Unabhängige Z-Achsen

Es handelt sich hier um die Anzahl von Z-Achsen, welche die Maschine unabhängig voneinander steuern kann. Im Gegensatz zum Vorlegehub handelt es sich dabei um echte CNC-Achsen.

Problematik:

Die meisten CNC-Bearbeitungszentren besitzen einen gemeinsamen Aggregateträger für die Bearbeitungsaggregate wie Hauptspindel und Bohrkopf, oft noch für weitere Frässpindeln. Diese senken sich bei der Bearbeitung gemeinsam ab, da es nur eine Z-Achse für den Aggregateträger gibt. Das hat zur Folge, dass die Bearbeitungshöhe stark eingeschränkt ist. Es senken sich immer Werkzeuge mit ab, die nicht das Werkstück berühren dürfen. Auch die effiziente Absaugung einzelner Aggregate wird dadurch eingeschränkt.

Lösungsvarianten

In der einfachsten Variante wird dies dadurch gelöst, dass über die Z-Achse der Aggregateträger positioniert wird und durch einen pneumatischen Vorlegehub wird das gewünschte Aggregat um einen definierten Wert abgesenkt. Der Nachteil dieser Variante liegt darin, dass die Maschine für den Verfahrweg von eigentlicher Z-Achse plus Vorlegehub ausgelegt sein muss. Dadurch ist entweder der tatsächliche Arbeitsbereich in Z eingeschränkt oder der Ausleger muss höher als nötig angeordnet werden, um den möglichen Verfahrbereich nutzen zu können.

Bei einer einfachen Variante mit unabhängigen Z-Achsen (z.B. Weeke 2 Z- Achsen) sind noch alle Aggregate auf einem gemeinsamen Aggregateträger angeordnet. Allerdings besitzen hier Hauptspindel und Bohreinheit jeweils eigene Z-Achsen. Der Aggregateträger kann in Z unbeweglich angeordnet sein und der Ausleger gegenüber der Variante mit pneumatischem Vorlegehub bei gleicher Werkstückhöhe sehr niedrig ausgeführt werden. Hier ist theoretisch gar kein pneumatischer Vorlegehub mehr notwendig.

Bei einer weiteren Variante werden für die einzelnen Bearbeitungseinheiten jeweils eigene Aggregateträger eingesetzt. Dies ist teurer, bietet jedoch vor allem bei Hochleistungsmaschinen Vorteile. So kann eine deutlich effizientere Absaugung, bis zu Hauben mit eigenen CNC-Achsen, eingesetzt und die Gewichtsverteilung z.B. für die hochdynamischen Prozesse bei 5-Achs- Spindeln optimiert werden. Auch ist eine freie Positionierung der Aggregate am Ausleger oder Portal möglich. Bei dieser Variante können auch deutlich mehr unabhängige Z-Achsen vorhanden sein. Dies findet man z.B. bei Maschinen mit mehreren Frässpindeln zur simultanen Bearbeitung mehrerer gleicher Werkstücke.

Bilder

2 Z-Achsen, 1 gemeinsamer Aggregateträger
WEEKE, 2010
2 Z-Achsen, 2 Aggregateträger (CMS)
2 Z-Achsen, 1 gemeinsamer Aggregateträger
HOMAG
4 Z-Achsen, 1 gemeinsamer Aggregateträger (SCM)
SCM