Katere so tri glavne vrste portalnih CNC strojev?

Pri nakupu portalnega CNC stroja mnogi kupci najprej primerjajo hod osi, velikost mize, moč vretena in CNC krmiljenje. Vendar pa je konstrukcijska zasnova stroja enako pomembna, saj vpliva na nosilnost, talno površino, natančnost obdelave, zahteve glede namestitve in skupno naložbo.

Portalni CNC stroji se široko uporabljajo za obdelavo velikih kalupov, podstavkov strojev, strukturnih delov, energetske opreme, letalskih in vesoljskih komponent in drugih obdelovancev, ki so preveliki ali težki za standardni vertikalni obdelovalni center.

Čeprav lahko proizvajalci uporabljajo različna imena modelov, lahko večino industrijskih portalnih CNC strojev razdelimo na tri praktične strukturne tipe:

• Obdelovalni centri s fiksnim-nosilcem.
• Obdelovalni centri s premičnim-portalnim ali premičnim-stebrom.
• Visoko{0}}natančni portalni-stroji tipa most.

Vsaka struktura ima svoje prednosti in omejitve. Najdražji stroj ni nujno tudi najprimernejši. Izbrati morate strukturo glede na velikost obdelovanca, težo, material, zahtevano natančnost, postopek obdelave in razpoložljiv prostor v delavnici.

Kaj je portalni CNC stroj?

Portalni CNC stroj je velik obdelovalni center, zgrajen okoli dveh navpičnih stebrov in vodoravnega prečnega nosilca. Te komponente skupaj tvorijo strukturo-v obliki portala nad delovnim območjem.

Vreteno se premika vzdolž prečnega nosilca in izvaja operacije, kot so rezkanje, vrtanje, vrtanje, narezovanje navojev, povrtavanje in konturna obdelava. Odvisno od konfiguracije stroja lahko uporablja tudi kotne glave, podaljške ali pet{1}}osne rezkalne glave za obdelavo več strani obdelovanca.

V primerjavi z običajnim vertikalnim obdelovalnim centrom, aportalni obdelovalni centerobičajno zagotavlja:

• Večja ovojnica za obdelavo
• Večja razdalja med stebri
• Večja strukturna togost
• Večja nosilnost mize
• Boljša podpora za velike obdelovance
• Več možnosti za več{0}}obdelovanje
• Večja zmožnost-rezanja

Glavna strukturna razlika med portalnimi stroji je, kateri del se med obdelavo premika. Mizo, okvir portala, prečno tirnico in sistem vretena je mogoče razporediti drugače, kar ustvarja različne značilnosti delovanja.

Primerjava treh vrst portalnih CNC strojev

Fiksni{0}}obdelovalni center s portalnim nosilcem

Portalni obdelovalni center s fiksnim-nosilom uporablja dva fiksna stebra in stacionarni prečni nosilec za oblikovanje portalnega okvirja. Delovna miza se običajno premika vzdolžno vzdolž X-osi. Sedlo vretena se premika čez nosilec vzdolž osi Y-, medtem ko se baten ali glava vretena premika navpično vzdolž osi Z-.

To je ena najpogosteje uporabljenih portalnih struktur, saj je njena zasnova zrela, praktična in razmeroma ekonomična.

Prednosti portalnega-stroja s fiksnim nosilcem

Glavna prednost portala s fiksnimi-nosilci je nižja začetna naložba.

Ker stebri in prečni nosilec ostanejo nepremični, stroju ni treba premikati in sinhronizirati celotnega okvirja portala. Njegova mehanska zasnova, pogonski sistem, postopek sestavljanja in nadzorne zahteve so na splošno manj zapleteni kot pri velikem premičnem-portalnem stroju.

Fiksna struktura lahko zagotovi tudi dobro togost za splošno rezkanje, vrtanje, vrtanje in grobo obdelavo. Za številne proizvajalce kalupov in splošne strojne tovarne ponuja primerno ravnovesje med ceno, togostjo, natančnostjo in produktivnostjo.

Stranski-stroj s fiksnim nosilcem se običajno uporablja za obdelavo:

• Kalupi za brizganje
• Kalupi-za tlačno litje
• Strojne podlage
• Ohišja menjalnika
• Velike jeklene plošče
• Avtomobilsko orodje
• Splošni mehanski deli
• Srednje{0}}veliki odlitki
• Varjene konstrukcijske komponente

Če velikost in teža vašega obdelovanca ostaneta v razmeroma stabilnem območju, je ta struktura pogosto najbolj-stroškovno učinkovita izbira.

Omejitve portalnega-stroja s fiksnim žarkom

Njegova glavna omejitev je, da se delovna miza in obdelovanec premikata skupaj.

Ko postane obdelovanec težji, mora pogonski sistem stroja premikati veliko večjo skupno maso. Teža mize, teža vpenjala in teža obdelovanca vplivajo na pospešek, pojemek, odziv na pozicioniranje, obremenitev vodila in dolgoročno-mehansko zmogljivost.

Iz tega razloga nosilnosti stroja s fiksnim-gremenom ni mogoče oceniti samo s pogledom na dimenzije mize.

Preverite tudi:

• Največja dovoljena obremenitev mize
• Zahteve za porazdelitev obremenitve
• Struktura postelje stroja
• Vrsta in velikost vodila
• Kroglični vijak ali zmogljivost pogona
• Težišče obdelovanca
• Pospešek osi X-
• Zahteve za temelje

Premična miza prav tako poveča skupno dolžino stroja. Postelja mora zagotavljati dovolj giba, da se miza premika vzdolž celotne X-osi.

Na primer, portalni stroj s približno štirimi metri giba osi X- lahko zahteva skupno dolžino namestitve več kot osem metrov, odvisno od dolžine mize, varovanja, transporterja za odrezke, električne omarice in prostora za vzdrževanje.

Zato morate pred potrditvijo načrta delavnice zahtevati celotno postavitev stroja.

Kdaj izbrati portal s fiksnim-nosilom?

Obdelovalni center s portalnim-obdelovalnim nosilcem s fiksnim nosilcem je primeren, kadar:

• Teža vašega obdelovanca je znotraj dovoljene obremenitve mize
• Dolžina obdelovanca ni izjemno velika.
• Na tleh imate dovolj prostora za premikanje mize.
• Potrebujete sposobnost grobega in končnega obdelave.
• Želite nadzorovati začetno naložbo v stroj.
• Vaša proizvodnja je v glavnem tri{0}}osna ali 3+2-osna obdelava.

Pri standardnih kalupih, strojnih komponentah in srednje{0}}do-velikih industrijskih delih je to običajno prva portalna konstrukcija, ki jo je vredno upoštevati.

Obdelovalni center s premičnim-stebrom

Obdelovalni center s portalom s premičnim-stebrom uporablja fiksno delovno mizo, medtem ko stebri portala in prečni nosilec potujejo vzdolž osi X-. Sedlo vretena se premika čez prečni nosilec vzdolž osi Y-, baten vretena pa se premika navpično vzdolž osi Z-. Ker obdelovanec med obdelavo miruje, je ta struktura še posebej primerna za dolge, težke ali nepravilno oblikovane komponente.

V primerjavi s strojem s premikajočo-mizo portalu s premikajočim-stebrom ni treba pospeševati in zavirati obdelovanca skupaj z mizo. Vendar pa je dejanska nosilnost še vedno odvisna od delovne mize, temeljev, obremenitve tal, strukture stroja in načina podpore obdelovanca.

Prednosti portalnega stroja z gibljivimi-stebri

Glavna prednost portalnega stroja s premičnim-stebrom je njegova fiksna delovna miza. Ker se obdelovanec med obdelavo ne premika, lahko stroj sprejme težje in daljše dele, hkrati pa zmanjša vpliv teže obdelovanca na premikanje osi.

Ta struktura omogoča tudi prilagodljivo nakladanje in razkladanje. Dolge obdelovance lahko postavite neposredno na mizo, nekateri stroji pa lahko uporabljajo ločena delovna območja za obdelavo in nastavitev obdelovanca. Pri dolgem hodu osi X-lahko fiksna miza tudi zmanjša skupno dolžino namestitve v primerjavi s strukturo premične-mize.

Obdelovalni center s premičnim-stebrom ponuja več praktičnih prednosti:

• Primerno za dolge in težke obdelovance
• Brez premikanja obdelovanca med obdelavo
• Prilagodljivo nalaganje in podpora obdelovanca
• Bolj dosleden odziv osi pri različnih obremenitvah
• Primerno za podaljšano gibanje osi X-
• Možnost razdeljenih delovnih con

Zakaj je portalni stroj s premičnim-stebrom dražji?

Pomični-stroj s premičnimi stebri običajno stane več, ker njegovi stebri in prečni nosilec tvorijo velik premični sklop. Obe strani morata potovati natančno in ostati sinhronizirani skozi celoten hod osi X-.

Številni veliki modeli uporabljajo dvojne servo motorje, dvojne-pogonske sisteme,-in-pastorasti prenos, linearne lestvice in elektronsko sinhronizacijo portala. Če se obe strani ne premikata dosledno, se lahko stroj sooči z napako, neenakomerno obremenitvijo vodila, odstopanjem od položaja ali strukturno obremenitvijo.

Dodatni stroški lahko izvirajo iz:

• Večji servo motorji in pogonski sistemi
• Dvo{0}}osna elektronska sinhronizacija
• Visoko{0}}natančen menjalnik-in-pastorka
• Linearna povratna informacija
• Zahtevnejša montaža vodil
• Napredne CNC krmilne funkcije
• Kompleksna dela na temeljenju in poravnavi
• Laserska kalibracija na dolgih potovanjih

Višja cena torej ne odraža samo večje strukture, temveč tudi dodatne zahteve glede nadzora, povratnih informacij, namestitve in kalibracije.

Tipične uporabe strojev s premičnimi-stebri

Obdelovalni centri s premičnimi-stebri so izbrani predvsem za velike dele, ki so pretežki, dolgi ali jih je težko učinkovito premikati na običajni premični mizi.

Tipične aplikacije vključujejo:

• Železniške komponente
• Oprema za-vetrno energijo
• Ladjedelniške strukture
• Velike strojne postelje in okvirji
• Deli gradbenih strojev
• Oprema-za proizvodnjo električne energije
• Dolge varjene konstrukcije
• Strukturne komponente za letalstvo
• Veliki kalupi in matrice
• Težki industrijski ulitki

Razmislite o premičnem-stebrnem portalnem obdelovalnem centru, kadar so teža obdelovanca, podaljšan-hod osi X, prilagodljivost nakladanja ali-izkoristek prostora v delavnici pomembnejši od doseganja najnižje začetne cene stroja.

Visoko{0}}natančni portalni-stroj tipa

Visoko{0}}natančen most-stroj uporablja tog most ali portalno strukturo okoli delovnega območja. Gibanje glavne osi in vretena je razporejeno nad obdelovancem.

Odvisno od zasnove lahko most ostane fiksen ali se premika vzdolž ene osi. Sedlo vretena, oven, rotacijska glava ali prečna tirnica dopolnjujejo druga gibanja.

Ti stroji se pogosto uporabljajo za visoko-hitrost, visoko-natančnost in pet-osno obdelavo. Posebej pogosti so pri majhnih in srednje-natančnih aplikacijah, čeprav so na voljo tudi veliki premostitveni-stroji.

Prednosti konstrukcije-precision Bridge

Glavna prednost je zmožnost ustvarjanja kratke in razmeroma simetrične poti sile med rezalno točko in strukturo stroja.

Ko so most, stebri, osnova in sistem osi pravilno zasnovani, lahko stroj zagotovi dobro togost, stabilno dinamično gibanje in nadzorovano deformacijo.

Precizni most-stroji lahko uporabljajo tudi:

• Simetrične strojne strukture
• Visoko{0}}hitrostna motorna vretena
• Rotacijske osi-z direktnim pogonom
• Linearne lestvice
• Visoko{0}}natančna vodila
• Hladilni sistemi vretena
• Hlajenje krogličnih vijakov
• Toplotna kompenzacija
• Kompenzacija volumetrične natančnosti
• Napredni pet{0}}osni CNC krmilniki

Te konfiguracije pomagajo stroju ohranjati natančnost kontur in kakovost površine med kompleksnim več{0}}osnim gibanjem.

Omejitve strojev tipa Bridge-

Natančnost ne izhaja le iz oblike stroja.

Struktura most-tipa običajno zahteva-komponente višjega razreda, skrbnejšo montažo, strožji toplotni nadzor in naprednejšo kalibracijo. Njegov sistem CNC in rotacijske osi morajo zagotavljati tudi zahtevano zmogljivost interpolacije in pozicioniranja.

Zato lahko visoko{0}}natančen most-stroj stane bistveno več kot standardni tri{2}}osni fiksni-postavek.

Osnova, temperatura v delavnici, orodje, rezalni pogoji, zasnova vpenjala in zmogljivost operaterja lahko prav tako vplivajo na končni rezultat obdelave.

Tipične aplikacije

Mostni{0}}in natančni portalni stroji se široko uporabljajo za:

• Konstrukcijski deli za letalstvo
• Tekalna kolesa
• Natančni kalupi
• Kompleksne ukrivljene površine
• Avtomobilski prototipi
• Aluminijaste komponente
• Medicinski deli
• Energetske komponente
• Visoko{0}}hitra strojna obdelava
• Pet{0}}osna več-obdelava

Ali se portalni stroji nad šestimi metri vedno premikajo?

Ne vedno. Ko se premikanje osi X-in teža obdelovanca povečata, postane premikajoča-portalna struktura bolj praktična, ker stroju ni treba premikati zelo dolgega in težkega obdelovanca. Zato veliko velikih strojev z dolgim ​​hodom osi X- uporablja stacionarno mizo in premikajoč se portal.

Šest metrov pa ni univerzalna tehnična meja.

Nekateri proizvajalci ponujajo premične-mizne stroje s hodom nad šest metrov, medtem ko drugi uporabljajo premične-portalne strukture pri krajših dolžinah gibanja. Končna zasnova je odvisna od obremenitve obdelovanca, širine stroja, želene natančnosti, površine, proizvodnega procesa in inženirske platforme proizvajalca.

Strukture ne smete izbrati samo na podlagi dolžine osi. Celoten obdelovanec in zahteve za obdelavo je treba ovrednotiti skupaj.

Kako izbrati pravi portalni CNC stroj

Če želite izbrati pravo konstrukcijo portala, začnite z obdelovancem in ne s tehničnim listom stroja.

1. Mere obdelovanca

Potrdite največjo dolžino, širino in višino obdelovanca. Hod stroja mora biti zadosten, vendar morate preveriti tudi razdaljo med stebri, razdaljo od-vretena do-mize, dolžino orodja, višino vpenjala in prostor za pritrditev glave.

2. Teža obdelovanca

Teža obdelovanca ima neposreden vpliv na strukturo mize, vodila, pogone, temelje in nakladalno opremo.

Če je vaš obdelovanec izredno težek, je morda primernejša zasnova s ​​fiksno-mizo, ki se premika-od portala kot stroj s premično-mizo.

3. Material obdelovanca

Jeklo, lito železo, aluminij, titan in kompozitni materiali zahtevajo različne značilnosti vretena.

Groba obdelava težkega jekla in-litega železa običajno zahteva večji navor in strukturno togost. Obdelava aluminija in vesoljskih strojev lahko zahteva večjo hitrost vretena in hitrejše premikanje osi.

4. Postopek obdelave

Pojasnite, ali bo stroj izvajal grobo obdelavo, končno obdelavo, vrtanje, vrtanje, narezovanje navojev, konturno ali več-obdelovanje.

Stroj, optimiziran za težko rezanje, morda ne bo zagotavljal enake dinamične zmogljivosti kot visoko{0}}natančni stroj.

5. Zahteve glede natančnosti

Ne mešajte natančnosti pozicioniranja stroja z natančnostjo končnega dela.

Natančnost delov je odvisna tudi od orodja, vpenjal, temperature, stanja materiala, parametrov rezanja, programiranja in merilnih metod. Pred naročilom se morate dogovoriti o standardu prevzema stroja in pogojih testiranja.

Zaključek

CNC-stroji s fiksnim-nošem, premičnim-portalnim in natančnim mostom-so zasnovani za različne pogoje izdelave. Fiksni-portal je običajno stroškovno-učinkovita izbira za standardne velike kalupe in mehanske komponente v območju nadzorovane teže. Premični-portalni stroj je primernejši za izjemno težke, dolge ali-obdelovance, ki jih je- težko premikati, ker njegova miza ostane nepremična. Natančni stroj tipa most-se bolj osredotoča na dinamično zmogljivost, natančnost kontur, kakovost površine in zapleteno pet{12}}osno obdelavo. Preden izberete model, morate primerjati dimenzije obdelovanca, težo, material, toleranco, postopek obdelave in razpoložljiv prostor za delavnico. Če navedete svoje zahteve glede risbe delov in proizvodnje, vam lahko GreatCNC pomaga primerjati ustrezne rešitve portalnih CNC strojev in ugotoviti, katera struktura se bolje ujema z vašo aplikacijo.