Horizontales Bearbeitungszentrum vs. vertikales Bearbeitungszentrum – ein ultimativer Vergleich

Sie fragen sich wahrscheinlich, wie ein horizontales Bearbeitungszentrum im Vergleich zu einem vertikalen Bearbeitungszentrum abschneidet. In diesem Artikel werden alle grundlegenden Fakten erläutert, die Ihnen bei der Auswahl der perfekten Ausrüstung für Ihre Bearbeitungsvorgänge helfen werden.

Lassen Sie uns gleich eintauchen:

Was ist Horizontales Bearbeitungszentrum?

Ein horizontales Bearbeitungszentrum, oft als HMC abgekürzt, ist eine Spezialmaschine, die für die Durchführung bestimmter Bearbeitungsvorgänge wie z Bohren Und Mahlen. Es verfügt über eine Spindel, die senkrecht zum Arbeitstisch steht.

Heutige HMCs sind in der Regel computerisiert, was bedeutet, dass Sie sie für die Durchführung wichtiger Vorgänge wie Gewindeschneiden, Fräsen und Bohren nutzen können.

Entwurf eines horizontalen Bearbeitungszentrums

Diese Einheit verfügt über zahlreiche Komponenten, die speziell ausgerichtet sind, um bestimmte Bearbeitungsvorgänge zu erleichtern. Zu diesen Teilen gehören:

• Base: Dabei handelt es sich um einen Rahmen, der als Grundstein für Ihr Bearbeitungszentrum dient. Es bietet eine Stützstruktur für andere zentrale Komponenten, einschließlich der Spindel und des Arbeitstisches. Die meisten horizontalen Bearbeitungszentren verfügen über Rahmen oder Sockel aus Gusseisen.
• Spalte:: Die Säule ist eine weitere Stützstruktur, die die Z-Achse Ihres Zentrums hält. Die Z-Achse ist eine Komponente, die es der Spindel Ihres horizontalen Bearbeitungszentrums ermöglicht, vertikal zu manövrieren. Dieses Bauteil fungiert auch als Brücke zwischen Maschinenbett und Spindelstock.
• Arbeitstisch: Ihre horizontale Zentrierbearbeitung verfügt über eine tischähnliche Oberfläche, auf der Sie Ihr Werkstück platzieren und positionieren können. Dieser Arbeitstisch kann sich dank der Einbeziehung der x-, y- und z-Achsen auf unterschiedliche Weise bewegen.
• Spindel: Diese Komponente übernimmt in erster Linie die Bewegung Ihres installierten Bearbeitungswerkzeugs. Sie können Geschwindigkeit und Leistung je nach den Anforderungen Ihres Betriebs nach oben oder unten anpassen. Bei HMCs ist die Spindel einzigartig konfiguriert, da sie parallel zu Ihrem Arbeitstisch läuft.
• Spindelstock: Der Spindelstock ist die Komponente, die die Spindel Ihres Zentrums hält und gleichzeitig andere zentrale Teile trägt. Dazu gehört auch der Werkzeugwechsler.
• Werkzeugwechsler: Dies ist eine automatische Komponente, die es Ihrem horizontalen Bearbeitungszentrum ermöglicht, zwischen verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen zu wechseln. Im Lieferumfang ist ein Magazin enthalten, in dem wichtige Schneidwerkzeuge wie ein Fräser und ein Bohrer aufbewahrt werden. Sobald Sie sich entscheiden, das Bearbeitungswerkzeug zu wechseln, holt es das Werkzeug Ihrer Wahl und montiert es auf der Spindel.
• Palettenwechsler: Obwohl nicht alle horizontalen Bearbeitungszentren mit Palettenwechslern ausgestattet sind, sind dies bei den meisten modernen Zentren der Fall. Mit dieser Komponente können Sie Ihrem Bearbeitungszentrum unterschiedliche Werkstücke zuführen und so die Nebenzeiten minimieren.
• Achsenkonfiguration: Die Achskonfiguration horizontaler Bearbeitungszentren variiert je nach Komplexität des Zentrums. Einfache HMCs verfügen über drei Achsen, während erweiterte Optionen über bis zu fünf Achsen verfügen können. Dies öffnet die Tür zu anspruchsvollen Bearbeitungsprozessen wie Rändeln und Gewindeschneiden.

So funktioniert ein horizontales Bearbeitungszentrum

Horizontale Bearbeitungszentren gibt es in verschiedenen Modellen, die jeweils speziell für unterschiedliche Leistungen entwickelt wurden Bearbeitungsfunktionen. Dadurch kann es zu unterschiedlichen Arbeitsabläufen kommen. Typische HMCs führen jedoch in den folgenden Schritten unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge durch.

• Werkstückbeladung: Zunächst werden Ihre Rohmaterialien bzw. Werkstücke dem Bearbeitungszentrum zugeführt und sorgfältig auf dem Arbeitstisch positioniert. Bei modernen HMCs, die mit Palettenwechslern ausgestattet sind, ist der Ladevorgang automatisiert.
• Befestigung: Das geladene Werkstück wird dann an seinem Platz gesichert, indem es fest auf Ihrem Arbeitstisch fixiert wird. Dies ist sehr wichtig, da dadurch sichergestellt wird, dass Ihr Objekt genau positioniert wird und es sich während der Bearbeitung nicht bewegt.
• Auswahl und Einrichtung des Bearbeitungswerkzeugs: Anschließend wird das für die Bearbeitung Ihres Werkstücks passende Bearbeitungswerkzeug ausgewählt und aus dem Magazin entnommen. Das gewünschte Werkzeug wird dann für die Bearbeitung auf dem Werkzeughalter montiert.
• Programmierung: Sobald das Werkstück und das Zentrum gut eingerichtet sind, werden die Bearbeitungsanweisungen in die Steuerung des Zentrums eingegeben. Diese Anweisungen umfassen den Bearbeitungsvorgang, die Schnitttiefe und die Schnittbearbeitungsgeschwindigkeit.
• Bearbeitung: Sobald Sie Ihre Anweisungen eingegeben haben, beginnt das horizontale Bearbeitungszentrum automatisch mit dem Bearbeitungsprozess. Durch die Bewegung der Spindel entlang einer vorgegebenen Achse wird das Bearbeitungswerkzeug mit Ihrem Werkstück in Kontakt gebracht. Das Ergebnis ist ein gut geformtes, gebohrtes oder mit einem Gewinde versehenes Werkstück.
• Kühlmittelanwendung: Bei den Bearbeitungsvorgängen kommt es häufig zu Reibung und Wärmeentwicklung. Dies erfordert die Anwendung von Kühl- und Schmiermitteln, um einen reibungslosen Betrieb zu ermöglichen.
• Entladung: Dieser Schritt wird eingeleitet, sobald Sie mit der Qualität Ihres bearbeiteten Produkts zufrieden sind. Dieser Vorgang kann automatisch oder manuell durchgeführt werden.

HMC-Typen

HMCs werden anhand ihrer Spindelkonfiguration klassifiziert. Sie werden jedoch weiter in andere Untertypen unterteilt, die jeweils auf die Ausübung unterschiedlicher Rollen spezialisiert sind.

3-Achsen-Horizontal-Bearbeitungszentrum

Das 3-Achsen-HMC ist ein einfaches Bearbeitungszentrum, das für die Unterstützung von Drei-Achsen-Bewegungen bekannt ist. Diese Maschine unterstützt Bewegungen entlang der X-, Y- und Z-Achse und eignet sich daher perfekt für einfache Anwendungen wie Fräsen, Gewindeschneiden und Bohren.

4-Achsen Horizontales Bearbeitungszentrum

Die 4-Achsen-HMC verfügt über mehr Achsen und eignet sich daher für komplexere Bearbeitungsprozesse. Zusätzlich zu den drei Achsen, die von einer 3-Achsen-HMC unterstützt werden, verfügt diese Maschine über einen Drehtisch. Mit dem 4-Achsen-Horizontalbearbeitungszentrum können Sie zahlreiche Flächen Ihres Werkstücks präzise und komfortabel bearbeiten.

5-Achsen Horizontales Bearbeitungszentrum

Dies ist das fortschrittlichste Modell horizontaler Bearbeitungszentren und wird allgemein für seine Flexibilität geschätzt. Die 5-Achsen-HMC verfügt zusätzlich zu den drei Grundachsen über zwei zusätzliche Drehachsen. Bei diesen Achsen handelt es sich um die A- und B-Achsen, mit denen Sie unregelmäßig geformte Werkstücke auf zahlreichen Flächen bearbeiten können.

Horizontales Bearbeitungszentrum mit zwei Paletten

Das horizontale Bearbeitungszentrum mit zwei Paletten wird für seine hohen Produktionsraten geschätzt, die durch seine Doppelpalettenkonfiguration ermöglicht werden. Mit diesem Zentrum können Sie zwei Werkstücke auf zwei verschiedenen Paletten zuführen. Dies gewährleistet eine kontinuierliche Bearbeitung, da Sie eine Palette beladen können, während die andere Ihr Werkstück für die Bearbeitung bereithält.

Vorteile des Einsatzes horizontaler Bearbeitungszentren

• Mehrseitenbearbeitung: Typische horizontale Bearbeitungszentren verfügen über zahlreiche Achsen (3–5) und ermöglichen so die Durchführung von Bearbeitungsvorgängen auf mehreren Flächen.
• Erhöhte Produktivität: Horizontale Bearbeitungszentren, insbesondere Doppelpaletten-HMCs, ermöglichen die gleichzeitige und kontinuierliche Bearbeitung mehrerer Werkstücke. Während eine Ihrer Paletten im Bearbeitungszentrum steht, können Sie die andere beladen.
• Verbessertes Chipmanagement: Die ausgeprägte Ausrichtung der HMCs sowie ihr beeindruckender Chip-Entleerungsmechanismus sorgen dafür, dass die angesammelten Fragmente effizient entfernt werden. Sie enthalten Späneförderer, die eine reibungslose Späneabsaugung ermöglichen.
• Verbesserte Festigkeit: Die einzigartige Konfiguration von HMCs macht sie stabil und ermöglicht es ihnen, schwere Teile zu halten. Bei Bearbeitungsvorgängen wird die Kraft gleichmäßig verteilt.
• Verbesserte Präzision: Sie enthalten eine starre Spindel, die es ihnen ermöglicht, verschiedene Bearbeitungsvorgänge durchzuführen und dabei eine unübertroffene Genauigkeit zu erreichen.

Was ist ein vertikales Bearbeitungszentrum?

A vertikales Bearbeitungszentrum ist eine handliche Maschine mit senkrecht ausgerichteter Spindel, die sich ideal für hochpräzise Bearbeitungen eignet. Das bedeutet, dass Ihr Bearbeitungswerkzeug und Ihre Spindel über dem Arbeitstisch liegen, auf dem Ihr Werkstück liegt.

Teile von Vertikalbearbeitungszentren

VMCs werden anhand ihrer Konfiguration klassifiziert. Ihre Kernkomponenten (Spindel und Bearbeitungswerkzeug) sind vertikal montiert, was Genauigkeit garantiert. Genau wie HMCs verfügen diese Bearbeitungszentren über mehrere Komponenten, nämlich:

• Base: Dies dient als Grundlage Ihres vertikalen Bearbeitungszentrums und ist im Wesentlichen der Schaft, der andere Komponenten trägt.
• Spalte: Die Säule wird auf dem Sockel aufgestellt und steht aufrecht und bietet eine Stützbasis für bewegliche Komponenten.
• Spindel: Hierbei handelt es sich um eine Welle, die den Betrieb der Bearbeitungswerkzeuge Ihres Zentrums regelt. Bei VMCs ist es aufrecht oder vertikal aufgestellt, was bedeutet, dass es Ihr Schneidwerkzeug von oben in Richtung Ihres Werkstücks zieht.
• Arbeitstisch: Hierbei handelt es sich um eine Oberfläche variabler Größe, die dazu dient, Ihr Werkstück für den Bearbeitungsvorgang in Position zu halten. In vertikalen Bearbeitungszentren bewegt sich der Arbeitstisch entlang der X-, Y- und Z-Achse.
• Werkzeugwechsler: Der Werkzeugwechsler verfügt über ein Magazin, in dem Ihr individuelles Sortiment an Bearbeitungswerkzeugen aufbewahrt wird. Es ist automatisiert, um einen schnellen Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge zu ermöglichen.

Betrieb eines Vertikalbearbeitungszentrums

Vertikale Bearbeitungszentren sind relativ einfache Maschinen, für deren Bedienung ist jedoch ein gewisses Know-how erforderlich. Um Ihren VMC reibungslos zu betreiben, befolgen Sie einfach die folgenden Schritte.

• Vorbereitung: Zunächst müssen Sie den Grundstein für den Bearbeitungsvorgang legen. Dazu gehören das Tragen von Schutzausrüstung, das Einrichten Ihres VMC und das Laden des entsprechenden Bearbeitungswerkzeugs.
• Programmierung: VMCs sind im Allgemeinen CNC-programmiert, was bedeutet, dass Sie ein Programm erstellen sollten, das den Betrieb Ihrer Maschine vorgibt. Ihr Programm sollte unter anderem Ihre bevorzugte Schnittgeschwindigkeit und -tiefe festlegen.
• Bearbeitung: Bevor Sie mit der Bearbeitung beginnen, überprüfen Sie noch einmal Ihr geladenes Programm. Fahren Sie dann mit der Aktivierung des VMC über das Bedienfeld fort. Dadurch wird automatisch mit der Ausführung des in Ihrem Programm festgelegten Bearbeitungsvorgangs begonnen.
• Fertigstellung: Sobald Ihr Werkstück gut bearbeitet ist, schalten Sie die Maschine aus und entnehmen Sie Ihr Werkstück. Überprüfen Sie den Zustand, um sicherzustellen, dass es Ihren Anforderungen entspricht.

Unterkategorien von Vertikalbearbeitungszentren

Vertikale Bearbeitungszentren verfügen über unterschiedliche Funktionen und dies bildet die Grundlage für die Kategorisierung in verschiedene Typen. Zu den gängigen VMC-Typen, die Sie nutzen können, gehören:

• Vertikale Bearbeitungszentren mit C-Rahmen: C-Frame-VMCs können anhand ihrer eindeutigen Säulenausrichtung identifiziert werden. Ihre Säule ähnelt einem C-förmigen Rahmen, wodurch sie sehr steif sind und sich daher für die Bearbeitung schwerer Werkstücke eignen.
• Vertikale Bearbeitungszentren mit beweglichem Ständer: Diese Art von vertikalen Bearbeitungszentren ist aufgrund ihrer beweglichen Säulenkonfiguration auf die Bearbeitung großer Teile spezialisiert. Seine Säule kann entlang der x-Achse bewegt werden und ermöglicht so die Bearbeitung großer Objekte.
• 3-Achsen-Vertikalbearbeitungszentren: Dies ist das grundlegende VMC-Modell, das sich durch die unterstützten Achsenbewegungen auszeichnet. Es ist auf die Ausführung einfacher Vorgänge spezialisiert, obwohl seine Fähigkeit, große Teile zu handhaben, begrenzt ist.
• 4-Achsen-Vertikalbearbeitungszentren: Der 4-Achsen-VMC verfügt über eine zusätzliche Achse in Form eines Drehtisches. Dadurch eignet es sich hervorragend für recht komplexe Bearbeitungsvorgänge und relativ große Bauteile.
• 5-Achsen-Vertikalbearbeitungszentren: Dieses fortschrittliche Gerät gilt als Inbegriff moderner Bearbeitungszentren. Es ist in der Lage, schwere Werkstücke nahtlos zu bearbeiten. Es ergänzt die Grundachsen um zwei zusätzliche Achsen (A und B).

Vorteile der Verwendung eines vertikalen Bearbeitungszentrums

• Platzsparend: Dank ihrer vertikalen Ausrichtung nehmen sie weniger Platz ein und eignen sich daher ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot.
• Hervorragende Präzision: Ihre einzigartige Ausrichtung macht sie ziemlich steif und minimiert dadurch das Risiko einer Werkzeugablenkung und Werkstückbewegung. Dies führt letztendlich zu präzisen Bearbeitungsvorgängen.
• Kosteneffizient: Sie gelten allgemein als die preisgünstigsten Bearbeitungszentren. Dies liegt daran, dass der Erwerb dieser Befehle aufgrund ihres einfachen Designs vergleichsweise geringere Kosten verursacht.
• Benutzerfreundlich: Neben dem einfachen Design haben Sie auch einfachen Zugriff auf wichtige Komponenten wie den Arbeitstisch. Dies erleichtert Ihnen die Einrichtung und den Betrieb Ihres VMC.

Horizontale Bearbeitungszentren im Vergleich zu vertikalen Bearbeitungszentren

Diese beiden maschinellen Erfindungen entwickeln sich dank ihrer Präzision und Zuverlässigkeit immer mehr zu den bevorzugten Bearbeitungssystemen. Sie verfügen jedoch über besondere Merkmale, die sie ideal für verschiedene Anwendungen machen. In dieser Tabelle sind die wichtigsten Unterschiede zusammengefasst.

Besonderheit	Horizontales Bearbeitungszentrum	Vertikales Bearbeitungszentrum
Spindelausrichtung	Parallel zum Arbeitstisch.	Senkrecht zum Arbeitstisch.
Schnitttiefe	Erzielt tiefere Schnitte.	Erzielt kürzere Schnitte.
Bearbeitungsgenauigkeit	Relativ weniger genau.	Äußerst präzise.
Werkzeuggeometrie	Verwendet kurze, aber robuste Werkzeuge, da sie schwere Teile handhaben.	Verwendet längere und schlanke Werkzeuge und ist dadurch äußerst präzise.
Werkstückgröße	Geeignet für größere und schwere Werkstücke.	Begünstigt vergleichsweise kleinere und leichtere Werkstücke.
Bearbeitbare Flächen	Kann zahlreiche Flächen bearbeiten, erfordert jedoch möglicherweise zusätzliche Einstellungen.	Kann problemlos mehrere Seiten Ihres Werkstücks bearbeiten.
Kosten	Sind aufgrund ihres anspruchsvollen Designs relativ hochpreisig.	Ihr schlichtes Design führt zu niedrigeren Preisen.
Spanabfuhr	Das Extrahieren der angesammelten Späne ist relativ komplizierter.	Angesammelte Fragmente lassen sich aufgrund der Schwerkraft leicht entfernen.

Häufige Anwendung vertikaler Bearbeitungszentren

Vertikale Bearbeitungszentren sind für ihre hervorragende Bearbeitungspräzision bekannt und geschätzt. Dies macht sie zu unverzichtbaren Maschinen für die folgenden Anwendungen:

• Herstellung medizinischer Geräte
• Bearbeitung von Automobilteilen
• Formenbau
• Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtkomponenten
• Herstellung elektronischer Komponenten
• Formenbau
• Prototyp entwickeln

Anwendungen für horizontale Bearbeitungszentren

Aufgrund ihrer robusten Bearbeitungswerkzeuge sind horizontale Bearbeitungszentren nach wie vor die bevorzugte Bearbeitungslösung für schwere Bearbeitungsvorgänge. Sie werden vor allem genutzt in:

• Fertigung schwerer und großer Bauteile: Zum Beispiel Baumaschinenteile, Motorblöcke und große Formen.
• Bearbeitung komplexer Geometrien: 4-Achsen- und 5-Achsen-Horizontalbearbeitungszentren werden zur Durchführung komplexer Bearbeitungsvorgänge wie Innengewindeschneiden eingesetzt.
• Großbearbeitung: Durch den Einsatz von Doppelpaletten eignen sie sich perfekt für die Massenproduktion von Bauteilen.
• Allgemeine Fertigung: Ihre Genauigkeit und ihr hoher Automatisierungsgrad haben ihren Einsatz in der Fertigungsindustrie zur Herstellung von Prototypen und Konsumgütern vorangetrieben.

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