Valet mellan en enspindlig och dubbelspindlig CNC-maskin handlar inte bara om hur många spindlar maskinen har. Det handlar om vilka komponenter som ska tillverkas, hur bearbetningen ser ut, vilka cykeltider produktionen kräver och hur mycket flexibilitet som behövs när detaljer eller volymer förändras.
En dubbelspindlig maskin kan ge hög produktivitet när två spindlar kan utnyttjas effektivt i samma bearbetningscenter. En enspindlig lösning kan i stället vara lämplig när produktionen kräver en mer uppgiftsspecifik maskin eller när två spindlar inte ger ett tillräckligt mervärde.
Att välja rätt CNC-maskin börjar därför med processen. Antalet spindlar är en viktig faktor, men maskinen behöver också passa komponenterna, produktionsvolymen och kraven på noggrannhet.
Vad är en enspindlig CNC-maskin?
En enspindlig maskin har en arbetsspindel som driver skärverktyget under bearbetningen. I ett CNC-styrt bearbetningscenter samverkar spindeln, maskinens axlar och styrsystem för att utföra programmerade operationer med hög precision.
Beroende på konstruktion kan maskinen användas för exempelvis fräsning, borrning och andra former av CNC-bearbetning.
Bellows erbjuder enspindliga maskiner från Schmid för speciella bearbetningslösningar. Bearbetningscentralerna erbjuds med verktygshållare HSK63, HSK80 och HSK100.
Ett exempel är Schmid SE 290, ett horisontellt bearbetningscenter där bearbetningsenheten är integrerad i en modul som rör sig i X-, Y- och Z-axlarna. Framför enheten finns ett vridbord med B-axel för positionering av arbetsstyckets spännanordning.
Enspindlig betyder alltså inte att maskinen är enkel eller begränsad till en enda operation. Begreppet beskriver framför allt maskinkonceptet och antalet arbetsspindlar.
Hur fungerar en dubbelspindlig maskin?
I ett dubbelspindligt bearbetningscenter finns två arbetsspindlar. Hur de används beror på maskinens konstruktion.
Vissa maskiner använder spindlarna synkront, medan andra konstruktioner gör det möjligt för dem att arbeta oberoende av varandra. Alla dubbelspindliga maskiner fungerar därför inte på samma sätt.
Bellows dubbelspindliga maskiner från Schmid finns med verktygshållare HSK63, HSK80 och HSK100. De flerspindliga maskinerna har individuellt korrigerbara X-, Y- och Z-axlar, vilket gör det möjligt att genomföra korrigeringar för verktyg och fastspänningsanordningar.
Det finns också skillnader mellan modellerna. Det är viktigt eftersom begreppet dubbelspindlig berättar hur många arbetsspindlar som finns, men inte exakt hur de används i produktionen.
Enspindlig eller dubbelspindlig – viktiga faktorer för rätt maskin
Den mest uppenbara skillnaden är antalet arbetsspindlar. För produktionen är det däremot viktigare att förstå vad konstruktionen gör möjligt.
| Enspindlig maskin | Dubbelspindlig maskin |
|---|---|
| En arbetsspindel | Två arbetsspindlar |
| Kan byggas för uppgiftsspecifik bearbetning | Kan utnyttja två spindlar i samma maskinkoncept |
| Lämpligheten styrs av detalj och process | Kan ge hög produktivitet när båda spindlarna utnyttjas effektivt |
| Relevant när två spindlar inte ger tillräckligt mervärde | Intressant när processen kan dra nytta av två spindlar |
| Finns hos Bellows med HSK63, HSK80 och HSK100 | Finns hos Bellows med HSK63, HSK80 och HSK100 |
En dubbelspindlig konstruktion innebär inte automatiskt dubbelt så hög produktivitet. Den verkliga effektiviteten påverkas även av bearbetningstid, verktygsbyten, fixturering, materialhantering och hur detaljer kan laddas och lossas.
Det är därför hela produktionscykeln som behöver bedömas.
När passar en dubbelspindlig CNC-maskin bäst?
En dubbelspindlig lösning blir särskilt intressant när båda spindlarna kan användas på ett sätt som minskar tiden per producerad komponent eller ökar kapaciteten i processen.
Schmids maskinsortiment visar att detta kan lösas på olika sätt. I SE 335 arbetar exempelvis två enheter med horisontella arbetsspindlar oberoende eller asynkront. Maskinen har totalt fyra delningsbord, varav två används i arbetsområdet och två för lastning och lossning. Det möjliggör parallell laddning av arbetsstycken under produktionstiden.
Det visar varför produktiviteten inte enbart är en fråga om hög hastighet hos spindeln eller skärverktyget. Om laddning, lossning eller andra moment kan ske samtidigt som bearbetningen fortsätter kan även dessa delar påverka cykeltiden.
För återkommande tillverkning i större volymer kan sådana egenskaper få stor betydelse för effektiviteten.
När kan en enspindlig maskin vara rätt val?
Två spindlar skapar bara ett produktionsvärde om processen faktiskt kan utnyttja dem.
En enspindlig maskin kan därför vara rätt maskin när detaljen, volymen eller produktionsupplägget inte motiverar ett dubbelspindligt koncept. Den kan också vara intressant när utrustningen ska byggas kring en särskild bearbetningsuppgift.
Schmids enspindliga bearbetningsmaskiner bygger på ett system av befintliga moduler som kan kombineras till uppgiftsspecifika lösningar. Bellows beskriver dem som maskiner för speciella bearbetningslösningar.
Det innebär samtidigt att enspindlig inte ska förväxlas med låg precision eller låg kapacitet. Antalet spindlar är bara en av flera egenskaper som behöver bedömas när man väljer maskin.
Så väljer du en lämplig CNC-maskin för produktionen
Det finns olika typer av CNC-maskiner och ingen maskinkonstruktion passar alla produktionsfall. När valet står mellan en enspindlig och dubbelspindlig lösning är det framför allt följande frågor som behöver besvaras.
Vilka komponenter och material ska bearbetas?
Detaljens storlek, form, material och operationer sätter grundförutsättningarna.
Stål, aluminium och andra metaller kan kräva olika skärverktyg och bearbetningsdata. Vilka parametrar som är lämpliga beror också på de olika material som ska bearbetas.
En komponent med komplexa former kan dessutom kräva åtkomst från flera riktningar. Hur detaljen kan spännas fast och hur verktyget kommer åt blir då en del av maskinvalet.
Vid snäva toleranser och höga krav på noggrannhet behöver hela systemet beaktas – från fixtur och verktyg till spindel, axlar och styrning.
Hur stora volymer ska tillverkas?
Produktionsvolymen påverkar hur värdefull en kortare cykeltid blir.
Vid återkommande tillverkning i stora volymer kan en relativt liten tidsbesparing per komponent få stor effekt över hela produktionen. Då kan en dubbelspindlig lösning vara intressant om båda spindlarna kan hållas produktiva.
Vid små partier eller ofta varierande produktion kan andra faktorer väga tyngre, exempelvis flexibilitet och tiden som krävs för omställning.
Vilka krav finns på precision och ytfinish?
Hög precision handlar inte bara om antalet axlar eller spindlar. Maskinens stabilitet, positionering, skärverktyg, fixturer och styrning påverkar slutresultatet.
Även ytfinish påverkas av samspelet mellan verktyget, materialet, maskinens egenskaper och valda bearbetningsparametrar.
Schmids flerspindliga maskiner har individuellt korrigerbara X-, Y- och Z-axlar. Bellows anger att detta bland annat underlättar korrigeringar för verktyg och fastspänningsanordningar i det dagliga arbetet.
En lämplig maskin behöver därför bedömas som ett komplett bearbetningssystem.
Hur ser hela cykeltiden ut?
Själva skärtiden är bara en del av produktionen.
Arbetsstycken ska laddas, positioneras och spännas fast. Verktyg kan behöva bytas och färdiga komponenter ska tas ur maskinen. I vissa maskinkoncept kan delar av detta ske parallellt med pågående bearbetning.
Det är därför mer relevant att analysera tid per färdig komponent än att enbart jämföra exempelvis spindelns varvtal eller maskinens snabbrörelser.
Hur mycket automation behövs?
Automation kan påverka produktionsflödet minst lika mycket som själva skärprocessen.
Om arbetsstycken kan laddas och lossas automatiskt minskar behovet av manuella moment. I en större produktionscell kan maskinen även behöva samverka med robotar, transportörer, fixturer och annan utrustning.
Bellows arbetar med automation för tillverkningsindustrin och beskriver verksamheten som en kombination av verktygsmaskiner och kundanpassade automationslösningar för verkstadsindustrin.
Det gör att maskinvalet också kan bedömas som en del av ett större produktionsflöde.
Hur flexibel behöver maskinen vara?
En maskin som ska tillverka samma komponent under långa serier kan optimeras annorlunda än en maskin som regelbundet ska ställas om för nya produkter.
Frågan är därför inte bara vilken maskin som har högst hastighet, utan hur väl konstruktionen passar produktionens variation över tid.
3-axlig, 5-axlig eller dubbelspindlig – vad betyder begreppen?
Antalet axlar och antalet spindlar beskriver olika egenskaper hos en verktygsmaskin.
Axlarna beskriver de styrda rörelser som används för att positionera verktyget eller detaljen. En 3-axlig maskin arbetar exempelvis med linjära rörelser i X-, Y- och Z-riktning. Ytterligare styrda axlar kan göra det möjligt att nå fler sidor och vinklar på komponenten.
Antalet spindlar beskriver i stället hur många arbetsspindlar maskinen har.
En dubbelspindlig konstruktion kan alltså samtidigt vara fleraxlig. En 5-axlig maskin och en dubbelspindlig maskin är därför inte två motsatta kategorier. Begreppen beskriver olika delar av maskinens konstruktion.
Olika typer av CNC-maskiner fyller olika behov
CNC står för Computer Numerical Control och syftar på numerisk styrning av maskinens rörelser och funktioner.
Begreppet omfattar betydligt fler maskinkonstruktioner än de en- och dubbelspindliga bearbetningscenter som behandlas här.
Det finns exempelvis CNC-svarvar och CNC-fräsmaskiner med andra arbetssätt. Vid svarvning är det normalt arbetsstycket som roterar, medan fräsmaskiner använder roterande skärverktyg för att ta bort material.
Vilken typ av CNC-maskin som är lämplig beror därför på vad som ska produceras och vilka operationer som krävs.
Bellows erbjuder verktygsmaskiner från Schmid och sortimentet omfattar bland annat enspindliga och dubbelspindliga maskiner samt svarv- och fräsmaskiner.
Rätt CNC-maskin börjar med rätt kravbild
När en ny maskininvestering planeras är det lätt att börja med tekniska specifikationer. En bättre utgångspunkt är den faktiska produktionen.
Definiera först vad som ska tillverkas, vilka material som förekommer, produktionsvolymer och vilka operationer som krävs. Bedöm därefter kraven på precision, cykeltid, flexibilitet, automation och materialhantering.
För en produktion där två spindlar kan hållas effektiva och flera moment kan ske parallellt kan en dubbelspindlig lösning ge produktionsfördelar. Om processen inte kan dra nytta av den extra spindeln kan en enspindlig lösning vara mer relevant.
Det finns därför inget generellt svar på vilken konstruktion som passar bäst. Rätt val behöver baseras på detaljen och den verkliga produktionsprocessen.
Bellows erbjuder verktygsmaskiner från Schmid för industriell bearbetning och arbetar även med rådgivning och förundersökningar för automationsprojekt.
Kontakta Bellows för att diskutera vilken maskinlösning som passar förutsättningarna i din produktion.
Vanliga frågor om enspindliga och dubbelspindliga CNC-maskiner
Vad är skillnaden mellan en enspindlig och dubbelspindlig maskin?
Den grundläggande skillnaden är att en enspindlig maskin har en arbetsspindel medan en dubbelspindlig har två. Hur stor praktisk skillnad det innebär beror på maskinens konstruktion och hur spindlarna kan användas i produktionsprocessen.
Är en dubbelspindlig maskin dubbelt så snabb?
Inte nödvändigtvis. Två spindlar kan öka produktiviteten när processen kan utnyttja dem effektivt, men den totala cykeltiden påverkas även av bearbetningsoperationer, verktygsbyten, fixturering samt laddning och lossning.
Har dubbelspindliga maskiner sämre precision?
Det går inte att avgöra precisionen enbart utifrån antalet spindlar. Resultatet påverkas av hela maskinkonstruktionen, bland annat positionering, fixturering, verktyg och styrning. Schmids flerspindliga maskiner har individuellt korrigerbara X-, Y- och Z-axlar.
När passar en dubbelspindlig CNC-maskin bäst?
Den är särskilt intressant när produktionsupplägget gör det möjligt att utnyttja två spindlar effektivt. Det kan exempelvis vara i återkommande produktion där parallella processer eller arbetsstyckesbyten bidrar till bättre kapacitetsutnyttjande.
Är en 5-axlig CNC-maskin samma sak som en dubbelspindlig maskin?
Nej. Antalet axlar beskriver maskinens styrda rörelser, medan antalet spindlar beskriver antalet arbetsspindlar. En maskin kan därför vara fleraxlig och samtidigt ha två spindlar.
Vad ska man tänka på när man väljer en CNC-maskin?
Viktiga faktorer är komponentens geometri och material, vilka operationer som ska utföras, produktionsvolym, krav på noggrannhet och ytfinish, cykeltid, flexibilitet samt behovet av automation. Maskinen bör väljas utifrån hela produktionsprocessen snarare än en enskild teknisk specifikation.