Von 3-Achsen- zu 12-Achsen-CNC-Maschinen: Ein einfacher Leitfaden zu ihren Möglichkeiten

Eine große CNC-Maschine sah sehr schwer verständlich aus. Wozu waren all diese Achsen da? Was ermöglichten sie der Maschine? In diesem Leitfaden werden wir uns alles ansehen, von einer einfachen 3-Achsen-CNC-Maschine bis hin zu einer erstaunlichen 12-Achsen-CNC-Maschine. Sie werden herausfinden, was jede Maschine leisten kann. Sie werden sehen, warum mehr Achsen eine Maschine viel besser machen können. Dieser Artikel erklärt alles auf sehr einfache Weise.

Was sind CNC-Maschinenachsen überhaupt?

Beginnen wir mit den einfachen Dingen. Wenn Leute über die Achsen einer CNC-Maschine sprechen, sprechen sie über die Art und Weise, wie sie sich bewegen kann. Stellen Sie sich eine quadratische Kiste vor. Die Maschine kann ihr Werkzeug von Seite zu Seite bewegen. Das ist die X-Achse. Sie kann es von vorne nach hinten bewegen. Das ist die Y-Achse. Sie kann es auch auf und ab bewegen. Das ist die Z-Achse. Dies sind die drei Hauptachsen, die Sie an jeder CNC-Fräsmaschine finden werden.

Aber eine CNC-Maschine mit mehr Funktionen kann mehr leisten. Sie kann auch das Teil, an dem sie arbeitet, drehen oder rotieren lassen. Diese Drehbewegung wird als Rotation bezeichnet. Jede neue Drehbewegung fügt weitere Achsen hinzu. Eine Drehachse ermöglicht es der Maschine, das Teil aus neuen Winkeln zu erreichen. Wir nennen diese Drehachsen A-Achse, B-Achse und C-Achse. Je mehr Achsen eine Maschine hat, desto detaillierter kann ein Teil erstellt werden. Dies ist der wichtigste Teil, um zu verstehen, was eine Maschine leisten kann.

Wie funktioniert eine einfache 3-Achsen-CNC-Maschine?

Eine 3-Achsen-CNC-Maschine ist die häufigste Art von CNC-Maschine. Ich sehe sie ständig in Werkstätten. Diese Maschine arbeitet mit den grundlegenden X-, Y- und Z-Achsen. Das Schneidwerkzeug bewegt sich auf und ab, von Seite zu Seite und von vorne nach hinten. Bei dieser einfachen Maschine bewegt sich das Werkstück, das Sie schneiden, nicht. Das Teil wird flach gehalten, während sich das Schneidwerkzeug bewegt und die ganze Arbeit erledigt. Sie eignet sich hervorragend für einfache Arbeiten. Eine 3-Achsen-CNC-Fräsmaschine ist perfekt für Dinge wie Bohren von Löchern, Fräsen von Schlitzen oder Schneiden von scharfen Kanten an einem flachen Teil.

Hier ist eine einfache Möglichkeit, darüber nachzudenken. Eine 3-Achsen-Maschine kann etwas auf der Oberseite eines Holzblocks schneiden. Sie kann einen Namen darauf schnitzen oder eine flache Form ausschneiden. Aber sie kann die Seiten oder die Unterseite des Blocks nicht so einfach erreichen. Dazu müssen Sie die Maschine stoppen. Dann müssen Sie das Teil herausnehmen und es auf eine neue Weise wieder einsetzen. Das kostet Zeit und kann Fehler verursachen. Dies ist die größte Schwäche einer 3-Achsen-CNC. Sie ist eine sehr hilfreiche Maschine, aber sie ist am besten für einfachere Formen geeignet. Die 3 Achsen halten die Arbeit einfach.

Was kann eine 4-Achsen-CNC-Maschine besser?

Als Nächstes wollen wir uns die 4-Achsen-CNC-Maschine ansehen. Diese Maschine ist ein Fortschritt gegenüber der letzten. Sie hat die gleichen drei Achsen (X, Y, Z) wie eine 3-Achsen-Maschine. Aber sie fügt auch noch eine weitere hinzu. Sie fügt eine Drehachse hinzu. Diese wird oft als A-Achse bezeichnet. Diese zusätzliche Achse ermöglicht es der Maschine, das Teil zu drehen, das sie schneidet. Das ist eine sehr große Verbesserung!

Mit einer 4-Achsen-CNC kann die Maschine nun an den Seiten eines Teils arbeiten. Und das, ohne anhalten und es wieder einrichten zu müssen. Denken Sie an die Herstellung eines Beins für einen Tisch. Eine 4-Achsen-Fräsmaschine kann schöne Details rund um das Bein schnitzen. Sie tut dies, indem sie das Teil innerhalb der Maschine dreht. Das verschafft ihr einen großen Vorsprung gegenüber dem 3-Achsen-Pendant. Der Hauptnachteil der 4-Achsen-Fräsbearbeitung ist, dass sie in der Regel nur eine Art von Rotation bietet. Trotzdem bietet Ihnen diese Maschine viele weitere Möglichkeiten, Teile herzustellen.

Warum ist die 5-Achsen-CNC-Maschine so besonders?

Die 5-Achsen-CNC-Maschine ist der Punkt, an dem es wirklich interessant wird. Ich denke, diese Art von Maschine hat das Spiel verändert. Eine 5-Achsen-Maschine hat die drei grundlegenden Achsen (X, Y, Z). Sie fügt auch zwei Drehachsen hinzu. Das ist es, was eine 5-Achsen-CNC-Fräsmaschine so leistungsfähig macht. Sie hat Drehungen um zwei zusätzliche Achsen. Die Maschine kann ihr Werkzeug neigen. Gleichzeitig kann sie auch das Teil drehen. Dies ermöglicht es der Maschine, Formen zu schneiden, die sehr schwer herzustellen sind.

Mit einer 5-Achsen-Fräsmaschine können Sie Teile mit tiefen Stellen und geneigten Seiten herstellen. Diese sind mit 3-Achsen-Maschinen unmöglich. Das liegt daran, dass das Werkzeug immer im perfekten Winkel zum Teil stehen kann. Sie können sehr detaillierte Teile in einem Arbeitsgang herstellen, ohne anzuhalten. Dies wird als Einzelaufspannung bezeichnet. Das spart viel Zeit. Es macht die Schnitte auch genauer, weil Sie das Teil nicht mit Ihren Händen bewegen. Die 5-Achsen-Maschine ist ein sehr nützliches Werkzeug für jede Werkstatt, die ihre CNC-Maschinenarbeit ernst nimmt.

Wofür werden 7-Achsen- und 9-Achsen-CNC-Maschinen verwendet?

Sie denken vielleicht, dass 5 Achsen alles sind, was Sie brauchen, aber wir können noch weiter gehen. Sprechen wir über die 7-Achsen-CNC- und 9-Achsen-CNC-Maschinen. Eine 7-Achsen-CNC-Maschine ist in der Regel eine 5-Achsen-Maschine mit einer weiteren Spezialbewegung. Sie fügt eine Drehung des Werkzeugkopfes hinzu. Das bedeutet, dass sich das Werkzeug selbst drehen und wenden kann. Eine 7-Achsen-CNC-Maschine kann Teile herstellen, die noch detaillierter sind. Diese werden oft für Arbeiten verwendet, die besondere Fähigkeiten erfordern, wie z. B. die Herstellung von Teilen für den Luft- und Raumfahrtbereich.

Eine 9-Achsen-CNC-Maschine ist eine noch leistungsfähigere Maschine. Diese Maschinen enthalten in der Regel zwei Köpfe oder Spindeln. Sie können sich das wie zwei verschiedene Maschinen vorstellen, die gleichzeitig an demselben Teil arbeiten. Eine 9-Achsen-CNC-Maschine könnte einen 5-Achsen-Kopf und einen 4-Achsen-Kopf nebeneinander arbeiten lassen. Dies ist ein Grund, warum eine 9-Achsen-CNC so leistungsfähig ist. Sie kann Fräs- und Dreharbeiten am selben Teil gleichzeitig durchführen. Das Tolle an einer 9-Achsen-CNC ist ihre erstaunliche Geschwindigkeit und ihre Fähigkeit, ein sehr kniffliges Teil in einem Arbeitsgang zu bearbeiten. Die Präzision dieser CNC-Maschine ist erstklassig.

Können Sie die erstaunliche 12-Achsen-CNC-Maschine erklären?

Als ich zum ersten Mal von einer 12-Achsen-CNC-Maschine hörte, hielt ich das für einen Witz. Wie kann eine einzelne Maschine 12 Achsen haben? Das klingt nach etwas aus einem Film, aber es ist eine reale Sache. Eine 12-Achsen-CNC ist oft zwei 6-Achsen-Systeme, die nebeneinander arbeiten. Stellen Sie sich zwei Roboterarme vor. Jeder Arm hat 6 Bewegungsachsen. Sie arbeiten von gegenüberliegenden Seiten am selben Teil. Diese Art von Maschine ist die beste für die Herstellung kniffliger Teile. Die gegebene Maschine kann viele Drehungen und translatorische Bewegungen haben.

Diese sehr intelligenten CNC-Maschinen haben möglicherweise zusätzliche Achsen, die als U- und W-Achsen bekannt sind. Diese geben der Maschine zusätzliche geradlinige Bewegungen. Der Hauptgrund für die 12-Achsen-Bearbeitung ist, die schwierigsten Teile, die Sie sich vorstellen können, in nur einem Arbeitsgang zu bearbeiten. Dies verdoppelt die Produktivität und Genauigkeit. Sie werden eine 12-Achsen-CNC-Maschine finden, die Teile für die Luft- und Raumfahrt- und Militärindustrie herstellt. Diese Maschine bietet ein Detailniveau, dem keine andere Maschine nahe kommt. Diese Maschine repräsentiert das Beste der heutigen Technologie.

Wie helfen mehr Achsen der Präzision einer Maschine?

Dies ist eine sehr gute Frage. Warum macht es eine CNC-Maschine besser, wenn man ihr mehr Achsen gibt? Das wichtige Wort hier ist Präzision. Das bedeutet, dass jeder Schnitt genau sein muss. Jedes Mal, wenn Sie eine Fräsmaschine anhalten, um das Teil von Hand zu bewegen, besteht die Möglichkeit, einen kleinen Fehler zu machen. Ihre neue Einrichtung könnte um ein winziges Stück abweichen. Nach vielen neuen Einrichtungen bauen sich diese kleinen Fehler aufeinander auf. Eine Mehrachsen-CNC-Maschine umgeht dieses Problem.

Eine 5-Achsen-CNC-Maschine kann beispielsweise ein Teil auf fünf verschiedenen Seiten schneiden. Sie müssen es nie berühren. Dies wird als Einzelaufspannung bezeichnet. Da die CNC-Maschine das Teil die ganze Zeit festhält, ist die Präzision viel besser. Das Teil, das Sie am Ende herstellen, entspricht eher dem Design. Eine Maschine mit mehr Achsen kann auch Schneidwerkzeuge verwenden, die kürzer und stärker sind. Dies führt dazu, dass das Werkzeug weniger wackelt und ein glatteres, genaueres Finish erzielt wird. Mehr Achsen führen also zu weniger Aufspannungen. Und weniger Aufspannungen führen zu besserer Präzision. Die Anzahl der Achsen ist sehr wichtig für eine hochwertige CNC-Maschine.

Schnelle Übersicht: Vergleich der Maschinenachsen

Manchmal kann eine Tabelle Dinge besser erklären als viele Worte. Hier ist eine einfache Möglichkeit, die 3-Achsen- mit den 12-Achsen-Maschinen zu vergleichen.

Diese Tabelle hilft zu zeigen, wie jede zusätzliche Achse der Maschine eine neue Reihe von Fähigkeiten verleiht. Es gibt viele verschiedene Arten von CNC-Maschinen für verschiedene Aufgaben.

Welche Branchen benötigen Hochachsen-12-Achsen-Bearbeitung?

Sie könnten fragen, wer wirklich eine 12-Achsen-CNC- oder 9-Achsen-CNC-Maschine benötigt, die viel Geld kostet. Für die meisten Werkstätten ist eine 3-Achsen-Maschine oder eine 5-Achsen-Maschine alles, was sie brauchen. Aber für bestimmte Arbeiten müssen Sie die beste Maschine haben, die Sie bekommen können. Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist ein gutes Beispiel. Ein Teil für ein Triebwerk kann sehr knifflige Formen haben. Sie benötigen eine Mehrachsen-CNC-Fräsmaschine, um es mit perfekter Präzision herzustellen.

Dies gilt auch für medizinische Geräte. Denken Sie an ein neues Hüft- oder Kniegelenk, das für eine Person hergestellt wurde. Es muss vollkommen glatt sein. Seine Form muss genau richtig sein. Für diese Art von Arbeit wird eine sehr gute CNC-Maschine mit vielen Achsen benötigt. Das Militär verwendet diese fortschrittlichen CNC-Maschinen ebenfalls. Sie verwenden sie, um High-Tech-Teile herzustellen. Wenn das Leben von Menschen auf dem Spiel steht, benötigen Sie die beste Präzision, die Sie von einer Maschine bekommen können. Ich habe einmal ein Unternehmen gesehen, das eine 7-Achsen-CNC verwendet hat, um einen Malteserkreuzmechanismus mit erstaunlicher Präzision herzustellen.

Wie wählen Sie die richtige CNC-Maschine für Ihren Auftrag aus?

Wie wählen Sie also nach all dem Lernen die richtige CNC-Maschine aus? Ich habe eine einfache Regel: Verwenden Sie die einfachste Maschine, die die Arbeit gut erledigen kann. Kaufen Sie keine 12-Achsen-CNC, wenn Sie nur planen, flache Schilder herzustellen. Eine gute 3-Achsen-Fräsmaschine ist perfekt und spart Ihnen viel Geld. Die Art des CNC-Projekts, das Sie haben, wird Ihnen sagen, welche CNC-Maschine Sie bekommen sollten.

Wenn Sie anfangen, Teile mit geneigten Löchern oder Schnitten an der Seite herzustellen, ist es möglicherweise an der Zeit, eine 4-Achsen-CNC- oder 5-Achsen-CNC-Maschine zu kaufen. Die Idee ist, die Maschine auszuwählen, die zum Schwierigkeitsgrad der Herstellung des Teils passt. Wenn Sie sich nicht sicher sind, können Sie sich jederzeit mit einem CNC-Bearbeitungsdienstsprechen. Sie sind Experten für CNC-Dienstleistungen, die für jede Art von Projekt geeignet sind. Sie können Ihnen bei der Auswahl helfen. Sie sind mit den verschiedenen Arten von CNC-Maschinen vertraut, die erhältlich sind. Die CNC-Maschinen auf dem Markt sind für bestimmte Arten von Arbeiten hergestellt. Die Auswahl der richtigen Maschine ist das Erste, was Sie tun müssen, um sicherzustellen, dass Ihr Projekt ein Erfolg wird. Die CNC-Steuerung auf jeder Maschine ist auch sehr wichtig für ihre endgültige Präzision.

Dinge, die man sich merken sollte

• Achsen sind Möglichkeiten, sich zu bewegen. Eine CNC-Maschine kann sich in geraden Linien bewegen (X, Y, Z). Sie kann sich auch in Kreisen bewegen (Rotation).
• Eine 3-Achsen-CNC-Maschine ist das Basismodell. Sie bewegt ihr Werkzeug auf drei Arten. Sie ist sehr gut für einfache Arbeiten geeignet.
• Eine 4-Achsen-CNC-Maschine fügt eine Drehbewegung hinzu. Dies ermöglicht es der Maschine, an den Seiten eines Teils zu arbeiten.
• Eine 5-Achsen-CNC-Maschine fügt zwei Drehbewegungen hinzu. Sie kann sehr komplexe Formen mit großer Präzision in einer einzigen Aufspannung herstellen.
• Mehr Achsen geben Ihnen mehr Möglichkeiten. Maschinen wie die 7-Achsen-CNC, 9-Achsen-CNC und 12-Achsen-CNC sind für sehr schwierige Arbeiten in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt geeignet.
• Mehr Achsen führen zu besserer Präzision. Mit weniger manuellen Aufspannungen gibt es weniger Möglichkeiten, einen Fehler zu machen.
• Wählen Sie das richtige Werkzeug für die Arbeit. Geben Sie nicht zu viel Geld aus. Die richtige CNC-Maschine ist die, die gut zu dem Schwierigkeitsgrad der Herstellung Ihrer Teile passt.