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.

2 Very Different Machines, One Name

This page lists metal and wood machining centers side by side, and they share little beyond the label. A vertikales Bearbeitungszentrum is a boxed casting with a modest, deep work area, a strong low-speed spindle, flood coolant, and an enclosure to contain chips. A wood machining center is a gantry over a broad vacuum table, spinning fast and cutting light, with dust extraction instead of coolant. Neither can stand in for the other, so decide whether your parts are metal or panels first, and only then compare specifications within that half of the page. The prices reflect that split too, since a metal center carries far more iron and enclosure for a much smaller working area than a wood machine of similar cost.

One Clamping Is the Whole Point

What separates a machining center from a plain mill or router is that the work is fixed once and everything happens around it. Milling, drilling, boring, and tapping run in sequence from a tool magazine, so features stay in perfect relation to each other; every time a part is unclamped and reset, a little error creeps in. That is the real accuracy argument, and it is why a point-to-point router cuts, drills, and grooves a panel in one pass. Where loading time dominates, dual-table machines let the operator set up one side while the other is cutting, which turns loading from lost time into hidden time. When counting the value of a machine, count the operations it finishes in a single clamping rather than its top speed, because that is where the hours and the accuracy actually come from.

Owning a Metal Machining Center

A metal center brings daily habits a router owner never meets. Cutting fluid needs mixing, topping up, and eventually changing, and chips must be cleared before they pack around the work. Tooling is its own budget line, since every cutter needs a holder and pull stud, and vises and fixtures often cost more than expected. Machines run truest once warm, so a short warm-up cycle before precision work is standard practice. A smaller entry vertical mill is the usual way to learn these routines before committing to a bigger frame, and as reviewers on this page note, CAD/CAM skill matters as much as the machine itself, since the software is what turns a drawing into the tool path the spindle follows. Buying design files or hiring out the programming is a reasonable shortcut while those skills are still building.

Metal centers against wood centers:

Machining center checklist:

☑ Decide metal or panel work before comparing models.

☑ Count the operations you can finish in one clamping.

☑ Ask about dual tables if loading time is the limit.

☑ Budget holders, vises, and coolant with the machine.

☑ Let the spindle warm up before precision cuts.