MENÜ
1. Die Achsen einer Fräsmaschine oder eines Bearbeitungszentrums
2. Geschichte
Die ersten Bearbeitungszentren entstanden mit der Computerisierung der Maschinen in den 1980er Jahren und sind somit numerisch gesteuerte Maschinen (CNC = Computer Numeric Control). Es handelt sich um eine große Familie von Maschinen, deren Besonderheiten, Möglichkeiten und Funktionen erheblich variieren können.
Bedienfeld eines numerischen Bearbeitungszentrums (CNC)
3. Funktionsprinzipien
Im Allgemeinen ermöglicht ein Bearbeitungszentrum die autonome Ausführung einer definierten Abfolge von Bearbeitungsvorgängen. Je nach Bearbeitungszentrum kann das Rohmaterial in Form einer Tafel (rechteckige Platte) oder einer Stange (ähnlich wie bei einem Drehautomat) in die Maschine geladen werden. Der digitalisierte Plan des herzustellenden Bauteils sowie die Liste der benötigten Werkzeuge wurden in die Software der Maschine importiert. Die ideale Abfolge der Arbeitsschritte wird von der Maschine vorgeschlagen und kann vom Bediener angepasst werden. Die verschiedenen benötigten Werkzeuge (Fräser, Bohrer, Schleifscheiben usw.) werden in einem Magazin im Inneren der Maschine platziert, an der Stelle, die der entsprechenden, durch das Maschinenprogramm definierten Arbeitsfolge zugeordnet ist. Sobald die Maschine programmiert und die Werkzeuge sowie das Material geladen sind, ist sie einsatzbereit, und der Bediener muss nur noch die Sequenz starten. Die Maschine führt dann die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge gemäß der festgelegten Abfolge aus und wechselt automatisch so oft wie nötig das Werkzeug. Die meisten Bearbeitungszentren führen hauptsächlich Fräsvorgänge durch. Maschinen, die mit Stangenmaterial beladen werden, können in der Regel zusätzlich Drehvorgänge ausführen. Je nach Komplexität der Maschine kann ein Bearbeitungszentrum mit einer oder zwei Spindeln (rotierenden Werkzeughaltern) ausgestattet sein.
4. Achsen
Die Spindeln eines Bearbeitungszentrums sind so konzipiert, dass sie sich entlang verschiedener Achsen bewegen können, deren Anzahl variieren kann. Man spricht daher von Drei-, Fünf- oder Sechs-Achsen-Maschinen usw. Die ersten drei Achsen einer Maschine sind die Linearachsen (X, Y und Z bzw. Breite, Tiefe und Höhe). Sogenannte Fünf-Achsen-Maschinen verfügen über die drei Linearachsen (X, Y und Z), zu denen zwei Rotationsachsen der Spindel hinzukommen (Längsachse und vertikale Achse). Sechs-Achsen-Maschinen fügen eine dritte Rotationsachse hinzu, eine seitliche Achse. Schließlich kann sich der Arm, der die Werkzeugspindel trägt, entlang einer oder mehrerer Achsen bewegen. Man spricht dann je nach Fall von 7-, 9- oder 12-Achsen-Maschinen. Es ist zu beachten, dass sich in sehr vielen Fällen die verschiedenen Achsen der Maschine auf die Spindel und den Tisch (Gestell, auf dem die Werkstückaufnahme befestigt ist) verteilen. Zum Beispiel bewegt sich die Spindel auf den Rotationsachsen und der Tisch auf den Linearachsen.
5. „Nacharbeits“-Maschinen
Manche Bearbeitungszentren können nacheinander auf beiden Seiten des herzustellenden Bauteils arbeiten. Man spricht dann von „Wendemaschinen“. Bei Maschinen, die das Material in Form von Stangenabschnitten verarbeiten, führt das Bearbeitungszentrum zunächst alle Arbeitsgänge auf der ersten Seite aus und wendet den Stangenabschnitt anschließend, um die zweite Seite zu bearbeiten. Maschinen, die Material in Stangenform verwenden, führen die Arbeitsgänge auf einer Seite der Stange mit einem bestimmten Spindelstock und einer bestimmten Spindel aus. Anschließend wird die Stange von einer zweiten Spindel erfasst, die von einem der ersten um 180° gegenüberliegenden Spindelstock getragen wird. Danach wird die Stange abgestochen, von der ersten Spindel gelöst, und neue Arbeitsgänge können auf der Rückseite des Bauteils durchgeführt werden. Wendemaschinen sind wesentlich komplexer, da eine perfekte Positionierung und Zentrierung des Bauteils auf der Maschine nach dem Wenden erforderlich ist.
6. Robotergestützte Beladung
Die meisten Bearbeitungszentren können optional mit Ladesystemen (für Stangen oder Stangenabschnitte) ausgestattet werden, was der Maschine eine nahezu unbegrenzte Autonomie verleiht.
7. Geeignete Materialien
Alle bearbeitbaren Materialien sind für Bearbeitungszentren geeignet (Metalle, Kunststoffe, synthetischer Korund, Verbundwerkstoffe usw.).
8. Vorteile, Nachteile und Anwendungsbereiche
Bearbeitungszentren sind vielseitig, präzise und autonom. Sie erfordern jedoch relativ lange Programmier- und Regulierungszeiten, was sie zu Produktionsmitteln macht, die eher für Großserien geeignet sind. In der Uhrmacherei können sie zur Herstellung nahezu aller Bauteile des Uhrwerks, des Uhrgehäuses und des Armbands sowie zur Herstellung von Werkzeugen.
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