Was sind CNC-Drehtische mit der 4. und 5. Achse?

CNC-Rundtische sind eine kostengünstige Alternative für Werkstätten, die sich diese High-End-Mehrachsen-Bearbeitungszentren nicht leisten können. Obwohl weniger vielseitig und effizient als ein CNC-Bearbeitungszentrum, kann eine typische Fräsmaschine mit integriertem Drehtisch viel kompliziertere Aufgaben ausführen. In diesem Artikel führen wir Sie durch die Grundkenntnisse der CNC-Drehtische der 4. und 5. Achse, einschließlich ihrer Funktionsweise und ihrer Einsatzmöglichkeiten für die Werkstätten.

Was ist ein Drehtisch?

Im Wesentlichen handelt es sich um ein mechanisches Gerät, das einer Werkzeugmaschine eine zusätzliche Rotationsachse bietet. Es ist typischerweise für die Arbeit mit einer Fräsmaschine ausgelegt, damit die Maschine komplexere Schnitte ausführen kann. Mit einer Rotationsachse versehen, kombiniert sie gewissermaßen eine Fräsmaschine mit einer Drehmaschine. Neben einer zusätzlichen Achse werden Drehtische auch für Indexier- und Positionieraufgaben verwendet.

Von Manuell zu CNC

Drehtische wurden im frühen 20. Jahrhundert erfunden. Die Konstruktion hat sich seit der Erfindung nicht viel geändert, außer der Art und Weise, wie sie angetrieben werden. Zunächst wurden Ketten verwendet. Doch ab 1918 ersetzten sie die wellengetriebenen Mechanismen. Als die Technologie der angetriebenen Maschinen und der Computersteuerung fortschritt, kamen Ende des 20. Jahrhunderts NC- und CNC-Modelle auf den Markt. CNC-Steuerungen erleichterten die präzise Positionierung und Indizierung.

Vorteile von CNC

Der Hauptvorteil ist die Indexierungsgenauigkeit. In der Vergangenheit war eine Genauigkeit im Millimeterbereich für allgemeine Bearbeitungsanwendungen ausreichend, da die Anforderungen an die Teiletoleranz nicht hoch waren. Heutzutage erfordern medizinische Geräte, Militär- und Automobilkomponenten eine höhere Präzision. Deshalb setzen sich CNC-Tische mit Mikrometergenauigkeit branchenübergreifend durch.

Was ist die 4. Achse?

Die Standard-CNC-Rundtische werden auch als 4. Achse oder 4-Achs-Rundtische bezeichnet. Die 4. Achse bezieht sich auf die Rotationsachse, ihr wichtigstes Merkmal. Es rüstet eine vorhandene Werkzeugmaschine mit X-, Y-, Z-Abmessungen auf, indem es eine zusätzliche Achse hinzufügt.

Abb. 4-Achsen-Drehtisch, Solpower Machine Electronic Corp.

Wie funktioniert eine 4. Achse?

Wie bereits erwähnt, ähnelt das Arbeitsprinzip eines 4-Achsen-CNC-Rundtisches dem Spindelstock einer Drehmaschine. Sie werden beide elektrisch angetrieben, um ein Werkstück zu spannen und Drehungen auszuführen. Das CNC-System ermöglicht eine präzise Positionierung, sodass die Fräsmaschine Schnitte an den gewünschten Oberflächen eines Werkstücks ausführen kann.

Vorteile einer 4. Achse

Eine zusätzliche vierte Achse ist vorteilhaft, da sie auf bestimmte Drehbewegungen eingestellt werden kann. Die Gradzahl, um die sich der Tisch dreht, ist vorprogrammiert und wird vom Computer genau gesteuert. Der andere Vorteil ist, dass die Fräsmaschine zylindrische Teile bearbeiten kann. Die Fräsmaschine kann Nuten, Schlitze und Ebenen am Außendurchmesser einer Stange schneiden.

Anwendungen der vierten Achse

Die präzise Indexierfähigkeit des Drehtisches ermöglicht es der Werkzeugmaschine, Löcher in gleichem Abstand in ein Werkstück um 360 Grad über seine Oberfläche zu schneiden. Eine Neupositionierung des Werkstücks ist während eines solchen Vorgangs nicht erforderlich. Ähnliche Operationen wie Bogenschnitte und gekrümmte Konturen können auch in einem Durchlauf durchgeführt werden.

Was ist die 5. Achse?

Ein CNC-Drehtisch mit 5. Achse stellt einer Werkzeugmaschine zwei zusätzliche Bearbeitungsachsen zur Verfügung. Neben der Rotationsachse haben die 5-Achs-Rotatoren eine weitere Schwenkachse. Mit anderen Worten, der Tisch dreht sich nicht nur, sondern kippt auch. Mit zwei weiteren Achsen ist die Werkzeugmaschine in der Lage, eine Mehrebenenbearbeitung durchzuführen.

Abb. 5-Achsen-Drehtisch, Goushin Machinery

Wie funktioniert eine 5. Achse?

Der Arbeitsmechanismus eines 5-Achsen-CNC-Drehtisches ist einfach. Wie Sie im Bild oben sehen können, ist der Drehtisch auf einer Drehbasis montiert. Neben dem Schwenkbett sind auch andere Ausführungen wie ein Schwingbett erhältlich, um dem Tisch eine Kippachse zu geben. Hier ist ein Video, das die beweglichen Achsen zeigt.

Drehkipptisch, Bart Christopher

Vorteile einer 5. Achse

Ein CNC-Drehtisch mit der 5. Achse bietet nicht nur eine präzise Positionierung, sondern eliminiert auch mehrere Einstellungen, die für komplexe Bearbeitungsanwendungen erforderlich sind. Im Vergleich zu den Standard-CNC-Rundtischen deckt der 5-Achs-Tisch mehr Flächen am Werkstück ab. Die Fräsmaschine kann ein Werkstück gleichzeitig auf vier beliebigen der fünf Achsen bearbeiten, was die Produktionsvorlaufzeit erheblich verkürzt.

Anwendungen der fünften Achse

Eine der Schlüsselanwendungen der 5-Achs-Bearbeitung ist der Formenbau. Die Fähigkeit, komplizierte Oberflächendesigns auf dem Werkstück zu erzielen, ermöglicht es der Maschine, Formen herzustellen, die in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Militär/Verteidigung und Medizin verwendet werden.

Schlussfolgerung

Die CNC-Rundtische der 4. und 5. Achse haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und eignen sich für bestimmte Anwendungen. Die Rotationsachsen der 4. Achse eignen sich zur Präzisionsindexierung für einfachere Konstruktionen, während die Tische der 5. Achse sich für komplexe Konstruktionen auszeichnen, aber die Steifigkeit ist beeinträchtigt und es kann dementsprechend zu Rattern oder Durchbiegung kommen. Die Geschäfte sollten ein Modell wählen, das ihren tatsächlichen Anforderungen entspricht.