Care sunt cele trei tipuri principale de mașini CNC cu portal?

Când cumpără o mașină CNC cu portal, mulți cumpărători compară mai întâi deplasarea axei, dimensiunea mesei, puterea axului și controlul CNC. Cu toate acestea, designul structural al mașinii este la fel de important deoarece afectează capacitatea de încărcare, spațiul de podea, precizia prelucrarii, cerințele de instalare și investiția totală.

Mașinile CNC cu portal sunt utilizate pe scară largă pentru a procesa matrițe mari, baze de mașini, piese structurale, echipamente energetice, componente aerospațiale și alte piese de prelucrat care sunt prea mari sau grele pentru un centru de prelucrare vertical standard.

Deși producătorii pot folosi nume de modele diferite, majoritatea mașinilor CNC cu portal industrial pot fi împărțite în trei tipuri structurale practice:

• Centre de prelucrare-portic cu grinzi fixe.
• Mișcare-centre de prelucrare cu portal sau coloane-în mișcare.
• Mașini tip pod-de înaltă precizie-portic.

Fiecare structură are propriile sale avantaje și limitări. Cea mai scumpă mașină nu este neapărat cea mai potrivită. Trebuie să selectați structura în funcție de dimensiunea piesei, greutatea, materialul, precizia necesară, procesul de prelucrare și spațiul disponibil în atelier.

Ce este o mașină CNC cu portal?

O mașină CNC cu portal este un centru de prelucrare mare construit în jurul a două coloane verticale și o traversă orizontală. Împreună, aceste componente formează o structură în formă de portal-pentru zona de lucru.

Axul se deplasează de-a lungul traversei și efectuează operațiuni precum frezare, găurire, alezarea, filetare, alezare și prelucrare a conturului. În funcție de configurația mașinii, poate folosi și capete unghiulare, capete de extensie sau capete de frezat cu cinci-axe pentru a prelucra mai multe laturi ale unei piese de prelucrat.

În comparație cu un centru de prelucrare vertical convențional, acentru de prelucrare tip portalîn mod normal oferă:

• Un plic de prelucrare mai mare
• Distanță mai mare între coloane
• Rigiditate structurală mai mare
• Capacitate mai mare de încărcare a mesei
• Suport mai bun pentru piesele mari
• Mai multe opțiuni pentru prelucrarea cu mai multe-fațe
• Capacitate mai mare{0}}de tăiere grea

Principala diferență structurală între mașinile portic este ce parte se mișcă în timpul prelucrării. Masa, cadrul portalului, șina transversală și sistemul de arbore pot fi aranjate diferit, creând caracteristici de performanță diferite.

Comparația celor trei tipuri de mașini CNC cu portic

Centru de prelucrare-portic cu grinzi fixe

Un centru de prelucrare cu portic cu grinzi-fixe utilizează două coloane fixe și o traversă staționară pentru a forma cadrul portalului. Masa de lucru se deplasează de obicei longitudinal de-a lungul axei X-. Șaua axului se deplasează pe grinda de-a lungul axei Y-, în timp ce berbecul sau capul axului se deplasează vertical de-a lungul axei Z-.

Aceasta este una dintre cele mai utilizate structuri portal, deoarece designul său este matur, practic și relativ economic.

Avantajele unei mașini cu portic-fixe

Principalul avantaj al unui portal cu grinzi-fixe este investiția inițială mai mică.

Deoarece stâlpii și traversa rămân staționare, mașina nu trebuie să se miște și să sincronizeze întregul cadru portal. Designul său mecanic, sistemul de antrenare, procesul de asamblare și cerințele de control sunt, în general, mai puțin complexe decât cele ale unei mașini cu portic-mare în mișcare.

Structura fixă ​​poate oferi, de asemenea, o bună rigiditate pentru operațiuni generale de frezare, găurire, alezarea și degroșare. Pentru mulți producători de matrițe și fabrici de prelucrare generală, oferă un echilibru potrivit între preț, rigiditate, precizie și productivitate.

O mașină de tip portal cu grinzi fixe-este folosită în mod obișnuit pentru a procesa:

• Matrite de injectie
• Matrite-de turnare sub presiune
• Bazele mașinii
• Carcasele cutiei de viteze
• Plăci mari de oțel
• Scule auto
• Piese mecanice generale
• Casting-medii
• Componente structurale sudate

Dacă dimensiunea și greutatea piesei dvs. de prelucrat rămân într-un interval relativ stabil, această structură este adesea cea mai rentabilă alegere-.

Limitările unei mașini cu portic-fixe

Principala sa limitare este că masa de lucru și piesa de lucru se mișcă împreună.

Pe măsură ce piesa de prelucrat devine mai grea, sistemul de acționare al mașinii trebuie să miște o masă totală mult mai mare. Greutatea mesei, greutatea dispozitivului de fixare și greutatea piesei de prelucrat afectează toate accelerația, decelerația, răspunsul la poziționare, încărcarea ghidajului și-performanța mecanică pe termen lung.

Din acest motiv, capacitatea de încărcare a unei-mașini cu grinzi fixe nu poate fi evaluată doar prin examinarea dimensiunilor tabelului.

De asemenea, ar trebui să verificați:

• Sarcina maximă admisă pe masă
• Cerințe de distribuție a încărcăturii
• Structura patului mașinii
• Tipul și dimensiunea ghidajului
• Capacitate șurub sau antrenare
• Centrul de greutate al piesei de prelucrat
• accelerația axei X-
• Cerințele fundației

Masa mobilă mărește și lungimea totală a mașinii. Patul trebuie să ofere suficientă deplasare pentru ca masa să se deplaseze de-a lungul întregii axe X-.

De exemplu, o mașină tip portal cu aproximativ patru metri de deplasare pe axa X-poate necesita o lungime totală de instalare de peste opt metri, în funcție de lungimea mesei, de protecție, de transportorul de așchii, de dulapul electric și de spațiul de întreținere.

Prin urmare, ar trebui să solicitați un aspect complet al mașinii înainte de a vă confirma planul de atelier.

Când ar trebui să alegeți un portal-fixat?

Un centru de prelucrare-portic cu grinzi fixe este potrivit atunci când:

• Greutatea piesei dvs. de prelucrat se încadrează în sarcina permisă pe masă
• Lungimea piesei de prelucrat nu este extrem de mare.
• Ai suficient spațiu pe podea pentru mișcarea mesei.
• Aveți nevoie de capacitatea de degroșare și de finisare.
• Doriți să controlați investiția inițială în mașină.
• Producția dvs. este în principal prelucrare pe trei-axe sau 3+2-axe.

Pentru matrițe standard, componente de mașină și piese industriale medii-și-mari, aceasta este de obicei prima structură portal care merită luată în considerare.

Centru de prelucrare-portic cu coloane în mișcare

Un centru de prelucrare-portic cu coloane mobile folosește o masă de lucru fixă, în timp ce stâlpii portalului și traversa se deplasează de-a lungul axei X-. Șaua axului se deplasează pe traversa de-a lungul axei Y-, în timp ce berbecul axului se deplasează vertical de-a lungul axei Z-. Deoarece piesa de prelucrat rămâne staționară în timpul prelucrării, această structură este potrivită în special pentru componente lungi, grele sau cu formă neregulată.

În comparație cu o mașină cu masă-mobilă, un portal cu coloane mobile-nu trebuie să accelereze și să decelereze piesa de prelucrat împreună cu masa. Cu toate acestea, capacitatea reală de încărcare depinde încă de masa de lucru, fundație, încărcarea podelei, structura mașinii și metoda de sprijinire a piesei de prelucrat.

Avantajele unei mașini cu portal cu coloane mobile-

Principalul avantaj al unei-mașini portic cu coloane mobile este masa de lucru fixă. Deoarece piesa de prelucrat nu se mișcă în timpul prelucrării, mașina poate găzdui piese mai grele și mai lungi, reducând în același timp influența greutății piesei de prelucrat asupra mișcării axei.

Această structură asigură, de asemenea, încărcare și descărcare flexibilă. Piesele lungi pot fi poziționate direct pe masă, iar unele mașini pot folosi zone de lucru separate pentru prelucrare și configurarea piesei de prelucrat. Pentru deplasarea lungă a axei X-, masa fixă ​​poate reduce, de asemenea, lungimea totală a instalării în comparație cu o structură-de masă mobilă.

Un centru de prelucrare-portic cu coloane mobile oferă mai multe avantaje practice:

• Potrivit pentru piese lungi și grele
• Nicio mișcare a piesei de prelucrat în timpul prelucrării
• Încărcare flexibilă și suport pentru piesa de prelucrat
• Răspuns mai consistent al axei la diferite sarcini
• Potrivit pentru călătorii extinse pe axa X-
• Potenţial pentru zone de lucru divizate

De ce este mai scumpă o mașină cu portic cu coloane mobile-?

O mașină de tip portal cu coloane mobile-în general costă mai mult, deoarece stâlpii și traversa sa formează un ansamblu mobil mare. Ambele părți trebuie să se deplaseze cu precizie și să rămână sincronizate pe întreaga cursă a axei X-.

Multe modele mari folosesc servomotoare duble, sisteme de antrenare duale-, transmisie cu cremalieră-și-pinion, cântare liniare și sincronizare electronică a portalului. Dacă cele două laturi nu se mișcă în mod constant, mașina poate prezenta erori de rotire, încărcare neuniformă a ghidajului, abateri de poziționare sau solicitări structurale.

Costul suplimentar poate proveni din:

• Servomotoare și sisteme de antrenare mai mari
• Sincronizare electronică cu două-axe
• Transmisie cu cremalieră-de înaltă precizie-și-pinion
• Feedback la scară liniară
• Instalare mai solicitantă a ghidajului
• Funcții avansate de control CNC
• Lucrări complexe de fundare și aliniere
• Calibrare laser pe curse lungi

Prin urmare, prețul mai mare reflectă nu numai structura mai mare, ci și cerințele suplimentare de control, feedback, instalare și calibrare.

Aplicații tipice ale mașinilor cu portal cu coloane mobile-

Centrele de prelucrare-portic cu coloane mobile sunt selectate în principal pentru piese mari care sunt prea grele, lungi sau greu de mutat eficient pe o masă mobilă convențională.

Aplicațiile tipice includ:

• Componente feroviare
• Echipamente-eoliene
• Structuri de constructii navale
• Paturi și cadre mari pentru mașini
• Piese de utilaje de constructii
• Echipamente-de generare a energiei
• Structuri lungi sudate
• Componente structurale aerospațiale
• Matrite mari si matrite
• Piese turnate industriale grele

Ar trebui să luați în considerare un centru de prelucrare cu portal cu coloane mobile-în cazul în care greutatea piesei de prelucrat, cursa extinsă a axei X-, flexibilitatea la încărcare sau utilizarea spațiului din atelier- este mai importantă decât obținerea celui mai mic preț inițial al mașinii.

Mașină tip pod de înaltă{0}}precizie-portic

O mașină de tip punte{0}}de înaltă precizie- utilizează un pod rigid sau o structură portal în jurul zonei de lucru. Mișcările axei principale și ale axului sunt dispuse deasupra piesei de prelucrat.

În funcție de design, podul poate rămâne fix sau se poate mișca de-a lungul unei axe. Șaua axului, berbecul, capul rotativ sau șina transversală completează celelalte mișcări.

Aceste mașini sunt adesea folosite pentru prelucrare cu-viteză mare, precizie-înaltă și prelucrare cu cinci-axe. Acestea sunt deosebit de comune în aplicațiile de precizie-de dimensiuni mici și mijlocii, deși sunt disponibile și mașini mari de tip punte-.

Avantajele unei structuri de tip Precision Bridge-

Principalul beneficiu este capacitatea de a crea o cale scurtă și relativ simetrică a forței între punctul de tăiere și structura mașinii.

Când puntea, coloanele, baza și sistemul de axe sunt proiectate corespunzător, mașina poate oferi o rigiditate bună, o mișcare dinamică stabilă și o deformare controlată.

Aparatele de tip punte de precizie-poate utiliza și:

• Structuri simetrice ale mașinilor
• Axuri motoare de-înaltă viteză
• Axe rotative cu acționare directă-
• Scale liniare
• Ghiduri de{0}}înaltă precizie
• Sisteme de răcire axului
• Răcire cu șurub
• Compensare termică
• Compensarea preciziei volumetrice
• Comenzi CNC avansate pe cinci-axe

Aceste configurații ajută mașina să mențină acuratețea conturului și calitatea suprafeței în timpul mișcării complexe cu mai multe-axe.

Limitările mașinilor de tip Bridge-

Precizia nu vine doar din forma mașinii.

O structură de tip punte-necesită în mod normal componente-de calitate superioară, asamblare mai atentă, control termic mai strict și calibrare mai avansată. Sistemul său CNC și axele rotative trebuie să ofere, de asemenea, performanța necesară de interpolare și poziționare.

Prin urmare, o mașină de tip punte-de înaltă precizie-poate costa mult mai mult decât un portal standard cu trei-axe fixe-.

Fundația, temperatura atelierului, sculele, condițiile de tăiere, designul dispozitivului de fixare și capacitatea operatorului pot afecta, de asemenea, rezultatul final al prelucrarii.

Aplicații tipice

Mașinile tip pod-de precizie sunt utilizate pe scară largă pentru:

• Piese structurale aerospațiale
• Rotoare
• Matrite de precizie
• Suprafețe curbe complexe
• Prototipuri auto
• Componente din aluminiu
• Piese medicale
• Componente energetice
• Prelucrare cu matriță de-viteză mare
• Prelucrare cu cinci-axe cu mai multe{{1}fațe

Mașinile cu portal peste șase metri sunt mereu în mișcare?

Nu întotdeauna. Pe măsură ce deplasarea axei X-și greutatea piesei de prelucrat cresc, o structură de portic-mobilă devine mai practică, deoarece mașina nu trebuie să miște o piesă de prelucrat foarte lungă și grea. Acesta este motivul pentru care multe mașini mari, cu deplasare lungă pe axa X-, folosesc o masă staționară și un portal mobil.

Cu toate acestea, șase metri nu este o limită tehnică universală.

Unii producători oferă mașini cu mese mobile-cu cursa de peste șase metri, în timp ce alții folosesc structuri mobile-portic cu lungimi de deplasare mai scurte. Designul final depinde de sarcina piesei de prelucrat, lățimea mașinii, precizia dorită, spațiul de podea, procesul de producție și platforma de inginerie a producătorului.

Nu trebuie să selectați structura doar pe lungimea axei. Piesa de prelucrat completă și cerințele de prelucrare trebuie evaluate împreună.

Cum să alegeți mașina CNC cu portic potrivită

Pentru a selecta structura corectă a portalului, începeți cu piesa de prelucrat mai degrabă decât cu fișa de specificații a mașinii.

1. Dimensiunile piesei de prelucrat

Confirmați lungimea, lățimea și înălțimea maximă a piesei de prelucrat. Deplasarea mașinii trebuie să fie suficientă, dar trebuie să verificați și distanța dintre coloane, distanța ax-la-masă, lungimea sculei, înălțimea dispozitivului de fixare și spațiul de atașare a capului.

2. Greutatea piesei de prelucrat

Greutatea piesei de prelucrat are o influență directă asupra structurii mesei, ghidajelor, antrenărilor, fundației și echipamentului de încărcare.

Dacă piesa dvs. de prelucrat este extrem de grea, un design cu portic-masă mobilă-fixă poate fi mai potrivit decât o mașină cu masă-mobilă.

3. Materialul piesei de prelucrat

Oțelul, fonta, aluminiul, titanul și materialele compozite necesită caracteristici diferite ale axului.

Degroșarea grele din oțel și fontă-necesită, în general, un cuplu mai mare și o rigiditate structurală. Prelucrarea aluminiului și aerospațială poate necesita o viteză mai mare a axului și o mișcare mai rapidă a axei.

4. Procesul de prelucrare

Clarificați dacă mașina va efectua degroșare, finisare, găurire, găurire, filetare, conturare sau prelucrare cu mai multe-fațe.

Este posibil ca o mașină optimizată pentru tăiere grea să nu ofere aceeași performanță dinamică ca o mașină de precizie-înaltă.

5. Cerințe de acuratețe

Nu confundați precizia de poziționare a mașinii cu precizia piesei finale.

Precizia piesei depinde, de asemenea, de scule, dispozitive de fixare, temperatură, starea materialului, parametrii de tăiere, programare și metodele de măsurare. Înainte de a comanda, trebuie să fiți de acord cu standardul de acceptare a mașinii și condițiile de testare.

Concluzie

Mașinile CNC de tip-grinzi fixe,-portic mobile și punte de precizie- sunt proiectate pentru diferite condiții de fabricație. Un portal-grinzi fixe este de obicei o alegere-eficientă din punct de vedere al costurilor pentru matrițe mari standard și componente mecanice într-un interval de greutate controlat. O mașină cu portic în mișcare este mai potrivită pentru piese extrem de grele, lungi sau greu de mutat--de prelucrat, deoarece masa sa rămâne staționară. O mașină de precizie tip punte-se concentrează mai mult pe performanța dinamică, acuratețea conturului, calitatea suprafeței și prelucrarea complexă cu cinci-axe. Înainte de a alege un model, ar trebui să comparați dimensiunile piesei de prelucrat, greutatea, materialul, toleranța, procesul de prelucrare și spațiul disponibil în atelier. Dacă furnizați cerințele de desen și producție ale piesei, GreatCNC vă poate ajuta să comparați soluțiile adecvate pentru mașini CNC cu portal și să determinați care structură se potrivește mai bine cu aplicația dvs.