1. Устройство и режим на движение
1.1 Портална структура
1) Основна структура и режим на движение
Цялата система е като „врата“. Главата за лазерна обработка се движи по протежение на лъча „портал“ и два двигателя задвижват двете колони на портала, за да се движат по водещата релса на оста X. Гредата, като носещ компонент, може да постигне голям ход, което прави порталното оборудване подходящо за обработка на детайли с големи размери.
2) Структурна твърдост и стабилност
Дизайнът с двойна опора гарантира, че лъчът е равномерно натоварен и не се деформира лесно, като по този начин гарантира стабилността на лазерния изход и точността на рязане и може да постигне бързо позициониране и динамична реакция, за да отговори на изискванията за високоскоростна обработка. В същото време цялостната му архитектура осигурява висока структурна здравина, особено при обработка на големи и дебели детайли.
1.2 Конзолна конструкция
1) Основна структура и режим на движение
Конзолното оборудване приема структура на конзолна греда с едностранна опора. Лазерната обработваща глава е окачена на лъча, а другата страна е окачена, подобно на „конзолно рамо“. Като цяло оста X се задвижва от двигател и поддържащото устройство се движи по водещата релса, така че обработващата глава да има по-голям обхват на движение в посоката на оста Y.
2) Компактна структура и гъвкавост
Поради липсата на опора от едната страна в дизайна, цялостната конструкция е по-компактна и заема малка площ. В допълнение, режещата глава има по-голямо работно пространство в посоката на оста Y, което може да постигне по-задълбочени и гъвкави локални сложни операции за обработка, подходящи за пробно производство на матрици, разработване на прототипни превозни средства и нужди за производство на малки и средни партиди с множество разновидности и променливи.
2. Сравнение на предимствата и недостатъците
2.1 Предимства и недостатъци на порталните машини
2.1.1 Предимства
1) Добра структурна твърдост и висока стабилност
Дизайнът с двойна опора (конструкция, състояща се от две колони и греда) прави платформата за обработка твърда. По време на високоскоростно позициониране и рязане лазерният изход е много стабилен и може да се постигне непрекъсната и прецизна обработка.
2) Голям обхват на обработка
Използването на по-широка носеща греда може стабилно да обработва детайли с ширина над 2 метра или дори по-голяма, което е подходящо за високопрецизна обработка на детайли с големи размери в авиацията, автомобилите, корабите и др.
2.1.2 Недостатъци
1) Проблем със синхронността
Два линейни двигателя се използват за задвижване на две колони. Ако възникнат проблеми със синхронизирането по време на високоскоростно движение, лъчът може да бъде неправилно подравнен или диагонално издърпан. Това не само ще намали точността на обработката, но също така може да причини повреда на компоненти на трансмисията като зъбни колела и зъбни рейки, да ускори износването и да увеличи разходите за поддръжка.
2) Голям отпечатък
Порталните машини са с големи размери и обикновено могат да товарят и разтоварват материали само по посока на оста X, което ограничава гъвкавостта на автоматизираното товарене и разтоварване и не е подходящо за работни места с ограничено пространство.
3) Проблем с магнитната адсорбция
Когато се използва линеен двигател за задвижване на опората по оста X и лъча по оста Y едновременно, силният магнетизъм на двигателя лесно адсорбира метален прах върху пистата. Дългосрочното натрупване на прах и прах може да повлияе на точността на работа и експлоатационния живот на оборудването. Поради това машинните инструменти от среден до висок клас обикновено са оборудвани с прахови капаци и системи за отстраняване на прах от масата за защита на трансмисионните компоненти.
2.2 Предимства и недостатъци на конзолните металорежещи машини
2.2.1 Предимства
1) Компактна структура и малък отпечатък
Благодарение на дизайна на едностранната опора, цялостната структура е по-проста и по-компактна, което е удобно за използване във фабрики и работилници с ограничено пространство.
2) Силна издръжливост и намалени проблеми със синхронизацията
Използването само на един двигател за задвижване на оста X избягва проблема със синхронизацията между множество двигатели. В същото време, ако моторът дистанционно задвижва системата за предаване на зъбна рейка и зъбно колело, той може също да намали проблема с магнитното поглъщане на прах.
3) Удобно подаване и лесна автоматизирана трансформация
Конзолният дизайн позволява на машинния инструмент да се подава от множество посоки, което е удобно за докинг с роботи или други автоматизирани транспортни системи. Той е подходящ за масово производство, като същевременно опростява механичния дизайн, намалява разходите за поддръжка и престой и подобрява използваемата стойност на оборудването през целия му жизнен цикъл.
4) Висока гъвкавост
Поради липсата на препятстващи опорни рамена, при същите условия на размера на машинния инструмент, режещата глава има по-голямо работно пространство в посоката на оста Y, може да бъде по-близо до детайла и да постигне по-гъвкаво и локализирано фино рязане и заваряване, което е особено подходящо за производство на матрици, разработване на прототипи и прецизна обработка на малки и средни детайли.
2.2.2 Недостатъци
1) Ограничен обхват на обработка
Тъй като носещата напречна греда на конзолната конструкция е окачена, нейната дължина е ограничена (като цяло не е подходяща за рязане на детайли с ширина над 2 метра), а обхватът на обработка е относително ограничен.
2) Недостатъчна стабилност при висока скорост
Едностранната опорна структура прави центъра на тежестта на машинния инструмент изместен към опорната страна. Когато обработващата глава се движи по оста Y, особено при високоскоростни операции близо до окачения край, промяната в центъра на тежестта на напречната греда и по-големият работен въртящ момент вероятно ще причинят вибрации и колебания, което представлява по-голямо предизвикателство за цялостната стабилност на машинния инструмент. Следователно леглото трябва да има по-висока твърдост и устойчивост на вибрации, за да компенсира това динамично въздействие.
3. Случаи за кандидатстване и предложения за избор
3.1 Портална машина
Приложимо за обработка с лазерно рязане с големи натоварвания, големи размери и високи изисквания за прецизност като авиация, автомобилостроене, големи форми и корабостроителни индустрии. Въпреки че заема голяма площ и има високи изисквания за синхронизация на двигателя, той има очевидни предимства в стабилността и прецизността при мащабно и високоскоростно производство.
3.2 Конзолни машини
Той е по-подходящ за прецизна обработка и сложно повърхностно рязане на малки и средни детайли, особено в цехове с ограничено пространство или многопосочно подаване. Той има компактна структура и висока гъвкавост, като същевременно опростява интегрирането на поддръжката и автоматизацията, осигурявайки очевидни предимства в разходите и ефективността за пробно производство на матрици, разработване на прототипи и производство на малки и средни партиди.
4. Система за управление и съображения за поддръжка
4.1 Система за управление
1) Порталните машини обикновено разчитат на високопрецизни CNC системи и алгоритми за компенсация, за да осигурят синхронизирането на двата двигателя, като гарантират, че напречната греда няма да бъде изместена по време на високоскоростно движение, като по този начин се поддържа точността на обработката.
2) Конзолните машинни инструменти разчитат по-малко на сложно синхронно управление, но изискват по-прецизно наблюдение в реално време и технология за компенсиране по отношение на устойчивост на вибрации и динамичен баланс, за да се гарантира, че няма да има грешки поради вибрации и промени в центъра на тежестта по време на лазерна обработка.
4.2 Поддръжка и икономия
1) Порталното оборудване има голяма структура и много компоненти, така че поддръжката и калибрирането са относително сложни. Необходими са стриктни мерки за проверка и предотвратяване на прах за дългосрочна работа. В същото време износването и консумацията на енергия, причинени от работа с високо натоварване, не могат да бъдат пренебрегнати.
2) Конзолното оборудване има по-проста структура, по-ниски разходи за поддръжка и модификация и е по-подходящо за малки и средни фабрики и нужди от трансформация на автоматизация. Изискването за високоскоростна динамична производителност обаче означава също, че трябва да се обърне внимание на дизайна и поддържането на устойчивостта на вибрации и дългосрочната стабилност на леглото.
5. Обобщение
Вземете под внимание цялата информация по-горе:
1) Структура и движение
Конструкцията на портала е подобна на пълна „врата“. Той използва двойни колони за задвижване на напречната греда. Той има по-висока твърдост и способността да обработва детайли с големи размери, но синхронизирането и пространството на пода са въпроси, които изискват внимание;
Конзолната структура приема едностранна конзолна конструкция. Въпреки че обхватът на обработка е ограничен, той има компактна структура и висока гъвкавост, което е благоприятно за автоматизация и многоъгълно рязане.
2) Предимства на обработката и приложими сценарии
Порталният тип е по-подходящ за големи площи, големи детайли и нужди от високоскоростно партидно производство и също така е подходящ за производствени среди, които могат да поемат голямо подово пространство и имат съответните условия за поддръжка;
Конзолният тип е по-подходящ за обработка на малки и средни, сложни повърхности и е подходящ за случаи с ограничено пространство и стремеж към висока гъвкавост и ниски разходи за поддръжка.
Според специфичните изисквания за обработка, размера на детайла, бюджета и фабричните условия, инженерите и производителите трябва да преценят предимствата и недостатъците при избора на машинни инструменти и да изберат оборудването, което най-добре отговаря на действителните производствени условия.
Време на публикуване: 14 април 2025 г
