Arten von CNC-Maschinen

Computer-Numerische Steuerung (CNC) Maschinen haben die Fertigungsindustrie revolutioniert, bietet beispiellose Präzision, Wiederholbarkeit, und Effizienz. Das Verständnis der verschiedenen Arten von CNC-Maschinen und ihrer Funktionen ist für die Auswahl des richtigen Werkzeugs für ein bestimmtes Projekt oder eine bestimmte Geschäftsanforderung von entscheidender Bedeutung. In diesem umfassenden Leitfaden werden verschiedene Arten von CNC-Maschinen untersucht, ihre Kategorien, und wie Sie den besten Typ für Ihre Anforderungen auswählen.

Was ist eine CNC-Maschine??

Eine CNC (Computer-Numerische Steuerung) Eine Maschine ist ein programmierbares Gerät, das den Herstellungsprozess automatisiert, indem es die Bewegung von Werkzeugen und Teilen mithilfe von CAD steuert (Computergestütztes Design) und CAM (Computergestützte Fertigung) Software zum Konvertieren von Designdateien in Anweisungen, die die Bewegung der Maschine steuern.

CNC-Maschinen können eine Vielzahl von Vorgängen mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit ausführen, Dies ermöglicht die Massenproduktion und die Herstellung komplexer Teile. CNC-Maschinen sind in der Automobilindustrie weit verbreitet, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, medizinisch, und andere Branchen.

Grundelemente des CNC-Maschinensystems

Ein CNC-Maschinensystem umfasst typischerweise die folgenden Elemente:

1. Regler: Das Gehirn der CNC-Maschine, das G-Code liest und interpretiert (die Maschinensprache) um die Bewegungen der Maschine zu steuern.
2. Antriebssystem: Enthält Motoren und Verstärker, die die Befehle des Controllers ausführen.
3. Maschinenschnittstelle: Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) um Befehle einzugeben und Vorgänge zu überwachen.
4. Schneidwerkzeuge: Schaftfräser, Bohrer, Drehmaschinen, und andere Werkzeuge zum Schneiden und Formen von Materialien.
5. Feedback-System: Bietet Echtzeitdaten zur Maschinenleistung für eine genaue Positionierung und Fehlerkorrektur.

Verschiedene Arten von CNC-Maschinen

Es gibt verschiedene Arten von CNC-Maschinen, jeweils für bestimmte Aufgaben konzipiert:

1. CNC-Fräsmaschine:

• • Funktion: Verwendet rotierende Schneidwerkzeuge, um Material von einem stationären Werkstück zu entfernen, Ideal zum Erstellen ebener Flächen, Löcher, und Taschen.
  • Anwendungen: Geeignet für die Erstellung komplexer Formen und komplizierter Designs aus einer Vielzahl von Materialien.
  • Einschränkung： Die Größe, die bearbeitet werden kann, hängt von der Gehäusegröße ab, in der sich die Maschine befindet, und von der maximalen Distanz, die die Schneidwerkzeuge zurücklegen können.

2. CNC-Maschine drehen:

• • Funktion: Auch als CNC-Drehmaschinen bekannt, Diese Maschinen drehen das Werkstück, während Schneidwerkzeuge es formen, Perfekt für zylindrische Bauteile wie Wellen, Buchsen, und Bolzen.
  • Anwendungen: Wird häufig für Dreharbeiten an Materialien wie Metallen und Kunststoffen verwendet.
  • Einschränkung： Aufgrund der Art und Weise, wie diese Maschine Produkte herstellt, es ist besser, symmetrische Teile herzustellen.

3. Schleif-CNC-Maschine:

• • Funktion: Verwendet eine Schleifscheibe zum Glätten und Endbearbeiten von Oberflächen, Wird häufig in der Endbearbeitung für hohe Präzision und Oberflächenqualität verwendet.
  • Anwendungen: Wird für Endbearbeitungen und die Herstellung extrem feiner Toleranzen verwendet.
  • Einschränkung： Der Eine CNC-Schleifmaschine trägt sehr langsam Material von einem Werkstück ab. Aus diesem Grund wird sie vor allem als Finish- oder Glättmaschine eingesetzt.

4. Bohren einer CNC-Maschine:

• • Funktion: Entwickelt, um mit rotierenden Bohrern runde Löcher zu erzeugen; oft kombiniert mit Gewindeschneiden für die Löcher.
  • Anwendungen: Wird häufig zum Erstellen präziser Löcher in verschiedenen Materialien verwendet.
  • Einschränkung： Eine wesentliche Einschränkung der Maschine ist die Größe des Lochs, das sie erzeugen kann. Ohne Spezialbohrer ist es eine Herausforderung, Löcher zu bohren, die tief oder groß genug sind.

5. EDM (Elektrische Entladungsmaschine):

• • Funktion: Verwendet elektrische Entladungen, um Material von einem Werkstück abzutragen, Ermöglicht die Erstellung komplexer Formen, die mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen nur schwer zu erreichen sind. Es führt eine berührungslose Bearbeitung durch, Dadurch kann es mit Teilen jeder Härte arbeiten.
  • Anwendungen: Geeignet für die Bearbeitung harter Materialien und die Herstellung komplizierter Merkmale.
  • Einschränkung： EDM ist auf leitfähige Materialien beschränkt, Daher ist es für nichtleitende Materialien wie Keramik ungeeignet, Holz, und Kunststoffe.

6. Plasmaschneiden-CNC-Maschine:

• • Funktion: Schneidet Materialien mit einem Hochtemperatur-Plasmabrenner, Geeignet für elektrisch leitfähige Materialien wie Stahl und Aluminium.
  • Anwendungen: Ideal zum Schneiden von Stahl und anderen leitfähigen Materialien.
  • Einschränkung： Diese Maschinen erzeugen enorme Hitze, wenn sie Materialien schneiden, indem sie sie schmelzen. Diese Hitze beeinträchtigt häufig die Oberflächenbeschaffenheit des geschnittenen Materials, Dadurch entstehen Wärmeeinflusszonen. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass diese Maschine nur über eine begrenzte Auswahl an Materialien verfügt, die sie schneiden kann, da es nur Metalle und andere leitfähige Legierungen durchschneidet.

7. CNC-Wasserstrahlschneidmaschine:

• • Funktion: Verwendet einen Hochdruckwasserstrahl gemischt mit Schleifmitteln, um Materialien zu schneiden, ohne Hitze zu erzeugen, Perfekt zum Schneiden dicker und hitzeempfindlicher Materialien.
  • Anwendungen: Vielseitige Schneidlösung für Gummi, Leder, Glasfaser, Leiterplatten, Schaum, Papier, Keramik, Glas, Stein, und Blech.
  • Einschränkung： Einer der größten Nachteile ist, dass die Wasserstrahlschneidgeschwindigkeit langsamer ist als bei anderen Schneidalternativen. Diese langsamere Geschwindigkeit macht sich besonders in Kurven und Kurven bemerkbar.

8. Laserschneidende CNC-Maschine:

• • Funktion: Verwendet einen fokussierten Laserstrahl, um Materialien mit hoher Präzision zu schneiden oder zu gravieren. Der Laserstrahl schneidet die Materialien unabhängig von ihrer Leitfähigkeit, um das gewünschte Produkt oder die gewünschte Form zu erzeugen.
  • Anwendungen: Wird häufig zum Schneiden von Metallen verwendet, Kunststoffe, Holz, und Stoffe.
  • Einschränkung： Eine der Einschränkungen einer CNC-Laserschneidmaschine ist die maximale Dicke des Materials, das Sie damit schneiden können, 2,75 Zoll.

9. CNC-Fräsmaschine:

• • Funktion: Wird oft zum Schneiden von Holz verwendet, Plastik, und weichere Materialien, CNC-Fräsmaschinen verfügen über eine sich schnell drehende Spindel für glatte Oberflächen.
  • Anwendungen: Geeignet für Beschilderungen, Möbel, und dekorative Arbeiten.
  • Einschränkung： Der Gesamtbetrieb der CNC-Fräsmaschine kann aufgrund ihrer unterschiedlichen Komponenten recht laut sein.

10. Mehrachsige CNC-Maschine:

• • Funktion: Mehrachsige CNC-Maschinen können sich in vier oder mehr Richtungen bewegen, im Vergleich zu einer zwei- oder dreiachsigen Maschine, Die mehrachsige Bearbeitung ist komplexer und führt zu präziseren Teilen. Sie bieten eine größere Flexibilität und reichen von 4-Achsen- bis hin zu 12-Achsen-Konfigurationen.
  • Anwendungen: Ideal für komplexe Teile, die eine Bearbeitung aus mehreren Winkeln erfordern.
  • Einschränkung： Diese Maschinen unterscheiden sich erheblich von 2 und 3-Achsen-Typen und benötigen für eine optimale Leistung oft erfahrene Bediener.

11. 3D Drucker:

• • Funktion: Eine Art CNC-Maschine, die Teile Schicht für Schicht aus einer digitalen Datei aufbaut, Verwendung von Materialien wie Kunststoffen, Harze, und Metalle.
  • Anwendungen: Weit verbreitet im Prototyping, Herstellung, und individuelle Produkterstellung.
  • Einschränkung： Die Kosten für die Beschaffung dieser CNC-Ausrüstung und die Herstellung von Komponenten mit diesem Verfahren sind recht hoch. Auch, 3D Die Druckgeschwindigkeit ist langsam, insbesondere wenn sie für Massenproduktionsprozesse verwendet werden.

12. Automatischer CNC-Werkzeugwechsler:

• • Funktion: Auch bekannt als ATC, steigert die Produktivität, indem mehrere Werkzeuge in einem einzigen Setup ohne manuelles Eingreifen verwendet werden können.
  • Anwendungen: Steigert die Produktivität und reduziert Ausfallzeiten in Produktionsumgebungen.
  • Einschränkung： Hohe Ausfallrate, lange Werkzeugwechselzeiten, Die Kapazität des Werkzeugmagazins ist gering.

Arten von CNC-Maschinen nach Anzahl der Koordinatenachsen

CNC-Maschinen können anhand der Anzahl der von ihnen betriebenen Koordinatenachsen kategorisiert werden:

2-Achsen-CNC-Maschinen:

2-Achsen-CNC-Maschinen sind der einfachste Typ, entlang des X arbeiten (horizontal) und Y (Vertikale) Achsen. Sie werden typischerweise für gerade Schnitte verwendet, Löcher bohren, oder Bearbeitung einer einzelnen Fläche ohne Neupositionierung des Werkstücks.

3-Achsen-CNC-Maschinen:

Die gängigsten CNC-Maschinen sind 3-Achsen-Modelle, die den standardmäßigen X- und Y-Achsen eine Z-Achse für die Tiefe hinzufügen. Sie arbeiten an stationären Werkstücken und können Aufgaben darin erledigen 2.5 Abmessungen, Dadurch sind sie vielseitig für die Grundbearbeitung geeignet.

4-Achsen-CNC-Maschinen:

Diese Maschinen verfügen über eine A-Achse, was eine Drehung entlang der X-Achse ermöglicht, zusätzlich zum X, Y, und Z-Achsen. Diese Funktion ist ideal für Aufgaben wie Ausschnitte und Lichtbogenschneiden.

5-Achsen-CNC-Maschinen:

5-CNC-Maschinen mit Achsen führen eine C-Achse ein, Ermöglicht das Schwenken des Schneidwerkzeugs. Dieser Aufbau ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung von fünf Flächen, Herstellung hochpräziser Teile, ideal für medizinische Geräte.

7-Achsen-CNC-Maschinen:

7-Achsmaschinen verfügen über drei Achsen zur Werkstückrotation, drei für die Werkzeugbewegung, und eine zusätzliche E-Achse für die Armdrehung. Aufgrund ihrer Fähigkeit, komplexe Teile herzustellen, eignen sie sich für die Luft- und Raumfahrt, medizinisch, und militärische Komponenten.

9-Achsen-CNC-Maschinen:

Kombination einer 5-Achsen-Fräsmaschine und einer 4-Achsen-Drehmaschine, 9-Achsen-CNC-Maschinen bewältigen sowohl interne als auch externe Teilemerkmale effizient. Sie werden häufig zur Herstellung von Zahnimplantaten verwendet, medizinische Werkzeuge, und fortschrittliche Luft- und Raumfahrtkomponenten.

12-Achsen-CNC-Maschinen:

Diese Maschinen verfügen über zwei Schneidköpfe, Jeder ist in der Lage, sich entlang des X zu bewegen, Y, Z, A, B, und C-Achsen. Diese Konfiguration ermöglicht eine schnellere Produktion mit außergewöhnlicher Präzision, Ideal für große Mengen, komplizierte Bearbeitungsaufgaben.

Arten von CNC-Maschinen, unterteilt nach Servosystem

CNC-Maschinen können auch anhand ihrer Servosysteme klassifiziert werden:

Open-Loop-Steuerungssystem: Einfaches Steuerungssystem ohne Rückkopplungsmechanismus; geringere Kosten, aber weniger Präzision.

Halbgeschlossenes Regelsystem: Verwendet etwas Feedback, um Fehler zu korrigieren; eine Mittelwegoption für Kosten und Präzision.

Closed-Loop-Steuerungssystem: Fortschrittliches System mit vollständigem Feedback, bietet hohe Präzision und minimale Fehler.

Arten von CNC-Maschinen nach Bewegungspfad

Verschiedene CNC-Maschinen sind darauf ausgelegt, bestimmten Pfaden zu folgen:

Punktkontrolle: Steuert die Start- und Endpunkte des Werkzeugwegs, Fokussierung auf die Positionierung und nicht auf den eingeschlagenen Weg.

Lineare Steuerung: Gewährleistet eine lineare Bewegung zwischen Punkten, Wird häufig zum Bohren und Gewindeschneiden verwendet.

Kontursteuerung: Steuert den Werkzeugweg kontinuierlich, Ermöglicht die Erstellung gekrümmter oder konturierter Oberflächen.

So wählen Sie den besten CNC-Maschinentyp aus?

Bei der Auswahl der richtigen CNC-Maschine für Ihr Unternehmen, Es müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Die ideale Maschine hängt von der Art Ihres Unternehmens ab, die Art der Produkte, die Sie herstellen, und der Umfang der Produktion. Hier sind die wichtigsten Überlegungen zur Auswahl einer CNC-Maschine:

Geschäftstyp

Die Art des Unternehmens, das Sie betreiben, wird Ihre Auswahl erheblich einschränken. Für eine kleine CNC-Werkstatt, ein paar CNC-Fräsen könnten ausreichen. Umgekehrt, Für einen Großfertigungsbetrieb sind möglicherweise größere Mengen erforderlich, vielseitigere multifunktionale CNC-Maschinen.

Verfügbarkeit von Ersatzteilen

CNC-Maschinen, wie jedes andere Gerät auch, kann verschleißen oder kaputt gehen. Es ist wichtig, eine Marke oder ein Modell auszuwählen, das Ihre Techniker problemlos reparieren können, Ersatzteile sind jederzeit verfügbar. Die Verfügbarkeit von Teilen wirkt sich direkt auf Ausfallzeiten und darauf aus, wie schnell die Produktion wieder aufgenommen werden kann.

Produktanforderungen

Welche CNC-Maschine Sie benötigen, hängt weitgehend von der Komplexität der von Ihnen hergestellten Produkte ab. Für einfache Produkte ist möglicherweise nur eine CNC-Drehmaschine oder eine 3-Achsen-Fräsmaschine erforderlich. Jedoch, für komplexere Artikel, Eine 5-Achsen-CNC-Maschine, die mehrere Vorgänge in einer Aufspannung ausführen kann, wäre effizienter. Spezialmaschinen, wie Schweizer Drehmaschinen, sind ideal für die Produktion großer Stückzahlen kleiner Stückzahlen, komplizierte zylindrische Teile.

Leistungsanforderungen

CNC-Maschinen verbrauchen im Allgemeinen viel Strom, Für einen effizienten Betrieb ist häufig eine dreiphasige Stromversorgung erforderlich. Es ist von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass Ihre Anlage die erforderliche Leistung für jede neue CNC-Ausrüstung bereitstellen kann. Sie sollten auch den aktuellen Stromverbrauch bewerten, um zu vermeiden, dass Ihre Stromversorgungskapazität beim Hinzufügen neuer Maschinen überschritten wird.

Zu bearbeitendes Material

Das Material, das Sie bearbeiten möchten, ist ein entscheidender Faktor. Maschinen müssen robust genug sein, um harte Legierungen präzise zu fräsen. Auf der anderen Seite, Für weichere Materialien wie Weichstahl sind möglicherweise nur Präzisionsmaschinen erforderlich, die in der Lage sind, die erforderlichen Toleranzen einzuhalten.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren, Sie können eine CNC-Maschine auswählen, die Ihren Produktionsanforderungen und Geschäftsanforderungen am besten entspricht.

DAS: CNC-Bearbeitungsservice für jedes CNC-Projekt

DEZE bietet umfassende CNC-Bearbeitungsdienstleistungen an, um alle Ihre Anforderungen zu erfüllen, vom Fräsen und Drehen bis hin zur fortschrittlichen Mehrachsbearbeitung. Wir arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um präzisionsgefertigte Teile mit verschiedenen Oberflächenveredelungen und hochwertigen Materialien zu liefern.

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Inhaltsreferenz：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/