1. Szerkezet és mozgásmód
1.1 Portálszerkezet
1) Alapvető szerkezet és mozgási mód
Az egész rendszer egy „ajtóhoz” hasonlít. A lézeres megmunkálófej a „portál” sugár mentén mozog, és két motor hajtja a portál két oszlopát, hogy azok az X tengely irányú vezetősínen mozogjanak. A gerenda, mint teherhordó elem, nagy löketet tud elérni, ami alkalmassá teszi a portálberendezést nagy méretű munkadarabok megmunkálására.
2) Szerkezeti merevség és stabilitás
A kettős tartószerkezet biztosítja, hogy a sugár egyenletesen feszített legyen és ne deformálódjon könnyen, ezáltal biztosítva a lézerkimenet stabilitását és a vágási pontosságot, valamint gyors pozicionálást és dinamikus reagálást tesz lehetővé a nagysebességű feldolgozás követelményeinek kielégítése érdekében. Ugyanakkor az általános architektúra nagy szerkezeti merevséget biztosít, különösen nagy méretű és vastag munkadarabok feldolgozásakor.
1.2 Konzolos szerkezet
1) Alapvető szerkezet és mozgási mód
A konzolos berendezés egyoldalas megtámasztású konzolos gerendaszerkezetet alkalmaz. A lézeres megmunkálófej a gerendán, a másik oldala pedig egy „konzolos karhoz” hasonlóan függesztve van. Az X tengelyt általában egy motor hajtja, a tartószerkezet pedig a vezetősínen mozog, így a megmunkálófej nagyobb mozgástartományt biztosít az Y tengely irányában.
2) Kompakt felépítés és rugalmasság
Mivel a kialakításban hiányzik az egyik oldali támasz, az összszerkezet kompaktabb és kis területet foglal el. Ezenkívül a vágófej nagyobb működési térrel rendelkezik az Y tengely irányában, ami mélyebb és rugalmasabb helyi komplex feldolgozási műveleteket tesz lehetővé, alkalmassá téve a próbagyártáshoz, a prototípus járművek fejlesztéséhez, valamint a kis és közepes sorozatú, többváltozós és többváltozós gyártási igények kielégítéséhez.
2. Az előnyök és hátrányok összehasonlítása
2.1 A portálgépek előnyei és hátrányai
2.1.1 Előnyök
1) Jó szerkezeti merevség és nagy stabilitás
A kettős tartószerkezet (két oszlopból és egy gerendából álló szerkezet) merevvé teszi a megmunkálóplatformot. Nagy sebességű pozicionálás és vágás során a lézersugár rendkívül stabil, folyamatos és precíz megmunkálás érhető el.
2) Nagy feldolgozási tartomány
Egy szélesebb teherhordó gerenda használatával stabilan megmunkálhatók 2 méternél szélesebb vagy akár nagyobb munkadarabok is, ami alkalmas nagyméretű munkadarabok nagy pontosságú megmunkálására repülésben, autókban, hajókban stb.
2.1.2 Hátrányok
1) Szinkronitási probléma
Két lineáris motor hajtja a két oszlopot. Ha nagy sebességű mozgás során szinkronizációs problémák merülnek fel, a gerenda eltolódása vagy átlós húzódása előfordulhat. Ez nemcsak a feldolgozási pontosságot csökkenti, hanem károsíthatja az erőátviteli alkatrészeket, például a fogaskerekeket és a fogasléceket, felgyorsíthatja a kopást és növelheti a karbantartási költségeket.
2) Nagy helyigény
A portálgépek nagy méretűek, és általában csak az X tengely mentén tudják az anyagokat be- és kirakodni, ami korlátozza az automatizált be- és kirakodás rugalmasságát, és nem alkalmas korlátozott helyigényű munkahelyekre.
3) Mágneses adszorpciós probléma
Amikor egy lineáris motort használnak az X tengely támaszának és az Y tengely gerendájának egyidejű meghajtására, a motor erős mágnesessége könnyen adszorbeálja a fémport a sínre. A por és a por hosszú távú felhalmozódása befolyásolhatja a berendezés működési pontosságát és élettartamát. Ezért a közép- és csúcskategóriás szerszámgépeket általában porvédőkkel és asztali porelszívó rendszerekkel szerelik fel a sebességváltó alkatrészeinek védelme érdekében.
2.2 A konzolos szerszámgépek előnyei és hátrányai
2.2.1 Előnyök
1) Kompakt felépítés és kis helyigény
Az egyoldalas tartószerkezetnek köszönhetően az általános szerkezet egyszerűbb és kompaktabb, ami kényelmes a korlátozott helyigényű gyárakban és műhelyekben való használatra.
2) Erős tartósság és csökkentett szinkronizációs problémák
Az X-tengely meghajtására használt egyetlen motor kiküszöböli a több motor közötti szinkronizációs problémát. Ugyanakkor, ha a motor távolról hajtja a fogasléces átviteli rendszert, az csökkentheti a mágneses por elnyelésének problémáját is.
3) Kényelmes etetés és egyszerű automatizálási átalakítás
A konzolos kialakítás lehetővé teszi a szerszámgép több irányból történő adagolását, ami kényelmes a robotokkal vagy más automatizált szállítórendszerekkel való dokkoláshoz. Alkalmas tömegtermelésre, miközben egyszerűsíti a mechanikai kialakítást, csökkenti a karbantartási és állásidő-költségeket, és javítja a berendezés használati értékét az életciklusa során.
4) Nagy rugalmasság
Az akadályozó tartókarok hiánya miatt azonos szerszámgépméret mellett a vágófej nagyobb működési térrel rendelkezik az Y tengely irányában, közelebb lehet a munkadarabhoz, és rugalmasabb és lokalizáltabb finomvágást és hegesztést érhet el, ami különösen alkalmas formagyártáshoz, prototípusfejlesztéshez, valamint kis és közepes méretű munkadarabok precíziós megmunkálásához.
2.2.2 Hátrányok
1) Korlátozott feldolgozási tartomány
Mivel a konzolos szerkezet teherhordó gerendája felfüggesztett, hossza korlátozott (általában nem alkalmas 2 méternél szélesebb munkadarabok vágására), és a feldolgozási tartomány viszonylag korlátozott.
2) Nem megfelelő nagysebességű stabilitás
Az egyoldalas tartószerkezet a szerszámgép súlypontját a tartóoldal felé tolja el. Amikor a megmunkálófej az Y tengely mentén mozog, különösen nagy sebességű műveleteknél a felfüggesztett vég közelében, a kereszttartó súlypontjának változása és a nagyobb üzemi nyomaték rezgést és ingadozást okozhat, ami nagyobb kihívást jelent a szerszámgép általános stabilitása szempontjából. Ezért az ágynak nagyobb merevséggel és rezgésállósággal kell rendelkeznie, hogy ellensúlyozza ezt a dinamikus hatást.
3. Jelentkezési alkalmak és kiválasztási javaslatok
3.1 Portálgép
Alkalmazható nagy terhelésű, nagy méretű és nagy pontossági követelményeket támasztó lézervágási megmunkálásokhoz, mint például a repülés, az autógyártás, a nagyméretű öntőformák és a hajógyártás. Bár nagy területet foglal el és magas követelményeket támaszt a motor szinkronizálásával szemben, nyilvánvaló előnyökkel rendelkezik a stabilitás és a pontosság terén a nagyméretű és nagy sebességű gyártásban.
3.2 Konzolos szerszámgépek
Alkalmasabb kis és közepes méretű munkadarabok precíziós megmunkálására és összetett felületvágására, különösen korlátozott hellyel vagy többirányú adagolással rendelkező műhelyekben. Kompakt felépítésű és nagy rugalmasságú, miközben egyszerűsíti a karbantartást és az automatizálási integrációt, nyilvánvaló költség- és hatékonysági előnyöket biztosítva a próbagyártás, a prototípusfejlesztés, valamint a kis és közepes méretű sorozatgyártás során.
4. Szabályozórendszer és karbantartási szempontok
4.1 Vezérlőrendszer
1) A portálgépek általában nagy pontosságú CNC rendszerekre és kompenzációs algoritmusokra támaszkodnak a két motor szinkronizálásának biztosítása érdekében, biztosítva, hogy a keresztgerendák nagy sebességű mozgás közben se mozduljanak el, ezáltal fenntartva a feldolgozási pontosságot.
2) A konzolos szerszámgépek kevésbé támaszkodnak a komplex szinkronvezérlésre, de pontosabb valós idejű monitorozási és kompenzációs technológiát igényelnek a rezgésállóság és a dinamikus egyensúly tekintetében, hogy a lézeres megmunkálás során ne legyenek hibák a rezgés és a súlypont változásai miatt.
4.2 Karbantartás és gazdaságosság
1) A portálgépek nagyméretű szerkezettel és sok alkatrésszel rendelkeznek, így a karbantartás és a kalibrálás viszonylag összetett. A hosszú távú üzemeltetéshez szigorú ellenőrzési és porvédelmi intézkedésekre van szükség. Ugyanakkor a nagy terhelésű működés okozta kopás és energiafogyasztás nem hagyható figyelmen kívül.
2) A konzolos berendezések egyszerűbb szerkezettel, alacsonyabb karbantartási és módosítási költségekkel rendelkeznek, és alkalmasabbak kis- és közepes méretű gyárak, valamint automatizálási átalakítási igények kielégítésére. A nagy sebességű dinamikus teljesítmény iránti követelmény azonban azt is jelenti, hogy figyelmet kell fordítani az ágy rezgésállóságának és hosszú távú stabilitásának kialakítására és karbantartására.
5. Összefoglalás
Vegye figyelembe a fenti információkat:
1) Szerkezet és mozgás
A portálszerkezet hasonló egy komplett „ajtóhoz”. Kettős oszlopokat használ a kereszttartó meghajtásához. Nagyobb merevséggel rendelkezik, és képes nagy méretű munkadarabok kezelésére, de a szinkronizáció és az alapterület olyan kérdések, amelyekre figyelmet kell fordítani;
A konzolos szerkezet egyoldalas konzolos kialakítású. Bár a feldolgozási tartomány korlátozott, kompakt felépítésű és nagy rugalmasságú, ami elősegíti az automatizálást és a többszögű vágást.
2) Feldolgozási előnyök és alkalmazható forgatókönyvek
A portálgép típus alkalmasabb nagy felületű, nagyméretű munkadarabokhoz és nagy sebességű kötegelt gyártási igényekhez, valamint olyan termelési környezetekhez is alkalmas, amelyek nagy alapterületet tudnak befogadni, és megfelelő karbantartási feltételekkel rendelkeznek;
A konzolos típus alkalmasabb kis és közepes méretű, összetett felületek megmunkálására, és alkalmas korlátozott hely esetén, valamint nagyfokú rugalmasság és alacsony karbantartási költségek elérésére.
A specifikus feldolgozási követelmények, a munkadarab mérete, a költségvetés és a gyári körülmények szerint a mérnököknek és a gyártóknak mérlegelniük kell az előnyöket és hátrányokat a szerszámgépek kiválasztásakor, és azt a berendezést kell választaniuk, amely a legjobban megfelel a tényleges gyártási körülményeknek.
Közzététel ideje: 2025. április 14.
