bei X0/Y0 an der linken vorderen oberen Rohteilecke; die obere Werkstückfläche ist Z0, positive Z-Richtung verläuft vom Werkstück weg. Der Punkt X25/Y15 liegt daher 25 mm rechts und 15 mm hinter dem Ursprung. Absolutmaß G90: Koordinaten gelten gegenüber dem festgelegten Ursprung. Inkrementalmaß G91: Ein Schritt bezieht sich auf die bisherige Position. Von X10/Y10 nach X50/Y40 ergibt sich im Absolutmaß X50 Y40, relativ dazu eine Verschiebung um X+40 Y+30. Eine irrtümliche Verwechslung von G90 und G91 kann den Werkzeugweg stark verändern.

Konturpunkte und Werkzeugmittelpunktsbahn

Bei einer einfachen rechteckigen Nutmittelpunktbahn mit den Eckpunkten P1=(10;10), P2=(50;10), P3=(50;40), P4=(10;40) in Millimetern betragen die geraden Seiten 40 mm und 30 mm. Die geschlossene Bahn hat die Länge L = 2 · (40 + 30) = 140 mm. Die Entfernung von P1 nach P3 (nur als Diagonalmaß) beträgt nach Pythagoras sqrt(40² + 30²) = 50 mm. Diese Diagonale wird bei der rechteckigen Bearbeitungsbahn nicht gefahren, kann aber die Zeichnung plausibilisieren.

Fräserradiuskorrektur (z. B. G41/G42 bei passenden Steuerungen) versetzt die Werkzeugmittelpunktsbahn gegenüber der programmierten Kontur. Ohne aktive Radiuskorrektur und mit einem Fräser von 6 mm Durchmesser fräst eine programmierte Mittelpunktbahn eine 6 mm breite Spur. Deren äußerste Koordinatengrenzen liegen bei X7 bis X53 und Y7 bis Y43; die innenliegenden rechtwinkligen Nutenden sind durch den Fräserradius gerundet. Wenn die Zeichnung dagegen eine scharf bestimmte Bauteilaußenkontur fordert, darfst du die Werkzeugmittelpunkte nicht mit den Sollkonturpunkten gleichsetzen. Für G41/G42 sind An- und Abfahrwege, Werkzeugradiusdaten und die Steuerungsanleitung notwendig.

Schematische Werkzeugbahn als Orientierung: Vor dem Fertigen müssen Werkzeuggeometrie, Korrektur und Spannraum in der Simulation geprüft werden.

Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl und Vorschub

Schnittgeschwindigkeit vc beschreibt die Geschwindigkeit an der Schneide in m/min; Drehzahl n ist die Umdrehungszahl pro Minute; Vorschubgeschwindigkeit vf bezeichnet die Strecke pro Minute. Für Fräswerkzeuge mit Durchmesser D in mm gelten bei konstantem Durchmesser näherungsweise:

n = (1000 · vc) / (π · D)
vc = (π · D · n) / 1000
vf = n · z · fz; z ist die Zahl wirksamer Schneiden und fz der Vorschub je Zahn.

Rechenprobe (rein didaktisch): Ein 6-mm-Zweischneidenfräser läuft in der Simulation mit n = 3000 min⁻¹ und fz = 0,02 mm/Zahn. Dann ergibt sich vf = 3000 · 2 · 0,02 = 120 mm/min und vc = π · 6 · 3000 / 1000 ≈ 56,5 m/min. Diese Werte sind nur konsistente Rechengrößen, keine pauschale Empfehlung für einen konkreten Werkstoff oder eine Werkzeugmaschine. Reale Werte sind aus aktuellen Werkzeugdatenblättern, Herstellervorgaben, Maschinenlimits, Materialzustand und Prozessversuchen abzuleiten.

Drehbeispiel: Bei einem rechnerischen Durchmesser D = 25 mm und vc = 120 m/min wäre n ≈ 1528 min⁻¹. Je nach Steuerung wird zwischen konstanter Drehzahl und geregelter Schnittgeschwindigkeit unterschieden; Maximaldrehzahl, Werkstückspannung und veränderlicher Durchmesser müssen berücksichtigt werden. Beim Drehen kann der Vorschub in mm/U statt mm/min vorgegeben sein. Einheitenfehler führen zu erheblichen Abweichungen.

Typische Geometrie- und Schnittdatenfehler

Eine falsch gewählte Z0-Ebene verschiebt sämtliche Tiefen. Verwechslungen von Radius- und Durchmesserprogrammierung, Vorzeichen bei Z, Absolut- und Kettenmaßen sowie mm/min und mm/U verändern das Ergebnis. Ebenso problematisch sind ungeprüfte Schneidendaten, falsche Vorschubwerte und die Annahme, ein Werkstück sei allein deshalb fertigbar, weil die berechnete Kontur mathematisch geschlossen ist. Besprich solche Befunde vor jeder Freigabe.

CNC-Programm entwickeln und verstehen

Programmaufbau und Wegbedingungen

Ein CNC-Programm besteht aus einer nachvollziehbaren Abfolge von Sätzen. Bei vielen ISO-orientierten Frässteuerungen bedeutet G00 Positionieren im Eilgang, G01 lineare Bewegung mit Vorschub, G02/G03 Kreisbewegung in den jeweils festgelegten Drehrichtungen, G17 XY-Ebene, G90/G91 absolute/relative Programmierung und G54 die Wahl eines Werkstückkoordinatensystems. M-Funktionen steuern maschinenabhängige Zusatzfunktionen wie Spindel und Programmende. Modal bedeutet, dass ein Zustand bis zu einer entsprechenden Änderung wirksam bleiben kann. Daher braucht das Programm einen dokumentierten, sicheren Ausgangszustand.

Achtung: PAL-Ausbildungssteuerungen, SINUMERIK, FANUC-orientierte und Haas-Steuerungen unterscheiden sich in Funktionen, Zyklen, Werkzeugaufrufen und Sicherheitslogik. Die folgenden Zahlen und Codes sind kein universelles, ungeprüft übertragbares Produktionsprogramm. Verwende im Betrieb stets die aktuelle Programmieranleitung der tatsächlich installierten Steuerung. Die überprüften Herstellerinformationen von Haas nennen beispielsweise G43/H für Werkzeuglängenkorrektur und G54 für Werkstückversätze.

Element	Aufgabe	Häufiger Fehler
G90 / G91	Absoluter oder relativer Maßbezug	Unbemerkter Wechsel des Bezugs
G00 / G01	Positionieren oder Vorschubbewegung	Eilgang im Material oder Spannbereich
G17 / G18	Bearbeitungsebene wählen	Kreisbogen in falscher Ebene
G40 / G41 / G42	Radiuskorrektur aus / links / rechts	Falsche Seite oder zu kurzer Anfahrweg
G43 mit H-Wert	Werkzeuglänge berücksichtigen, soweit steuerungsabhängig so vorgesehen	Falscher Korrekturspeicher
G54	Werkstückversatz wählen, soweit verfügbar	Bezug von falschem Auftrag geladen
M03 / M05 / M30	Beispielhafte Spindel- und Programmfunktionen	Falscher Drehsinn oder unsauberer Abschluss

Beispiel einer visuellen CNC-Programmierungsdarstellung: Quellcode und Bahnverlauf müssen zusammen geprüft werden.

Bahnkorrektur, Schneidenradius und Programmierzyklen

Die Bahnkorrektur berücksichtigt Abweichungen zwischen programmierter und tatsächlich erforderlicher Werkzeugbahn. Beim Fräsen versetzt eine Werkzeugradiuskorrektur die Mitte eines rotierenden Werkzeugs; beim Drehen muss auch die Schneidenradiuskompensation zur realen Schneidengeometrie und zur Bearbeitungsrichtung passen. Berücksichtige Ein- und Austrittsbewegungen, Kollisionen und Hinterschneidungen. Du überprüfst stets am Bildschirm, ob die korrigierte Bahn noch innerhalb des zulässigen Arbeits- und Spannraums liegt.

Programmierzyklen bündeln wiederkehrende Vorgänge wie Bohren, Gewindebearbeiten oder Taschenfräsen. Sie können Programme übersichtlicher machen, sind jedoch besonders steuerungsabhängig. Eine Kreisbewegung mit G02/G03 benötigt neben Zielpunkt und Ebene geeignete Mittelpunkt- oder Radiusangaben nach der jeweiligen Syntax. Ein fehlerhafter Radius oder ein unpassender Drehsinn führt zu einer anderen Kontur als beabsichtigt. Einen Zyklus übernimmst du niemals ohne Prüfung von Rückzugsebene, Tiefe, Zustellung, Werkzeugdaten und Kollisionsraum.

Deutschsprachige Lernvideos zum Mitdenken:

EduVision – Technical Education: CNC-Fräsen lernen, erste Schritte mit PAL und Software. Achte darauf, PAL-Befehle nicht ungeprüft in andere Steuerungen zu übertragen.

FTB TV: CNC-Drehen, einfaches G-Code-Programm mit Siemens 808D. Vergleiche vor allem X-/Z-Koordinaten und die Reihenfolge der Programmschritte.

Software, digitale Fertigung und Datensicherung

Eine CAD-Zeichnung beschreibt die Geometrie, CAM erzeugt auf Grundlage eines Postprozessors maschinenbezogene NC-Daten, und eine Simulation prüft Bewegungsabläufe in einem digitalen Maschinen-/Werkzeugmodell. Postprozessor und Maschinenmodell sind nicht beliebig austauschbar. Verwalte Dateinamen, Programmversion, Werkzeugliste und Freigabestatus. Sichere Änderungen nachvollziehbar, stelle eine zuvor freigegebene Version wieder her und übertrage Programme nur über freigegebene Systeme. Prüfe Zugriffsrechte, Integrität, Datensicherung und Schutz vor Schadsoftware. Verwende ausschließlich fiktive Auftragskennungen und keine echten Kunden-, Personal- oder Schülerdaten.

Einrichten, simulieren, testen und sicher handeln

Arbeitsvorbereitung und Einrichteplan

Du wählst zur Bearbeitungsaufgabe passende Werkzeuge, Spannmittel und Prüfmittel aus. Im Einrichteplan dokumentierst du die Spannlage, den Werkstückbezug, die Werkzeugbelegung, Werkzeuglängen- und Radiuskorrekturen, Freiräume und Schutzmaßnahmen. Die Spannkräfte und die sichere Werkstückaufnahme ergeben sich aus Herstellerinformationen und der Gefährdungsbeurteilung, nicht allein aus einem CNC-Programm. Prüfe im virtuellen Modell die Rohteilabmessungen, den Spannweg, Spannbacken, mögliche Kollisionen mit Werkzeughalter und Spindel sowie die zulässigen Achswege.

Fräsprozess als Realansicht. Vor einer Übertragung aus dem Modell in die Werkstatt müssen Schutzraum, Spannmittel und tatsächliche Maschine fachkundig geprüft werden.

Sicherer Prüfablauf: erst virtuell, dann nur beaufsichtigt

Stufe 1 – Plausibilitätsprüfung: Stimmen Zeichnung, Werkstoff, Maße, Werkzeuge, Koordinaten und Steuerungsdialekt? Stufe 2 – grafische Simulation: Werden Rohteil, Werkzeugkörper, Halter, Spannmittel und Verfahrwege vollständig abgebildet? Stufe 3 – dokumentierte Optimierung: Beseitige Auffälligkeiten wie zu tiefe Zustellung, kollidierende Anfahrt, nicht geschlossene Kontur, falsche Werkzeugkorrektur und unnötige Leerwege. Stufe 4 – reale Freigabe: Nur eine befugte Fachkraft entscheidet nach Betriebsanweisung über Einrichten, geeignete Testbetriebsarten und tatsächliche spanende Bearbeitung. Eine fehlerfreie Simulation ersetzt weder Gefährdungsbeurteilung noch sichere Einrichtung.

Besondere Gefährdungen sind rotierende Werkzeuge und Werkstücke, fortgeschleuderte Späne, Werkzeugbruch, Lärm, Schnittverletzungen, gefährliche Maschinenbewegungen und Kontakt zu Kühlschmierstoffen. Schutzeinrichtungen dürfen nicht umgangen werden. Die DGUV-Regel 109-607 beschreibt für CNC-Fräsmaschinen gekapselte Bearbeitungsräume und positionsüberwachte Schutztüren im Automatikbetrieb sowie gesonderte Schutzvorkehrungen im Einrichtbetrieb. Einrichten und Störungsbeseitigung dürfen nur nach Unterweisung und den für die Maschine zugelassenen Abläufen erfolgen. Späne nie mit der Hand bei laufender Maschine entfernen. Schutzbrille und andere PSA folgen aus Betriebsanweisung und Gefährdungsbeurteilung.

Rechts- und Normenbezug: Arbeitsschutzgesetz § 5 und Betriebssicherheitsverordnung § 3 verlangen eine tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung; DIN EN ISO 16090-1:2024-08 beschreibt Sicherheitsanforderungen für Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren. ISO 841:2001 zu Maschinenkoordinatensystemen wurde 2023 erneut bestätigt. Verbindliche Anwendung, konkrete Betriebsarten und zusätzliche Regeln sind für den jeweiligen Maschinenbestand anhand aktueller Dokumente zu prüfen; hier werden keine urheberrechtlich geschützten Normtexte wiedergegeben.

Arbeitsschutz, Umwelt und nachhaltiges Handeln verknüpfen

Wähle Rohteile und Frässtrategie so, dass Ausschuss, Luftschnitte, Werkzeugverbrauch, Kühlschmierstoff- und Energiebedarf vertretbar bleiben. Bei Kühlschmierstoffen sind Hautschutz, Expositionsbegrenzung, geeignete Lagerung und ordnungsgemäße Entsorgung wichtig. Späne und Abfälle werden werkstoffgerecht getrennt; bei Störungen werden Ursachen ermittelt statt lediglich fehlerhafte Teile zu verwerfen. Datensparsame Dokumentation und nachvollziehbare NC-Versionen verhindern Fehlfertigungen und schützen vertrauliche Informationen. Verbesserungen dürfen weder Sicherheit noch geforderte Qualität beeinträchtigen.

Durchgerechneter Praxisfall: rechteckige CNC-Fräsbahn

Synthetischer Auftrag und Sollgeometrie

Modellauftrag FZ-LF8-001 (frei erfunden): Ein Rohteil aus einem geeigneten, im Simulator hinterlegten Aluminiumwerkstoff misst 80 × 65 × 8 mm. Gefordert ist die Mittellinie einer geschlossenen rechteckigen Modellnut mit Eckpunkten P1=(10;10), P2=(50;10), P3=(50;40), P4=(10;40) mm, Nutbreite 6 mm und Modelltiefe 1 mm. Für die Übung gilt Z0 als Rohteiloberfläche; X0/Y0 liegt an der linken vorderen Ecke. Als Werkzeug dient ein virtueller 6-mm-Zweischneidenfräser. Die Angaben sind bewusst auf eine Simulatoraufgabe begrenzt; keine reale Maschinenfreigabe ist damit verbunden. Die Nut besitzt fräserbedingt gerundete Innenkanten.

Sollwerte: Mittelpunktbahn 40 mm × 30 mm, Gesamtlänge 140 mm; Nutbreite 6 mm; Tiefe 1 mm; geometrische Außenbegrenzung im XY-Bild bei X7 bis 53 und Y7 bis 43 mm. Die Muster-Toleranzen für eine spätere Modellmessung lauten ±0,2 mm für die geometrischen Außengrenzen und ±0,1 mm für die Tiefe. Diese selbst gewählten Lernvorgaben ersetzen keine technische Zeichnung eines echten Betriebs.

Arbeitsplan und Werkzeug-/Einrichteplan

Schritt	Arbeitsinhalt	Prüfbarkeit
1	Modellzeichnung analysieren, Rohteil 80 × 65 × 8 mm erfassen	Geometrie und Nullpunkt gekennzeichnet
2	Virtuelle Dreiachs-Fräsmaschine und Spannmodell wählen	Spannraum und Achswege sichtbar
3	G54 an der festgelegten Ecke und Z0 an der Oberfläche definieren	Vorzeichen und Verschiebung kontrolliert
4	Werkzeug T01, D = 6 mm, z = 2, virtueller Längendatensatz H01	Werkzeugliste stimmt mit Simulation überein
5	Geschlossene Punktfolge berechnen und NC-Demonstration programmieren	Vier Geraden mit 140 mm Gesamtweg
6	Simulation inkl. Rohteil, Halter, Spannmitteln und Sicherheitsabständen	Kollisions- und Konturprüfung dokumentiert
7	Virtuelles Prüfergebnis erstellen, Datei mit Versionsnummer sichern	Messwerte und Revision nachvollziehbar

Einrichteblatt: Fiktive Maschine „SIM-3AX“, nur Simulationsmodus; Rohteil 80 × 65 × 8 mm; G54 links/vorn/oben; T01 virtueller Schaftfräser D6; H01 virtueller Werkzeuglängenwert; Z-Rückzug 20 mm relativ zur Modelloberfläche. Ob 20 mm oder eine Zwischenhöhe von 3 mm im echten Spannraum sicher wären, kann aus den Zahlen nicht abgeleitet werden; reale Freiräume müssen am konkreten Aufbau nachgewiesen werden.

Berechnung der Verfahrdaten

Für die gezeichnete Mittellinie gilt P1→P2 = 40 mm, P2→P3 = 30 mm, P3→P4 = 40 mm, P4→P1 = 30 mm. Daraus folgt L = 140 mm. Im Simulationsdatensatz werden n = 3000 min⁻¹, z = 2 und fz = 0,02 mm angenommen. Der rechnerische Bahn-Vorschub ist vf = 120 mm/min; die rechnerische Schnittgeschwindigkeit beträgt vc ≈ 56,5 m/min. Die reine Zeit für vier gerade Bahnstücke beträgt t = L/vf = 140/120 min ≈ 1,17 min = 70 s. Zustellen, Rückzug, Beschleunigung, Programmwechsel und Rüsten sind nicht enthalten. Die tatsächliche Zykluszeit darf daher nicht einfach mit 70 s gleichgesetzt werden.

Die reine Werkzeugmittelpunktskontur wird ohne Radiuskompensation programmiert; der Fräserradius von 3 mm wird in der Simulation zur sichtbaren Nutbreite berücksichtigt. Für eine vorgegebene Außenkontur wäre eine andere Bahn bzw. geeignete Korrektur erforderlich.

Kommentiertes Simulationsprogramm und Prüfschritte

Nur für ein passend konfiguriertes ISO-/Haas-orientiertes Frässimulationsmodell: Die Steuerung muss die angegebenen Befehle unterstützen. Werkzeugwechsel, Sicherheitszeilen und insbesondere H01, G54 und Spindelbefehle sind nicht steuerungsübergreifend identisch. Es ist keine Datei zur ungeprüften Ausführung an einer realen Maschine.

O0008
G21 G17 G90 G94 G40 G49 G80
T01 M06
G54
S3000 M03
G00 X10 Y10
G43 H01 Z20
G00 Z3
G01 Z-1 F100
G01 X50 Y10 F120
G01 X50 Y40
G01 X10 Y40
G01 X10 Y10
G00 Z20
M05
M30

Satzweise Deutung: G21 wählt im zugrunde gelegten Beispiel mm, G17 die XY-Ebene, G90 absolute Positionen, G94 mm/min, G40 keine Radiuskompensation, G49 keine zuvor wirksame Längenkorrektur und G80 keinen zuvor aktiven Festzyklus. T01/M06 benennt Werkzeug 1 und seinen simulierten Wechsel; G54 aktiviert den festgelegten Bezug. S3000/M03 startet im Simulationsmodell die Spindel. G00 positioniert nach X10/Y10; G43/H01 berücksichtigt den virtuellen Längendatensatz und fährt zur Modellhöhe Z20. Nach geprüfter Zwischenposition Z3 erfolgt die simulierte Zustellung auf Z-1. Die vier G01-Linien zeichnen das Rechteck. Anschließend erfolgen Rückzug und Programmabschluss. Echte Bewegungen und Werkzeuglängenkorrekturen können nur anhand der tatsächlich konfigurierten Maschine als sicher bewertet werden.

Simulationscheck: Beobachte nach Satzvorlauf und vollständigem virtuellen Ablauf, ob die Mittelpunktbahn an allen vier geforderten Punkten verläuft, der Z-Minimalwert -1 mm beträgt, die Werkzeugspur überall 6 mm breit ist und weder Werkzeug noch Halter noch Spannmittel kollidieren. Dokumentiere auch, welche Spann- und Werkzeuggeometrien die Simulation nicht abgebildet hat. Bei Fehlern Programmversion korrigieren, vollständig erneut simulieren und Datensicherung mit Änderungsvermerk durchführen.

Prüfplan, fiktives Messprotokoll und Bewertung

Merkmal	Soll der Lernsimulation	Beispielwert aus virtueller Auswertung	Beurteilung
Äußere Grenze X links	7,0 ± 0,2 mm	7,0 mm	im Lern-Soll
Äußere Grenze X rechts	53,0 ± 0,2 mm	53,0 mm	im Lern-Soll
Äußere Grenze Y vorn	7,0 ± 0,2 mm	7,0 mm	im Lern-Soll
Äußere Grenze Y hinten	43,0 ± 0,2 mm	43,0 mm	im Lern-Soll
Tiefe relativ zu Z0	1,0 ± 0,1 mm	1,0 mm	im Lern-Soll
Bahnabschluss	P4 zu P1 geschlossen	im Modell geschlossen	im Lern-Soll
Kollisionsfreiheit	Keine Kollision im vollständigen virtuellen Modell	nur bei vollständig modellierter Aufspannung prüfbar	gesondert nachweisen

Hinweis: Die tabellierten Beispielwerte sind synthetische Referenzdaten, keine echten Messergebnisse. Reale Bauteile erfordern geeignete Prüfmittel, Messstrategie, Beurteilung von Maß-, Form- und Lagetoleranzen, Oberflächenprüfung sowie ein von der zuständigen Fachkraft freigegebenes Prüfprotokoll. Nimmt man als synthetische Gegenprobe X rechts = 53,35 mm an, liegt der Wert außerhalb der Mustergrenze von 53,2 mm; der Befund muss dokumentiert und die Ursache (z. B. falscher Radius, Nullpunkt oder Messmethode) untersucht werden.

Bewertungsbereich	Maximalpunkte	Beobachtbarer Nachweis
Auftrags- und Zeichnungsanalyse	15	Randbedingungen und Fertigungsbezüge eindeutig
Arbeits-, Werkzeug- und Einrichteplan	15	Vollständige, nachvollziehbare Tabellen
Geometrie und Schnittwerte	10	Richtige Rechenwege und Einheiten
Struktur und Verständlichkeit des NC-Programms	20	Plausible Sätze und geschlossene Bahn
Simulation und Fehlerkorrektur	20	Gespeichertes Ergebnis mit dokumentierter Kollisionsprüfung
Qualitätsprüfung	10	Prüfplan, Soll-Ist-Vergleich und Fehleranalyse
Arbeitsschutz, Datensicherung und Reflexion	10	Risiken, Version und Verbesserungen begründet
Gesamt	100	90–100 sehr gut; 75–89 gut; 60–74 bestanden im Kursraster; darunter gezielt nacharbeiten

Rückmeldung: Eine fehlerfreie Bahn ohne dokumentierte Kollisionsprüfung erhält keine volle Simulationspunktzahl. Fehlt die Werkzeuglängenkorrektur im Simulationsmodell, muss das Programm zunächst geklärt werden, statt es zu starten. Eine rechnerisch saubere Lösung ohne nachvollziehbare Daten- und Arbeitsschutzmaßnahmen bleibt unvollständig. Die Punktgrenzen sind ein unterrichtliches Übungsraster, keine amtliche Prüfung oder Prüfungszulassung.

Qualität, Wirtschaftlichkeit und Transfer

Qualitätsmängel können aus Werkzeugverschleiß, thermischer Ausdehnung, instabiler Spannung, falsch gesetztem Nullpunkt, unpassender Bahnkorrektur oder unzureichender Messmethode entstehen. Begründe bei einem Maßfehler zuerst die wahrscheinlichste Ursache, prüfe sie mit geeigneten Mitteln und dokumentiere jede Änderung. Vergleiche Einzelteil und Kleinserie: Bei rein beispielhaft 25 min CNC-Rüstzeit + 3 min/Teil und 8 min/Teil bei konventioneller Fertigung gilt CNC-Gesamtzeit = 25 + 3·N, konventionell = 8·N. Der rechnerische Gleichstand liegt bei N = 5. Oberhalb von fünf Stück wäre die CNC-Variante in diesem vereinfachten Zeitmodell günstiger; Werkzeugkosten, Prüfaufwand, Ausschuss und Qualität sind zusätzlich zu berücksichtigen. Eine sichere und maßhaltige Fertigung geht vor einem scheinbaren Zeitvorteil.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz: prüfe dein Fachwissen

Wozu dient der Werkstücknullpunkt beim CNC-Fräsen? (Er legt den geometrischen Bezug für programmierte Werkstückkoordinaten fest) (!Er ersetzt die Ermittlung aller Werkzeuglängen) (!Er ist stets identisch mit dem Maschinennullpunkt) (!Er legt die erforderliche Spindelleistung automatisch fest)

Welche Aussage zu G90 in einem passenden ISO-orientierten CNC-Programm ist richtig? (Die Zielkoordinaten beziehen sich auf den festgelegten Koordinatenursprung) (!Jeder Zielwert ist die Strecke ab der vorherigen Position) (!G90 aktiviert automatisch die Radiuskorrektur) (!G90 bestimmt grundsätzlich den Spindeldrehsinn)

Wie lang ist der geschlossene Rechteckweg mit Seiten von 40 und 30 mm? (140 mm) (!70 mm) (!120 mm) (!240 mm)

Welche Rechnung bestimmt beim Fräsen die Vorschubgeschwindigkeit aus Drehzahl, Schneidenzahl und Zahnvorschub? (vf gleich n mal z mal fz) (!vf gleich n geteilt durch z und fz) (!vf gleich vc mal Werkzeuglänge) (!vf gleich Durchmesser geteilt durch Drehzahl)

Was bewirkt eine korrekt konfigurierte Fräserradiuskorrektur? (Sie berücksichtigt den Werkzeugradius bei der Bahnführung) (!Sie ersetzt eine notwendige Spannmittelprüfung) (!Sie schaltet automatisch die Schutzhaube frei) (!Sie löscht alle Werkstücknullpunkte)

Was ist vor einer beaufsichtigten realen CNC-Bearbeitung unverzichtbar? (Ein geprüfter Ablauf mit Einweisung, Gefährdungsbeurteilung und Maschinenfreigabe) (!Ein allein erfolgreicher Bildschirmtest ohne Spannmodell) (!Die Übernahme einer beliebigen fremden Programmdatei) (!Die Deaktivierung der Türüberwachung für bessere Sicht)

Welche Funktion erfüllt ein Werkzeugplan? (Er verknüpft Werkzeuge mit Kenndaten, Korrekturen und Einsatzschritten) (!Er gibt automatisch die Werkstücktoleranzen vor) (!Er ersetzt den gesamten Prüfplan) (!Er protokolliert ausschließlich die Lagerkosten)

Was bedeutet G01 in einer passenden ISO-orientierten Frässteuerung? (Eine lineare Achsbewegung mit programmiertem Vorschub) (!Eine zwingende Rückkehr zum Maschinenreferenzpunkt) (!Die automatische Prüfung sämtlicher Werkzeuge) (!Ein manuelles Öffnen der Schutztür)

Welche Aussage zur NC-Simulation ist korrekt? (Sie unterstützt die Überprüfung von Bearbeitungswegen und möglichen Kollisionen im abgebildeten Modell) (!Sie ersetzt bei jeder Maschine die Gefährdungsbeurteilung) (!Sie garantiert unabhängig vom Spannmodell Kollisionsfreiheit) (!Sie erstellt ohne Messung ein amtliches Prüfzeugnis)

Welche Aussage beschreibt den Wirtschaftlichkeitsvergleich zutreffend? (Neben der Stückzeit müssen Rüstaufwand, Qualität und Ausschuss berücksichtigt werden) (!Die CNC-Fertigung ist unabhängig von der Stückzahl stets billiger) (!Nur die höchste Spindeldrehzahl entscheidet über die Kosten) (!Konventionelle Fertigung lässt sich grundsätzlich nicht vergleichen)

Memory: Fachbegriffe zuordnen

Ordne den jeweils einmal vorkommenden Fachbegriff seiner fachlich passenden Beschreibung zu.

Werkstücknullpunkt	Auftragsbezogener Ursprung für die Bearbeitungskoordinaten
Werkzeuglängenkorrektur	Berücksichtigung der tatsächlichen Länge eines verwendeten Werkzeuges
Vorschubgeschwindigkeit	Bahnstrecke eines Werkzeuges pro Zeiteinheit
Schneidenradiuskompensation	Ausgleich der Schneidengeometrie insbesondere beim Drehen
Kollisionssimulation	Virtuelle Überprüfung möglicher Berührungen im modellierten Maschinenraum
Prüfprotokoll	Nachvollziehbare Aufzeichnung von Sollwerten und Messergebnissen

Drag-and-drop: Planungsschritte zuordnen

Ziehe die passenden Textbegriffe zu den beschriebenen Arbeitsergebnissen.

Passender Begriff	Erzeugtes Arbeitsergebnis
Zeichnungsanalyse	Geklärte Fertigungsmaße und Anforderungen
Werkzeugauswahl	Dokumentierte Schneiden- und Korrekturdaten
Nullpunktfestlegung	Eindeutiger Bezug des NC-Programms zum Rohteil
Programmsimulation	Virtuell geprüfte Bewegungen und Kollisionen
Qualitätsprüfung	Nachvollziehbarer Soll-Ist-Vergleich

Kreuzworträtsel: sechs CNC-Begriffe

Nullpunkt	Wie heißt der eindeutig definierte Ursprung eines Koordinatensystems?
Vorschub	Wie heißt die schrittweise Bewegung des Werkzeuges während der Bearbeitung?
Spindel	Welches Maschinenelement überträgt die Drehbewegung?
Simulation	Wie heißt die virtuelle Prüfung eines geplanten Bearbeitungsablaufs?
Toleranz	Wie nennt man die zulässige Abweichung von einem Sollwert?
Korrektur	Wie heißt die rechnerische Anpassung eines Werkzeugwerts oder einer Bahn?

LearningApps: zusätzliche Zuordnungsübungen

Suche passende Übungen zum Thema CNC-Programmierung. Prüfe vor der Nutzung, ob die jeweilige Aufgabe zum in diesem Kurs verwendeten Steuerungsdialekt passt.

Lückentext: Prozess vom Auftrag bis zum Nachweis

Am Anfang werden Zeichnung und Fertigungsanforderungen in einer

ausgewertet.

Den Ursprung der programmierten Bauteilkoordinaten nennt man

.

Für die Fräsbearbeitung mit X und Y wird bei geeigneten Steuerungen die Ebene

gewählt.

Absolute Zielpositionen können in der Beispielsteuerung mit

programmiert werden.

Eine lineare Vorschubbewegung wird bei ISO-orientierter Programmierung mit

beschrieben.

Das Maß eines Fräserdurchmessers muss bei einer Konturbearbeitung über die

berücksichtigt werden.

Die Bewegung des Werkzeuges kann vor der realen Fertigung durch eine

untersucht werden.

Ein Dokument mit Werkzeugnummer und Korrekturdaten heißt

.

Gemessene Werte werden nachvollziehbar im

erfasst.

Ein an der Maschine angewendetes Schutzkonzept beruht unter anderem auf der

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben mit fiktiven Aufträgen oder im Simulator. Für reale Handlungen an Werkzeugmaschinen ist die Freigabe der verantwortlichen Fachkraft erforderlich. Verwende für jede Abgabe eine eigene Prüfliste und dokumentiere, was sicher nachgewiesen wurde und welche Angaben noch fehlen.

Leicht

Zeichnung verstehen: Markiere in einer frei erfundenen Teilzeichnung Werkstoff, Maße, Toleranzen und offene Fragen. Gib einem Lernpartner eine Rückmeldung anhand einer Vollständigkeitsliste.
Koordinatensystem zeichnen: Skizziere einen Fräsnullpunkt und trage die Punkte P1 bis P4 aus dem Praxisfall mit beschrifteten Achsen ein. Überprüfe alle Vorzeichen.
G-Funktionen erklären: Erstelle fünf Begriffskarten zu G00, G01, G17, G90 und G54 mit jeweils einer Beispielanwendung und einem typischen Fehlerrisiko.
Gefährdungen erkennen: Markiere in einem neutralen Maschinenfoto mögliche Gefährdungsstellen und formuliere geeignete Fragen an die zuständige Aufsichtsperson.

Standard

Schnittwerte berechnen: Berechne für zwei selbst gewählte didaktische Fräserdurchmesser jeweils Drehzahl und Vorschub bei gegebenem vc, z und fz. Vergleiche die Einheiten und erläutere, welche Herstellerdaten noch nötig sind.
Arbeitsplan anlegen: Erstelle zum Modellauftrag FZ-LF8-001 einen Arbeits-, Werkzeug- und Einrichteplan einschließlich digitaler Versionskennung. Lass einen Partner Vollständigkeit und Widersprüche prüfen.
Drehkontur planen: Zeichne eine fiktive abgesetzte Welle und notiere mindestens vier geeignete X-/Z-Konturpunkte. Kennzeichne, ob X im verwendeten Modell Durchmesserwerte bezeichnet; beschränke dich auf den Simulator.
Programm simulieren: Übertrage den Fräsdemonstrator in eine geeignete Lernsimulation, dokumentiere die vier Strecken und den Z-Wert und fertige zwei beschriftete Bildschirmaufnahmen ohne persönliche Daten an.

Schwer

Außenkontur vergleichen: Entwickle für dieselbe Sollkontur eine Lösung mit berechneter Mittelpunktbahn und eine steuerungsgerechte Strategie mit Radiuskorrektur. Prüfe An- und Abfahrbedingungen virtuell und erläutere Abweichungen.
Zyklus bewerten: Vergleiche für ein erfundenes Lochbild Einzelsätze mit einem passenden Bohrzyklus der tatsächlich dokumentierten Simulatorsteuerung. Erstelle eine Risikomatrix für Rückzugsebene, Zustelltiefe und Spannmittel.
Fehlerdiagnose durchführen: Analysiere das fiktive Messergebnis X rechts = 53,35 mm statt maximal 53,2 mm. Lege Messprüfung, drei plausible Ursachen und eine nachvollziehbare Korrektur- und Revisionsfolge fest.
Fertigungsverfahren bewerten: Berechne den zeitlichen Vergleich CNC gegen konventionell für N = 1, 5, 10 und 30 Teile. Ergänze Materialverlust, Energie, Werkzeugnutzung, Qualität und Risiken in einer begründeten Entscheidung.

Lernkontrolle

Überprüfe deine Ergebnisse mit Fachkollegen oder Lehrkraft. Mache zu jeder Aufgabe den eigenen Entscheidungsweg sichtbar; eine lediglich angekreuzte Antwort reicht nicht.

Auftrag beherrschen: Welche fehlenden Angaben am Modellauftrag würdest du vor einer realen Herstellung verbindlich klären? Begründe die Auswirkungen auf Qualität und Sicherheit.
Programm kritisch prüfen: Erkläre für jede Zeile des Simulationsprogramms die Wirkung und benenne mindestens drei Stellen, an denen andere Steuerungen abweichen können.
Kontur nachrechnen: Weise rechnerisch die Bahnstrecke von 140 mm, den Fräserradius von 3 mm und die daraus folgenden Nutgrenzen nach.
Freigabe beurteilen: Entscheide anhand einer eigenen Checkliste, ob eine bloß grafische Simulation eine reale Bearbeitung erlaubt. Belege die Antwort mit Gefährdungsbeurteilung und Herstellerdokumentation.
Qualität bewerten: Vergleiche die Musterwerte des Prüfprotokolls mit einem absichtlich fehlerhaften Messwert und formuliere eine angemessene Rückmeldung mit Korrekturmaßnahme.
Wirtschaftlichkeit übertragen: Stelle für zwei Losgrößen die Gesamtzeiten beider Verfahren gegenüber und erkläre, warum der rechnerische Schnittpunkt keine pauschale Fertigungsfreigabe ist.

Lernnachweis

Portfolio für den berufstypischen Handlungsauftrag (100 Punkte): Gib eine anonymisierte und vollständig nachvollziehbare Mappe mit folgenden Bestandteilen ab:

Auftrag und Analyse: fiktive Teilzeichnung, Auftragsparameter, Änderungs- und Klärungsvermerke, begründete Maschinenwahl.
Planung: Einrichte-, Werkzeug-, Arbeits- und Prüfplan sowie eine ausformulierte Sicherheitseinschätzung für das Simulationsmodell.
Berechnung: Koordinatentabelle, Bahnstrecke, Werkzeugradius, Vorschub und Modelllaufzeit mit Einheiten und Rechenwegen.
Programm: kommentierter CNC-Demonstrator mit eindeutig bezeichnetem Steuerungsdialekt und Versionsnummer.
Prüfung: Simulationsprotokoll, sichtbare Werkzeugbahn, nachvollziehbare Kollisionsanalyse, fiktiver Soll-Ist-Abgleich.
Bewertung und Transfer: mindestens eine begründete Verbesserung zu Programmablauf, Qualität, Sicherheit oder Nachhaltigkeit und ein Zeit-/Wirtschaftlichkeitsvergleich.

Verwende das oben ausgeführte 100-Punkte-Bewertungsraster. Selbstkorrektur ist ausdrücklich erwünscht: Kennzeichne ursprünglichen Befund, Änderung, neue Simulation und Ergebnis. Wo Werkzeuge, Aufspannung oder Maschine nicht sicher simuliert wurden, dokumentierst du die Grenze des Nachweises, statt eine Freigabe zu behaupten. Der Kurs vergibt keine staatliche Anerkennung und ersetzt keine betriebliche Unterweisung, Kammerprüfung oder Zulassungsentscheidung.

OER und Wikipedia

Geprüfte fachliche Grundlagen und geltende Bezugspunkte (Abruf 23.10.2026):

KMK-Rahmenlehrplan Fachkraft für Metalltechnik, gedruckte PDF-Seite 29, LF 8 Zerspanungstechnik, 80 Unterrichtsstunden. Die Vorgaben sind hier in eigenen Worten didaktisch umgesetzt.
BIBB-Berufsprofil Fachkraft für Metalltechnik, Fachrichtung Zerspanungstechnik einschließlich Verweis auf die Ausbildungsordnung vom 02.04.2013; die angegebene andere BIBB-Kennung nb7856 bezeichnet die Fachrichtung Montagetechnik.
Berufs-Ausbildungsverordnung vom 02.04.2013, Originalquelle für Ausbildungssystematik; aktuellen Geltungsstand zusätzlich bei zuständiger Stelle prüfen.
ISO 841:2001 für Maschinenkoordinatensysteme und Bewegungsbezeichnungen, laut ISO im Jahr 2023 erneut bestätigt.
DIN EN ISO 16090-1:2024-08, von DIN Media als aktuell gekennzeichnete Sicherheitsnorm für Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen; nur Themen und Stand referenziert, kein Normtext kopiert.
DGUV Regel 109-607 „Branche Metallbau“, Hinweise zu Schutzraum, Türen, Einrichtbetrieb, Kühlschmierstoffen und Spänen; zusätzliche einschlägige Vorgaben des Betriebs beachten.
Arbeitsschutzgesetz § 5 und Betriebssicherheitsverordnung § 3 als staatliche Grundlagen für Gefährdungsbeurteilung.
Haas Fräsmaschinen-Handbuch: grundlegende Programmierung, Hinweise zu G90, G17, G40, G54 und G43/H sowie steuerungsgebundenen Werkzeugdaten; Haas G-Code-Übersicht.
Siemens CNC4you bietet Herstellerressourcen und virtuelle Lernumgebungen. Lernsoftware ist auf passende Maschinen-/Steuerungsversionen zu prüfen.
Lernfeldbezogenes Beispiel eines Landeslehrplans (Sachsen), zeigt Lernsituationen zum Programmieren einer Dreh- und einer Fräsmaschine; maßgeblich ist der eigene Landeslehrplan.
Wikipedia: Computerized Numerical Control als frei zugänglicher Einstieg, nicht als Ersatz für Hersteller- und Rechtsquellen.

Mediennachweise: Die fünf Bilddateien wurden auf ihren Wikimedia-Commons-Dateiseiten mit Urheber- und Lizenzangaben geprüft. Die Bildlizenz betrifft die einzelne Datei; verlinkte Webseiten, Maschinenhandbücher und eingebettete Videos stehen unter eigenen Bedingungen. Bei Weitergabe sind Urheber, Dateiquelle und Lizenz zu erhalten.

Verwendete Datei / Video	Originalnachweis	Urheber / Anbieter	Rechtehinweis
File:CAD model and CNC machined part.PNG	Commons-Dateiseite	Mike1024	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Small CNC Turning Center.jpg	Commons-Dateiseite	Nathaniel C. Sheetz / Spangineer	CC BY-SA 3.0
File:ToolPath.gif	Commons-Dateiseite	Gargoyle888	CC BY-SA 3.0; Dateiseite nennt zusätzlich GFDL
File:CNC Programming.png	Commons-Dateiseite	Pavel Solin / NCLab.com	CC BY-SA 3.0, Namensnennung NCLab.com
File:CNC milling machine.jpg	Commons-Dateiseite	Impressionmanufacturer	CC BY-SA 4.0
https://www.youtube.com/watch?v=hyfF3G8xvlY	Originalvideo CNC-Fräsen, 02.03.2023	EduVision – Technical Education	Einbettung über YouTube; keine freie Download-/Bearbeitungslizenz behauptet
https://www.youtube.com/watch?v=mk73c-hH1qE	Originalvideo CNC-Drehen, 22.04.2020	FTB TV	Einbettung über YouTube; keine freie Download-/Bearbeitungslizenz behauptet

Hinweis zu Mediengrenzen: Die Videos dokumentieren beispielhafte Steuerungen und Lernsoftware, nicht automatisch die konkrete Maschine im Ausbildungsbetrieb. Die Commons-Fotos dokumentieren reale Maschinen, nicht die Freigabe der im Kurs modellierten Fräsbahn. Zusätzlich verlinkte offene Ressourcen dürfen nur im Rahmen ihrer jeweiligen Lizenz nachgenutzt werden.

Verknüpfte Lernbereiche

Fachkraft für Metalltechnik – Zerspanungstechnik

Verbindungen: Mathematik (Geometrie, Pythagoras, Dreisatz), Physik (Bewegung und Energie), Informatik (Programmstruktur, Versionierung), Technik (Zerspanung, Messtechnik), Berufsrecht (Arbeitsschutz), Umweltbildung (Ressourceneffizienz) und Kommunikation (Arbeitsübergabe).

aiMOOC Projekte

Projekt A – Virtueller Fräsauftrag: Erstelle als Team ein vollständig nachvollziehbares Fertigungsportfolio aus Modellzeichnung, Arbeits- und Einrichteplan, Berechnung, Programm, Simulation, Qualitätskontrolle und Reflexion. Jede Person überprüft einen fremden Plan anhand des Bewertungsrasters.

Projekt B – Virtuelles CNC-Drehen: Entwickle für eine selbst gewählte, einfache Wellenkontur eine fiktive Koordinatentabelle, dokumentiere Durchmesser-/Z-Bezug und führe eine steuerungsgerechte Simulation durch. Vergleiche anschließend Fehlerquellen und Werkzeugkompensation beim Drehen und Fräsen.

Projekt C – Qualitäts- und Nachhaltigkeitswerkstatt: Analysiere anonymisierte Modellprogramme hinsichtlich Leerwegen, Werkzeugwahl, Fehlerquote, Datenversionierung und Materialeinsatz. Schlage zwei Verbesserungen vor, sichere beide Versionen und belege ihre Folgen im Simulator.