3-Achs- / 4-Achs- / 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentren

Definition

Ein CNC-Bearbeitungszentrum ist eine multifunktionale, computergesteuerte automatische Werkzeugmaschine, die Fräsen, Fräsen, Bohren, Drehen, Bohren, Gewindeschneiden und Schneiden kann. Es ist eine hocheffiziente automatische Werkzeugmaschine, die sich für die Bearbeitung komplexer Teile eignet, die aus mechanischen Geräten und einem numerischen Steuerungssystem bestehen. Es verfügt über eine leistungsstarke, umfassende Fähigkeit, mehrere Aufgaben gleichzeitig mit hoher Präzision auszuführen, und seine Stapelverarbeitungseffizienz ist 5- bis 10-mal so hoch wie bei gewöhnlichen Werkzeugmaschinen. Es eignet sich besser für die Einzelteilbearbeitung mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen oder die Produktion kleiner und mittlerer Chargen mehrerer Varianten.

Zu den Arten

Bohr- und Fräszentrum

Es wird zum Bohren und Fräsen verwendet und eignet sich für die Mehrprozessbearbeitung spezieller Kurven und Oberflächenkonturen von Kästen, Schalen und verschiedenen komplexen Teilen. Der Begriff Bearbeitungszentrum bezieht sich im Allgemeinen auf das Bohr- und Fräsbearbeitungszentrum, während anderen Funktionsmaschinen Attribute vorangestellt werden sollten, wie z. B. Dreh- und Bohrbearbeitungszentren.

Bohrzentrum

Es basiert auf Bohren und das Werkzeugmagazin hat hauptsächlich die Form eines Revolverkopfes. Es eignet sich für die Mehrprozessbearbeitung wie Bohren, Reiben, Reiben und Gewindeschneiden von kleinen und mittelgroßen Teilen.

Drehzentrum

Es handelt sich um eine verbesserte Version einer CNC-Drehmaschine. Es ist mit einem Werkzeugmagazin in Revolverform oder einem Werkzeugmagazin ausgestattet, das aus einem Werkzeugwechselmanipulator und einem Werkzeugmagazin in Kettenform besteht. Die meisten CNC-Systeme von Werkzeugmaschinen sind mit 2- oder 3-Achsen-Servoachsen ausgestattet, d. h. mit den Achsen X, Z und C, und einige Hochleistungsdrehzentren sind mit Fräsantriebsköpfen ausgestattet.

Verbundbearbeitungszentrum

Es kann Mehrprozessbearbeitungen wie Drehen, Fräsen, Bohren und Bohren auf einem Gerät durchführen, das als Verbundbearbeitungszentrum bezeichnet wird und mehrere Werkzeugmaschinen ersetzen kann, um Mehrprozessbearbeitungen zu erreichen. Diese Methode kann nicht nur die Lade- und Entladezeit verkürzen und die Produktionseffizienz verbessern, sondern auch die Form- und Positionsgenauigkeit sicherstellen und verbessern. Die Maschine bezieht sich auf das 5-seitige Verbundbearbeitungszentrum und ihr Spindelkopf kann für die vertikale und horizontale Bearbeitung automatisch rotieren.

Je nach Anzahl der Bewegungskoordinaten und Anzahl der gleichzeitig gesteuerten Koordinaten kann in 3-Achsen-2-Gelenk, 3-Achsen-3-Gelenk, 4-Achsen-3-Gelenk, 5-Achsen-4-Gelenk, 6-Achsen-5-Gelenk, Mehrachsen-Gelenk linear + rotierend + Spindelschwenkung unterteilt werden. 3-Achsen und 4-Achsen beziehen sich auf die Anzahl der Bewegungskoordinaten und Gelenk bezieht sich auf die Anzahl der Koordinaten, die das Steuerungssystem gleichzeitig steuern kann, um die Positions- und Geschwindigkeitssteuerung des Werkzeugs relativ zum Werkstück zu realisieren.

Vertikales Bearbeitungszentrum

Es bezieht sich auf das Bearbeitungszentrum mit der Spindel in vertikalem Zustand. Seine Struktur besteht meist aus einer festen Säule, die Werkbank ist rechteckig, ohne Indexierungs- und Drehfunktion, geeignet für die Bearbeitung von Scheiben, Hülsen und Plattenteilen. Es verfügt im Allgemeinen über 2 Koordinatenachsen für lineare Bewegung, und eine kann entlang der horizontalen Achse auf der Werkbank installiert werden. Rotierender Rundtisch zur Bearbeitung von spiralförmigen Teilen.

Es ist einfach zu bedienen, die Verarbeitungsbedingungen zu beobachten und Programme zu debuggen. Da es jedoch durch den h8 der Säule und den Werkzeugwechsler begrenzt ist, können zu hohe Teile nicht verarbeitet werden. Bei der Verarbeitung einer Kavität oder einer konkaven Oberfläche können die Späne nicht leicht entladen werden. In schweren Fällen wird das Werkzeug beschädigt und die verarbeitete Oberfläche wird beschädigt, was den reibungslosen Verarbeitungsverlauf beeinträchtigt.

Horizontales Bearbeitungszentrum

Es bezieht sich auf das Bearbeitungszentrum mit der Spindel in horizontaler Lage. Es verfügt normalerweise über einen Drehtisch mit automatischer Indexierung. Es verfügt im Allgemeinen über 3 bis 5 Bewegungskoordinaten. Die übliche ist 3 lineare Bewegungskoordinaten plus eine Drehbewegungskoordinate. Es eignet sich am besten zum Hinzufügen von Kastenteilen zur Bearbeitung der verbleibenden 4 Oberflächen außer der Oberfläche. Im Vergleich zu den vertikalen Typen ist es während der Bearbeitung leicht, Späne zu entfernen, was für die Bearbeitung von Vorteil ist, aber die Struktur ist komplex. Der Preis ist höher.

Portal-Bearbeitungszentrum

Seine Form ähnelt der einer CNC-Portalfräsmaschine. Die meisten Spindeln sind vertikal angeordnet. Neben dem automatischen Werkzeugwechsler verfügt es auch über einen austauschbaren Spindelkopfaufsatz. Die Funktionen des numerischen Steuergeräts sind relativ vollständig und es kann für mehrere Zwecke verwendet werden. Es eignet sich besonders für die Bearbeitung großer Werkstücke und Werkstücke mit komplexen Formen.

5-Achsen-Bearbeitungszentrum

Es verfügt über die Funktionen eines vertikalen und eines horizontalen Bearbeitungszentrums. Nachdem das Werkstück einmal installiert wurde, kann die Bearbeitung der anderen 5 Oberflächen außer der Installationsoberfläche abgeschlossen werden. Es gibt zwei Formen: Eine besteht darin, dass die Hauptwelle um 2° gedreht werden kann und das Werkstück vertikal und horizontal bearbeitet werden kann. Die andere besteht darin, dass die Spindel die Richtung nicht ändert, sondern der Arbeitstisch mit dem Werkstück um 900° rotiert, um die Bearbeitung der 900 Oberflächen des Werkstücks abzuschließen.

Mehrachsiges Bearbeitungszentrum

Es hat die Struktur der herkömmlichen Werkzeugmaschine der Vergangenheit verändert. Durch die Bewegung der Pleuelstange wird die Bewegung der Hauptwelle mit mehreren Freiheitsgraden realisiert und die Bearbeitung der komplexen gekrümmten Oberfläche des Werkstücks abgeschlossen.

Eigenschaften

Vollständig geschlossener Schutz

Es ist in der Regel mit einer Schutzabdeckung ausgestattet, die durch Schließen der Schutztür während der Verarbeitung Personenunfälle wirksam verhindern kann.

Automatischer Werkzeugwechsel

Sie verfügt über ein Werkzeugmagazin und einen automatischen Werkzeugwechsler. Vor der Bearbeitung werden die benötigten Werkzeuge in das Werkzeugmagazin geladen und während der Bearbeitung kann das Werkzeug programmgesteuert automatisch ausgetauscht werden.

Kontinuierliche Bearbeitung

Es verfügt über mehrere Vorschubachsen (mehr als 3 Achsen), sogar mehrere Spindeln, und es gibt viele Verbindungsachsen, wie z. B. 3-, 5- und-Achsen-Verbindungen, sodass mehrere Ebenen und mehrere Winkelpositionen automatisch abgeschlossen werden können. Bearbeitung zur hochpräzisen Bearbeitung komplexer Teile. Fräsen, Bohren, Aufweiten, Reiben, Gewindeschneiden und andere Bearbeitungen können in einer Aufspannung durchgeführt werden, und der Prozess ist hochkonzentriert.

Hohe Automatisierung, hohe Präzision, hohe Effizienz

Seine Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und schnelle Positioniergenauigkeit sind hoch. Durch eine sinnvolle Auswahl der Schneidparameter kann die Schneidleistung des Werkzeugs voll ausgenutzt, die Schneidzeit verkürzt und der gesamte Verarbeitungsprozess kontinuierlich ablaufen, verschiedene Hilfsaktionen sind schnell und der Automatisierungsgrad ist hoch. Hilfsaktionszeit und Ausfallzeit, daher ist die Produktivität hoch.

Automatischer Austauschtisch

Wenn es mit einer automatischen Wechselwerkbank ausgestattet ist, kann es erkennen, dass eine Werkbank eine Bearbeitung durchführt, während eine andere Werkbank das Einspannen des Werkstücks abschließt, wodurch die Nebenzeit erheblich reduziert und die Bearbeitungseffizienz verbessert wird.

Multifunktions-

Es verfügt über eine zusammengesetzte Drehfunktion, Schleifen und andere Funktionen. Beispielsweise kann der Rundtisch das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit rotieren lassen, und das Werkzeug führt nur die Hauptbewegung ohne Vorschub aus und führt ähnliche Drehvorgänge aus, wodurch es einen größeren Bearbeitungsbereich hat.

Hohe Investitionen

Aufgrund der hohen Intelligenz, der komplexen Struktur und der leistungsstarken Funktionen sind die einmaligen Investitions- und täglichen Wartungskosten wesentlich höher als bei gewöhnlichen Werkzeugmaschinen.

Pros & Cons

Vorteile

• Der Grad der Automatisierungstechnologie ist hoch, bei hoher Produktivität. Neben dem manuellen Einspannen der Rohlinge kann der gesamte Produktionsprozess automatisch vom CNC-Bearbeitungszentrum abgeschlossen werden. Wenn es mit automatischen Lade- und Entlademitteln ausgestattet ist, ist es die grundlegende Bauphase unbemannter Verarbeitungsanlagen. Es verringert die Arbeitsintensität des Bedieners und verbessert kontinuierlich die Arbeitsbedingungen. Es spart den Prozess des Linienzeichnens, der Positionierung mehrerer Klemmen, der Inspektion und anderer Prozess- und Hilfskontrollen, was die Produktivität angemessen und effektiv steigert.

• Starke Anwendbarkeit auf Produktions- und Verarbeitungsziele. Beim Ändern des Produktions- und Verarbeitungsziels müssen Sie nicht nur das Werkzeug austauschen und die Rohlingspannmethode überwinden, sondern auch nur neu programmieren, ohne andere komplizierte Anpassungen vornehmen zu müssen, wodurch die Produktionsvorbereitungszykluszeit verkürzt wird.

• Die Verarbeitungspräzision ist hoch und die Produktqualität relativ stabil. Die Maßgenauigkeit der Produktions- und Verarbeitungsspezifikationen liegt zwischen 0.005 und 0.01 mm und wird durch die Komplexität der Teile nicht beeinträchtigt. Da die meisten Manipulationen automatisch von der Maschine durchgeführt werden, werden Abweichungen durch menschliche Faktoren eliminiert und die Einheitlichkeit der Spezifikationen und Abmessungen einer großen Anzahl von Teilen verbessert. Die Präzision ist garantiert.

• Die Kommunikation mit dem Computer ist einfach herzustellen und das Gruppensteuerungssystem ist einfach zu vervollständigen. Wenn man bedenkt, dass eine CNC-Maschine einfach mit der Designsystemsoftware einer Computeranwendung verbunden werden kann, um eine integrierte CAD/CAM-Systemsoftware zu bilden, und Verbindungen zwischen CNC-Maschinen hergestellt werden können, ist es einfach, das Gruppensteuerungssystem zu vervollständigen.

Nachteile

Der Nachteil besteht darin, dass es teuer ist und einen hohen Bedien- und Wartungsaufwand erfordert.

Zwei sehr unterschiedliche Maschinen, ein Name

Diese Seite listet Metall- und Holzbearbeitungszentren nebeneinander auf, die außer der Bezeichnung wenig gemeinsam haben. vertikales Bearbeitungszentrum Es handelt sich um ein kastenförmiges Gussteil mit einem bescheidenen, tiefen Arbeitsbereich, einer robusten, langsam laufenden Spindel, Kühlmittelzufuhr und einem Gehäuse zur Auffangung von Spänen. Holzbearbeitungszentrum Es handelt sich um einen Portalrahmen über einem breiten Vakuumtisch, der sich schnell dreht und Licht schneidet. Die Staubabsaugung erfolgt anstelle von Kühlmittel. Beide Systeme sind nicht gegeneinander austauschbar. Entscheiden Sie daher zuerst, ob Ihre Werkstücke aus Metall oder Blech bestehen, und vergleichen Sie erst dann die Spezifikationen innerhalb dieser Hälfte der Seite. Auch die Preise spiegeln diese Unterscheidung wider, da ein Metallbearbeitungszentrum deutlich mehr Eisen und Gehäuse für einen wesentlich kleineren Arbeitsbereich benötigt als eine Holzbearbeitungsmaschine ähnlicher Kosten.

Eine einzige Klemmung ist der ganze Sinn der Sache

Was ein Bearbeitungszentrum von einer herkömmlichen Fräsmaschine oder Oberfräse unterscheidet, ist die einmalige Fixierung des Werkstücks, um die sich alle weiteren Bearbeitungsschritte drehen. Fräsen, Bohren, Ausdrehen und Gewindeschneiden erfolgen nacheinander aus einem Werkzeugmagazin, sodass die Bearbeitungselemente stets perfekt zueinander ausgerichtet bleiben. Jedes Mal, wenn ein Werkstück entspannt und neu eingespannt wird, schleicht sich ein kleiner Fehler ein. Genau das ist der entscheidende Punkt bei der Genauigkeit, und deshalb ist ein Bearbeitungszentrum so wichtig. Punkt-zu-Punkt-Router Schneidet, bohrt und rillt ein Paneel in einem Arbeitsgang. Wo die Ladezeit den Ausschlag gibt, Doppeltischmaschinen Lassen Sie den Bediener eine Seite einrichten, während die andere Seite schneidet. Dadurch wird die Ladezeit von verlorener zu versteckter Zeit. Bei der Bewertung einer Maschine sollten Sie die in einer einzigen Aufspannung abgeschlossenen Bearbeitungsvorgänge und nicht ihre Höchstgeschwindigkeit berücksichtigen, denn hieraus ergeben sich die Betriebsstunden und die Genauigkeit.

Besitz eines Metallbearbeitungszentrums

Eine Metallbearbeitungsmaschine bringt tägliche Gewohnheiten mit sich, die ein Oberfräsenbesitzer nie kennenlernt. Kühlschmierstoff muss angemischt, nachgefüllt und schließlich gewechselt werden, und Späne müssen entfernt werden, bevor sie sich um das Werkstück herum ansammeln. Werkzeuge bilden einen eigenen Kostenposten, da jeder Fräser einen Halter und einen Ausziehbolzen benötigt und Schraubstöcke und Vorrichtungen oft teurer sind als erwartet. Maschinen laufen am präzisesten, wenn sie warm sind, daher ist eine kurze Aufwärmphase vor Präzisionsarbeiten Standard. Eine kleinere Vertikalfräse Das ist der übliche Weg, diese Abläufe zu erlernen, bevor man sich für eine größere Maschine entscheidet. Wie die Rezensenten auf dieser Seite anmerken, sind CAD/CAM-Kenntnisse genauso wichtig wie die Maschine selbst, da die Software die Zeichnung in den Werkzeugweg umwandelt, den die Spindel abfährt. Der Kauf von Konstruktionsdateien oder die Auslagerung der Programmierung ist eine sinnvolle Abkürzung, solange diese Kenntnisse noch aufgebaut werden.

Metallische Zentren gegen hölzerne Zentren:

Checkliste für Bearbeitungszentren:

☑ Entscheiden Sie sich vor dem Vergleich der Modelle für eine Metall- oder Blechausführung.

☑ Zählen Sie die Arbeitsgänge, die Sie mit einer einzigen Aufspannung abschließen können.

☑ Fragen Sie nach Dual-Tables, wenn die Ladezeit der limitierende Faktor ist.

☑ Budgethalter, Schraubstöcke und Kühlmittel sind im Lieferumfang der Maschine enthalten.

☑ Vor Präzisionsschnitten die Spindel aufwärmen lassen.