1. Struktura i način kretanja
1.1 Portalna struktura
1) Osnovna struktura i način kretanja
Cijeli sustav je poput "vrata". Glava za lasersku obradu pomiče se uzduž snopa portala, a dva motora pokreću dva stupa portala da se kreću po vodilici X-osi. Greda, kao nosiva komponenta, može postići veliki hod, što čini portalnu opremu pogodnom za obradu izradaka velikih dimenzija.
2) Strukturna krutost i stabilnost
Dizajn dvostruke potpore osigurava da je greda ravnomjerno opterećena i da se ne deformira lako, čime se osigurava stabilnost izlaza lasera i točnost rezanja, te se može postići brzo pozicioniranje i dinamički odgovor kako bi se zadovoljili zahtjevi obrade velikom brzinom. U isto vrijeme, njegova cjelokupna arhitektura pruža visoku strukturnu krutost, posebno pri obradi velikih i debelih izradaka.
1.2 Konzolna konstrukcija
1) Osnovna struktura i način kretanja
Konzolna oprema ima strukturu konzolne grede s jednostranom potporom. Glava laserske obrade je obješena na gredu, a druga strana je obješena, slično "konzolnoj ruci". Općenito, X-os pokreće motor, a potporni uređaj se pomiče na vodilici tako da glava za obradu ima veći raspon gibanja u smjeru Y-osi.
2) Kompaktna struktura i fleksibilnost
Zbog nedostatka podrške s jedne strane u dizajnu, ukupna struktura je kompaktnija i zauzima malo područje. Osim toga, glava za rezanje ima veći radni prostor u smjeru Y-osi, čime se mogu postići dublje i fleksibilnije lokalne složene operacije obrade, prikladne za probnu proizvodnju kalupa, razvoj prototipa vozila i male i srednje serijske potrebe proizvodnje s više varijanti i više varijabli.
2. Usporedba prednosti i nedostataka
2.1 Prednosti i nedostaci portalnih alatnih strojeva
2.1.1 Prednosti
1) Dobra strukturna krutost i visoka stabilnost
Dizajn dvostrukog nosača (struktura koja se sastoji od dva stupa i grede) čini platformu za obradu krutom. Tijekom brzog pozicioniranja i rezanja, laserski izlaz je vrlo stabilan, a može se postići kontinuirana i precizna obrada.
2) Veliki raspon obrade
Upotrebom šire nosive grede mogu se stabilno obraditi obradaci širine veće od 2 metra pa čak i veće, što je pogodno za visokopreciznu obradu obradaka velikih dimenzija u zrakoplovstvu, automobilima, brodovima itd.
2.1.2 Nedostaci
1) Problem sinkroniciteta
Dva linearna motora koriste se za pogon dva stupa. Ako dođe do problema sa sinkronizacijom tijekom kretanja velikom brzinom, zraka može biti pogrešno poravnata ili dijagonalno povučena. To ne samo da će smanjiti točnost obrade, već također može uzrokovati oštećenje komponenti prijenosa kao što su zupčanici i letve, ubrzati trošenje i povećati troškove održavanja.
2) Veliki otisak
Portalni alatni strojevi su velikih dimenzija i obično mogu samo utovarivati i istovarati materijale duž smjera X-osi, što ograničava fleksibilnost automatiziranog utovara i istovara i nije prikladno za radna mjesta s ograničenim prostorom.
3) Problem magnetske adsorpcije
Kada se linearni motor koristi za pogon oslonca X-osi i grede Y-osi u isto vrijeme, jaki magnetizam motora lako apsorbira metalni prah na stazi. Dugotrajno nakupljanje prašine i praha može utjecati na točnost rada i životni vijek opreme. Stoga su alatni strojevi srednje do visoke klase obično opremljeni pokrivačima za prašinu i stolnim sustavima za uklanjanje prašine radi zaštite komponenti prijenosa.
2.2 Prednosti i nedostaci konzolnih alatnih strojeva
2.2.1 Prednosti
1) Kompaktna struktura i mali otisak
Zbog dizajna s jednostranom potporom, cjelokupna struktura je jednostavnija i kompaktnija, što je pogodno za upotrebu u tvornicama i radionicama s ograničenim prostorom.
2) Velika izdržljivost i smanjeni problemi sinkronizacije
Korištenjem samo jednog motora za pogon X-osi izbjegava se problem sinkronizacije između više motora. U isto vrijeme, ako motor daljinski pokreće prijenosni sustav zupčaste letve i zupčanika, također može smanjiti problem magnetske apsorpcije prašine.
3) Prikladno hranjenje i jednostavna transformacija automatizacije
Konzolni dizajn omogućuje alatnom stroju uvlačenje iz više smjerova, što je prikladno za spajanje s robotima ili drugim automatiziranim transportnim sustavima. Pogodan je za masovnu proizvodnju, dok pojednostavljuje mehanički dizajn, smanjuje troškove održavanja i zastoja te poboljšava uporabnu vrijednost opreme tijekom njezina životnog ciklusa.
4) Visoka fleksibilnost
Zbog nedostatka opstruktivnih potpornih krakova, pod istim uvjetima veličine alatnog stroja, rezna glava ima veći radni prostor u smjeru Y-osi, može biti bliže izratku i postići fleksibilnije i lokalizirano fino rezanje i zavarivanje, što je posebno prikladno za proizvodnju kalupa, razvoj prototipa i preciznu obradu malih i srednjih izradaka.
2.2.2 Nedostaci
1) Ograničeni raspon obrade
Budući da je nosiva poprečna greda konzolne konstrukcije ovješena, njezina je duljina ograničena (općenito nije prikladna za rezanje obradaka širine veće od 2 metra), a opseg obrade je relativno ograničen.
2) Nedovoljna stabilnost pri velikim brzinama
Jednostrana potporna struktura čini središte gravitacije alatnog stroja pomaknutim prema potpornoj strani. Kada se glava za obradu pomiče duž osi Y, posebno u operacijama velike brzine blizu visećeg kraja, promjena u težištu poprečne grede i veći radni moment vjerojatno će uzrokovati vibracije i fluktuacije, što predstavlja veći izazov za cjelokupnu stabilnost alatnog stroja. Stoga krevet mora imati veću krutost i otpornost na vibracije kako bi neutralizirao ovaj dinamički utjecaj.
3. Prilike za prijavu i prijedlozi za odabir
3.1 Portalni alatni stroj
Primjenjivo na obradu laserskim rezanjem s velikim opterećenjima, velikim veličinama i zahtjevima visoke preciznosti, kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja automobila, veliki kalupi i brodograđevna industrija. Iako zauzima veliko područje i ima visoke zahtjeve za sinkronizaciju motora, ima očite prednosti u stabilnosti i preciznosti u proizvodnji velikih razmjera i velikom brzinom.
3.2 Konzolni alatni strojevi
Pogodniji je za preciznu obradu i složeno površinsko rezanje malih i srednjih obradaka, posebno u radionicama s ograničenim prostorom ili višesmjernim uvlačenjem. Ima kompaktnu strukturu i visoku fleksibilnost, dok pojednostavljuje integraciju održavanja i automatizacije, pružajući očite prednosti troškova i učinkovitosti za probnu proizvodnju kalupa, razvoj prototipa i proizvodnju malih i srednjih serija.
4. Kontrolni sustav i razmatranja održavanja
4.1 Kontrolni sustav
1) Portalni alatni strojevi obično se oslanjaju na visokoprecizne CNC sustave i algoritme kompenzacije kako bi se osigurala sinkronizacija dvaju motora, osiguravajući da poprečna greda neće biti pogrešno poravnata tijekom kretanja velikom brzinom, čime se održava točnost obrade.
2) Konzolni alatni strojevi manje se oslanjaju na složenu sinkronu kontrolu, ali zahtijevaju precizniju tehnologiju praćenja u stvarnom vremenu i kompenzaciju u smislu otpornosti na vibracije i dinamičke ravnoteže kako bi se osiguralo da neće biti pogrešaka zbog vibracija i promjena u centru gravitacije tijekom laserske obrade.
4.2 Održavanje i ekonomičnost
1) Portalna oprema ima veliku strukturu i mnoge komponente, tako da su održavanje i kalibracija relativno složeni. Za dugotrajan rad potrebne su stroge mjere inspekcije i zaštite od prašine. U isto vrijeme, ne može se zanemariti trošenje i potrošnja energije uzrokovana radom s velikim opterećenjem.
2) Konzolna oprema ima jednostavniju strukturu, niže troškove održavanja i modifikacije te je prikladnija za male i srednje tvornice i potrebe transformacije automatizacije. Međutim, zahtjev za dinamičke performanse pri velikim brzinama također znači da se pozornost mora posvetiti dizajnu i održavanju otpornosti na vibracije i dugoročne stabilnosti kreveta.
5. Sažetak
Uzmite u obzir sve gore navedene informacije:
1) Struktura i kretanje
Struktura portala slična je kompletnim "vratima". Koristi dvostruke stupove za pogon poprečne grede. Ima veću krutost i sposobnost rukovanja velikim radnim komadima, ali sinkronizacija i prostor na podu su pitanja koja zahtijevaju pozornost;
Konzolna konstrukcija ima jednostrani konzolni dizajn. Iako je opseg obrade ograničen, ima kompaktnu strukturu i visoku fleksibilnost, što pogoduje automatizaciji i rezanju pod više kutova.
2) Prednosti obrade i primjenjivi scenariji
Gantry tip je prikladniji za velike površine, velike izratke i potrebe serijske proizvodnje velike brzine, a također je prikladan za proizvodna okruženja koja mogu primiti veliki podni prostor i imaju odgovarajuće uvjete održavanja;
Konzolni tip je prikladniji za obradu malih i srednjih, složenih površina, te je prikladan za prilike s ograničenim prostorom i težnjom za visokom fleksibilnošću i niskim troškovima održavanja.
U skladu sa specifičnim zahtjevima obrade, veličinom obratka, proračunom i tvorničkim uvjetima, inženjeri i proizvođači trebali bi odvagnuti prednosti i nedostatke pri odabiru alatnih strojeva i odabrati opremu koja najbolje odgovara stvarnim proizvodnim uvjetima.
Vrijeme objave: 14. travnja 2025
