CNC-Machinetypen & Categorieën: Een Uitgebreide Gids

De CNC-machine is een van de belangrijkste machines in de productieindustrie vandaag. Er zijn veel typen CNC-machines op de markt, en ze verschillen in hun werkwijze, snijgereedschap, materialen en het aantal assen dat ze gelijktijdig kunnen snijden.

In dit artikel geven we de CNC-machine definitie, verschillende typen CNC-machines, en hoe je de beste CNC-machines selecteert. Lees verder voor deze geweldige informatie.

Wat is een CNC-Machine?

Een CNC-machine is een computergecontroleerd apparaat dat de productie van onderdelen en producten vergemakkelijkt. De afkorting CNC staat voor Computer Numerical Control. Deze machine maakt het maken of wijzigen van onderdelen eenvoudiger met materialen zoals metaal, hout, kunststof en andere materialen. Bovendien is dit een geautomatiseerd systeem met drie primaire componenten: een aandrijving/bewegingssysteem, een feedbacksysteem en een commandofunctie.

De CNC-machine is afhankelijk van digitale instructies gemaakt door CAD- en CAM-software om optimaal te functioneren. De CAD-software maakt het ontwerp, terwijl de CAM de CNC-omzet naar een G-code die de CNC-machine kan lezen.

Daarnaast maakt hun geautomatiseerde verwerkingssysteem het fabriceren van onderdelen vaak sneller en nauwkeuriger dan handmatige machines.

Basiselementen van een CNC-Machinesysteem

Hieronder staan elementen of onderdelen die doorgaans in een CNC-machinesysteem te vinden zijn.

• Informatie in-/uitvoerapparaten: schijfstations, speciale informatieapparaten, toetsenborden en computers.
• Internetverbinding: Ethernet, HSSB (High-speed data transmission port), verwerkings-LAN, RS 232C poort en andere netwerken.
• Externe mechanische asbesturingseenheid: uitwisselbank, lossen en laden robot, de aandrijfas van het gereedschapsmagazijn.
• Voer servo-aandrijving en motoreenheid.
• Spindelmotor en aandrijvingseenheid.
• CNC-besturingseenheid (numerieke besturing).
• PMC-controller.
• Feedback en positie meet eenheid van de machine.
• In- en uitvoereenheid van het besturingssignaal van het stroomkastje van de machine.

Verschillende Typen CNC-Machines

Er zijn verschillende CNC-machinetypen variërend van frezen, slijpen en boren tot plasma snijden. In deze sectie onderzoeken we een lijst van CNC-machinetypen en toepassingen, evenals hun toepassingen en beperkingen.

1. Frees CNC-Machine

CNC-freesmachines verwijderen materiaal van een werkstuk en vormen het precies tot de vereiste specificaties met behulp van snelle snijgereedschappen. Bovendien komen freesmachine snijgereedschappen in een grote verscheidenheid en dienen verschillende functies. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn frezen, reamers, vlakfrezen, taps en boorbotten.

De grootte die het kan bewerken, hangt echter af van de omhullingsgrootte die de machine huisvest en de maximale afstand die de snijgereedschappen kunnen afleggen.

2. Draai CNC-Machine

De werkwijze van CNC-draaimachines is door het roteren van het werkstukmateriaal om een primaire as. De draaisnijgereedschappen verwijderen het materiaal van het werkstuk en vormen het zoals nodig.

CNC-draaimachines zijn perfect voor diverse taken, inclusief Swiss-bewerking, boren, knurlen, draaien en schuren. CNC-machines in deze categorie hebben toepassingen in het produceren van autodeelen, nokassen, krukassen, muziekinstrumenten, loop van geweren, honkbats en meubels.

Echter, vanwege de manier waarop deze machine producten fabriceert, is het beter om symmetrische onderdelen te maken.

3. Boor CNC-Machine

De boormachine is een van de meest populaire CNC-machines die in de meeste CNC-machinewerkplaatsen te vinden zijn. Bovendien gebruikt de boor CNC-machine een gespecialiseerd snijgereedschap genaamd boorbotten of boor. Het is ideaal voor het boren van gaten in materialen die schroeven vasthouden, esthetische vereisten hebben of voor secundaire assemblage doeleinden.

Boor CNC-machines hebben toepassingen in automobielfabricatie, astronautica, scheepsbouw, vormgeving, werktuigbouw, meubelfabricatie en ander houtwerk.

Een grote beperking van de machine is de dimensie van het gat dat het kan maken. Het is uitdagend om gaten te maken die diep of groot genoeg zijn zonder gespecialiseerde boorbotten.

4. Slijp CNC-Machine

Deze machine gebruikt een slijpsteen om materiaal van een werkstuk te verwijderen. De slijpmachinetypen functioneren primair voor schuren, polijsten of afwerken. Het materiaal voor de slijpsteen kan keramisch gemengd of diamant zijn. Echter, je moet weten dat diamant slijpstenen vaak hoogwaardige secundaire afwerking leveren.

Echter, deze CNC-slijpmachine verwijdert materiaal van een werkstuk met een zeer lage snelheid. Dit is waarom het primair als afwerkings- of gladde machine wordt gebruikt.

5. Lasersnij CNC-Machine

Deze CNC-machine vormt producten of onderdelen met een hooggefocuste laserstraal. De laserstraal snijdt door de materialen ongeacht hun geleiding om het gewenste product of vorm te creëren. Bovendien hebben lasersnij CNC-machines toepassingen in drie grote industrieën: luchtvaart, automobile en medisch.

Echter, een van de beperkingen van een lasersnij CNC-machine is de maximale dikte van 2,75 inch (ca. 7 cm) van het materiaal dat je ermee kunt snijden.

6. Plasmasnij CNC-Machine

Een CNC-plasmasnijapparaat produceert een zeer precieze snede. Het ioniseert de lucht en smelt het materiaal in zijn pad met een elektrische ontladingsboog (vergelijkbaar met een plasmabranders). De procedure werkt alleen met elektrisch geleidende materialen omdat het een elektrische boog omvat.

De plasmasnijmachine is een populaire machine gebruikt in grootschalige industrieën en hobbywerkplaatsen. Het helpt bij industriële constructie, autoherstel en -restauratie, en sloopoperaties.

Echter, deze machines produceren enorme hitte bij het snijden van materialen door ze te smelten. Deze hitte beïnvloedt vaak de oppervlakteafwerking van het gesneden materiaal, resulterend in hittebeïnvloede zones.

Een andere beperking is dat deze machine een beperkt bereik aan materialen kan snijden, aangezien het alleen door metalen en andere geleidende legeringen snijdt.

7. Waterstraal CNC-Machine

Deze machine snijdt door materialen met een dunne straal water. CNC-waterstraalsnijden is een van de meest aanpasbare processen vanwege zijn capaciteit om door elk materiaal te snijden.

Waterstraalsnijmachine is heel veelzijdig, aangezien het rubber, leer, glasvezel, luier, printplaten, schuim, papier, keramiek, glas, steen en bladmetaal kan vormgeven.

Een van de grootste nadelen is dat de waterstraalsnijsnelheid langzamer is dan andere snijalternatieven. Deze langzamere snelheid is vooral zichtbaar rond gebogen sneden en hoeken.

8. EDM (Elektrische Ontladingsmachine)

De EDM gebruikt een elektrische boog om materiaal van een werkstuk te verwijderen. Het functioneert vergelijkbaar met de plasmasnijder. Bovendien produceert deze machine onderdelen via een contactloos proces en bewerkt onderdelen ongeacht hardheid.

Toch werkt deze machine alleen op geleidende materialen zoals plasmasnijden. Met andere woorden, je kunt deze machine niet gebruiken om keramiek, hout, kunststoffen en andere materialen die geen elektriciteit geleiden, te fabriceren.

9. CNC-Freesmachine (Router)

CNC-routers kunnen diverse vormen en patronen snijden op platte oppervlakken van elk materiaal. De CNC-router machine wordt gebruikt om muziekinstrumenten, signalisatie, deurvesels, profielen, en interieur- en exterieurdecoraties te fabriceren.

Echter, de algehele werking van de CNC-router machine kan tamelijk lawaaierig zijn vanwege de verschillende componenten.

10. Multi-As CNC-Machine

Deze CNC-machine kan in vier of meer richtingen of assen bewegen. In vergelijking met een twee- of drie-asmachine is multi-as bewerking complexer en produceert het nauwkeurigere onderdelen. Het biedt ook werkers grotere bewerkingsflexibiliteit. Bovendien variëren machines in deze categorie van 4-as tot 12-as machines.

Machines in deze categorie verschillen aanzienlijk van 2- en 3-asmachines en vereisen vaak de expertise van een professional om optimaal te functioneren.

11. 3D-Printer

Een 3D-printer gebruikt een digitaal bestand om 3D vaste objecten te creëren. In tegenstelling tot de andere processen in dit artikel, is 3D-printen een additief productieproces. Het is een proces dat achtereenvolgens producten creëert door materialen aan elkaar toe te voegen.

Echter, de kosten van het aanschaffen van deze CNC-apparatuur en het fabriceren van componenten met dit proces zijn tamelijk hoog. Ook is de 3D-printsnelheid traag, vooral bij massaproductieprocessen.

12. CNC Automatische Gereedschapswisselaar (ATC)

Ook bekend als ATC is een variatie van verschillende typen CNC-machines. Wat deze machine doet is het automatisch wisselen van het machinesnijgereedschap. Dit verhoogt de productiesnelheid en vermindert de levertijd.

De ATC voert deze wissel uit voor twee hoofredenen: het vervangen van een gebroken of versleten gereedschap en het uitwisselen van een verkeerd gereedschap voor het juiste.

Typen CNC-Machines naar Aantal Coördinatenassen

Hier zijn de verschillende typen CNC-machines volgens het aantal assen dat de machine aflegt.

2-As CNC-Machines

De meest fundamentele CNC-systemen zijn 2-as CNC-machines. Machines in deze categorie bewegen in de X-as (horizontaal) en Y-as (verticaal).

Typisch produceren deze machines precieze rechte sneden, boren gaten in platen, of verwerken slechts één werkstoppervlak zonder het te verplaatsen.

3-As CNC-Machines

Het meest voorkomende type CNC-machine is de 3-as machine. Net als 2-asmachines, werken machines in deze categorie ook op onbewegelijke werkstukken. Deze machines kunnen werken aan de fundamentele stukken in 2,5 dimensies. 3-as CNC-machines bewegen in de conventionele X- en Y-as, met een extra Z-as voor diepte.

4-As CNC-Machines

Deze machine heeft een A-as, bekend als de draaias, en de X-, Y- en Z-assen. Deze as stelt de rotatie van het snijgereedschap langs de X-as in staat. Uitsparingen en boogsnijden zijn ook uitstekende toepassingen voor deze machines.

5-As CNC-Machines

5-as CNC biedt het snijgereedschap een kantelende beweging langs een as genaamd de C-as. De C-as is de as waarop draaien en kantelen plaatsvindt.

Deze machines kunnen vijf vlakken van materiaal gelijktijdig bewerken terwijl het werkvlak stationair blijft, wat hen in staat stelt ingewikkelde en nauwkeurige onderdelen te produceren. Deze machines zijn extrem nuttig bij het maken van apparatuur in de medische industrie vanwege hun uitstekende nauwkeurigheid.

7-As CNC-Machines

Op CNC-machines in deze categorie zijn er zeven assen: drie conventionele assen voor de rotatie van het werkstuk, drie voor de beweging van het snijgereedschap, en één voor de rotatie van de arm, bekend als de E-as.

Vanwege de complexiteit van de onderdelen die ze kunnen maken, produceren deze machines vaak luchtvaart-, medische en militaire apparatuur.

9-As CNC-Machines

Een gecombineerd CNC-systeem met een 5-as freesmachine en een 4-as draaimachine is een 9-as CNC-machine. De draaibank voltooit de interne kenmerken van het werkstuk, terwijl de freesmachine aan de oppervlakte werkt om de benodigde oppervlakteafwerking te bereiken.

Om deze reden is het makkelijker om interne en externe onderdeelskenmerken te produceren met een 9-as machine. Tandheelkundige implantaten, medische instrumenten en gesofisticeerde vliegtuigapparatuur kunnen allemaal geproduceerd worden met deze apparaten.

12-As CNC-Machines

De 12-asmachines hebben twee snijkoppen die in X, Y, Z, A, B en C assen kunnen bewegen. Deze machines verhogen de productiesnelheid en verhogen de precisie met orde van grootte.

Typen CNC-Machines naar Bewegingstraject

Hieronder zijn de typen CNC-machinesystemen volgens het bewegingstraject.

Puntbesturing

In een puntbesturingssysteem worden de bewegende componenten van CNC-machines alleen precies van het ene punt naar het andere gecontroleerd zonder tijdens het proces te worden bewerkt. Als gelijktijdige positionering niet vereist is, is deze positionering het meest kosteneffectieve systeem dat je kunt gebruiken voor reven, tappen, puntlassen en boren.

Lineaire Besturing

Naast het precies rangschikken van de bewegende componenten van CNC-machines van de ene locatie naar de andere, regelen lineaire besturingssystemen ook de snelheid en traject van beweging tussen twee verbonden sites.

Met een parallelle coördinatenas, zorgt deze besturing voor lineaire snijbeweging. Dit is waarom ze vaak toepassing vinden in eenvoudige CNC-frees- en slijpmachines.

Contourbesturing

Het werkstuk beweegt volgens de geprogrammeerde traject en snelheid ten opzichte van de snijder onder controle van het contourbesturingssysteem, dat ook de beweging van meerdere voerassen gelijktijdig coördineert. Dit stelt continu snijden toe terwijl de beweging wordt gemaakt.

Controle van contouren maakt het verwerken van vlakke krommen of ruimtelijke oppervlaktecontouren eenvoudiger. Het vindt toepassing in CNC-slijpers, frezen en draaimachines.

Typen CNC-Machines Verdeeld naar Servosysteem

Hier zijn de typen CNC-machinesystemen volgens Servo.

Open Lus Besturingssysteem

Een detectie- en feedbackapparaat is niet aanwezig in een open-lus besturingssysteem. De aandrijfschakeling versterkt de kracht voordat het instructiesignaal van het CNC-apparaat, dat in één richting wordt getransporteerd, de stappenmotor aandrijft die de machinetafel beweegt.

Een voordeel van het open-lus besturingssysteem is de lage prijs, wat het betaalbaar maakt. Aan de nadeelzijde heeft het slechte nauwkeurigheid en stabiliteit, wat de werkwaliteit verlaagt.

Half-Gesloten Lus Besturingssysteem

De werkelijke verplaatsing van de werktafel wordt berekend met een hoekverplaatsingsdetectieapparaat dat direct aan het einde van de servomotor-as of balspindel is geïnstalleerd.

Dit apparaat vergelijkt de berekende waarde met de oorspronkelijke instructieverplaatsingswaarde van de werktafel en bestuurt vervolgens met het verschil. De prijs van dit systeem is matig, maar precisie en stabiliteit zijn hoog.

Gesloten Lus Besturingssysteem

Een gesloten-lus besturingssysteem gebruikt een lineaire verplaatsingsdetectieapparaat gemonteerd op de bewegende delen van de werktuigmachine of tafelblad. De comparator van het CNC-apparaat ontvangt de daadwerkelijke verplaatsing en vergelijkt deze met de waarde van de programmainstructie.

Het controleren van de stabiliteit van een gesloten-lus besturing CNC-machine is tamelijk moeilijk. Echter, deze machine garandeert hoge precisie.

Hoe de Beste CNC-Machinetype te Selecteren?

Bij het selecteren van de ideale CNC-machine voor je bedrijf zijn er talloze zaken te overwegen. De CNC-machine die geschikt is voor jouw behoeften hangt af van het type bedrijf dat je runt, de items die je creëert, en het productievolume. Hieronder zijn factoren om te overwegen bij het selecteren van een CNC-machine.

Bedrijfstype

Jouw bedrijfstype zal de alternatieven die beschikbaar zijn voor jou, reduceren. Bijvoorbeeld, als je een kleine CNC-machinewerkplaats bezit, heb je maar een paar CNC-routermachines nodig. Aan de andere kant, als je een groot productiebedrijf beheert, zul je waarschijnlijk grotere en multi-functie machines nodig hebben.

Beschikbaarheid van Reserveonderdelen

De CNC-machine kan verslijten of defect raken net als elke andere machine. Zorg er dus voor dat het merk of model dat je koopt snel gerepareerd kan worden door je specialisten en dat reserveonderdelen beschikbaar zijn voor vervanging voordat je ze koopt. De reden is dat gemakkelijk beschikbare onderdelen bepalen hoe lang je moet wachten voordat je weer met productie kunt beginnen.

Productvereisten

De CNC-machine die je nodig hebt, hangt voornamelijk af van het te verrichten werk. Een CNC-draaibank of 3-as freesmachine kan voldoende zijn voor eenvoudige items. Toch, wanneer de complexiteit toeneemt, wordt het goedkoper om machines te hebben die de meeste stukken in één opstelling kunnen fabriceren. De beste machines voor dit soort werk zijn vijf-as CNC-machines.

Ook vereisen sommige productcategorieën gespecialiseerde CNC-apparatuur. Bijvoorbeeld, een doelgebouwde Swiss-draaibank zal geweldig zijn voor het produceren van duizenden kleine, ingewikkelde, cilindrische stukken.

Ken de Stroomvereisten

Deze machines vereisen veel stroom en gebruiken vaak driedraadstroom om optimaal te functioneren. Dus het waarborgen dat het gebouw voldoende stroom ontvangt om de nieuwe apparatuur te draaien is cruciaal. Het bevestigen van het huidige stroomverbruik is ook de moeite waard. Wanneer alle huidige machines werken, kan er voldoende stroom geleverd worden aan het faciliteit, maar het toevoegen van een nieuwe CNC-machine kan het verbruik boven het aanbod tillen.

Te Bewerken Materialen

Het type materiaal dat verwerkt wordt, is een essentiële overweging bij het kiezen van CNC-machines. Machines moeten robuust genoeg zijn om nauwkeurige stukken van harde legeringen te frezen. Precisiemachines die de benodigde toleranties kunnen handhaven, kunnen overwogen worden voor zachtere materialen zoals zachte staal.

WayKen: CNC-Bewerkingsservice voor Elk CNC-Project

Terwijl een CNC-machine meestal een eenvoudig proces is, wordt het kiezen van de ideale voor jouw behoeften een ontdaande taak. Ook zijn CNC-machines tamelijk duur, dus zelfs als je er één in gedachten hebt, kan de hoge initiële investering moeilijk zijn.

Maar er is een alternatief. Je kunt je CNC-bewerkingsservice uitbesteden aan industriefabrikanten zoals WayKen. Bij WayKen hebben we een reeks CNC-machines variërend van eenvoudige 3-asmachines tot multi-asmachines voor al jouw behoeften. Ons team van gespecialiseerde ingenieurs is altijd beschikbaar om je productbehoeften aan te pakken, ongeacht hun complexiteit.

Waarom wachten? Neem vandaag nog contact met ons op, zodat we aan je CNC-projecten kunnen beginnen.

Veelgestelde Vragen

Zijn CNC-machines duur?

Een CNC-machine is een dure investering. Echter, de machine rechtvaardigt zijn kosten met zijn hoge precisie en tolerantieniveau.

Wat zijn de hoofdcomponenten van een CNC-machine?

Een computernumerieke besturing (CNC) systeem omvat drie basiscomponenten: het verwerkingsapparaat, ook wel een werktuigmachine genoemd, de machinebesturingseenheid, en CNC-software, een verzameling instructies.

Wat is het meest voorkomende CNC-machinetype?

De CNC-freesmachine is een van de meest voorkomende CNC-machinetypen, omdat het een verscheidenheid aan toepassingen heeft variërend van tappen tot draaien.