Zusätzliche CNC-Bearbeitungsachsen senken Produktionskosten – so funktioniert's

Offiziell bestätigt: Extra-Achsen im Bearbeitungsprozess steigern Effizienz und senken Kosten. Hier der Grund.

Fertigungswelt wandelt sich ständig. Neue Technologien, Verbesserungen alter – Prozesse müssen mitziehen.

Aktueller Trend: Zunahme nutzbarer Achsen in CNC-Bearbeitung. Neueste Technologie macht Mehrachsbearbeitung zugänglicher denn je.

Aber: Sind mehr Achsen wirklich besser?

Kurz: Ja.

Extra-Achsen bringen viele Vorteile: höhere Effizienz, geringere Kosten.

Umsetzbar durch: Mehrachs-CNC-Maschine oder Roboterbearbeitung.

Was ist besser? Erst die Probleme traditioneller Bearbeitung ansehen.

5 Probleme traditioneller 3-Achs-CNC

Traditionell: 3 programmierbare Achsen (X, Y, Z). Bohren, Fräsen, Transformieren in 3D. Reduzierte-Achsen-Maschinen (z. B. Gravur) mit 2D/2,5D.

3D-Bearbeitung gut für viele Standardoperationen. Aber 3 Achsen können sehr restrictiv sein.

5 Probleme:

1. Mehr Rüstvorgänge nötig

Weniger Achsen = mehr Rüsten. Außer bei extrem einfachen Produkten: Position/Orientierung der Teile muss geändert werden für alle Schnitte.

Jedes Extra-Rüsten mindert Produktivität der Bearbeitungszelle. Besonders problematisch bei kleinen Losgrößen (zunehmend): bis zu 90 % Bearbeitungszeit für Rüsten.

2. Mehr manuelle Zeit

Mehr Rüsten mindert nicht nur Maschinenproduktivität. Auch Arbeiterproduktivität: Jedes Rüsten bindet wertvolle Zeit an nicht-wertschöpfender Tätigkeit. Besser anderswo einsetzbar.

Rüstoptimierung hilft, aber Hände-frei ist effektiver.

3. Individuelle Vorrichtungen nötig

3-Achs-Maschinen eingeschränkt in Anlaufwinkel. Leicht versetzter Winkel → oft maßgefertigte Vorrichtungen nötig.

Bei Großserien okay. Aber: enormer Mehraufwand pro Rüsten. Erhöht Zeit und Kosten pro Teil massiv.

4. Mehr Arbeitsschritte pro Operation

Hersteller-Konsens: Weniger Bearbeitungsschritte = besser. Design-for-Manufacture-Prinzipien zielen auf Vereinfachung und Schrittreduktion.

3-Achs-Maschinen erhöhen Schritte oft unnötig vs. Technologien mit mehr Freiheitsgraden.

5. Erhöhte Durchlaufzeit und Teilkosten

Alle oben genannten Probleme negativ auf Gesamtprozess → längere Lieferzeiten, höhere Produktkosten. Jedes Techniker-Rüsten, jede Sondervorrichtung schlägt auf Bottom Line.

Warum Extra-Achsen Kosten senken

Zunehmend beliebte Lösung: Extra-Achsen in Bearbeitung hinzufügen.

Zwei Wege (siehe unten), erst: Warum mehr Achsen Kosten senken.

Der 6-Freiheitsgrade-Sweet-Spot

Welt oft als 3D gesehen. Realität für vollflexible Bearbeitung: 6 Dimensionen nötig:

• 3 Positionsdimensionen (X, Y, Z)
• 3 Rotationsdimensionen (Rot[X], Rot[Y], Rot[Z])

Diese 6 Werte = minimale DoF, um jeden Punkt im Arbeitsbereich aus jedem Winkel anzufahren.

CNC mit 3, 4, 5 Achsen: immer restrictiv – erreichen 6-DoF-Sweet-Spot nicht.

5 Wege, wie Extra-Achsen Kosten senken

1. Nur ein Rüsten nötig (Done-in-one).
2. Bediener-Handzeit auf Minimum reduziert.
3. Keine Sondervorrichtungen nötig.
4. Bearbeitungsschritte reduziert und vereinfacht.
5. Produktdurchlaufzeit verringert.

Alle Faktoren reduzieren Produktionszeit und -kosten.

Wie viele Achsen können Sie hinzufügen?

6 DoF für vollflexible Maschine → Frage: Wie hinzufügen, wie viele?

2 Optionen für Extra-Achsen:

1. Mehrachs-CNC-Maschinen.
2. Roboterbearbeitung.

Achszahl pro Technologie:

Bei CNC-Maschinen

Typische 3 Typen am Markt:

1. Traditionelle 3-Achs-CNC
2. 4-Achs-CNC
3. 5-Achs-CNC

Andere entstehen (z. B. 6-Achs-Maschine 2019 berichtet), aber 5-Achs = gängiges „Top-Limit“.

Bei Roboterbearbeitung

Alternative: Roboterbearbeitung. Bearbeitungswerkzeug auf Industrieroboter.

Basissetup: 6 DoF (Standard Industrieroboter). Aber: Viele weitere Achsen durch Hinzufügen beliebig vieler Extra-Achsen!

DoF nie über 6 steigerbar, aber mehr Achsen = größerer Arbeitsbereich, mehr Flexibilität.

Was ist besser: CNC oder Roboterbearbeitung?

Trend zu Mehrachsbearbeitung macht 5-Achs-Maschinen populärer. Aber CNC-Nachteile vs. Roboterbearbeitung:

• Unflexibel – Achse nicht einfach hinzufügbar wie bei Roboterbearbeitung.
• Riesig! – Mehr Achsen = meist größere Maschine.

Letztlich Ihre Wahl, aber: Roboterbearbeitung kann CNC in manchen Fällen übertreffen.

Roboterbearbeitung vereinfacht Ihr Leben vs. Mehrachs-CNC.

Was halten Sie von Mehrachs-CNC vs. Roboterbearbeitung? Kommentieren Sie unten oder diskutieren Sie auf LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram oder im RoboDK-Forum.