NC-Achsen im Koordinatensystem: X-, Y- und Z-Achsen in der CNC-Technik

Um die Bewegungsrichtung an CNC-Maschinen festzulegen, sind für die Hauptverfahrwege der Maschinen sogenannte Koordinatenachsen festgelegt. Das sind die X-, Y- und Z-Achsen im kartesischen Koordinatensystem. Dabei werden sowohl die positiven als auch die negativen Werte erfasst.

Die X-Achse verläuft in der Regel waagerecht. Auf dem rechten Bild sehen Sie, dass die positive X-Achse nach rechts verläuft und die negative X-Achse nach links.

Die positive Y-Achse verläuft bei Maschinen mit senkrechtem Arbeitsspindel, wenn man sich vorstellt dass man direkt vor der Maschine steht, vom Betrachter weg. Die negative Y-Achse verläuft zur Rückseite des Betrachters.

Daher verläuft die X- und Y-Achse bei Senkrechtfräsmaschinen meistens parallel zur Aufspannfläche des Werkstücks.

Die Z-Achse ist die Achse des Arbeitsspindels. Der positive Bereich der Z-Achse liegt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück. Der negative Bereich liegt unterhalb des Werkstücknullpunkts in die entgegengesetzte Richtung.

Auf dem Beispielbild sehen Sie die Achskoordinaten, wobei die Arbeitsspindel (Fräskopf) senkrecht angeordnet ist.

Fräsmaschinen besitzen somit mindestens 3 Achsen. Die Achskoordinaten sind nicht immer gleich. Denn, in unserem Beispiel ist vorausgesetzt, dass die Arbeitsspindel senkrecht sitzt. Nicht immer ist die Arbeitsspindel jedoch senkrecht angeordnet. Bei vielen Fräsmaschinen ist die Arbeitsspindel waagerecht angeordnet. Bei fast allen Drehmaschinen ebenso.

Bei Maschinen mit waagerechtem Arbeitsspindel sind die Y- und Z-Achsen anders. Auf dem rechten Beispielbild haben wir sinnbildlich eine Maschine mit einem waagerechtem Fräskopf dargestellt. Da die Arbeitsspindel die Z-Achse ist, wurde sie mit der Y-Achse vertauscht. Die X-Achse ist gleich geblieben.

Grundsätzlich sollte natürlich immer im Maschinenhandbuch nachgeschaut werden, wie die Achskoordinaten für die Maschine definiert sind. Diese können sich durchaus von Maschine zu Maschine unterscheiden.

Das Koordinatensystem ist für die Programmierung der CNC-Maschine essentiell. Nur mit einem Koordinatensystem kann die Maschine überhaupt wissen, welche Bewegungen erfolgen sollen, um das gewünschte Werkstück fertigen zu können. Über das CNC-Programm erhält die Maschine die Koordinaten mitgeteilt und kann das Werkstück fertigen, indem die notwendigen Bewegungen durchgeführt werden.

CNC-Drehmaschinen haben meistens horizontale Arbeitsspindel. Bei den meisten Drehmaschinen ist die Arbeitsspindel ebenfalls als Z-Achse definiert. Daher ist die Z-Achse identisch mit der Drehachse.

Der Bereich zwischen Werkstück und Werkzeug ist der positive Bereich der Z-Achse. Anders als bei Fräsmaschinen sitzt das Werkzeug, z.B. Drehmeißel, bei Drehmaschinen jedoch nicht an der Arbeitsspindel, sondern außerhalb. Daher liegt der positive Bereich der Z-Achse in dem Bereich, in dem sich das Werkzeug vom Werkstück weg bewegt.

Die X-Achse liegt senkrecht zur Z-Achse. Auch hier ist der positive Bereich zwischen Werkstück und Werkzeug. Bei manchen Drehmaschinen liegen die Werkzeuge hinter der Drehmitte. In dem Fall liegt der positive Bereich der X-Achse ebenfalls hinter der Drehmitte.

Somit haben Drehmaschinen, anders als bei Fräsmaschinen, mindestens 2 Achsen. Die X- und die Z-Achse.