Was ist ein CNC-Bearbeitungszentrum und wie funktioniert es?

CNC-Bearbeitungszentren sind eines der am häufigsten verwendeten CNC-Bearbeitungsgeräte. CNC steht für „Computer Numerical Control“, und diese Maschinen verwenden computergestützte Technologien, um Prozesse wie Schneiden, Bohren und Fräsen einer Vielzahl von Materialien zu automatisieren, darunter Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffe und Metalle.

Die CNC-Bearbeitung ist ein in der Fertigungsindustrie verwendeter Prozess, bei dem CNC-Werkzeugmaschinen (Computer Numerically Controlled) verwendet werden, um das Material in präzise Formen und Größen zu schneiden und zu formen. CNC-Bearbeitungszentren sind in der Regel CNC-Fräsmaschinen, CNC-Drehmaschinen, CNC-Fräsmaschinen oder CNC-Plasmaschneider, die mit codierten Anweisungen programmiert sind, um eine bestimmte Arbeit auszuführen. Die CNC-Werkzeugmaschine liest diese Anweisungen und verwendet ihre Schneidwerkzeuge, um überschüssiges Material zu entfernen, Präzisionsteile und -komponenten zu erstellen und ein fertiges Produkt gemäß vorgegebenen Spezifikationen herzustellen. Die CNC-Bearbeitung kann für alles eingesetzt werden, vom Prototyping neuer Produkte bis hin zur Massenproduktion identischer Teile für industrielle Anwendungen. Es ist weit verbreitet in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, medizinische Geräte, Konsumgüter und Elektronik.

X Y- und Z-Achse auf CNC-Maschinen

Ein CNC-Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine zur automatisierten Steuerung hochkomplexer und präziser Fräsprozesse. Es besteht typischerweise aus drei Achsen: der x-, y- und z-Achse. Die x-Achse verläuft entlang der Länge des Maschinenbetts, während sich die y-Achse über dessen Breite bewegt und die z-Achse senkrecht zu beiden steht. Alle drei Achsen sind mechanisiert und werden von Servomotoren angetrieben, was eine präzise Steuerung der Bearbeitungsvorgänge ermöglicht.

Die z-Achse ist für die Steuerung der Schnittiefe am Schneidwerkzeug verantwortlich, während sowohl die x- als auch die y-Achse präzise Bewegungen in verschiedene Richtungen ermöglichen. Das Maschinenbett ist mit einer speziellen Produktionsvorrichtung oder Vorrichtung ausgestattet, um das Werkstück an Ort und Stelle zu halten. Das Bearbeitungszentrum ist mit einem bestimmten Satz von Anweisungen programmiert, die ihm mitteilen, welche Operationen auszuführen sind und wie schnell oder langsam sie ausgeführt werden sollen. Anschließend führt es diese Anweisungen aus und arbeitet mit einer Geschwindigkeit, die ein menschlicher Bediener von Hand nicht erreichen könnte.

CNC-Bearbeitungszentren bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Schneidemethoden, wie z. B. schnellere Zykluszeiten, höhere Genauigkeit, größere Wiederholbarkeit, weniger Werkzeugverschleiß, einfachere Programmierung und Einrichtung sowie einen geringeren Bedarf an Fachkräften. CNC-Maschinen können auch mehrere Operationen an einem Teil in einer einzigen Einrichtung durchführen, was die Effizienz noch weiter erhöht. CNC-Bearbeitungszentren bieten eine kostengünstige Lösung für Unternehmen, die ihre Produktionskapazität erhöhen, Abfall reduzieren, die Qualität verbessern und die Genauigkeit ihrer Abläufe aufrechterhalten möchten. CNC-Bearbeitungszentren sind ein unschätzbares Werkzeug, das in vielen verschiedenen Branchen auf der ganzen Welt eingesetzt wird und zu einem festen Bestandteil der modernen Fertigung geworden ist.

Komponenten eines Bearbeitungszentrums

Verschiedene Teile von Bearbeitungszentren arbeiten zusammen, um gewünschte Bearbeitungsaufgaben zu erreichen. Die Spindel ist der zentrale Bereich der Spindel. Spindel- und Motorkomponenten, Kupplungen, Verriegelungsmechanismen und hochbeständige Riemenschmiermittel. Spindeln spielen eine entscheidende Funktion im Betrieb einer Fertigungsanlage, da sie die geschnittenen Werkzeuge mit hoher Geschwindigkeit halten. Mechanische Zentren, in denen direkt gekoppelte Synchronmotoren untergebracht sind, sind über eine Kupplung mit der Spindelwelle verbunden und sorgen für die Drehung der Spindel. Die Spindel einer Direktkupplungsmaschine wird durch eine Verriegelung befestigt.

CNC-Bearbeitungszentren sind in vertikalen, horizontalen und universellen Konfigurationen erhältlich, um den Anforderungen verschiedener Branchen und Anwendungen gerecht zu werden. Vertikale Bearbeitungszentren werden typischerweise für kleinere Teile verwendet, die eine hohe Genauigkeit und Präzision erfordern, während horizontale Bearbeitungszentren mehr Steifigkeit und Leistung für größere Teile bieten. Universal-Bearbeitungszentren können die Vorteile sowohl vertikaler als auch horizontaler Maschinen bieten und eine größere Flexibilität in Bezug auf Teilegröße und -komplexität bieten. CNC-Bearbeitungsdienste sollten entsprechend den spezifischen Anforderungen der Komponentenproduktion ausgewählt werden; Die Auswahl einer Maschine mit zu geringer Kapazität kann zu verminderter Effizienz oder inakzeptablen Genauigkeitsniveaus führen, was zu kostspieliger Nacharbeit oder verschrotteten Komponenten führt.

Horizontales Bearbeitungszentrum

Ein Horizontal-Bearbeitungszentrum (HMC) hat eine vertikale Spindel, die sich seitwärts bewegen und somit in vertikaler Reihenfolge arbeiten kann. Werkzeugmagazine können bis zu 100 Werkzeugsätze gleichzeitig aufnehmen und automatische Palettenwechsler (APCs) bestehen aus 6-8 Paletten, die jeweils die vorherigen ersetzen, um auf mehreren Blättern Papier zu arbeiten. Horizontale Bearbeitungszentren ( HMC ) sowie 4. und 5. Achsmaschinen. Die meisten beinhalten automatische Werkzeugwechsler von 20 bis über 500 Werkzeugen. Fünfachsige Bearbeitungszentren ermöglichen einen großen Bewegungsbereich, sodass komplizierte Aufgaben schneller erledigt werden können als mit anderen Bearbeitungswerkzeugen. Dieser Maschinentyp ist in der Lage, komplexe Formen herzustellen, die mit Standardmühlen oder -mühlen äußerst schwierig zu erreichen wärenDrehmaschinen. HMCs sind für den Einsatz in Hochpräzisions- und Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungsumgebungen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinindustrie konzipiert. Die fünf Achsen ermöglichen ein viel höheres Maß an Kontrolle über die Positionierung des Schneidwerkzeugs relativ zum Werkstück, als dies mit nur drei Achsen möglich wäre. Darüber hinaus ermöglicht der Fünfachser schnellere Materialabtragsraten und eine verbesserte Prozesseffizienz. Durch den Einsatz der Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie können Hersteller Teile mit größerer Genauigkeit und mit höheren Geschwindigkeiten als je zuvor produzieren. HMCs sind ein leistungsstarkes Werkzeug, das Herstellern helfen kann, auf dem heutigen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben.

Vertikales Bearbeitungszentrum

Das vertikale CNC-Bearbeitungszentrum ist die häufigste Art von CNC-Maschinen mit einer Spindel, die sich vertikal um ihre Achse dreht. Dadurch eignet er sich gut für Bohr- und Fräsarbeiten auf ebenen Flächen wie Tischplatten. Vertikales Bearbeitungszentrum Bei diesem Maschinentyp können mehrere Jobs in einer einzigen Einrichtung ausgeführt werden. Die meisten vertikalen Bearbeitungszentren haben drei Achsen, einige haben die Funktion eines Spindelkopfes, der um eine oder zwei Achsen gedreht werden kann. Das vertikale Bearbeitungszentrum ist für die Form am besten geeignet. Das horizontale CNC-Bearbeitungszentrum hat eine horizontal rotierende Spindel und ist besser für die Bearbeitung gekrümmter Oberflächen geeignet. Beide Arten von CNC-Bearbeitungszentren werden mit einer Vielzahl von Aufsätzen und Schneidwerkzeugen geliefert, damit sie verschiedene Arten von Materialien bearbeiten können, darunter Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Keramik und Holz.

Die CNC-Bearbeitung hat die folgenden Vorteile

①Die Anzahl der Werkzeuge wird stark reduziert, und für die Bearbeitung von Teilen mit komplexen Formen sind keine komplexen Werkzeuge erforderlich. Wenn Sie die Form und Größe des Teils ändern möchten, müssen Sie nur das Teilebearbeitungsprogramm ändern, das für die Entwicklung und Änderung neuer Produkte geeignet ist.

②Die Verarbeitungsqualität ist stabil, die Verarbeitungspräzision ist hoch und die Wiederholgenauigkeit ist hoch, was für die Verarbeitungsanforderungen von Flugzeugen geeignet ist.

③Bei Mehrsorten- und Kleinserienproduktion ist die Produktionseffizienz hoch, was die Zeit für die Produktionsvorbereitung, die Werkzeugmaschineneinstellung und die Prozessinspektion verkürzen kann, und die Schnittzeit wird aufgrund der Verwendung der optimalen Schnittmenge verkürzt .

④ Es kann komplexe Profile verarbeiten, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu verarbeiten sind, und sogar einige nicht beobachtbare Verarbeitungsteile verarbeiten.

Der Nachteil der CNC-Bearbeitung besteht darin, dass die Werkzeugmaschinenausrüstung teuer ist und ein hohes Maß an Wartungspersonal erfordert.

CNC-Bearbeitungszentren können verschiedene Arten von Aufgaben wie Schleifen, Bohren und Bohren in sehr präziser Zeit erledigen. Dieses System verwendet einen automatischen Werkzeugwechslermechanismus, der eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen während der Bearbeitung ermöglicht. Moderne Maschinen haben Revolverköpfe und andere manuelle Werkzeugwechsler, die viele Stunden manuellen Betriebs erfordern und mühsam zu bedienen sind. Mit einer automatischen ATC-Werkzeugwechseleinheit, die eine schnelle Anpassung der Schneidvorrichtung für den Mehrmaschinenbetrieb ermöglicht, die Produktivität erhöht und die Zykluszeiten verkürzt.

Die CNC-Bearbeitung gilt als die genaueste Form der Fertigung, da sie eine präzise Kontrolle über Materialtoleranzen, Oberflächenbeschaffenheit und Teilequalität ermöglicht. CNC-Maschinen bieten eine höhere Geschwindigkeit und Effizienz als herkömmliche Bearbeitungsmethoden sowie niedrigere Produktionskosten. CNC-Bearbeitungszentren können verwendet werden, um komplexe Teile mit komplizierten Formen, engen Toleranzen und hochwertigen Oberflächen schnell und genau herzustellen. CNC-Maschinen sind äußerst vielseitig und können für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen eingesetzt werden. CNC-Bearbeitungszentren bieten eine effiziente Möglichkeit, Komponenten von einfachen Prototypen bis hin zu komplexen Produktionsteilen mit exakter Genauigkeit in einem Bruchteil der Zeit herzustellen, die mit herkömmlichen Methoden erforderlich wäre. Durch den Einsatz von CNC-Bearbeitungszentren können Unternehmen die Qualität ihrer Produkte verbessern und die Gesamtproduktionskosten senken. CNC-Bearbeitungszentren sind eine unschätzbare Ressource für diejenigen, die schnell und effizient hochwertige Komponenten herstellen möchten.