CNC-Bearbeitungszentren für die Präzisions-Metallentfernung

Fräs- und Drehmaschinen haben sich zu Bearbeitungszentren entwickelt, deren Leistungsfähigkeit weit über die ihrer Vorgänger hinausgeht. Sie werden sowohl für einfache als auch für komplexe Präzisionsbearbeitungen und für Einzelaufträge bis hin zu großen Teileserien verwendet.

In diesem Blog erklären wir, was Bearbeitungszentren von normalen CNC-Werkzeugmaschinen unterscheidet und wie sie Designern kostengünstige Methoden zur Integration wertschöpfender Funktionen bieten.

Bearbeitungszentren und Drehzentren

Bearbeitungszentren sind Weiterentwicklungen von CNC-Fräs- und Drehmaschinen. Im Allgemeinen ist ein Bearbeitungszentrum im Kern entweder eine vertikale oder eine horizontale Fräsmaschine, obwohl der Begriff auch Drehzentren umfasst.

Bearbeitungs- und Drehzentren enthalten mehrere produktivitätssteigernde Ergänzungen. Die wichtigsten sind:

• Automatischer Werkzeugwechsel
• Zusätzliche Achsen
• Integration mit anderen Geräten

Durch den Einfluss dieser, insbesondere zusätzlicher Achsen, ist es heute möglich, einige Fräsarbeiten auf einem Drehzentrum durchzuführen und zylindrische Formen auf einem Bearbeitungszentrum zu bearbeiten. Hier ist ein genauerer Blick auf jeden.

Automatischer Werkzeugwechsel

Bearbeitungszentren sind typischerweise mit einem Magazin ausgestattet, das eine Reihe von Werkzeugen trägt. Ein Werkzeugwechsler kann schnell ein Werkzeug aus der Spindel entnehmen und gegen ein anderes austauschen, um bestimmte Merkmale wie Bohrungen, Langlöcher oder kleine Innenradien zu bearbeiten.

Auf einer Drehmaschine können zusätzliche Schneidwerkzeuge in einem Revolver gehalten werden. Die Indizes bringen bei Bedarf bestimmte Werkzeuge zum Einsatz am Werkstück. Einige der Stationen im Revolverkopf können mit Strom versorgt werden, wodurch „lebende“ Werkzeuge entstehen, die kleine Fräs- und Bohrarbeiten ausführen können.

Zusätzliche Äxte

„Mitlaufende“ Werkzeuge auf Drehzentren erhöhen effektiv die Anzahl der Maschinenachsen und ermöglichen es ihnen, mehr Bearbeitungsaufgaben in einer einzigen Aufspannung auszuführen. Ebenso erhalten Bearbeitungszentren zunehmend die Möglichkeit, die Spindel, das Bett oder beides zu neigen. Dadurch stehen zwei zusätzliche Achsen zur Verfügung, die die 5-Achsen-Bearbeitung komplexer Konturen ermöglichen.

Integration

Mit fortschreitender Präzisionsbearbeitungstechnologie wird es immer wichtiger, andere Teile der Fräs- und Drehvorgänge zu automatisieren. Zwei davon sind insbesondere die Spanabfuhr und das Be- und Entladen.

Die automatische Späneabfuhr reduziert die Maschinenstillstandszeiten, indem die Späne zu einer Reinigungs- und/oder Lagerfunktion transportiert werden. Das automatisierte Be- und Entladen kann per Überkopfportal erfolgen, ist aber zunehmend eine Aufgabe für Roboter. Sicheres und effizientes Be- und Entladen erfordert eine enge Integration zwischen der CNC der Werkzeugmaschine und der Robotersteuerung.

Auswirkungen auf Teiledesign und -herstellung

Die große Veränderung, die diese Fortschritte in der Bearbeitungstechnologie mit sich bringen, besteht darin, dass Konstrukteure nicht mehr in Begriffen von zylindrischen oder prismatischen Teilen denken müssen. Moderne Drehmaschinen können Abflachungen fräsen und Löcher in anderen Richtungen als der Maschinenachse bohren und Gewinde schneiden, und Fräsmaschinen können komplexe konturierte und kreisförmige Oberflächen schneiden.

Diese erhöhte Flexibilität reduziert das Ausmaß, in dem Aufträge zwischen Maschinen verschoben werden müssen, um bestimmte Merkmale bearbeitet zu bekommen. Dies ermöglicht eine kostengünstige Bearbeitung komplexer Geometrien mit weniger Rüstzeiten und hilft, die Fertigungsvorlaufzeit zu verkürzen. Es erspart Designern außerdem, Kompromisse bei der Produktleistung eingehen zu müssen, um die Herstellbarkeitsanforderungen zu erfüllen.

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