CNC-Bearbeitungszentrum: Vertikal vs. Horizontal, was ist der Unterschied?

In der modernen Fertigung zeichnet sich das CNC-Bearbeitungszentrum durch seine Schnelligkeit und Präzision aus. Bei diesem Bearbeitungszentrum gibt es zwei Haupttypen: vertikale und horizontale. Beide unterscheiden sich in vielen Aspekten, wie z. B. dem Design und den Funktionen. Dieser Unterschied hat mich dazu inspiriert, einen Vergleich zwischen vertikalen und horizontalen CNC-Bearbeitungszentren zu schreiben. Er wird Ihnen helfen, die richtige Option für Ihre Projektanforderungen zu wählen. Also, fangen wir an! 

Überblick über CNC-Bearbeitungszentren

CNC-Bearbeitungszentren sind fortschrittliche Werkzeuge, die zur Herstellung komplizierter Teile eingesetzt werden. Diese Werkzeuge führen verschiedene Bearbeitungsaufgaben aus, wie Bohren, Ausbohren, Fräsen und Gewindeschneiden. Das CNC-Bearbeitungszentrum folgt den Anweisungen des Computers, um alle diese Aufgaben auszuführen. Aus diesem Grund verfügen sie über eine hervorragende Präzision und Genauigkeit.

Wie ich bereits sagte, arbeiten CNC-Maschinen mit Computeranweisungen. WIE? Das Entwurfsmodell wird mit einer CAD-Software erstellt. Eine andere Software namens CAM wandelt dieses Modell in G-Code-Sprache um. Diese Sprache ist für CNC-Bearbeitungszentren lesbar. Diese Werkzeuge folgen also diesen Anweisungen und erstellen exakte komplexe geometrische Entwürfe.

CNC-Bearbeitungszentren sind für ihre Vielseitigkeit bekannt. Sie können verschiedene Materialien wie Metalle, Kunststoffe und Holz schneiden und formen. Außerdem haben diese Maschinen die Fähigkeit zum Werkzeugwechsel. Das bedeutet, dass sie automatisch zwischen verschiedenen Schneidwerkzeugen für verschiedene Bearbeitungsvorgänge wechseln. Siehe Die gesamte Palette der CNC-Bearbeitungszentren von BORUI.

CNC-Bearbeitungszentren sind nicht nur vielseitig, sondern auch auf lange Sicht kostengünstig. Zweifellos haben sie höhere Anschaffungskosten. Da diese Maschinen jedoch automatisiert sind, senken sie die Arbeitskosten. Außerdem erhöhen CNC-Bearbeitungszentren durch ihre hohe Geschwindigkeit das Produktionsniveau. Wie ich bereits sagte, gibt es zwei Haupttypen. Lassen Sie uns diese im Folgenden besprechen.

Was ist ein Vertikal-Bearbeitungszentrum?

Bei einem vertikalen Bearbeitungszentrum ist die Spindel vertikal angeordnet. Die Spindel ist ein Stößel, der die Schneidwerkzeuge hält. Sie bewegt sich also senkrecht zum Werkstück, wenn sie sich in einer vertikalen Position befindet. Einfach ausgedrückt: Die Schneidwerkzeuge bewegen sich auf und ab, um das Material zu bearbeiten. Siehe BORUI Vertikale CNC-Bearbeitungszentren.

Aufgrund ihres einfachen Aufbaus sind vertikale Bearbeitungszentren sehr benutzerfreundlich. Mit einigen Grundkenntnissen können Sie es effizient bedienen. Sie sind für ihre Vielseitigkeit und einfache Handhabung bekannt. Aber denken Sie daran, dass vertikale Bearbeitungszentren für Materialien mit flachen Oberflächen geeignet sind. Der Grund dafür liegt in der Bewegung der Spindel in nur zwei Richtungen. Abgesehen von dieser Einschränkung bietet es dennoch eine Vielzahl von Vorteilen;

• Die Vertikal-Bearbeitungszentren sind durch ihre einfache Konstruktion leicht zu bedienen. Außerdem macht die automatische Software ihre Bedienung noch müheloser.
• Vertikale Bearbeitungszentren sind die am häufigsten verwendeten CNC-Maschinen. Da sie weltweit hergestellt werden, sind sie leicht verfügbar und kosten weniger.
• Wie Sie wissen, werden diese Werkzeuge von automatischen Systemen betrieben. Es gibt also keine Chance für menschliche Fehler. Diese Eigenschaft macht das vertikale Bearbeitungszentrum präziser und genauer.
• Vertikale Bearbeitungszentren sind vielseitig. Sie können verschiedene Aufgaben wie Fräsen, Bohren und Aufbohren erledigen. Darüber hinaus bieten sie Vielseitigkeit bei der Bearbeitung verschiedener Materialien. 
• Diese Werkzeuge zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise aus. Sie benötigen weniger Stellfläche, was den Arbeitern die Handhabung erleichtert.

Was ist ein Horizontal-Bearbeitungszentrum?

Beim horizontalen Bearbeitungszentrum ist die Spindel horizontal angeordnet. Das bedeutet, dass sich die Schneidwerkzeuge parallel zum Werkstück bewegen. Ein fortschrittliches Merkmal dieser Maschinen ist ihr drehbarer Arbeitstisch. Dieser Tisch hält das Werkstück und bewegt es seitlich entlang der Y- und Z-Achse. Auf diese Weise können Sie ein Material von vielen Seiten und Winkeln aus bearbeiten. Siehe BORUI Horizontale CNC-Bearbeitungszentren.

Horizontale Bearbeitungszentren sind hocheffizient. Sie können schnell Material von allen Seiten des Werkstücks abtragen. Außerdem hilft der Drehtisch beim Einlegen neuer Werkstücke, während die alten bearbeitet werden. Dadurch wird die Durchlaufzeit verkürzt, was bedeutet, dass Sie mehr Produkte in kürzerer Zeit herstellen können. Lassen Sie uns die wichtigsten Vorteile von horizontalen Bearbeitungszentren erörtern.

• Das horizontale Bearbeitungszentrum gewährleistet eine hohe Produktionsgeschwindigkeit. Seine Fähigkeit, alle Seiten des Werkstücks zu bearbeiten, reduziert die Zeit für die Neupositionierung.
• Sie verfügt über einen großen Arbeitstisch, so dass sie große und komplexe Werkstücke problemlos bearbeiten kann. Darüber hinaus hilft die robuste Struktur bei der Handhabung von schwerem Material.
• Horizontale Bearbeitungszentren zeichnen sich durch ihre Fähigkeit zur Späneabfuhr aus. Das bedeutet, dass die während der Bearbeitung anfallenden Späne automatisch wegfliegen.
• Das horizontale Bearbeitungszentrum hat eine robuste Struktur. Es gewährleistet eine langfristige Leistung und reduziert die Wartungskosten.
• Diese CNC-Maschinen können das Material von mehreren Seiten bearbeiten. Dadurch muss das Material seltener neu positioniert werden, was die Genauigkeit erhöht. Was die Präzision angeht, sind sie unübertroffen.

Hauptunterschiede zwischen vertikalen und horizontalen CNC-Bearbeitungszentren

Lassen Sie uns den Hauptunterschied zwischen vertikalen und horizontalen Bearbeitungszentren erörtern. 

1- Spindelausrichtung

Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Typen ist die Spindelausrichtung. Bei einem vertikalen Bearbeitungszentrum ist die Spindel vertikal angeordnet. Die Schneidwerkzeuge bewegen sich also senkrecht zum Werkstück. Durch diese Ausrichtung können sie sich nur in zwei Richtungen bewegen. Mit dieser Maschine können Sie also nur flache Oberflächen bearbeiten. 

Diese vertikale Ausrichtung macht die Konstruktion dieser Maschine einfach. Aber bedenken Sie, dass die Spanabfuhr durch diese Ausrichtung erschwert wird. Die Späne sammeln sich auf dem Werkstück und behindern den Bearbeitungsprozess. Auf der anderen Seite ist die Spindel bei horizontalen Bearbeitungszentren entlang einer horizontalen Achse ausgerichtet. 

Das bedeutet, dass sich die Schneidwerkzeuge parallel zum Werkstück bewegen. Diese Ausrichtung ermöglicht es diesen Maschinen, Material von verschiedenen Seiten abzutragen. So können Sie komplexe Geometrien erstellen. Außerdem ist das Problem der Späneansammlung nicht mehr auf die horizontale Ausrichtung zurückzuführen. Die Späne flogen aufgrund der Schwerkraft von selbst weg.

2- Produktionsgeschwindigkeit und Effizienz

Dies ist ein weiterer Faktor, der die vertikale und die horizontale Bearbeitung voneinander unterscheidet. Vertikale Bearbeitungszentren haben zum Beispiel eine geringere Produktionsgeschwindigkeit. WARUM? Weil sie mehr Zeit benötigen, um das Werkstück neu zu positionieren. Wie Sie wissen, bewegen sich diese Maschinen in zwei Richtungen. Sie müssen also jedes Mal die Position des Werkstücks ändern, was sich auf die Geschwindigkeit auswirkt. Diese langsame Geschwindigkeit macht sie weniger effizient.

Dennoch eignen sie sich am besten für mittlere bis kleine Produktionsbetriebe. Das horizontale Anpassungszentrum hingegen hat eine sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Es muss nicht häufig neu positioniert werden. Sie können das Material von allen Seiten des Werkstücks in einem Durchgang entfernen, was es für große Produktionsbetriebe effizienter macht. 

3- Kosten und Platz

Beide Arten unterscheiden sich in Bezug auf Kosten und Platzbedarf. WIE? Wenn wir über die vertikalen Bearbeitungszentren diskutieren, haben sie einen einfachen Aufbau. Sie enthalten zum Beispiel nur wenige bewegliche Teile und einen weniger komplexen Aufbau. Dieses Design reduziert die Schwierigkeiten bei der Herstellung. Sie sind also weniger kostspielig. Außerdem haben sie eine kompakte Bauweise. Die Schneidwerkzeuge bewegen sich in zwei Richtungen.

Daher benötigen sie auch nicht mehr Platz. Andererseits sind die Anschaffungskosten für horizontale Bearbeitungszentren höher. Sie verfügen über fortschrittliche Funktionen, wie z. B. ein Späneabfuhrsystem, die ihren Gesamtpreis erhöhen. Was den Platzbedarf betrifft, so benötigen horizontale Bearbeitungszentren mehr Platz. Sie haben einen Drehtisch, der viel Platz benötigt. 

4- Tischgröße und Achsenverschiebung

Beide Typen haben unterschiedliche Tischgrößen und Achsverfahrwege. Der Achsverfahrweg bezieht sich auf den Bewegungsbereich der Maschinen entlang der X-, Y- und Z-Achse. Einfach ausgedrückt, gibt er an, wie weit sich die Schneidwerkzeuge in jede Richtung bewegen können. Vertikale Bearbeitungszentren sind für die Bearbeitung kleiner bis mittelgroßer Werkstücke ausgelegt. Sie haben also einen kleinen Arbeitstisch.

Diese kompakte Größe ist hilfreich für kleinere Arbeiten. Was den Achsverfahrweg betrifft, so kann diese Maschine eine kleinere Strecke entlang verschiedener Achsen zurücklegen. Der Grund dafür liegt in der Ausrichtung der Spindel. Durch den Einbau eines drehbaren Arbeitstisches kann der Verfahrweg der Achsen jedoch weiter erhöht werden. Umgekehrt haben horizontale Bearbeitungszentren eine große Tischgröße, um große Teile zu bearbeiten.

Dieser Tisch ist aus robustem Material gefertigt, um große Teile zu bearbeiten. Die Verfahrwege der Achsen des horizontalen Bearbeitungszentrums sind enorm. Wie Sie wissen, kann sich der Arbeitstisch in vier bis fünf Achsen drehen. Die Schneidewerkzeuge bewegen sich also über größere Entfernungen entlang verschiedener Achsen. Dies hilft, das Material aus verschiedenen Winkeln zu entfernen. So können Sie aufgrund der großen Verfahrwege komplizierte Designs erstellen.

5- Anzahl der Achsen

Die Anzahl der Achsen gibt an, in wie viele Richtungen sich die Schneidwerkzeuge oder das Werkstück bewegen können. Beide Arten von CNC-Maschinen haben eine unterschiedliche Anzahl von Achsen. Ein vertikales Bearbeitungszentrum kann zum Beispiel in drei Achsen arbeiten (X, Y, Z). Mit Hilfe der X-Achse bewegen sich die Schneidwerkzeuge von links nach rechts. Die Y-Achse bewegt sich von vorne nach hinten, und die Z-Achse bewegt sich auf und ab.

Diese 3-Achsen-Maschine ist also für einfache Fräsarbeiten geeignet. Das horizontale Bearbeitungszentrum hingegen kann sich entlang von 4 und 5 Achsen oder in fünf Richtungen bewegen. Die drei Achsen sind X, Y und Z, wie zuvor. Es verfügt jedoch über zwei zusätzliche Achsen namens A und B.

Die A-Achse bewegt sich entlang der X-Achse, und die B-Achse bewegt sich entlang der Y-Achse. Diese zusätzlichen Achsen ermöglichen die Rotationsbewegung von Werkstücken oder Schneidwerkzeugen. Dadurch muss das Werkstück weniger oft verschoben werden, was die Fehlerquote verringert. Dank der größeren Anzahl von Achsen können Sie mit dieser Maschine komplexe Fräsarbeiten durchführen. 

Wann sollte man Vertikal-Bearbeitungszentren einsetzen?

Vertikale Bearbeitungszentren haben einen einfachen Aufbau. Aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Spindel kann sie sich nur in eine begrenzte Richtung bewegen. Vertikale Bearbeitungszentren sind zuverlässig, wenn Sie flache Oberflächen bearbeiten wollen, die keine Mehrseitenbearbeitung erfordern. Außerdem eignen sie sich am besten für einfache Bearbeitungsvorgänge wie Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden.

Das Produktionsvolumen des vertikalen Bearbeitungszentrums ist gering bis mäßig. Der Grund liegt in der langsamen Geschwindigkeit. Wenn Ihr Projekt also keine hohe Produktion erfordert, sollten Sie sich für diese Maschine entscheiden. Es ist eine kosteneffiziente Option aufgrund der niedrigeren Anfangskosten. Wenn Sie also ein Unternehmen in kleinem Maßstab gründen wollen, sind sie am besten für Sie geeignet.

Schließlich erfordert die einfache Konstruktion der vertikalen Zentren manuelle Einstellungen. Ihr Design bietet daher eine gute Sichtbarkeit. Daher sind diese Maschinen am besten geeignet, um die Grundlagen von CNC-Maschinen zu erlernen. Sie können sie für Bildungs- und Ausbildungszentren verwenden. 

Wann wird ein Horizontal-Bearbeitungszentrum eingesetzt?

Wie Sie wissen, sind horizontale Bearbeitungszentren komplex aufgebaut. Sie verfügen über bewegliche Arbeitstische mit zusätzlichen Achsen, die sie bei der Rotation unterstützen. Sie sollten sich also für diese Maschinen entscheiden, wenn Sie Mehrseitenbearbeitungen durchführen wollen. Diese Maschinen sind ideal für die Herstellung von Teilen mit komplexer Geometrie.

Darüber hinaus eignen sich horizontale Bearbeitungszentren perfekt für eine Großproduktion. WARUM? Diese Maschinen sind in allen Arbeitsgängen sehr schnell. Sie können mehrere Werkstücke auf einmal bearbeiten und müssen nicht umpositioniert werden. Das horizontale Bearbeitungszentrum hat eine robuste Struktur.

Sie sind daher besonders für große und schwere Werkstücke geeignet. 

Die Industriezweige, die extreme Präzision benötigen, müssen diese Maschinen in Betracht ziehen. Wie Sie wissen, sind die horizontalen Bearbeitungszentren mit Roboterarmen und automatischen Palettenwechslern ausgestattet. Dadurch werden Fehler reduziert und die Genauigkeit verbessert. Wenn Sie über ein hohes Budget verfügen und eine hohe Produktion bevorzugen, sind diese Maschinen die ideale Lösung für Sie. 

Vorteile der Investition in ein hochwertiges CNC-Bearbeitungszentrum

Die richtige Investition von heute kann Ihren Erfolg von morgen neu definieren. Lassen Sie uns also die Vorteile einer Investition in ein hochwertiges CNC-Bearbeitungszentrum erkunden.

1. Verbesserte Präzision und Genauigkeit: Ein hochwertiges Bearbeitungszentrum gewährleistet Genauigkeit und Präzision. Es minimiert den menschlichen Beitrag und reduziert Fehler. Sie können also präzisere, schnellere und genauere Ergebnisse erzielen, wenn Sie in eine Qualitätsmaschine investieren.
2. Gesteigerte Effizienz und Produktivität: Eine hochwertige Maschine bietet eine hohe Geschwindigkeit. Sie verfügt zum Beispiel über ein automatisiertes System, das den Zyklus in kürzerer Zeit abschließt. Dies erhöht das Produktionsvolumen und die Effizienz.
3. Vielseitigkeit und Flexibilität: Ein hochwertiges Anpassungszentrum bietet Vielseitigkeit und Flexibilität. Sie können eine Vielzahl von Materialien bearbeiten, von weich bis hart. Außerdem kann es mehrere Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig ausführen, was Flexibilität bietet.
4. Kosteneinsparungen im Laufe der Zeit: Zweifellos erfordert eine hochwertige Maschine höhere Anschaffungskosten. Aber auf lange Sicht erweist sie sich als kosteneffektiv. Sie muss zum Beispiel nicht häufig gewartet und ausgetauscht werden. Außerdem reduziert sie die Kosten für zusätzliche Werkzeuge mit allen Funktionen in einem Rahmen.
5. Geringere Ausfallzeiten: Eine hochwertige Maschine hat aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit geringere Ausfallzeiten. Sie hilft Ihnen, die engen Fristen effektiv einzuhalten. Außerdem können Sie bei geringeren Ausfallzeiten auch das Produktionsniveau erhöhen, was die Verkaufskosten steigert. 

Schlussfolgerung

Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sind spezielle Fertigungswerkzeuge. In diesem Artikel habe ich beide Maschinen im Detail besprochen. Bei vertikalen Bearbeitungszentren beispielsweise ist die rotierende Spindel vertikal angeordnet. Sie kann sich in begrenzte Richtungen bewegen. Daher kann man sie zur Bearbeitung von ebenen Flächen verwenden.

Umgekehrt ist die rotierende Spindel in einer horizontalen Bearbeitungseinrichtung horizontal ausgerichtet. Sie enthält einen drehbaren Arbeitstisch, der sich mit zusätzlichen Drehachsen seitwärts bewegen kann. Daher können Sie ein Material von jeder Seite aus bearbeiten. Diese Art von Bearbeitungszentrum ist effizienter, schneller und zuverlässiger. Sie erfordert jedoch höhere Anschaffungskosten.