1. Rakenne ja liiketila
1.1 Portaalirakenne
1) Perusrakenne ja liiketapa
Koko järjestelmä on kuin "ovi". Laserkäsittelypää liikkuu portaalin sädettä pitkin, ja kaksi moottoria ajaa portaalin kahta pylvästä liikkumaan X-akselin ohjauskiskolla. Palkki kantavana komponenttina voi saavuttaa suuren iskun, mikä tekee portaalilaitteistosta sopivan suurikokoisten työkappaleiden käsittelyyn.
2) Rakenteellinen jäykkyys ja vakaus
Kaksinkertainen tukirakenne varmistaa, että säde on tasaisesti jännittynyt eikä helposti muotoiltu, mikä varmistaa laserlähdön vakauden ja leikkaustarkkuuden, ja voi saavuttaa nopean paikantamisen ja dynaamisen vasteen vastaamaan nopean käsittelyn vaatimuksia. Samalla sen yleinen arkkitehtuuri tarjoaa korkean rakenteellisen jäykkyyden, etenkin kun työstetään suurikokoisia ja paksuja työkappaleita.
1.2 Ulokerakenne
1) Perusrakenne ja liiketapa
Ulokelaitteistossa on ulokepalkkirakenne, jossa on yksipuolinen tuki. Laserkäsittelypää on ripustettu säteeseen, ja toinen puoli on ripustettu, kuten "ulokevarsi". Yleensä X-akselia ohjaa moottori ja tukilaite liikkuu ohjauskiskolla siten, että käsittelypäällä on suurempi liikealue Y-akselin suunnassa.
2) Kompakti rakenne ja joustavuus
Koska suunnittelussa ei ole tukea toiselta puolelta, kokonaisrakenne on kompaktimpi ja vie pienen alueen. Lisäksi leikkuupäällä on suurempi toimintatila Y-akselin suunnassa, jolla voidaan saavuttaa syvällisempiä ja joustavampia paikallisia monimutkaisia prosessointitoimintoja, jotka sopivat muottien koetuotantoon, prototyyppiajoneuvojen kehittämiseen sekä pienten ja keskisuurten erien monilajikkeiden ja monimuuttujien tuotantotarpeisiin.
2. Hyvien ja haittojen vertailu
2.1 Portaalityöstökoneiden edut ja haitat
2.1.1 Edut
1) Hyvä rakenteellinen jäykkyys ja korkea vakaus
Kaksinkertainen tukirakenne (rakenne, joka koostuu kahdesta pilarista ja palkista) tekee käsittelyalustasta jäykän. Nopean paikantamisen ja leikkauksen aikana lasertulos on erittäin vakaa, ja jatkuva ja tarkka käsittely voidaan saavuttaa.
2) Suuri käsittelyalue
Leveämmän kantavan palkin käytöllä voidaan työstää vakaasti yli 2 metriä leveitä tai jopa suurempia työkappaleita, mikä soveltuu suurikokoisten työkappaleiden erittäin tarkkaan käsittelyyn ilmailussa, autoissa, laivoissa jne.
2.1.2 Haitat
1) Synkronisuusongelma
Kahta lineaarimoottoria käytetään kahden kolonnin ohjaamiseen. Jos synkronointiongelmia ilmenee nopean liikkeen aikana, säde voi olla vinossa tai vedetty vinosti. Tämä ei vain vähennä käsittelytarkkuutta, vaan voi myös vahingoittaa voimansiirron osia, kuten vaihteita ja telineitä, nopeuttaa kulumista ja lisätä ylläpitokustannuksia.
2) Suuri jalanjälki
Pukkityöstökoneet ovat kooltaan suuria ja pystyvät yleensä lastaamaan ja purkamaan materiaaleja vain X-akselin suunnassa, mikä rajoittaa automatisoidun lastauksen ja purkamisen joustavuutta eikä sovellu rajoitetuille työpaikoille.
3) Magneettisen adsorption ongelma
Kun lineaarimoottorilla ohjataan X-akselin tukea ja Y-akselin palkkia samanaikaisesti, moottorin voimakas magnetismi adsorboi metallijauhetta helposti radalle. Pitkäaikainen pölyn ja jauheen kerääntyminen voi vaikuttaa laitteen toimintatarkkuuteen ja käyttöikään. Siksi keskitason ja huippuluokan työstökoneet on yleensä varustettu pölysuojuksilla ja pölynpoistojärjestelmillä voimansiirron osien suojaamiseksi.
2.2 Uloketyöstökoneiden edut ja haitat
2.2.1 Edut
1) Kompakti rakenne ja pieni jalanjälki
Yksipuolisen tukirakenteen ansiosta kokonaisrakenne on yksinkertaisempi ja kompaktimpi, mikä sopii käytettäväksi tehtaissa ja työpajoissa, joissa on rajoitettu tila.
2) Vahva kestävyys ja vähemmän synkronointiongelmia
Käyttämällä vain yhtä moottoria X-akselin ohjaamiseen vältetään useiden moottoreiden välinen synkronointiongelma. Samaan aikaan, jos moottori etäohjaa hammastangon ja hammaspyörän voimansiirtojärjestelmää, se voi myös vähentää magneettisen pölyn imeytymisen ongelmaa.
3) Kätevä ruokinta ja helppo automaatiomuunnos
Ulokerakenne mahdollistaa työstökoneen syöttämisen useista suunnista, mikä on kätevä telakointi robottien tai muiden automaattisten kuljetusjärjestelmien kanssa. Se soveltuu massatuotantoon yksinkertaistaen samalla mekaanista suunnittelua, vähentäen ylläpito- ja seisokkikustannuksia sekä parantaen laitteiden käyttöarvoa koko sen elinkaaren ajan.
4) Suuri joustavuus
Tukivarsien puuttumisen vuoksi leikkuupäällä on samoissa työstökoneen kokoolosuhteissa suurempi toimintatila Y-akselin suunnassa, se voi olla lähempänä työkappaletta ja saavuttaa joustavamman ja paikallisemman hienoleikkauksen ja hitsauksen, mikä soveltuu erityisesti muottien valmistukseen, prototyyppien kehittämiseen sekä pienten ja keskikokoisten työkappaleiden tarkkuustyöstöön.
2.2.2 Haitat
1) Rajoitettu käsittelyalue
Koska ulokerakenteen kantava poikkipalkki on ripustettu, sen pituus on rajoitettu (ei yleensä sovellu yli 2 metrin levyisten työkappaleiden leikkaamiseen) ja työstöalue on suhteellisen rajallinen.
2) Riittämätön suurnopeusvakaus
Yksipuolinen tukirakenne tekee työstökoneen painopisteen vinoutunutta kohti tukipuolta. Kun työstöpää liikkuu Y-akselia pitkin, varsinkin nopeassa työskentelyssä lähellä ripustettua päätä, poikkipalkin painopisteen muutos ja suurempi työmomentti aiheuttavat todennäköisesti tärinää ja heilahtelua, mikä asettaa suuremman haasteen työstökoneen yleisen vakauden kannalta. Siksi sängyssä on oltava suurempi jäykkyys ja tärinänkestävyys tämän dynaamisen vaikutuksen kompensoimiseksi.
3. Hakutilanteet ja valintaehdotukset
3.1 Gantry-työstökone
Soveltuu laserleikkaukseen raskailla kuormilla, suurilla kooilla ja korkeilla tarkkuusvaatimuksilla, kuten ilmailussa, autoteollisuudessa, suurissa muoteissa ja laivanrakennusteollisuudessa. Vaikka se vie suuren alueen ja sillä on korkeat vaatimukset moottorin synkronoinnille, sillä on ilmeisiä etuja vakauden ja tarkkuuden suhteen laajamittaisessa ja nopeassa tuotannossa.
3.2 Uloketyöstökoneet
Se soveltuu paremmin pienten ja keskikokoisten työkappaleiden tarkkuuskoneistukseen ja monimutkaiseen pintaleikkaukseen, erityisesti työpajoissa, joissa on rajallinen tila tai monisuuntainen syöttö. Siinä on kompakti rakenne ja suuri joustavuus, yksinkertaistaen samalla ylläpito- ja automaatiointegraatiota, mikä tarjoaa selviä kustannus- ja tehokkuusetuja muottikoetuotantoon, prototyyppien kehittämiseen sekä pieniin ja keskisuuriin erätuotantoon.
4. Ohjausjärjestelmä ja kunnossapitonäkökohdat
4.1 Ohjausjärjestelmä
1) Portaalityöstökoneet luottavat yleensä erittäin tarkkoihin CNC-järjestelmiin ja kompensointialgoritmeihin varmistaakseen kahden moottorin synkronoinnin ja varmistaakseen, että poikkipalkki ei kohdistu väärin nopean liikkeen aikana, mikä säilyttää käsittelyn tarkkuuden.
2) Uloketyöstökoneet luottavat vähemmän monimutkaiseen synkroniseen ohjaukseen, mutta vaativat tarkempaa reaaliaikaista seurantaa ja kompensointitekniikkaa tärinänkestävyyden ja dynaamisen tasapainon suhteen, jotta voidaan varmistaa, ettei tärinästä ja painopisteen muutoksista johtuvia virheitä esiinny laserkäsittelyn aikana.
4.2 Kunnossapito ja taloudellisuus
1) Gantry-laitteistolla on suuri rakenne ja monia komponentteja, joten huolto ja kalibrointi ovat suhteellisen monimutkaisia. Pitkäkestoinen käyttö edellyttää tiukkaa tarkastusta ja pölyntorjuntatoimenpiteitä. Samalla ei voida jättää huomiotta suuren kuormituksen aiheuttamaa kulumista ja energiankulutusta.
2) Ulokelaitteistolla on yksinkertaisempi rakenne, alhaisemmat ylläpito- ja muutoskustannukset, ja ne sopivat paremmin pieniin ja keskisuuriin tehtaisiin ja automaation muunnostarpeisiin. Nopean dynaamisen suorituskyvyn vaatimus tarkoittaa kuitenkin myös sitä, että on kiinnitettävä huomiota sängyn tärinänkestävyyden ja pitkäaikaisen vakauden suunnitteluun ja ylläpitoon.
5. Yhteenveto
Ota kaikki yllä olevat tiedot huomioon:
1) Rakenne ja liike
Portaalirakenne on samanlainen kuin täydellinen "ovi". Se käyttää kaksoispylväitä poikkipalkin ohjaamiseen. Sillä on suurempi jäykkyys ja kyky käsitellä suurikokoisia työkappaleita, mutta synkronointi ja lattiatila ovat asioita, joihin on kiinnitettävä huomiota;
Ulokerakenne käyttää yksipuolista ulokerakennetta. Vaikka käsittelyalue on rajallinen, sen kompakti rakenne ja suuri joustavuus edistävät automaatiota ja monikulmaleikkausta.
2) Käsittelyn edut ja soveltuvat skenaariot
Gantry-tyyppi soveltuu paremmin suuren alueen, suurille työkappaleille ja nopeaan erätuotantoon, ja se soveltuu myös tuotantoympäristöihin, joihin mahtuu suuri lattiatila ja joissa on vastaavat huoltoolosuhteet;
Uloketyyppi soveltuu paremmin pienten ja keskikokoisten, monimutkaisten pintojen käsittelyyn, ja se soveltuu tilaisuuksiin, joissa tilaa on rajoitetusti ja jossa halutaan korkea joustavuus ja alhaiset ylläpitokustannukset.
Erityisten käsittelyvaatimusten, työkappaleen koon, budjetin ja tehdasolosuhteiden mukaan insinöörien ja valmistajien tulee punnita etuja ja haittoja valitessaan työstökoneita ja valita laitteet, jotka sopivat parhaiten todellisiin tuotantoolosuhteisiin.
Postitusaika: 14.4.2025
