Entdecken Sie CNC-Maschinentypen und ihre Kategorien:Ein umfassender Leitfaden

Die CNC-Maschine ist heute eine der wichtigsten Maschinen in der Fertigungsindustrie. Heutzutage gibt es viele Arten von CNC-Maschinen auf dem Markt, die sich in ihrer Funktionsweise, ihrem Schneidwerkzeug, ihren Materialien und der Anzahl der Achsen, die sie gleichzeitig schneiden können, unterscheiden.

In diesem Artikel stellen wir die CNC-Maschinendefinition, verschiedene Arten von CNC-Maschinen und die Auswahl der besten CNC-Maschinen vor. Lesen Sie also weiter, um diese großartigen Informationen zu erhalten.

Was ist eine CNC-Maschine?

Eine CNC-Maschine ist ein computergesteuertes Gerät, das die Herstellung von Teilen und Produkten erleichtert. Die Bedeutung des Akronyms CNC kommt von Computer Numerical Control. Diese Maschine erleichtert das Erstellen oder Modifizieren von Teilen aus Materialien wie Metall, Holz, Kunststoff und anderen Materialien. Außerdem handelt es sich um ein automatisiertes System mit drei Hauptkomponenten; ein Antriebs-/Bewegungssystem, ein Feedbacksystem und eine Befehlsfunktion.

Um optimal zu funktionieren, ist die CNC-Maschine auf digitale Anweisungen der CAD- und CAM-Software angewiesen. Die CAD-Software erstellt den Entwurf, während das CAM den CNC-Entwurf in einen G-Code umwandelt, den die CNC-Maschine lesen kann.

Darüber hinaus ermöglicht ihr automatisiertes Verarbeitungssystem häufig eine schnellere und genauere Herstellung von Teilen als manuelle Maschinen.

Grundelemente des CNC-Maschinensystems

Nachfolgend sind Elemente oder Teile aufgeführt, die im Allgemeinen in einem CNC-Maschinensystem zu finden sind.

• Zu den Informationseingabe-/-ausgabegeräten gehören Festplatten, spezielle Informationsgeräte, Tastaturen und Computer.
• Internetverbindung, die Ethernet, HSSB (Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsanschluss), Verarbeitungs-LAN, RS 232C-Anschluss und andere Netzwerke umfassen kann
• Externe mechanische Wellensteuereinheit, wie Wechseltisch, Entlade- und Beladeroboter, die Antriebswelle des Werkzeugmagazins
• Vorschub-Servoantrieb und Motoreinheit
• Spindle motor and drive unit
• CNC-Steuereinheit (numerisches Steuerteil)
• PMC-Controller
• Feedback- und Positionsmesseinheit der Maschine
• Input and output unit of the control signal of the machine’s power cabinet

Verschiedene Arten von CNC-Maschinen

Es gibt verschiedene CNC-Maschinentypen, die vom Fräsen, Schleifen und Bohren bis zum Plasmaschneiden reichen. In diesem Abschnitt untersuchen wir eine Liste von CNC-Maschinentypen und -verwendungen sowie deren Anwendung und Einschränkungen.

1. CNC-Fräsmaschine

CNC-Fräsmaschinentypen entfernen Material von einem Werkstück und formen es mithilfe von Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen präzise nach den erforderlichen Spezifikationen. Darüber hinaus gibt es Fräsmaschinentypen in einer großen Vielfalt und mit unterschiedlichen Funktionen. Einige gängige Beispiele sind Schaftfräser, Reibahlen, Planfräser, Gewindebohrer und Bohrer.

Die Größe, die bearbeitet werden kann, hängt jedoch von der Gehäusegröße ab, in der sich die Maschine befindet, und von der maximalen Entfernung, die die Schneidwerkzeuge zurücklegen können.

2. Drehmaschine CNC-Maschine

Die Funktionsweise von CNC-Drehmaschinen besteht darin, das Material des Werkstücks um eine Hauptachse zu drehen. Die Schneidwerkzeuge der Drehmaschine entfernen das Material vom Werkstück und formen es nach Bedarf.

CNC-Drehmaschinen eignen sich perfekt für verschiedene Aufgaben, darunter Langbearbeitung, Bohren, Rändeln, Drehen und Schleifen. CNC-Maschinen dieser Kategorie finden Anwendung bei der Herstellung von Autoteilen, Nockenwellen, Kurbelwellen, Musikinstrumenten, Waffenläufen, Baseballschlägern und Möbeln.

Aufgrund der Art und Weise, wie diese Maschine Produkte herstellt, ist es jedoch besser, symmetrische Teile herzustellen.

3. Bohren einer CNC-Maschine

Die Bohrmaschine ist eine der beliebtesten CNC-Maschinen, die in den meisten CNC-Maschinenwerkstätten zu finden ist. Darüber hinaus verwendet die Bohr-CNC-Maschine ein spezielles Schneidwerkzeug namens Bohrer oder Bohrer. Es ist ideal zum Bohren von Löchern in Materialien, die Schrauben halten, für ästhetische Zwecke oder für sekundäre Montagezwecke.

Bohr-CNC-Maschinen finden Anwendung im Automobilbau, in der Raumfahrt, im Schiffbau, im Formenbau, im Maschinenbau, im Möbelbau und in anderen Holzarbeiten.

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.

4. Schleif-CNC-Maschine

Diese Maschine verwendet eine Schleifscheibe, um Materialien von einem Werkstück zu entfernen. The grinding machine types function primarily for sanding, polishing, or finishing. Das zur Herstellung der Schleifscheibe verwendete Material könnte eine Keramikmischung oder Diamant sein. Sie sollten jedoch wissen, dass Diamantschleifscheiben häufig eine hochwertige Nachbearbeitung ermöglichen.

Diese CNC-Schleifmaschine trägt jedoch sehr langsam Material von einem Werkstück ab. Aus diesem Grund wird sie vor allem als Finish- oder Glättmaschine eingesetzt.

5. Laserschneid-CNC-Maschine

This CNC machine shapes products or parts using a highly focused laser beam. Der Laserstrahl schneidet die Materialien unabhängig von ihrer Leitfähigkeit, um das gewünschte Produkt oder die gewünschte Form zu erzeugen. Darüber hinaus finden CNC-Laserschneidmaschinen Anwendung in drei großen Branchen:Luft- und Raumfahrt, Automobil und Medizin.

Eine der Einschränkungen einer CNC-Laserschneidmaschine ist jedoch die maximale Dicke des Materials, das Sie damit schneiden können, von 2,75 Zoll.

6. Plasmaschneiden-CNC-Maschine

Eine CNC-Plasmaschneidanlage erzeugt einen sehr präzisen Schnitt. Es ionisiert die Luft und schmilzt das Material in seinem Weg mithilfe eines elektrischen Entladungsbogens (ähnlich einem Plasmabrenner). Das Verfahren funktioniert nur bei elektrisch leitfähigen Materialien, da es sich dabei um einen Lichtbogen handelt.

Das Plasmaschneiden ist eine beliebte Maschine, die in der Großindustrie und in Hobbywerkstätten eingesetzt wird. Es hilft beim Industriebau, bei der Reparatur und Restaurierung von Kraftfahrzeugen sowie bei Verschrottungsarbeiten.

Allerdings erzeugen diese Maschinen enorme Hitze, wenn sie Materialien schneiden, indem sie sie schmelzen. Diese Hitze beeinträchtigt häufig die Oberflächenbeschaffenheit des geschnittenen Materials und führt zu Wärmeeinflusszonen.

Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass diese Maschine nur über eine begrenzte Auswahl an Materialien verfügt, die sie schneiden kann, da sie nur Metalle und andere leitfähige Legierungen schneidet.

7. CNC-Wasserstrahlschneidmaschine

Diese Maschine schneidet Materialien mit einem dünnen Wasserstrahl. Das CNC-Wasserstrahlschneiden ist eines der anpassungsfähigsten Verfahren, da es jedes Material durchschneiden kann.

Die Wasserstrahlschneidemaschine ist sehr vielseitig, da sie Gummi, Leder, Glasfaser, Windeln, Leiterplatten, Schaumstoff, Papier, Keramik, Glas, Stein und Blech formen kann.

Einer der größten Nachteile ist, dass die Wasserstrahlschneidgeschwindigkeit langsamer ist als bei anderen Schneidalternativen. Diese langsamere Geschwindigkeit macht sich vor allem in Kurven und Kurven bemerkbar.

8. EDM (Elektrische Entladungsmaschine)

Beim EDM wird ein elektrischer Lichtbogen verwendet, um Materialien von einem Werkstück zu entfernen. Es funktioniert ähnlich wie der Plasmaschneider. Darüber hinaus produziert diese Maschine Teile durch einen berührungslosen Prozess und bearbeitet Teile unabhängig von ihrer Härte.

Allerdings funktioniert diese Maschine nur mit leitfähigen Materialien wie dem Plasmaschneiden. Mit anderen Worten:Mit dieser Maschine können Sie keine Keramik, Holz, Kunststoffe und andere Materialien herstellen, die keinen Strom leiten.

9. CNC-Fräsmaschine

CNC-Fräser können eine Vielzahl von Formen und Mustern auf flache Oberflächen aus jedem Material schneiden. Die CNC-Fräsmaschine wird zur Herstellung von Musikinstrumenten, Beschilderungen, Türschnitzereien, Zierleisten sowie Innen- und Außendekorationen verwendet.

Allerdings kann der Gesamtbetrieb der CNC-Fräsmaschine aufgrund ihrer unterschiedlichen Komponenten recht laut sein.

10. Multi-Axis CNC Machine

Diese CNC-Maschine kann sich in vier oder mehr Richtungen oder Achsen bewegen. Im Vergleich zu einer zwei- oder dreiachsigen Maschine ist die mehrachsige Bearbeitung komplexer und führt zu präziseren Teilen. Darüber hinaus bietet es Maschinenführern eine größere Flexibilität bei der Bearbeitung. Darüber hinaus reichen die Maschinen dieser Kategorie von 4-Achsen-Maschinen bis hin zu 12-Achsen-Maschinen.

Maschinen dieser Kategorie unterscheiden sich erheblich von 2- und 3-Achsen-Maschinen und erfordern häufig das Fachwissen eines Fachmanns, um optimal zu funktionieren.

11. 3D-Drucker

Ein 3D-Drucker verwendet eine digitale Datei, um 3D-Festkörperobjekte zu erstellen. Im Gegensatz zu anderen in diesem Artikel behandelten Verfahren handelt es sich beim 3D-Druck um ein additives Fertigungsverfahren. Es handelt sich um einen Prozess, bei dem sukzessive Produkte entstehen, indem Materialien einander hinzugefügt werden.

Allerdings sind die Kosten für die Beschaffung dieser CNC-Ausrüstung und die Herstellung von Komponenten mit diesem Verfahren recht hoch. Außerdem ist die Geschwindigkeit des 3D-Drucks langsam, insbesondere wenn er für Massenproduktionsprozesse verwendet wird.

12. Automatischer CNC-Werkzeugwechsler

Also known as ATC is a variation of different types of CNC machines. Diese Maschine wechselt jedoch automatisch das Schneidwerkzeug der Maschine. Dies erhöht die Produktionsgeschwindigkeit und verkürzt die Durchlaufzeit.

Das ATC führt diesen Wechsel aus zwei Hauptgründen durch:Er ersetzt ein defektes oder abgenutztes Werkzeug und tauscht ein falsches Werkzeug gegen das richtige aus.

Typen von CNC-Maschinen nach Anzahl der Koordinatenachsen

Hier sind die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen entsprechend der Anzahl der von der Maschine bewegten Achsen aufgeführt.

2-Achsen-CNC-Maschinen

Die grundlegendsten verfügbaren CNC-Systeme sind 2-Achsen-CNC-Maschinen. Maschinen dieser Kategorie bewegen sich auf der X-Achse (horizontal) und der Y-Achse (vertikal).

Typischerweise erzeugen diese Maschinen präzise gerade Schnitte, bohren Löcher in Bretter oder bearbeiten nur eine Werkstückoberfläche, ohne sie zu bewegen.

3-Achsen-CNC-Maschinen

Die am weitesten verbreitete Art von CNC-Maschine ist die 3-Achsen-Maschine. Maschinen dieser Kategorie bearbeiten ebenso wie die 2-Achs-Maschinen auch unbewegliche Werkstücke. Diese Maschinen können die Grundteile in 2,5 Dimensionen bearbeiten. 3-Achsen-CNC-Maschinen bewegen sich in der herkömmlichen X- und Y-Achse, mit einer zusätzlichen Z-Achse für die Tiefe.

4-Achsen-CNC-Maschinen

Diese Maschine verfügt über eine A-Achse, die sogenannte Rotationsachse, sowie die X-, Y- und Z-Achsen. Diese Achse ermöglicht die Drehung des Schneidwerkzeugs entlang der X-Achse. Auch Ausschnitte und Lichtbogenschneiden eignen sich hervorragend für den Einsatz dieser Maschinen.

5-Achsen-CNC-Maschinen

Die 5-Achsen-CNC ermöglicht dem Schneidwerkzeug eine Schwenkbewegung entlang einer Achse, die als C-Achse bezeichnet wird. Die C-Achse ist die Achse, um die gedreht und geschwenkt wird.

Diese Maschinen können fünf Materialoberflächen gleichzeitig bearbeiten, wobei die Arbeitsfläche stationär bleibt, wodurch sie komplizierte und präzise Teile herstellen können. These machines are extremely helpful in making equipment used in the medical industry because of their excellent accuracy.

7-Achsen-CNC-Maschinen

Bei CNC-Maschinen dieser Kategorie gibt es sieben Achsen:drei herkömmliche Achsen für die Drehung des Werkstücks, drei für die Bewegung des Schneidwerkzeugs und eine für die Drehung des Arms, die sogenannte E-Achse, diese Achse.

Aufgrund der Komplexität der Teile, die sie herstellen können, werden diese Maschinen häufig für die Herstellung von Luftfahrt-, medizinischer und militärischer Ausrüstung verwendet.

9-Achsen-CNC-Maschinen

Ein kombiniertes CNC-System mit einer 5-Achsen-Fräsmaschine und einer 4-Achsen-Drehmaschine ist eine 9-Achsen-CNC-Maschine. Die Drehmaschine vervollständigt die inneren Merkmale des Werkstücks, während die Fräsmaschine die Oberfläche bearbeitet, um die erforderliche Oberflächengüte zu erzielen.

Aus diesem Grund ist es einfacher, die Merkmale von Innen- und Außenteilen mit einer 9-Achsen-Maschine herzustellen. Mit diesen Geräten können Zahnimplantate, medizinische Instrumente und anspruchsvolle Flugzeugausrüstung hergestellt werden.

12-Achsen-CNC-Maschinen

Die 12-Achsen-Maschinen verfügen über zwei Schneidköpfe, die sich in den Achsen X, Y, Z, A, B und C bewegen können. Diese Maschinen erhöhen die Produktionsgeschwindigkeit und steigern gleichzeitig die Präzision um Größenordnungen.

Typen von CNC-Maschinen nach Bewegungspfad

Nachfolgend sind die Arten von CNC-Maschinensystemen entsprechend der Bewegungsspur aufgeführt.

Punktkontrolle

Bei einem Punktsteuerungssystem werden die beweglichen Komponenten von CNC-Maschinen nur präzise von einem Punkt zum anderen gesteuert, ohne dabei bearbeitet zu werden. Wenn keine gleichzeitige Positionierung erforderlich ist, ist diese Positionierung das kostengünstigste System, das Sie zum Wenden, Gewindeschneiden, Punktschweißen und Bohren verwenden können.

Lineare Steuerung

Neben der präzisen Anordnung der beweglichen Komponenten von CNC-Maschinen von einem Standort zum anderen regulieren lineare Steuerungssysteme auch das Tempo und die Bewegungsbahn zwischen zwei verbundenen Standorten.

Bei paralleler Koordinatenachse sorgt diese Steuerung für eine lineare Schnittbewegung. Deshalb finden sie häufig Anwendung in einfachen CNC-Fräs- und Schleifmaschinen.

Kontursteuerung

Das Werkstück bewegt sich entsprechend der programmierten Bahn und Geschwindigkeit relativ zum Fräser unter der Kontrolle des Kontursteuerungssystems, das auch die Bewegung mehrerer Vorschubwellen gleichzeitig koordiniert. Dies ermöglicht ein kontinuierliches Schneiden während der Bewegung.

Die Konturkontrolle erleichtert die Bearbeitung ebener Kurven oder räumlicher Oberflächenkonturen. Es findet Anwendung in CNC-Schleifmaschinen, Fräs- und Drehmaschinen.

Typen von CNC-Maschinen, unterteilt nach Servosystem

Hier sind die Arten von CNC-Maschinensystemen nach Servo.

Steuerungssystem mit offenem Regelkreis

In einem Steuersystem mit offenem Regelkreis ist kein Erkennungs- und Rückmeldungsgerät vorhanden. Die Antriebsschaltung verstärkt die Leistung, bevor das Befehlssignal des CNC-Geräts, das in eine einzige Richtung übertragen wird, den Schrittmotor antreibt, der den Maschinentisch bewegt.

Ein Vorteil des Open-Loop-Steuerungssystems ist sein niedriger Preis, der es erschwinglich macht. Der Nachteil ist die geringe Genauigkeit und Stabilität, was die Arbeitsqualität beeinträchtigt.

Semi-Closed-Loop-Steuerungssystem

Die tatsächliche Verschiebung des Arbeitstisches wird mithilfe der Winkelverschiebungserkennungseinrichtung eines halbgeschlossenen Regelsystems berechnet, die direkt am Ende der Welle des Servomotors oder der Kugelumlaufspindel installiert ist.

Dieses Gerät vergleicht den berechneten Wert mit dem ursprünglichen Befehlsverschiebungswert des Arbeitstisches und steuert dann anhand der Differenz. Der Preis dieses Systems ist moderat, aber Präzision und Stabilität sind hoch.

Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis

Ein Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis verwendet ein Gerät zur Erfassung der linearen Verschiebung, das an den beweglichen Teilen oder der Tischplatte der Werkzeugmaschine montiert ist. Der Komparator des CNC-Geräts empfängt die tatsächlich ermittelte Verschiebung und vergleicht sie mit dem Wert der Programmanweisung.

Die Stabilität einer CNC-Maschine mit geschlossenem Regelkreis zu kontrollieren ist ziemlich schwierig. Diese Maschine garantiert jedoch eine hohe Präzision.

Wie wählt man den besten CNC-Maschinentyp aus?

Bei der Auswahl der idealen CNC-Maschine für Ihr Unternehmen gibt es zahlreiche Dinge zu beachten. Welche CNC-Maschine für Ihre Anforderungen geeignet ist, hängt von der Art Ihres Unternehmens, den von Ihnen hergestellten Artikeln und dem Produktionsvolumen ab. Im Folgenden finden Sie Faktoren, die Sie bei der Auswahl einer CNC-Maschine berücksichtigen sollten.

Geschäftstyp

Ihr Geschäftstyp wird die Ihnen zur Verfügung stehenden Alternativen einschränken. Wenn Sie beispielsweise eine kleine CNC-Maschinenwerkstatt besitzen, benötigen Sie nur wenige CNC-Fräsmaschinen. Wenn Sie andererseits ein großes Produktionsunternehmen leiten, benötigen Sie wahrscheinlich größere und multifunktionale Maschinen.

Verfügbarkeit von Ersatzteilen

Die CNC-Maschine kann wie jede andere Maschine verschleißen oder eine Fehlfunktion aufweisen. So, ensure the brand or model you buy can be quickly repaired by your specialists and that spare parts are accessible for replacement before you buy them. Der Grund dafür ist, dass schnell verfügbare Teile bestimmen, wie lange Sie warten müssen, bevor Sie wieder mit der Produktion beginnen.

Produktanforderungen

Welche CNC-Maschine Sie benötigen, hängt vor allem von der geleisteten Arbeit ab. Für einfache Artikel kann eine CNC-Drehmaschine oder eine 3-Achsen-Fräsmaschine ausreichend sein. Wenn jedoch die Komplexität zunimmt, wird es billiger, über Maschinen zu verfügen, mit denen die meisten Teile in einer einzigen Aufspannung gefertigt werden können. Die besten Maschinen für diese Art von Arbeit sind Fünf-Achsen-CNC-Maschinen.

Darüber hinaus erfordern einige Produktkategorien spezielle CNC-Geräte. Eine speziell angefertigte Schweizer Drehmaschine eignet sich beispielsweise hervorragend für die Herstellung von Tausenden winziger, komplizierter zylindrischer Teile.

Kennen Sie den Strombedarf

Diese Maschinen benötigen viel Strom und nutzen häufig Drehstrom, um optimal zu funktionieren. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass das Gebäude genügend Strom erhält, um die neuen Geräte zu betreiben. Es lohnt sich auch, den aktuellen Stromverbrauch zu überprüfen. Wenn alle aktuellen Maschinen in Betrieb sind, ist die Anlage möglicherweise ausreichend mit Strom versorgt, aber durch den Einbau einer neuen CNC könnte der Verbrauch über die Versorgungsmenge hinaus ansteigen.

Die zu bearbeitenden Materialien

Die Art des zu bearbeitenden Materials ist ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Auswahl von CNC-Maschinen. Maschinen müssen robust genug sein, um präzise Teile aus harten Legierungen zu fräsen. Für weichere Materialien wie Weichstahl können Präzisionsmaschinen in Betracht gezogen werden, die die erforderlichen Toleranzen einhalten können.

WayKen:CNC-Bearbeitungsservice für jedes CNC-Projekt

Während eine CNC-Maschine meist ein unkomplizierter Prozess ist, wird die Auswahl der idealen Maschine für Ihre Anforderungen zu einer entmutigenden Aufgabe. Außerdem sind CNC-Maschinen ziemlich teuer, sodass es selbst dann schwierig sein kann, sich die hohe Anfangsinvestition zu leisten, wenn Sie eine solche im Sinn haben.

Aber es gibt eine Alternative. Sie können Ihren CNC-Bearbeitungsservice an Branchenhersteller wie WayKen auslagern. Bei Wayken verfügen wir über eine Reihe von CNC-Maschinen, die von einfachen 3-Achsen-Maschinen bis hin zu Mehrachsen-Maschinen für alle Ihre Anforderungen reichen. Unser Team aus spezialisierten Ingenieuren steht Ihnen jederzeit zur Verfügung, um Ihre Produktanforderungen zu erfüllen, unabhängig von deren Komplexität.

Warum also warten? Kontaktieren Sie uns noch heute, damit wir mit der Arbeit an Ihren CNC-Projekten beginnen können.

FAQs

Sind CNC-Maschinen teuer?

Eine CNC-Maschine ist eine teure Investition. Allerdings rechtfertigt die Maschine ihren Preis durch ihre hohe Präzision und Toleranz.

Was sind die Hauptkomponenten einer CNC-Maschine?

Ein CNC-System (Computer Numerical Control) besteht aus drei Grundkomponenten:dem Bearbeitungsgerät, auch Werkzeugmaschine genannt, der Maschinensteuereinheit und der CNC-Software, bei der es sich um eine Sammlung von Anweisungen handelt.

Was ist der am häufigsten verwendete CNC-Maschinentyp?

Die CNC-Fräsmaschine ist einer der am weitesten verbreiteten CNC-Maschinentypen, da sie vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet, die vom Gewindeschneiden bis zum Drehen reichen.