4 achse cnc

Arten von 4-Achs-CNC-Maschinen

Eine 4-Achs-CNC-Fräsermaschine verwendet neben den drei Standard-Linearachsen X, Y und Z eine zusätzliche Rotationsachse, die als A-Achse bezeichnet wird. Die Aufgabe der A-Achse besteht darin, das Werkstück um eine bestimmte Achse zu drehen, um CNC-Fräsen- oder Gravierarbeiten durchzuführen. CNC-Maschinen mit Vier-Achsen-Fähigkeit können komplexere Aufgaben wie das Gravieren von Zylindern oder Nuten, Schneiden, Bohren, Fräsen und das Erstellen komplizierter Designs und Formen an dreidimensionalen Objekten ausführen. Die vier Achsen ermöglichen außerdem die Bearbeitung aus verschiedenen Winkeln, ohne dass das Werkstück manuell angepasst werden muss.

Die Hinzufügung einer vierten Achse zu einer CNC-Fräsermaschine erhöht ihren Automatisierungsgrad, ihre Präzision, Effizienz und Produktivität. Im Allgemeinen lassen sich Vier-Achs-CNC-Maschinen in vier Haupttypen unterteilen:

• 4-Achs-CNC-Fräser:

  Ein 4-Achs-CNC-Fräser ist eine computergesteuerte Schneidmaschine mit einer zusätzlichen Rotationsachse. Diese Maschine wird häufig zum Schneiden und Gravieren von flachen Materialien wie Holz, Kunststoff und Verbundwerkstoffen verwendet. Die A-Achse der Fräsmaschine wird normalerweise als Rotationsachse bezeichnet. Sie ermöglicht es dem CNC-Fräser, nicht nur flache Oberflächen, sondern auch zylindrische Objekte wie Säulen, Stäbe oder Zylinder zu gravieren. Die Hinzufügung dieser vierten Achse ermöglicht eine komplexere Bearbeitung.

• 4-Achs-CNC-Fräse:

  Eine Standard-3-Achs-CNC-Fräse hat eine Auf- und Abwärtsbewegung der Spindel auf der Z-Achse sowie eine Links-Rechts-Bewegung auf der X-Achse und eine Vor-Zurück-Bewegung auf der Y-Achse. Durch Hinzufügen einer Rotationsachse A entsteht eine 4-Achs-CNC-Fräse. Wie beim 4-Achs-CNC-Fräser ermöglicht die zusätzliche Rotationsachse der Fräse, die Länge, Breite, Höhe eines Werkstücks zu bearbeiten und es auch zu drehen.

  Die A-Achse einer modernen 4-Achs-CNC-Fräse ist vollautomatisch. Solche Maschinen verfügen über einen A-Achsen-Drehtisch, der unter CNC-Steuerung automatisch in verschiedene Positionen indexiert werden kann. Darüber hinaus können sie auch einen hohen Grad an Genauigkeit und Wiederholbarkeit aufweisen, was eine präzise und gleichmäßige Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht.

  Je nachdem, wie sie für bestimmte Bearbeitungsvorgänge gebaut sind, können 4-Achs-CNC-Fräsen über Drehtische verfügen, die Indexierer sind, die eine kontinuierliche Drehung ermöglichen, und zusätzliche Linearachsen, die sich ein- und ausfahren.

• 4-Achs-CNC-Plasmaschneider:

  Die Aufgabe eines Plasmaschneiders besteht darin, elektrisch leitfähiges Material mithilfe eines Plasmabogens zu schneiden. Ein Vier-Achs-CNC-Plasmaschneider kann jedes Material präzise schneiden, einschließlich Metallen verschiedener Arten und Dicken. Durch Hinzufügen der vierten Achse kann die Maschine einfach und präzise hochpräzise kreisförmige oder abgeschrägte Schnitte an zylindrischen Rohren und anderen runden Objekten durchführen. Vier-Achs-CNC-Plasmaschneider eignen sich ideal für das Erstellen komplexer Formen und Designs auf Blechen unterschiedlicher Dicke.

• 4-Achs-CNC-Laser:

  Eine 4-Achs-CNC-Laserschneidmaschine hat einen Laserstrahl als Schneidwerkzeug. Wie der 4-Achs-CNC-Plasmaschneider kann diese Maschine mit einem Computer komplexe Formen und Designs auf Blechen unterschiedlicher Dicke erstellen. Mit der zusätzlichen A-Achse kann das Werkstück gedreht werden, und präzise Formen können sogar an zylindrischen Objekten und Stäben geschnitten werden. Materialien, die mit einer 4-Achs-CNC-Laserschneidmaschine geschnitten werden können, sind unter anderem Kunststoff, Acryl, Holz, PVC und Metalle jeder Art wie Aluminium, Eisen, Kupfer usw.

Spezifikation und Wartung von 4-Achs-CNC

Spezifikation

• Größen von 4-Achs-CNC-Maschinen: Die Fabrik möchte eine Vorstellung davon bekommen, was mit dem Material möglich ist. Die Nachfrage kann von einer kleinen Kiste von 2 Fuß x 1 Fuß x 1/2 Fuß bis zu einer großen Kiste wie einem Schiffscontainer von 8 Fuß x 4 Fuß x 4 Fuß mit allem dazwischen reichen. Gleiches gilt für die Rotationsachse. Ein vollständig zusammengebauter menschlicher Körper würde etwas wie einen 4-Achs-CNC-Fräser verwenden, um die vollständige Montage oder nur die Teile im Brustbereich zu zeigen. Menschen haben viele Bewegungen und die Einführung von Dreh-CNC-Maschinen ermöglicht es Benutzern, mit jeder Größe eines Objekts zu arbeiten, von klein bis groß.
• 4-Achs-CNC-Maschinen-Werkzeugtypen: Eine CNC-Drehachse mit 4. Achse enthält normalerweise einen Satz von Spannzangen. Zu diesen gehören die Spannzangen 3, 4, 5, 6 und 13 mm sowie die Haltebacken mit 12 und 30 mm Backen. Andere Methoden zum Halten des Objekts sind Kupferfolie mit einer 4 mm Welle und Vakuumtische. Im Allgemeinen gilt: Je kleiner die Spannzange, desto präziser die Arbeit, die ausgeführt werden kann, aber die größere Spannzange ermöglicht in der Regel die Bearbeitung größerer Objekte.
• Werkstoff: Übliche Materialien, die mit einer CNC-Drehmaschine bearbeitet werden können, sind Weichmetalle wie Aluminium, Kunststoff, Holz, Stein, Marmor, Harz und Glas. Für jedes Material gibt es ein Nachrüstteil, mit dem dieses Material bearbeitet werden kann. So könnte beispielsweise ein Marmorstück einen Marmorhalter an einer CNC-Maschine verwenden. Ein Glasstück könnte einen Laserhalter für einen rotativen Laser-CNC verwenden, um Informationen auf das Glas zu gravieren.

Wartung

• Inspektion und Reinigung: Inspizieren und reinigen Sie die CNC-Maschine regelmäßig. Entfernen Sie Staub, Schmutz und Kühlmittelansammlungen. Achten Sie auf die Schienen, Schlitten und Achsen. Verwenden Sie eine weiche Bürste, einen Staubsauger oder ein fusselfreies Tuch, um schwer zugängliche Bereiche zu reinigen.
• Schmierung: Schmieren Sie die beweglichen Teile der Maschine regelmäßig. Dazu gehören Linearführungen, Führungen, Kugelgewindetriebe und Zahnräder. Verwenden Sie das vom Hersteller vorgegebene Schmiermittel. Stellen Sie eine gleichmäßige Verteilung sicher und wischen Sie überschüssiges Schmiermittel ab.
• Kalibrieren und festziehen: Kalibrieren Sie die 4-Achs-CNC-Maschine nach einer bestimmten Nutzungsdauer, basierend auf der optimalen Routine des Herstellers. Schmieren und reinigen Sie alle Befestigungselemente und Führungen. Dazu kann das Prüfen oder Festziehen von Riemen, Ketten und Klemmen gehören, um sicherzustellen, dass sie richtig eingestellt sind und die Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit des Teils verbessern.
• Staub- und Schmutzmanagement: Installieren Sie geeignete Staubabsaug- oder Vakuumsysteme, um während der Bearbeitungsprozesse entstehende Abfälle zu entfernen. Dies verhindert Verstopfungen, Überhitzung und mögliche Schäden. Entsorgen Sie den Abfall ordnungsgemäß.
• Flüssigkeitswechsel: Wechseln Sie das Öl und die Kühlmittel, die zum Schmieren der beweglichen Teile und Bereiche verwendet werden, gemäß den Richtlinien des Herstellers. Dies verhindert Kontamination und sorgt für optimale Leistung.
• Sichern und Wiederherstellen: Sichern Sie CNC-Maschinenprogramme regelmäßig. Dazu gehören Werkzeugvoreinstellungen, Parameter und Betriebsdateien. Speichern Sie sie auf externen Geräten oder in Cloud-Diensten. Stellen Sie im Falle eines Datenverlusts oder einer Beschädigung die gesicherten Informationen umgehend wieder her.
• Professionelle Wartung: Planen Sie regelmäßige professionelle Wartungs- und Servicearbeiten für die CNC-Maschine ein. Qualifizierte Techniker können bei Bedarf gründliche Inspektionen, Kalibrierungen und Reparaturen durchführen. Ihr Fachwissen gewährleistet die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Maschine.

Anwendungen von 4-Achs-CNCs

Die breite Akzeptanz von 4-Achs-CNC-Maschinen ist auf ihre unzähligen Anwendungen in verschiedenen Branchen zurückzuführen. Hier sind einige der häufigsten Einsatzgebiete von 4-Achs-CNC-Maschinen:

• Automobilindustrie: Die Vier-Achs-CNC-Maschine spielt eine wichtige Rolle in der Automobilindustrie. Sie wird für die Herstellung verschiedener Teile und Komponenten von Automobilen mit hoher Präzision und Effizienz eingesetzt. Einige der Automobilkomponenten, die auf einer 4-Achs-CNC-Maschine hergestellt werden, sind Ventilkörper, Auto-Zierteile, Lenkräder, Instrumententafeln, Zylinderköpfe und vieles mehr. Durch den Einsatz der 4-Achs-CNC-Technologie können Automobilunternehmen schnellere Produktionsgeschwindigkeiten erreichen, die Arbeitskosten senken und die Qualität ihrer Produkte verbessern.
• Medizinbereich: Im medizinischen Bereich werden 4-Achs-CNC-Maschinen zur Herstellung von Prothesen für Patienten verwendet, die Gliedmaßen verloren haben. Diese Maschinen sind in der Lage, Teile mit komplexen Geometrien zu produzieren, die sich in der Regel nur schwer von Hand herstellen lassen. Darüber hinaus können 4-Achs-CNC-Maschinen einfach mehrere identische Prothesen in einer einzigen Einrichtung herstellen, was den Herstellungsprozess rationalisiert. Neben Prothesen wird das 4-Achs-CNC-Gerät zur Herstellung von medizinischen Geräten wie Implantaten, chirurgischen Instrumenten und Knochenschrauben verwendet, um nur einige zu nennen.
• Schildherstellung: Schildhersteller verwenden oft 4-Achs-CNC-Fräser, um Buchstaben zu gravieren oder komplexe Logos in verschiedenen Materialien auszuschneiden. Ihre Fähigkeit, detaillierte Schildformen und Buchstaben nahtlos zu erstellen, macht die Maschine zur bevorzugten Wahl für viele Schildhersteller. Darüber hinaus können 4-Achs-CNC-Maschinen verschiedene Arten von Materialien wie Holz, Kunststoffe und Metalle bearbeiten. Dies bedeutet, dass sie für die Herstellung aller Arten von Schildern verwendet werden können, von traditionellen Holzschildern bis hin zu modernen digitalen Schildern.
• Produktion von Luftfahrtkomponenten: Die Luftfahrtindustrie erfordert den denkbar höchsten Grad an Genauigkeit und Präzision. Daher ist es kein Wunder, dass die am häufigsten verwendete Maschine in dieser Branche eine 4-Achs-CNC ist. Die CNC-Maschine kann problemlos Prototypen von komplizierten Formen sowie komplexe Hohlstrukturen fräsen, die typisch für die Architektur von Flugzeugen sind. Sie tut dies nicht nur mit unglaublicher Genauigkeit, sondern ist auch kostengünstig, was sie zu einer der wenigen Maschinen macht, die sich für die Massenproduktion hochwertiger Teile für Flugzeuge, Raketen, Satelliten und andere Raumfahrzeuge eignet.

So wählen Sie eine 4-Achs-CNC

Vor dem Kauf einer 4-Achs-CNC-Maschine sollten Käufer Folgendes berücksichtigen:

• Werkstückgröße und -gewicht

  Bevor Sie in eine 4-Achs-CNC-Maschine investieren, ist es wichtig, das Gewicht und die Größe der Werkstücke zu bewerten, die sie verarbeiten wird. Es ist wichtig zu bestätigen, dass die Maschine über einen ausreichenden Arbeitstisch und eine Tragfähigkeit verfügt, um die Abmessungen und das Gewicht der vorgesehenen Werkstücke zu ermöglichen. Wenn dies nicht berücksichtigt wird, kann es zu einer Diskrepanz zwischen den Fähigkeiten der CNC-Maschine und den Anforderungen der verfügbaren Materialien kommen, was zu möglichen betrieblichen Ineffizienzen oder Einschränkungen führen kann.

• Steifigkeit und Stabilität der Maschine

  Bei der Auswahl einer 4-Achs-CNC-Maschine ist es wichtig, die Steifigkeit und Stabilität der Maschine in den Vordergrund zu stellen. Eine stabile und robuste CNC-Maschine bietet zahlreiche Vorteile, darunter hohe Schneidgenauigkeit, reduzierte Vibrationen während des Betriebs und hervorragende Haltbarkeit. Die Stabilität trägt dazu bei, die Genauigkeit über die Zeit hinweg zu erhalten und sicherzustellen, dass die Werkstücke die gewünschten Spezifikationen erfüllen. Die Entscheidung für eine steife und stabile Maschine trägt zu präzisem Schneiden, vibrationsarmer Leistung und lang anhaltender Haltbarkeit bei, was zu einer verbesserten Produktionseffizienz und Produktqualität führt.

• Steuerungssystem und Software-Kompatibilität

  Die Auswahl des Steuerungssystems und der Software-Kompatibilität ist entscheidend bei der Auswahl einer 4-Achs-CNC-Maschine. Das Steuerungssystem dient als das Nervenzentrum, das den gesamten Betrieb der Maschine steuert. Es ist wichtig sicherzustellen, dass das Steuerungssystem benutzerfreundlich ist, so dass Bediener Bearbeitungsaufgaben effizient einrichten und verwalten können. Darüber hinaus sorgt die umfassende Software-Kompatibilität dafür, dass die Maschine nahtlos mit verschiedenen Design- und Werkzeugweg-Generierungssoftwares zusammenarbeiten kann.

Q&A

F: Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen einer 3- und einer 4-Achs-CNC-Maschine?

A: Die Achse einer CNC-Maschine bezieht sich auf die Anzahl der Richtungen, in die sich die Maschine bewegen kann, und damit auf den Komplexitätsgrad, den sie bei der Bearbeitung eines Objekts erreichen kann. Eine einfache 3-Achs-CNC-Maschine bewegt sich in drei Richtungen: horizontal nach links/rechts, horizontal nach oben/unten und vertikal. Eine 4-Achs-CNC-Maschine verfügt über eine zusätzliche vierte Rotationsachse, die normalerweise als „A“ bezeichnet wird. Die zusätzliche Achse ermöglicht es der Maschine, das Werkstück horizontal zu drehen. Diese Drehung ermöglicht es der Maschine, ein Objekt von mehreren Seiten aus zu bohren oder zu schneiden.

F: Was sind die Vorteile einer 4-Achs-CNC-Fräsermaschine?

A: 4-Achs-CNC-Maschinen können durch zusätzliche Rotationsbohrfunktionen kompliziertere und präzisere Designs erstellen. Sie sind auch effizienter, da mehrere identische Teile gleichzeitig eingerichtet werden können und die Maschine ihre Duplizierung automatisch ohne Unterbrechung ausführen kann.

F: Kann einer CNC-Maschine eine 4. Achse hinzugefügt werden?

A: In einigen Fällen ist es möglich, einer CNC-Maschine eine vierte Achse hinzuzufügen, dies hängt jedoch vom vorhandenen Maschinenmodell und den Spezifikationen ab. Es ist ratsam, sich mit einem Experten zu beraten, um festzustellen, ob die Modifikation durchführbar ist oder nicht.

F: Mit welchen Arten von Materialien kann eine 4-Achs-CNC-Maschine arbeiten?

A: Eine 4-Achs-CNC-Maschine kann mit einer großen Anzahl von Materialien arbeiten, darunter Holz, Metall, Acryl, Schaumstoff und PVC, um nur einige zu nennen. Die Kraft und Art des verwendeten Schneidwerkzeugs variieren je nach dem zu bearbeitenden Material.