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Arten von 4-Achsen-Drehtischen für CNC-Maschinen

Eine vierte Rotationsachse ist ein gängiges Zubehör für CNC-Maschinen. Die CNC-4-Achse ist eine Ergänzung zu den drei Standardachsen – X, Y und Z. Sie fügt der CNC-Bearbeitung eine neue Dimension hinzu, indem sie eine Rotationsbewegung ermöglicht. Der 4-Achsen-Arbeitstisch kann fest montiert sein oder Teil des Werkstücks. Ein Beispiel für eine feste 4-Achse ist ein CNC-Drehtisch für eine CNC-Fräsmaschine, der zur Herstellung präziser Kreisfräsungen und komplexer Werkstücke wie zylindrischer Objekte, Gewinden und Bögen verwendet wird.

Die CNC-Maschine mit einer Rotationsachse kann ein Werkstück mit folgenden Eigenschaften haben:

• Offenes Feld: Ein Satz von Parametern, die die Kapazität des Systems nicht einschränken, sondern eine Anwendung in jedem Bereich ermöglichen.
• Anpassbar: Sie kann an spezifische Anforderungen angepasst werden, einschließlich der Integration neuer Komponenten und der Überarbeitung bereits integrierter Komponenten sowie Anpassungen ihrer Konfiguration und der Verwendung spezifischer Arbeitsabläufe, die nur für sie gelten.
• Skalierbarkeit: Die Möglichkeit, neue Elemente zu integrieren, die zusammen mit den bestehenden genutzt werden können, sowie die Erhöhung der Anzahl der bereits genutzten Elemente bis zum maximal möglichen in der aktuellen Konfiguration.

Eine der gängigen Arten von 4-Achsen-CNC-Drehtischen ist die rechtwinklige, zahnradgetriebene Rotationsachse. Sie verfügt über einen Zahnradantrieb und arbeitet mit einer Schleppkette. Der Vorteil dieser Art von 4-Achse ist, dass sie kleiner, steifer und einfacher an einer CNC-Maschine zu installieren ist. Ihre Genauigkeit ist jedoch im Vergleich zu anderen Getrieben möglicherweise nicht sehr hoch. Der Tisch steht senkrecht zur Spindel-Achse.

Eine weitere beliebte Art ist die Schneckengetriebe-Drehachse. Sie verfügt über ein Schneckenrad, das mit einem Zahnstangen-Ritzel arbeitet. Diese Art ist sehr präzise in der Positionierung und arbeitet geschmeidig, was hochpräzise Arbeiten ermöglicht. Der große Nachteil dieses Getriebes ist, dass es groß und schwer ist, sodass es möglicherweise nicht einfach an einer CNC-Maschine zu installieren ist. Wenn Benutzer etwas benötigen, das nicht viel Platz einnimmt, ist der rechtwinklige, zahnradgetriebene Drehtisch die bessere Wahl.

Eine vierte Art der Rotationsachse ist ein Direktantriebs-Drehtisch. Im Gegensatz zu den anderen oben genannten Antrieben hat dieser keine Getriebe. Diese Eigenschaft sorgt für bessere Präzision und ermöglicht höhere Geschwindigkeiten. Viele High-End-CNC-Bearbeitungszentren verwenden den Direktantriebstisch aufgrund seiner hohen Präzision und Leistung. Der Direktantrieb hat auch ein geringes Spiel, da er keine Getriebe hat. Nachteilig ist, dass die Direktantriebs-Drehtische aufgrund ihrer hochwertigen Leistung teuer sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Direktantriebs-Drehtisch am genauesten ist. Das zahnradgetriebene Schneckengetriebe ist präzise und robust, während das rechtwinklige Zahnradsystem erschwinglich, steif und einfach zu installieren ist.

Spezifikation und Wartung eines 4-Achsen-Drehtisches für CNC-Maschinen

Spezifikation

• Größen und Gewichte: Der Gesamtdurchmesser eines Drehtisches kann seine Größe angeben, die normalerweise von kleinen (z. B. 50 mm bis 500 mm) bis zu großen (z. B. 800 mm bis 1000 mm) reicht. Das Gewicht wird durch die Größe und das Material des Tisches beeinflusst, in der Regel von 0,5 bis 1000 kg.
• Tragfähigkeit: Sie kann durch die maximale Last dargestellt werden, die sie tragen kann. Die maximalen Belastungen von 4-Achsen-Drehtischen für die CNC-Bearbeitung variieren je nach Größe und Motor-Spezifikationen. Im Allgemeinen kann die Tragfähigkeit zwischen 30 und 3000 kg liegen. Beispielsweise kann ein 500 mm 4-Achsen-Drehtisch eine Tragfähigkeit von etwa 350 kg haben.
• Geschwindigkeit: Die Rotationsgeschwindigkeit des Tisches wird in der Regel durch seine maximale Drehzahl (RPM) dargestellt. Sie variiert je nach dem Motor, der auf dem Tisch verwendet wird. Die meisten Gleichstrom-Servomotoren können 300 bis 6000 U/min erreichen, obwohl einige spezialisierte Motoren 12000 U/min oder mehr erreichen können. Eine typische Drehzahl einer 4-Achsen-Rotation beträgt etwa 3000 U/min bei einem 1:1-Übersetzungsverhältnis.
• Positioniergenauigkeit: Sie wird in der Regel durch den Grad jeder Bewegung definiert. Die Rotationsgenauigkeit eines Drehtisches liegt zwischen ±0,01 und ±1 Grad, wobei eine Genauigkeit von ±0,05 Grad recht häufig ist. Viele Drehtische erreichen auch eine 360-Grad-Kontinuierliche Drehung.
• Schnittstellen: Die meisten CNC-Drehtische kommunizieren mit Maschinen über einen Extended Universal Serial Bus (USB) oder eine serielle Schnittstelle (RS232), sodass sie mit Windows CE, Linux oder anderen Embedded-Betriebssystemen kompatibel sind. Ein 800 mm 4-Achsen-CNC-Drehtisch könnte eine USB2.0-Schnittstelle für eine einfache Verbindung verwenden.

Wartung

• Reinigen: Fetten Sie den Tisch ein und wischen Sie dann den überschüssigen Fett mit einem sauberen Tuch ab. Der Kauf eines fusselfreien oder Mikrofaser-Reinigungstuchs hinterlässt weniger Rückstände. Speziell für das Schneckenrad kann man eine Zahnbürste verwenden, um es zu reinigen.
• Rost entfernen: Man kann etwas weißen Essig oder eine andere Rostschutzflüssigkeit in eine Sprühflasche geben und direkt auf die rostige Stelle sprühen. Wischen Sie es dann mit einem trockenen kleinen Handtuch ab und entfernen Sie den Rost.
• Schmierung: Tragen Sie eine kleine Menge Schmierfett auf den verrosteten Teil auf und wischen Sie den Überschuss ab, um den Drehtisch vor Beschädigungen durch Staub oder Wasser zu schützen. Die Schmierung schützt den verrosteten Bereich und ermöglicht es dem Fett, schnell zu wirken.
• Abdecken: Decken Sie den 4-Achsen-Drehtisch nach dem Reinigen und Schmieren ab, um Fremdkörper und Schmutz fernzuhalten. Eine staubige Umgebung erleichtert die spätere Reinigung.

Anwendungen eines 4-Achsen-CNC-Drehtisches

Die 4-Achsen-Drehtische sind in der Ingenieur- und Maschinenbaubranche weit verbreitet, insbesondere für die CNC-Bearbeitung. Sie spielen eine entscheidende Rolle in folgenden Bereichen:

• Automobilindustrie: Diese Drehtische erstellen komplexe Automobilteile wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Antriebswellen und Gehäuseteile. Die 4-Achse ermöglicht die präzise Bearbeitung von Merkmalen wie Nuten, Keilnuten, Löchern und Gewinden an diesen Wellen und Gehäuseteilen.
• Luft- und Raumfahrtindustrie: In der Luft- und Raumfahrtindustrie sind die CNC-4-Achsen-Drehtische so ausgestattet, dass sie komplexe Bearbeitungsvorgänge bewältigen können. Mit Hilfe dieser Tische erledigen Techniker effizient und präzise Bearbeitungsaufgaben an komplexen Strukturteilen, Turbinenschaufeln, Flugzeugrümpfen usw.
• Medizintechnik: Die 4-Achsen-CNC-Drehtische werden auch bei der Herstellung von Medizinprodukten eingesetzt. Sie können dazu beitragen, medizinische Implantate, chirurgische Instrumente und Geräte mit Präzision und Effizienz herzustellen. Komponenten wie orthopädische Implantate, Katheterhubs, endoskopische Instrumente usw. können mithilfe dieser Drehtische perfekt hergestellt werden.
• Elektronikindustrie: 4-Achsen-CNC-Rotationen werden in der Elektronik zur Bearbeitung von Leiterplatten (PCB)-Teilen, Steckverbindergehäusen und anderen elektronischen Bauteilen eingesetzt. Sie gewährleisten eine hochpräzise Bearbeitung komplexer Geometrien für elektronische Geräte.
• Energiewirtschaft: Energiebezogene Geräte wie Turbinengehäuse, Getriebeteile und Generatorgehäuse können mit 4-Achsen-CNC-Drehtischen effizient bearbeitet werden. Diese Tische erhöhen die Bearbeitungsgenauigkeit und -produktivität in der Energieerzeugung.
• Holzarbeiten und Schilderherstellung: Die Holzbearbeitungs- und Schilderherstellungsindustrie verwendet ebenfalls Dreh-CNCs, insbesondere den 4. Typ. Diese Maschinen helfen beim Gravieren und Fräsen von Holz mit hoher Präzision, um verschiedene arbeitsbezogene Aufgaben zu erledigen. Sie ermöglichen es, komplizierte Designs präzise in Holz, Kunststoff und Verbundwerkstoffe zu gravieren oder zu schneiden.
• Bildung: Viele Ingenieurschulen verwenden den 4-Achsen-CNC-Drehtisch, um Lehrmittel zu entwickeln, um Studenten auszubilden. Diese Lehrmittel ermöglichen einen einfachen und effektiven Unterricht und eine praktische Ausbildung.
• Hobbyprojekte: Neben den oben genannten Industrien verwenden einige individuelle Hobbyprojekte den 4-Achsen-CNC-Drehtisch. Dazu gehören zum Beispiel das Modellbau-Hobby, die künstlerische Gestaltung oder das Schmuckdesign. Auch wenn diese nicht in großem Umfang betrieben werden, kann der Hobbyist seine Ziele mit dem Drehtisch effizient und präzise erreichen.

Wie Sie einen 4-Achsen-CNC-Drehtisch auswählen

Bevor Käufer in 4-Achsen-Drehtische investieren oder diese auf Lager legen, müssen sie ihren Kundenstamm und dessen Bedürfnisse identifizieren. Recherchen können helfen, die Art der CNC-Maschine zu identifizieren, mit der Kunden ihre Drehtische kombinieren möchten. Finden Sie außerdem heraus, welches Fachwissen die Kunden haben, die diese Tische kaufen würden. Standardmäßige 4-Achsen-Drehtische mit einfacheren Funktionen sind ideal für Anfänger. Fortgeschrittene Modelle mit präziserer und schnellerer Funktionsweise eignen sich jedoch möglicherweise besser für fortgeschrittene Kunden, die nach hoher Qualität und Leistung suchen.

Es ist auch wichtig, verschiedene Tische anhand ihres Baumaterials, der Kompatibilität mit verschiedenen CNC-Maschinen, des Drehzahlverhältnisses, des Achsensperrmechanismus sowie der Gesamtgröße und des Gesamtgewichts zu vergleichen. Einige Hersteller bieten möglicherweise auch Anpassungsmöglichkeiten, wie z. B. die Farbe oder spezifische Merkmale eines Drehtisches. Die Mindestbestellmenge ist auch wichtig, um bei der Bestellung dieser Tische für den Einzelhandel zu bestimmen. Unternehmen sollten einen Lieferanten finden, der ihre Mindestbestellmengenanforderungen erfüllen kann.

In den letzten Jahren haben technologische Fortschritte Direktantriebs-Drehtische populär gemacht, die von vielen Kunden bevorzugt werden. Sie bieten höhere Geschwindigkeiten und größere Genauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen zahnradgetriebenen Tischen. Es ist wichtig, die Auswirkungen solcher technologischen Fortschritte auf die Nachfrage nach bestimmten Arten von 4-Achsen-Drehtischen zu verstehen.

Die Investition in oder der Kauf eines 4-Achsen-CNC-Drehtisches kann ein Risiko darstellen, wenn Käufer nicht über ausreichendes Wissen über das Produkt und dessen Verwendung in der Industrie verfügen. Daher ziehen es viele Käufer vor, Tische mit zusätzlichem Zubehör für ein günstigeres Angebot zu kaufen. In solchen Fällen wird es unerlässlich, einen Lieferanten mit qualifiziertem und erfahrenem Wissen über das Produkt zu wählen, der die Käufer berät.

Fragen und Antworten zu 4-Achsen-CNC-Drehtischen

F1: Wie funktioniert ein CNC-Drehtisch?

A1: Der CNC-Drehtisch wird mit dem Achsensteuerungssystem der CNC-Maschine verbunden, das seine Rotationswinkel und -geschwindigkeit programmgesteuert steuern kann. Das CNC-Programm legt die Bearbeitungsanforderungen fest, und der Drehtisch dreht das Werkstück in die vorgegebene Position zur Bearbeitung. Während dieser Zeit kann sich der Drehtisch kontinuierlich drehen oder nur bis zu einem bestimmten Winkel bewegen und dann anhalten. Diese Arbeit wiederholt sich gemäß dem CNC-Programm und ermöglicht eine präzise Bearbeitung des Werkstücks aus verschiedenen Richtungen.

F2: Was sind die Vorteile eines CNC-Drehtisches?

A2: Mit dem CNC-Drehtisch können Sie mehrere Oberflächen eines Werkstücks bearbeiten, ohne es neu zu positionieren, was die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht. Er ermöglicht außerdem eine hohe Automatisierung, wodurch die Arbeitsintensität reduziert und die Produktionseffizienz gesteigert wird.

F3: Hat ein CNC-Drehtisch nur eine Rotationsachse?

A3: Nein, hat er nicht. Der CNC-Drehtisch kann eine zusätzliche Rotationsachse haben, wie z. B. die typische 3+2-Bearbeitungsmethode in Verbindung mit den drei Universalachsen. Darüber hinaus verfügen einige Drehtische über mehr als drei Achsen und können komplexere Bearbeitungsmethoden realisieren.

F4: Sind alle CNC-Maschinen mit einer Rotationsachse kompatibel?

A4: Nein, nicht alle. Die meisten Standard-CNC-Maschinen können mit einer Rotationsachse ausgestattet werden, aber je nach Maschinenmodell kann es Unterschiede in der Kompatibilität und der einfachen Installation geben.

F5: Kann eine Rotationsachse zu einer bestehenden CNC-Maschine hinzugefügt werden?

A5: Ja, eine Rotationsachse kann an eine bestehende CNC-Maschine angepasst werden; es kann jedoch erforderlich sein, das Steuerungssystem zu ändern oder zu aktualisieren, um sicherzustellen, dass es die Rotationsachse steuern kann.