1. Struktura i sposób ruchu
1.1 Konstrukcja bramowa
1) Podstawowa struktura i sposób ruchu
Cały system jest jak „drzwi”. Głowica obróbki laserowej porusza się wzdłuż belki „gantry”, a dwa silniki napędzają dwie kolumny gantry, aby poruszały się po szynie prowadzącej osi X. Belka, jako element nośny, może osiągnąć duży skok, co sprawia, że sprzęt gantry nadaje się do obróbki dużych elementów obrabianych.
2) Sztywność i stabilność konstrukcyjna
Podwójna konstrukcja podporowa zapewnia równomierne naprężenie belki i jej nieodkształcanie, zapewniając tym samym stabilność wyjścia lasera i dokładność cięcia, a także umożliwia szybkie pozycjonowanie i dynamiczną reakcję, aby spełnić wymagania przetwarzania o dużej prędkości. Jednocześnie jego ogólna architektura zapewnia wysoką sztywność strukturalną, szczególnie podczas obróbki dużych i grubych elementów obrabianych.
1.2 Konstrukcja wspornikowa
1) Podstawowa struktura i sposób ruchu
Sprzęt wspornikowy przyjmuje strukturę belki wspornikowej z jednostronnym wsparciem. Głowica obróbki laserowej jest zawieszona na belce, a druga strona jest zawieszona, podobnie jak „ramię wspornikowe”. Zasadniczo oś X jest napędzana silnikiem, a urządzenie podporowe porusza się na szynie prowadzącej, dzięki czemu głowica obróbki ma większy zakres ruchu w kierunku osi Y.
2) Kompaktowa konstrukcja i elastyczność
Ze względu na brak podparcia z jednej strony w projekcie, ogólna struktura jest bardziej zwarta i zajmuje małą powierzchnię. Ponadto głowica tnąca ma większą przestrzeń roboczą w kierunku osi Y, co pozwala na wykonywanie bardziej dogłębnych i elastycznych lokalnych operacji przetwarzania złożonych, odpowiednich do próbnej produkcji form, opracowywania prototypów pojazdów oraz małych i średnich partii produkcji wielowariantowej i wielozmiennej.
2. Porównanie zalet i wad
2.1 Zalety i wady obrabiarek bramowych
2.1.1 Zalety
1) Dobra sztywność konstrukcyjna i wysoka stabilność
Podwójna konstrukcja podporowa (struktura składająca się z dwóch kolumn i belki) sprawia, że platforma przetwarzania jest sztywna. Podczas szybkiego pozycjonowania i cięcia wyjście lasera jest bardzo stabilne, a ciągła i precyzyjna obróbka jest możliwa.
2) Duży zakres przetwarzania
Zastosowanie szerszej belki nośnej umożliwia stabilną obróbkę przedmiotów o szerokości ponad 2 metrów lub nawet większej, co sprawdza się w przypadku precyzyjnej obróbki dużych przedmiotów w lotnictwie, przemyśle samochodowym, statkach itp.
2.1.2 Wady
1) Problem synchronizacji
Do napędzania dwóch kolumn używane są dwa silniki liniowe. Jeśli podczas szybkiego ruchu wystąpią problemy z synchronizacją, belka może być źle wyrównana lub pociągnięta po przekątnej. Nie tylko zmniejszy to dokładność przetwarzania, ale może również spowodować uszkodzenie elementów przekładni, takich jak koła zębate i listwy zębate, przyspieszyć zużycie i zwiększyć koszty konserwacji.
2) Duży ślad
Obrabiarki bramowe są duże i zazwyczaj umożliwiają załadunek i rozładunek materiałów wyłącznie wzdłuż osi X, co ogranicza elastyczność zautomatyzowanego załadunku i rozładunku, a także nie nadaje się do stanowisk pracy o ograniczonej przestrzeni.
3) Problem adsorpcji magnetycznej
Gdy silnik liniowy jest używany do napędzania podpory osi X i belki osi Y w tym samym czasie, silny magnetyzm silnika łatwo adsorbuje proszek metalowy na torze. Długotrwałe gromadzenie się pyłu i proszku może mieć wpływ na dokładność działania i żywotność sprzętu. Dlatego też obrabiarki średniej i wysokiej klasy są zazwyczaj wyposażone w osłony przeciwpyłowe i systemy usuwania pyłu ze stołu w celu ochrony podzespołów przekładni.
2.2 Zalety i wady obrabiarek wspornikowych
2.2.1 Zalety
1) Kompaktowa konstrukcja i mała powierzchnia
Dzięki jednostronnej konstrukcji podporowej cała konstrukcja jest prostsza i bardziej zwarta, co ułatwia jej stosowanie w fabrykach i warsztatach o ograniczonej przestrzeni.
2) Wysoka wytrzymałość i mniejsze problemy z synchronizacją
Użycie tylko jednego silnika do napędzania osi X pozwala uniknąć problemu synchronizacji między wieloma silnikami. Jednocześnie, jeśli silnik zdalnie napędza układ przekładni zębatej i zębatej, może to również zmniejszyć problem pochłaniania pyłu magnetycznego.
3) Wygodne karmienie i łatwa transformacja automatyzacji
Konstrukcja wspornikowa umożliwia obrabiarce podawanie z wielu kierunków, co jest wygodne w przypadku dokowania z robotami lub innymi zautomatyzowanymi systemami transportu. Nadaje się do produkcji masowej, jednocześnie upraszczając konstrukcję mechaniczną, zmniejszając koszty konserwacji i przestojów oraz poprawiając wartość użytkową sprzętu w całym jego cyklu życia.
4) Wysoka elastyczność
Ze względu na brak utrudniających pracę ramion podporowych, przy tych samych rozmiarach obrabiarki, głowica tnąca ma większą przestrzeń roboczą w kierunku osi Y, może znajdować się bliżej obrabianego przedmiotu i umożliwia bardziej elastyczne i zlokalizowane cięcie i spawanie, co jest szczególnie przydatne w produkcji form, opracowywaniu prototypów i precyzyjnej obróbce małych i średnich przedmiotów obrabianych.
2.2.2 Wady
1) Ograniczony zakres przetwarzania
Ponieważ nośna belka poprzeczna konstrukcji wspornikowej jest zawieszona, jej długość jest ograniczona (zwykle nie nadaje się do cięcia elementów o szerokości większej niż 2 metry), a zakres obróbki jest stosunkowo ograniczony.
2) Niewystarczająca stabilność przy dużej prędkości
Jednostronna konstrukcja nośna powoduje, że środek ciężkości obrabiarki jest przesunięty w stronę strony nośnej. Gdy głowica obróbcza porusza się wzdłuż osi Y, zwłaszcza w przypadku operacji o dużej prędkości w pobliżu końca zawieszonego, zmiana środka ciężkości belki poprzecznej i większy moment obrotowy roboczy mogą powodować drgania i wahania, co stanowi większe wyzwanie dla ogólnej stabilności obrabiarki. Dlatego też łoże musi mieć większą sztywność i odporność na drgania, aby zrównoważyć ten dynamiczny wpływ.
3. Okazje do składania wniosków i sugestie dotyczące wyboru
3.1 Obrabiarka bramowa
Nadaje się do obróbki laserowej z dużymi obciążeniami, dużymi rozmiarami i wysokimi wymaganiami precyzji, takimi jak lotnictwo, produkcja samochodów, duże formy i przemysł stoczniowy. Chociaż zajmuje dużą powierzchnię i ma wysokie wymagania dotyczące synchronizacji silnika, ma oczywiste zalety w zakresie stabilności i precyzji w produkcji na dużą skalę i przy dużej prędkości.
3.2 Obrabiarki konsolowe
Jest bardziej odpowiedni do precyzyjnej obróbki i złożonego cięcia powierzchni małych i średnich przedmiotów obrabianych, szczególnie w warsztatach o ograniczonej przestrzeni lub podawaniu wielokierunkowym. Ma zwartą konstrukcję i wysoką elastyczność, jednocześnie upraszczając konserwację i integrację automatyzacji, zapewniając oczywiste korzyści w zakresie kosztów i wydajności w przypadku produkcji próbnej form, opracowywania prototypów i produkcji małych i średnich partii.
4. Rozważania na temat systemu sterowania i konserwacji
4.1 Układ sterowania
1) Obrabiarki bramowe zazwyczaj wykorzystują precyzyjne systemy CNC i algorytmy kompensacji, aby zapewnić synchronizację dwóch silników. Dzięki temu belka poprzeczna nie będzie rozregulowana podczas ruchu z dużą prędkością, co pozwala zachować dokładność obróbki.
2) Obrabiarki wspornikowe w mniejszym stopniu opierają się na skomplikowanym sterowaniu synchronicznym, a wymagają bardziej precyzyjnego monitorowania w czasie rzeczywistym i technologii kompensacji pod względem odporności na drgania i równowagi dynamicznej, aby mieć pewność, że nie wystąpią błędy spowodowane drganiami i zmianami środka ciężkości podczas obróbki laserowej.
4.2 Konserwacja i ekonomia
1) Sprzęt bramowy ma dużą strukturę i wiele komponentów, więc konserwacja i kalibracja są stosunkowo skomplikowane. Do długotrwałej eksploatacji wymagane są rygorystyczne kontrole i środki zapobiegające pyleniu. Jednocześnie nie można ignorować zużycia i zużycia energii spowodowanego pracą przy dużym obciążeniu.
2) Sprzęt wspornikowy ma prostszą konstrukcję, niższe koszty konserwacji i modyfikacji oraz jest bardziej odpowiedni dla małych i średnich fabryk oraz potrzeb transformacji automatyzacji. Jednak wymóg szybkiej dynamicznej wydajności oznacza również, że należy zwrócić uwagę na konstrukcję i utrzymanie odporności na drgania i długoterminowej stabilności łoża.
5. Podsumowanie
Należy wziąć pod uwagę wszystkie powyższe informacje:
1) Struktura i ruch
Konstrukcja gantry jest podobna do kompletnych „drzwi”. Używa podwójnych kolumn do napędzania belki poprzecznej. Ma większą sztywność i zdolność do obsługi dużych elementów obrabianych, ale synchronizacja i przestrzeń na podłodze to kwestie, na które należy zwrócić uwagę;
Konstrukcja wspornikowa przyjmuje jednostronną konstrukcję wspornikową. Chociaż zakres przetwarzania jest ograniczony, ma zwartą strukturę i wysoką elastyczność, co sprzyja automatyzacji i cięciu pod wieloma kątami.
2) Zalety przetwarzania i możliwe scenariusze
Typ bramowy jest bardziej odpowiedni do dużych powierzchni, dużych elementów obrabianych i potrzeb produkcji wsadowej z dużą prędkością, a także sprawdza się w środowiskach produkcyjnych, które mogą pomieścić dużą przestrzeń i mają odpowiednie warunki konserwacji;
Typ wspornikowy jest bardziej odpowiedni do obróbki małych i średnich, skomplikowanych powierzchni i sprawdza się w przypadku ograniczonej przestrzeni oraz gdy liczy się duża elastyczność i niskie koszty konserwacji.
Inżynierowie i producenci powinni rozważyć zalety i wady przy wyborze obrabiarek, biorąc pod uwagę konkretne wymagania dotyczące przetwarzania, rozmiar obrabianego przedmiotu, budżet i warunki panujące w zakładzie, a także wybrać sprzęt, który najlepiej odpowiada rzeczywistym warunkom produkcji.
Czas publikacji: 14-kwi-2025
