1. Szerkezet és mozgásmód
1.1 Gantry szerkezet
1) Alapfelépítés és mozgásmód
Az egész rendszer olyan, mint egy „ajtó”. A lézeres feldolgozófej a „portál” sugár mentén mozog, és két motor hajtja a portál két oszlopát, hogy az X tengelyű vezetősínen mozogjanak. A gerenda, mint teherhordó alkatrész nagy löketet tud elérni, ami alkalmassá teszi a portálberendezést nagy méretű munkadarabok megmunkálására.
2) Szerkezeti merevség és stabilitás
A kettős támasztó kialakítás biztosítja, hogy a sugár egyenletesen feszültség alatt álljon és ne deformálódjon könnyen, ezáltal biztosítva a lézerkimenet stabilitását és a vágási pontosságot, valamint gyors pozicionálást és dinamikus választ érhet el, hogy megfeleljen a nagy sebességű feldolgozás követelményeinek. Ugyanakkor általános felépítése nagy szerkezeti merevséget biztosít, különösen nagy méretű és vastag munkadarabok megmunkálásakor.
1.2 Konzolos szerkezet
1) Alapfelépítés és mozgásmód
A konzolos berendezés konzolos gerendaszerkezetet alkalmaz egyoldali támasztékkal. A lézeres feldolgozófej a sugárra van felfüggesztve, a másik oldal pedig felfüggesztve, hasonlóan egy „konzolos karhoz”. Általában az X-tengelyt egy motor hajtja meg, és a tartóeszköz a vezetősínen mozog, így a feldolgozófej nagyobb mozgási tartományban van az Y-tengely irányában.
2) Kompakt szerkezet és rugalmasság
Az egyik oldalon a támaszték hiánya miatt a teljes szerkezet kompaktabb és kis területet foglal el. Ezen túlmenően a vágófej Y tengely irányában nagyobb működési térrel rendelkezik, mellyel elmélyültebb és rugalmasabb lokális komplex feldolgozási műveletek érhetők el, alkalmas szerszámpróbagyártásra, jármű prototípusok fejlesztésére, valamint kis- és közepes tételes, többfajta és többváltozós gyártási igényekre.
2. Előnyök és hátrányok összehasonlítása
2.1 A portálos szerszámgépek 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 feldolgozó platformot. A nagy sebességű pozicionálás és vágás során a lézerkimenet rendkívül stabil, és folyamatos és precíz feldolgozás érhető el.
2) Nagy feldolgozási tartomány
A szélesebb teherhordó gerenda használatával stabilan meg lehet dolgozni a 2 méternél nagyobb vagy annál nagyobb szélességű munkadarabokat, amely alkalmas nagy méretű munkadarabok nagy pontosságú megmunkálására légi közlekedésben, autókban, hajókban stb.
2.1.2 Hátrányok
1) Szinkronitási probléma
Két lineáris motort használnak két oszlop meghajtására. Ha nagy sebességű mozgás közben szinkronizálási problémák lépnek fel, előfordulhat, hogy a gerenda rosszul van beállítva vagy átlósan húzódik. Ez nemcsak a feldolgozási pontosságot csökkenti, hanem károsíthatja a sebességváltó alkatrészeket, például a fogaskerekeket és a fogasléceket, felgyorsíthatja a kopást és növelheti a karbantartási költségeket.
2) Nagy lábnyom
A portálos szerszámgépek nagy méretűek, és általában csak az X tengely irányában tudnak anyagokat be- és kirakni, ami korlátozza az automatizált be- és kirakodás rugalmasságát, és nem alkalmas korlátozott helyű munkahelyekre.
3) Mágneses adszorpciós probléma
Ha egy lineáris motort használnak az X-tengely támasztékának és az Y-tengely gerendájának egyidejű meghajtására, a motor erős mágnesessége könnyen adszorbeálja a fémport a pályán. A por és por hosszú távú felhalmozódása befolyásolhatja a berendezés működési pontosságát és élettartamát. Ezért a közepes és felső kategóriás szerszámgépeket általában porvédővel és asztali poreltávolító rendszerrel látják el, hogy megvédjék a sebességváltó alkatrészeket.
2.2 A konzolos szerszámgépek előnyei és hátrányai
2.2.1 Előnyök
1) Kompakt szerkezet és kis helyigény
Az egyoldalas tartószerkezetnek köszönhetően az általános szerkezet egyszerűbb és kompaktabb, ami kényelmesen használható korlátozott helyű gyárakban és műhelyekben.
2) Erős tartósság és csökkentett szinkronizálási problémák
Ha csak egy motort használunk az X-tengely meghajtására, elkerüljük a több motor közötti szinkronizálási problémát. Ugyanakkor, ha a motor távolról hajtja meg a fogasléces hajtóműrendszert, az csökkentheti a mágneses porelnyelés problémáját is.
3) Kényelmes etetés és egyszerű automatizálási átalakítás
A konzolos kialakítás lehetővé teszi a szerszámgép több irányból történő adagolását, ami kényelmes a robotokhoz vagy más automatizált szállítórendszerekhez való dokkoláshoz. Alkalmas tömeggyártásra, miközben leegyszerűsíti a mechanikai tervezést, csökkenti a karbantartási és leállási költségeket, valamint javítja a berendezés használati értékét annak teljes életciklusa során.
4) Nagy rugalmasság
Az obstruktív támasztókarok hiánya miatt azonos szerszámgépméret-viszonyok mellett a vágófej Y tengely irányában nagyobb működési teret biztosít, közelebb lehet a munkadarabhoz, rugalmasabb és lokalizáltabb finomvágást és hegesztést érhet el, amely különösen alkalmas formagyártásra, prototípus-fejlesztésre, valamint kis- és közepes méretű munkadarabok precíziós megmunkálására.
2.2.2 Hátrányok
1) Korlátozott feldolgozási tartomány
Mivel a konzolos szerkezet teherhordó kereszttartója felfüggesztett, hossza korlátozott (általában nem alkalmas 2 méternél szélesebb munkadarabok vágására), a megmunkálási tartomány viszonylag korlátozott.
2) Elégtelen nagy sebességű stabilitás
Az egyoldalas tartószerkezet a szerszámgép súlypontját a támasztóoldal felé feszíti. Amikor a feldolgozófej az Y tengely mentén mozog, különösen nagy sebességű műveleteknél a felfüggesztett vég közelében, a kereszttartó súlypontjának változása és a nagyobb munkanyomaték valószínűleg vibrációt és ingadozást okoz, ami nagyobb kihívást jelent a szerszámgép általános stabilitására nézve. Ezért az ágynak nagyobb merevséggel és rezgésállósággal kell rendelkeznie, hogy ellensúlyozza ezt a dinamikus hatást.
3. Pályázati alkalmak és kiválasztási javaslatok
3.1 Portálos szerszámgép
Alkalmazható lézeres vágási feldolgozáshoz nagy terhelésekkel, nagy méretekkel és nagy pontosságú követelményekkel, mint például a légi közlekedés, az autógyártás, a nagy formák és a hajóépítő ipar. Bár nagy területet foglal el, és magas követelményeket támaszt a motor szinkronizálásával szemben, nyilvánvaló előnyei vannak a stabilitás és a pontosság terén a nagyüzemi és nagy sebességű gyártás során.
3.2 Konzolos szerszámgépek
Alkalmasabb kis és közepes méretű munkadarabok precíziós megmunkálására és komplex felületi forgácsolására, különösen korlátozott helyű vagy többirányú adagolású műhelyekben. Kompakt felépítése és nagyfokú rugalmassága, miközben leegyszerűsíti a karbantartást és az automatizálási integrációt, nyilvánvaló költség- és hatékonyságelőnyöket biztosít a szerszámpróbagyártás, a prototípus-fejlesztés, valamint a kis- és közepes méretű tételes gyártás során.
4. Vezérlőrendszer és karbantartási szempontok
4.1 Vezérlőrendszer
1) A portálos szerszámgépek általában nagy pontosságú CNC-rendszerekre és kompenzációs algoritmusokra támaszkodnak, hogy biztosítsák a két motor szinkronizálását, biztosítva, hogy a keresztgerenda ne csússzon el a nagy sebességű mozgás során, ezáltal megőrizve a feldolgozási pontosságot.
2) A konzolos szerszámgépek kevésbé támaszkodnak bonyolult szinkronvezérlésre, de pontosabb valós idejű monitorozási és kompenzációs technológiát igényelnek a rezgésállóság és a dinamikus egyensúly tekintetében, hogy a lézeres feldolgozás során ne legyen rezgésből és a súlypont változásából eredő hiba.
4.2 Karbantartás és gazdaságosság
1) A portálberendezések nagy felépítésűek és sok összetevővel rendelkeznek, így a karbantartás és a kalibrálás viszonylag bonyolult. A hosszú távú működéshez szigorú ellenőrzési és pormentesítő intézkedések szükségesek. Ugyanakkor nem hagyható figyelmen kívül a nagy terhelésű működés okozta kopás és energiafogyasztás.
2) A konzolos berendezések egyszerűbb felépítésűek, alacsonyabbak a karbantartási és módosítási költségek, és jobban megfelelnek a kis- és közepes méretű gyáraknak, valamint az automatizálási átalakítási igényeknek. A nagy sebességű dinamikus teljesítmény követelménye azonban azt is jelenti, hogy figyelmet kell fordítani az ágy rezgésállóságának és hosszú távú stabilitásának kialakítására és fenntartására.
5. Összegzés
Vegye figyelembe az összes fenti információt:
1) Szerkezet és mozgás
A portálszerkezet egy komplett „ajtóhoz” hasonlít. Dupla oszlopokat használ a keresztgerenda meghajtásához. Nagyobb merevsége és nagy méretű munkadarabok kezelésére való képessége, de a szinkronizálás és az alapterület olyan kérdések, amelyekre figyelmet kell fordítani;
A konzolos szerkezet egyoldali konzolos kialakítást alkalmaz. Bár a feldolgozási tartomány korlátozott, kompakt szerkezete és nagy rugalmassága van, ami elősegíti az automatizálást és a többszögű vágást.
2) A feldolgozás előnyei és alkalmazható forgatókönyvei
A portáltípus alkalmasabb nagy felületű, nagy munkadarabokhoz és nagy sebességű tételes gyártási igényekhez, valamint olyan gyártási környezetekhez is, amelyek nagy alapterületet képesek befogadni, és megfelelő karbantartási feltételekkel rendelkeznek;
A konzolos típus inkább kis- és közepes méretű, összetett felületek megmunkálására alkalmas, helyszűke alkalmakra, nagy rugalmasságra és alacsony karbantartási költségekre való törekvésre alkalmas.
A speciális feldolgozási követelményeknek, a munkadarab méretének, a költségvetésnek és a gyári feltételeknek megfelelően a mérnököknek és a gyártóknak mérlegelniük kell az előnyöket és a hátrányokat a szerszámgépek kiválasztásakor, és a tényleges gyártási feltételeknek leginkább megfelelő berendezést kell kiválasztani.
Feladás időpontja: 2025. április 14
