Ontdek CNC-machinetypen en hun categorieën:een uitgebreide gids

De CNC-machine is tegenwoordig een van de belangrijkste machines in de maakindustrie. Er zijn tegenwoordig veel soorten CNC-machines op de markt, en ze verschillen qua werking, snijgereedschap, materialen en het aantal assen dat ze tegelijkertijd kunnen snijden.

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

Wat is een CNC-machine?

Een CNC-machine is een computergestuurd apparaat dat de vervaardiging van onderdelen en producten vergemakkelijkt. De betekenis van het acroniem CNC komt van Computer Numerical Control. Deze machine maakt het maken of aanpassen van onderdelen eenvoudiger met materialen zoals metaal, hout, plastic en andere materialen. Bovendien is dit een geautomatiseerd systeem met drie hoofdcomponenten; een aandrijf-/bewegingssysteem, een feedbacksysteem en een commandofunctie.

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

Bovendien maakt hun geautomatiseerde verwerkingssysteem de productie van onderdelen vaak sneller en nauwkeuriger dan handmatige machines.

Basiselementen van CNC-machinesysteem

Hieronder vindt u elementen of onderdelen die doorgaans voorkomen in een CNC-machinesysteem.

• Apparaten voor informatie-invoer/uitvoer zijn onder meer schijfstations, speciale informatie-apparaten, toetsenborden en computers.
• Internetverbinding, waaronder mogelijk Ethernet, HSSB (poort voor snelle gegevensoverdracht), Processing LAN, RS 232C-poort en andere netwerken
• Externe mechanische asbesturingseenheid, zoals wisselbank, los- en beladingsrobot, de aandrijfas van het gereedschapsmagazijn
• Voed servoaandrijving en motoreenheid aan
• Spilmotor en aandrijfeenheid
• CNC-besturingseenheid (numeriek besturingsgedeelte)
• PMC-controller
• Feedback en positiemeeteenheid van de machine
• Invoer- en uitvoereenheid van het besturingssignaal van de voedingskast van de machine

Verschillende soorten CNC-machines

Er zijn verschillende typen CNC-machines, variërend van frezen, slijpen en boren tot plasmasnijden. In dit gedeelte onderzoeken we een lijst met CNC-machinetypen en toepassingen, evenals hun toepassing en beperkingen.

1. Frees CNC-machine

CNC-freesmachines verwijderen materiaal uit een werkstuk en vormen het nauwkeurig volgens de vereiste specificaties met behulp van hogesnelheidssnijgereedschappen. Bovendien zijn er freesmachines in een grote verscheidenheid en hebben ze verschillende functies. Een paar veelvoorkomende voorbeelden zijn vingerfrezen, ruimers, vlakfrezen, tappen en boren.

De grootte die ermee kan worden bewerkt, hangt echter af van de behuizingsgrootte waarin de machine zich bevindt en de grootste afstand die de snijgereedschappen kunnen afleggen.

2. Draaibank CNC-machine

De manier waarop CNC-draaibankmachines werken, is door het materiaal van het werkstuk rond een primaire as te roteren. De snijgereedschappen van de draaibank verwijderen het materiaal van het werkstuk en vormen het naar behoefte.

CNC-draaibankmachines zijn perfect voor verschillende taken, waaronder Zwitserse bewerking, boren, kartelen, draaien en schuren. CNC-machines in deze categorie worden toegepast bij de productie van auto-onderdelen, nokkenassen, krukassen, muziekinstrumenten, geweerlopen, honkbalknuppels en meubels.

Vanwege de manier waarop deze machine producten vervaardigt, is het echter beter om symmetrische onderdelen te maken.

3. CNC-machine boren

De boormachine is een van de meest populaire CNC-machines die in de meeste CNC-machinewerkplaatsen te vinden zijn. Bovendien maakt de boor-CNC-machine gebruik van een gespecialiseerd snijgereedschap genaamd boren of boren. Het is ideaal voor het boren van gaten in materialen waarin schroeven zitten, esthetische vereisten of secundaire montagedoeleinden.

Boor-CNC-machines worden toegepast in de automobielindustrie, ruimtevaart, scheepsbouw, matrijzenbouw, machinebouw, meubelmakerij en andere houtbewerkingen.

Een belangrijke beperking van de machine is de afmeting van het gat dat hij kan maken. Het is een uitdaging om gaten te maken die diep of groot genoeg zijn zonder speciale boren.

4. CNC-machine slijpen

Deze machine maakt gebruik van een slijpschijf om materialen van een werkstuk te verwijderen. De typen slijpmachines zijn voornamelijk bedoeld voor schuren, polijsten of afwerken. Het materiaal dat wordt gebruikt voor het maken van de slijpschijf kan een keramiekmengsel of diamant zijn. U moet echter weten dat diamantslijpschijven vaak een hoogwaardige secundaire afwerking bieden.

Deze CNC-slijpmachine verwijdert echter in een zeer langzaam tempo materialen van een werkstuk. Daarom wordt hij vooral gebruikt als afwerkings- of egaliseermachine.

5. Lasersnijdende CNC-machine

Deze CNC-machine vormt producten of onderdelen met behulp van een zeer gerichte laserstraal. De laserstraal snijdt door de materialen, ongeacht hun geleidbaarheid, om het gewenste product of de gewenste vorm te creëren. Bovendien worden lasersnijdende CNC-machines toegepast in drie grote industrieën:lucht- en ruimtevaart, auto-industrie en medische sector.

Een van de beperkingen van een lasersnijdende CNC-machine is echter de maximale dikte van 7,5 cm van het materiaal dat je ermee kunt snijden.

6. Plasmasnijdende CNC-machine

Een CNC-plasmasnijapparaat produceert een zeer nauwkeurige snede. Het ioniseert de lucht en smelt het materiaal op zijn pad met behulp van een elektrische ontladingsboog (vergelijkbaar met een plasmatoorts). De procedure werkt alleen met elektrisch geleidende materialen, omdat er sprake is van een elektrische boog.

Het plasmasnijden is een populaire machine die wordt gebruikt in grootschalige industrieën en hobbywinkels. Het helpt bij de industriële bouw, reparatie en restauratie van auto's en sloopwerkzaamheden.

Deze machines produceren echter enorme hitte wanneer ze materialen snijden door ze te smelten. Deze hitte beïnvloedt vaak de oppervlakteafwerking van het gesneden materiaal, wat resulteert in door hitte beïnvloede zones.

Een andere beperking is dat deze machine een beperkt aantal materialen heeft dat hij kan snijden, omdat hij alleen door metalen en andere geleidende legeringen snijdt.

7. Waterstraalsnijdende CNC-machine

Deze machine snijdt door materialen met een dunne waterstraal. CNC-waterstraalsnijden is een van de meest aanpasbare processen vanwege het vermogen om door elk materiaal te snijden.

De waterstraalsnijmachine is zeer veelzijdig, omdat hij rubber, leer, glasvezel, luiers, printplaten, schuim, papier, keramiek, glas, steen en plaatmetaal kan vormen.

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

8. EDM (elektrische ontladingsmachine)

Het EDM maakt gebruik van een elektrische boog om materialen van een werkstuk te verwijderen. Het werkt op dezelfde manier als de plasmasnijder. Bovendien produceert deze machine onderdelen via een contactloos proces en bewerkt ze onderdelen ongeacht de hardheid.

Toch werkt deze machine alleen op geleidende materialen zoals plasmasnijden. Met andere woorden:u kunt deze machine niet gebruiken voor het vervaardigen van keramiek, hout, kunststoffen en andere materialen die geen elektriciteit geleiden.

9. CNC-routermachine

CNC-routers kunnen een verscheidenheid aan vormen en patronen snijden op vlakke oppervlakken van elk materiaal. De CNC-routermachine wordt gebruikt voor het vervaardigen van muziekinstrumenten, bewegwijzering, deursnijwerk, lijstwerk en binnen- en buitendecoraties.

De algehele werking van de CNC-routermachine kan echter behoorlijk luidruchtig zijn vanwege de verschillende componenten.

10. Meerassige CNC-machine

Deze CNC-machine kan in vier of meer richtingen of assen bewegen. Vergeleken met een twee- of drieassige machine is meerassige bewerking complexer en levert het nauwkeurigere onderdelen op. Het biedt machinisten ook een grotere bewerkingsflexibiliteit. Bovendien variëren machines in deze categorie van 4-assige machines tot 12-assige machines.

Machines in deze categorie zijn behoorlijk anders dan 2- en 3-assige machines en vereisen vaak de expertise van een professional om optimaal te kunnen functioneren.

11. 3D-printer

Een 3D-printer gebruikt een digitaal bestand om 3D-solide objecten te maken. In tegenstelling tot andere processen die in dit artikel worden besproken, is 3D-printen een additief productieproces. Het is een proces waarbij achtereenvolgens producten ontstaan door materialen aan elkaar toe te voegen.

De kosten voor de aanschaf van deze CNC-apparatuur en de productie van componenten met behulp van dit proces zijn echter behoorlijk hoog. Bovendien is de snelheid van 3D-printen laag, vooral bij gebruik voor massaproductieprocessen.

12. CNC automatische gereedschapswisselaar

Ook bekend als ATC is een variatie op verschillende soorten CNC-machines. Wat deze machine echter doet, is het automatisch wisselen van het snijgereedschap van de machine. Dit verhoogt de productiesnelheid en verkort de doorlooptijd.

De ATC voert deze omschakeling uit om twee belangrijke redenen:het vervangen van kapot of versleten gereedschap en het vervangen van verkeerd gereedschap door het juiste.

Typen CNC-machines op basis van het aantal coördinaatassen

Hier vindt u de verschillende soorten CNC-machines, afhankelijk van het aantal assen dat door de machine wordt afgelegd.

2-assige CNC-machines

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

Normaal gesproken produceren deze machines nauwkeurige rechte sneden, boren ze gaten in planken of bewerken ze slechts één werkstukoppervlak zonder het te verplaatsen.

3-assige CNC-machines

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

4-assige CNC-machines

Deze machine heeft een A-as, ook wel de rotatie-as genoemd, en de X-, Y- en Z-assen. Deze as maakt de rotatie van het snijgereedschap langs de X-as mogelijk. Uitsparingen en boogsnijden zijn ook uitstekende toepassingen voor deze machines.

5-assige CNC-machines

5-assige CNC voorziet het snijgereedschap van een draaiende beweging langs een as die de C-as wordt genoemd. De C-as is de as waarop draaien en zwenken plaatsvindt.

Deze machines kunnen vijf materiaaloppervlakken tegelijkertijd bewerken terwijl het werkoppervlak stationair blijft, waardoor ze ingewikkelde en nauwkeurige onderdelen kunnen produceren. Deze machines zijn uiterst nuttig bij het maken van apparatuur die in de medische industrie wordt gebruikt vanwege hun uitstekende nauwkeurigheid.

CNC-machines met 7 assen

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, ook wel de E-as genoemd, deze as.

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

9-assige CNC-machines

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

Om deze reden is het gemakkelijker om interne en externe onderdelen te produceren met behulp van een 9-assige machine. Tandimplantaten, medische instrumenten en geavanceerde vliegtuigapparatuur kunnen allemaal met deze apparaten worden geproduceerd.

12-assige CNC-machines

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

Soorten CNC-machines volgens Moving Trail

Hieronder vindt u de typen CNC-machinesystemen volgens het bewegende spoor.

Puntcontrole

In een puntbesturingssysteem worden de bewegende componenten van CNC-machines alleen nauwkeurig van het ene punt naar het andere bestuurd, zonder daarbij machinaal te worden bewerkt. Als gelijktijdig positioneren niet nodig is, is dit positioneren het meest kosteneffectieve systeem dat u kunt gebruiken voor omkeren, tappen, puntlassen en boren.

Lineaire besturing

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

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

Contourcontrole

Het werkstuk beweegt volgens het geprogrammeerde traject en de geprogrammeerde snelheid ten opzichte van de frees, onder controle van het contourbesturingssysteem, dat ook de beweging van meerdere voedingsassen tegelijkertijd coördineert. Hierdoor kan er continu worden gesneden terwijl de beweging wordt gemaakt.

Contourcontrole maakt het verwerken van vlakke curven of ruimtelijke oppervlaktecontouren eenvoudiger. Het vindt toepassing in CNC-slijpmachines, frees- en draaimachines.

Soorten CNC-machines onderverdeeld per servosysteem

Hier zijn de soorten CNC-machinesystemen volgens Servo.

Open Loop-besturingssysteem

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

Een voordeel van het open-loop controlesysteem is de lage prijs, waardoor het betaalbaar is. Het nadeel is dat het een slechte nauwkeurigheid en stabiliteit heeft, waardoor de werkkwaliteit afneemt.

Semi-gesloten lusbesturingssysteem

De werkelijke verplaatsing van de werktafel wordt berekend met behulp van een semi-gesloten lusbesturingssysteem met een hoekverplaatsingsdetectieapparaat dat direct aan het uiteinde van de servomotoras of kogelomloopspindel is geïnstalleerd.

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

Gesloten regelsysteem

Een gesloten regelsysteem maakt gebruik van een apparaat voor lineaire verplaatsingsdetectie dat op de bewegende delen of het tafelblad van de werktuigmachine is gemonteerd. De comparator van het CNC-apparaat ontvangt de daadwerkelijk ontdekte verplaatsing en vergelijkt deze met de waarde van de programma-instructie.

Het controleren van de stabiliteit van een CNC-machine met gesloten lusbesturing is behoorlijk moeilijk. Deze machine garandeert echter een hoge nauwkeurigheid.

Hoe selecteert u het beste CNC-machinetype?

Bij het selecteren van de ideale CNC-machine voor uw bedrijf zijn er tal van zaken waarmee u rekening moet houden. Welke CNC-machine geschikt is voor uw behoeften, hangt af van het type bedrijf dat u runt, de artikelen die u maakt en het productievolume. Hieronder vindt u factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een CNC-machine.

Bedrijfstype

Uw bedrijfstype zal de beschikbare alternatieven beperken. Als u bijvoorbeeld een kleine CNC-bewerkingswerkplaats heeft, heeft u slechts een paar CNC-freesmachines nodig. Aan de andere kant, als u leiding geeft aan een omvangrijk productiebedrijf, heeft u waarschijnlijk grotere en multifunctionele machines nodig.

Beschikbaarheid van reserveonderdelen

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

Productvereisten

Welke CNC-machine u nodig heeft, hangt grotendeels af van het uitgevoerde werk. Voor eenvoudige artikelen kan een CNC-draaibank of 3-assige freesmachine voldoende zijn. Maar als de complexiteit toeneemt, wordt het goedkoper om machines te hebben die de meeste onderdelen in één enkele opstelling kunnen vervaardigen. De beste machines voor dit soort werk zijn vijfassige CNC-machines.

Bovendien vereisen sommige productcategorieën specialistische CNC-apparatuur. Een speciaal gebouwde Zwitserse draaibank zal bijvoorbeeld geweldig zijn voor het produceren van duizenden kleine, ingewikkelde, cilindrische stukken.

Ken de stroomvereisten

Deze machines hebben veel stroom nodig en maken vaak gebruik van driefasige stroom om optimaal te kunnen functioneren. Het is dus van cruciaal belang dat het gebouw voldoende stroom krijgt om de nieuwe apparatuur te laten draaien. Het bevestigen van het huidige stroomverbruik is ook de moeite waard. Wanneer alle huidige machines in werking zijn, kan er voldoende stroom aan de faciliteit worden geleverd, maar door een nieuwe CNC toe te voegen kan het gebruik groter zijn dan het aanbod.

De te bewerken materialen

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

WayKen:CNC-bewerkingsservice voor elk CNC-project

Hoewel een CNC-machine meestal een eenvoudig proces is, wordt het een hele klus om de ideale machine voor uw behoeften te kiezen. Bovendien zijn CNC-machines behoorlijk duur, dus zelfs als u er één in gedachten heeft, kan het moeilijk zijn om de hoge initiële investering te betalen.

Maar er is een alternatief. U kunt uw CNC-bewerkingsservice uitbesteden aan industriële fabrikanten zoals WayKen. Bij Wayken hebben we een scala aan CNC-machines, variërend van eenvoudige 3-assige machines tot meerassige machines, voor al uw behoeften. Ons team van gespecialiseerde ingenieurs staat altijd klaar om aan uw productbehoeften te voldoen, ongeacht de complexiteit ervan.

Dus waarom wachten? Neem vandaag nog contact met ons op, zodat we aan uw CNC-projecten kunnen beginnen.

Veelgestelde vragen

Zijn CNC-machines duur?

Een CNC-machine is een dure investering. De machine rechtvaardigt zijn kosten echter met zijn hoge nauwkeurigheid en tolerantieniveau.

Wat zijn de belangrijkste componenten van een CNC-machine?

Een computer-numeriek besturingssysteem (CNC) bestaat uit drie basiscomponenten:het verwerkingsapparaat, ook wel 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-machinetypes, omdat deze een verscheidenheid aan toepassingen kent, variërend van tappen tot draaien.