Ostaessaan portaalin CNC-konetta monet ostajat vertaavat ensin akselin liikettä, pöydän kokoa, karan tehoa ja CNC-ohjausta. Koneen rakennesuunnittelu on kuitenkin yhtä tärkeä, koska se vaikuttaa kantavuuteen, lattiapintaan, koneistustarkkuuteen, asennusvaatimuksiin ja kokonaisinvestointiin.
Gantry-CNC-koneita käytetään laajalti suurten muottien, koneen perusosien, rakenneosien, energialaitteiden, ilmailukomponenttien ja muiden työkappaleiden käsittelyyn, jotka ovat liian suuria tai raskaita tavalliseen pystysuoraan työstökeskukseen.
Vaikka valmistajat voivat käyttää erilaisia mallinimiä, useimmat teollisuuspukki-CNC-koneet voidaan jakaa kolmeen käytännön rakennetyyppiin:
- Kiinteät{0}}palkkipukkityöstökeskukset.
- Siirretään-portaalia tai siirretään-pylvästyöstökeskuksia.
- Korkean-tarkkuussilta-tyyppiset portaalikoneet.
Jokaisella rakenteella on omat etunsa ja rajoituksensa. Kallein kone ei välttämättä ole sopivin. Sinun on valittava rakenne työkappaleen koon, painon, materiaalin, vaaditun tarkkuuden, koneistusprosessin ja käytettävissä olevan työpajatilan mukaan.
Mikä on gantry-CNC-kone?
Portaali-CNC-kone on suuri työstökeskus, joka on rakennettu kahden pystysuoran pilarin ja vaakasuuntaisen poikkipalkin ympärille. Yhdessä nämä komponentit muodostavat portaalin{1}}muotoisen rakenteen työalueen päälle.
Kara liikkuu poikkipalkkia pitkin ja suorittaa operaatioita, kuten jyrsintä-, poraus-, poraus-, kierre-, kalvaus- ja ääriviivatyöstöjä. Koneen kokoonpanosta riippuen se voi käyttää myös kulmapäitä, jatkopäitä tai viisi-akselista jyrsintäpäätä työstämään työkappaleen useita sivuja.
Perinteiseen pystysuoraan työstökeskukseen verrattuna aportaalin työstökeskusyleensä tarjoaa:
- Isompi koneistuskuori
- Leveämpi etäisyys sarakkeiden välillä
- Korkeampi rakenteellinen jäykkyys
- Suurempi pöydän kantavuus
- Parempi tuki suurille työkappaleille
- Lisää vaihtoehtoja moni{0}}kasvojen työstöön
- Suurempi raskas{0}}leikkauskyky
Suurin rakenteellinen ero portaalikoneiden välillä on se, mikä osa liikkuu koneistuksen aikana. Pöytä, portaalirunko, poikkikisko ja karajärjestelmä voidaan järjestää eri tavalla, jolloin saadaan erilaisia suorituskykyominaisuuksia.
Kolmen tyyppisten gantry-CNC-koneiden vertailu
|
Koneen tyyppi |
Pääliikekomponentti |
Työpöytä |
Pääasiallinen etu |
Päärajoitus |
Tyypilliset sovellukset |
|
Kiinteä{0}}Beam Gantry |
Työpöytä liikkuu X--akselia pitkin, kun taas kara liikkuu Y-- ja Z--akselia pitkin |
Liikkuva työpöytä |
Kypsä rakenne, alhaisemmat hankintakustannukset, hyvä jäykkyys ja helpompi huolto |
Rajoitettu pöytäkuorma; vaatii enemmän asennustilaa, koska pöytä liikkuu pituussuunnassa |
Muotin alustat, koneen komponentit, suuret levyt, autotyökalut ja yleinen suurten{0}}osien koneistus |
|
Liikkuva{0}}pylväspukki |
Pilarit ja poikkipalkki liikkuvat X--akselia pitkin, kun taas kara liikkuu Y-- ja Z--akselia pitkin |
Kiinteä työpöytä |
Soveltuu pitkille ja raskaille työkappaleille; tarjoaa joustavan lastauksen ja suuren kantavuuden |
Korkeammat kustannukset; kaksois-käyttösynkronointi ja pitkän-akselin paikannus vaativat kehittyneempää tekniikkaa |
Rautatieosat, energialaitteet, laivanrakennusrakenteet, suuret konerungot ja raskaan teollisuuden komponentit |
|
Bridge-Type Gantry |
Karan pää ja akselijärjestelmä liikkuvat koneistusalueen yläpuolella |
Yleensä kiinteä työpöytä |
Korkea jäykkyys, koneistustarkkuus, dynaaminen vaste ja pinnan laatu |
Korkeammat laitekustannukset ja tiukemmat vaatimukset konfiguroinnille, kalibroinnille, perustukselle ja lämpötilan ohjaukselle |
Ilmailu-osat, tarkkuusmuotit, juoksupyörät, monimutkaiset pinnat, prototyypit ja viiden{0}}akselin koneistus |
Kiinteä{0}}Beam Gantry -koneistuskeskus
Kiinteä{0}}palkkipukkikoneistuskeskus käyttää kahta kiinteää pylvästä ja kiinteää poikkipalkkia portaalikehyksen muodostamiseen. Työpöytä liikkuu yleensä pituussuunnassa X--akselia pitkin. Karan satula liikkuu palkin poikki Y--akselia pitkin, kun taas painin tai karan pää liikkuu pystysuunnassa Z--akselia pitkin.
Tämä on yksi yleisimmin käytetyistä portaalirakenteista, koska sen suunnittelu on kypsä, käytännöllinen ja suhteellisen taloudellinen.
Kiinteän{0}}palkkipukkikoneen edut
Kiinteän{0}}palkkipuomin tärkein etu on pienempi alkuinvestointi.
Koska pylväät ja poikkipalkki pysyvät paikallaan, koneen ei tarvitse siirtää ja synkronoida koko portaalirunkoa. Sen mekaaninen rakenne, käyttöjärjestelmä, kokoonpanoprosessi ja ohjausvaatimukset ovat yleensä vähemmän monimutkaisia kuin suuren liikkuvan{1}}pukkikoneen.
Kiinteä rakenne voi myös tarjota hyvän jäykkyyden yleisiin jyrsintä-, poraus-, poraus- ja rouhintatoimintoihin. Monille muottivalmistajille ja yleisille koneistustehtaille se tarjoaa sopivan tasapainon hinnan, jäykkyyden, tarkkuuden ja tuottavuuden välillä.
Kiinteää{0}}palkkipukkikonetta käytetään yleisesti käsittelemään:
- Ruiskutusmuotit
- painevalumuotit-
- Koneiden alustat
- Vaihteiston kotelot
- Isot teräslevyt
- Autojen työkalut
- Yleiset mekaaniset osat
- Keskikokoiset -valukappaleet
- Hitsatut rakenneosat
Jos työkappaleesi koko ja paino pysyvät suhteellisen vakaalla alueella, tämä rakenne on usein kustannustehokkain vaihtoehto.
Kiinteän{0}}sädepukkikoneen rajoitukset
Sen päärajoitus on, että työpöytä ja työkappale liikkuvat yhdessä.
Kun työkappale tulee raskaammaksi, koneen käyttöjärjestelmän on siirrettävä paljon suurempi kokonaismassa. Pöydän paino, kiinnikkeen paino ja työkappaleen paino vaikuttavat kaikki kiihtyvyyteen, hidastumiseen, paikannusvasteeseen, ohjausradan kuormitukseen ja pitkällä aikavälillä -mekaaniseen suorituskykyyn.
Tästä syystä kiinteän{0}}palkkikoneen kantavuutta ei voida arvioida pelkästään taulukon mittojen perusteella.
Kannattaa myös tarkistaa:
- Suurin sallittu pöytäkuorma
- Kuormanjakovaatimukset
- Konepän rakenne
- Ohjausradan tyyppi ja koko
- Kuularuuvi tai vetokapasiteetti
- Työkappaleen painopiste
- X--akselin kiihtyvyys
- Säätiön vaatimukset
Liikkuva pöytä lisää myös koneen kokonaispituutta. Sängyn on tarjottava riittävästi liikettä, jotta pöytä voi liikkua koko X--akselilla.
Esimerkiksi pukkikone, jonka X--akselin liikematka on noin neljä metriä, saattaa vaatia yli kahdeksan metrin kokonaispituuden riippuen sen pöydän pituudesta, suojasta, lastukuljettimesta, sähkökaappista ja huoltovälistä.
Siksi sinun tulee pyytää täydellinen koneen layout ennen korjaamosuunnitelman vahvistamista.
Milloin kannattaa valita kiinteä{0}}palkkipukki?
Kiinteä{0}}palkkipukkikoneistuskeskus sopii, kun:
- Työkappaleesi paino on pöydän sallitun kuormituksen sisällä
- Työkappaleen pituus ei ole kovin suuri.
- Sinulla on tarpeeksi lattiatilaa pöydän liikkumiseen.
- Tarvitset sekä rouhinta- että viimeistelykyvyn.
- Haluat hallita koneen alkuinvestointia.
- Tuotantosi on pääasiassa kolmi-akselista tai 3+2-akselista koneistusta.
Tavallisille muoteille, koneen osille ja keskisuurille{0}}--suurille teollisuusosille tämä on yleensä ensimmäinen portaalirakenne, jota kannattaa harkita.
Liikkuva{0}}pylväspukkikoneistuskeskus
Liikkuva-pylväspukkikoneistuskeskus käyttää kiinteää työpöytää, kun portaalipylväät ja poikkipalkki kulkevat X--akselia pitkin. Karan satula liikkuu poikkipalkin poikki Y--akselia pitkin, kun taas karan painin liikkuu pystysuunnassa Z--akselia pitkin. Koska työkappale pysyy paikallaan koneistuksen aikana, tämä rakenne sopii erityisen hyvin pitkille, painaville tai epäsäännöllisen muotoisille komponenteille.
Verrattuna liikkuvaan-pöytäkoneeseen, liikkuvan-pylvästelineen ei tarvitse kiihdyttää ja hidastaa työkappaletta yhdessä pöydän kanssa. Todellinen kantavuus riippuu kuitenkin edelleen työpöydästä, alustasta, lattiakuormituksesta, koneen rakenteesta ja työkappaleen tukitavasta.
Liikkuvan{0}}pylväspukkikoneen edut
Liikkuvan{0}}pylväspukkikoneen tärkein etu on sen kiinteä työpöytä. Koska työkappale ei liiku koneistuksen aikana, koneeseen mahtuu raskaampia ja pidempiä osia samalla kun se vähentää työkappaleen painon vaikutusta akselin liikkeeseen.
Tämä rakenne mahdollistaa myös joustavan lastauksen ja purkamisen. Pitkät työkappaleet voidaan sijoittaa suoraan pöydälle, ja joissakin koneissa voidaan käyttää erillisiä työstöalueita koneistukseen ja työkappaleen asettamiseen. Pitkällä X-akselin liikkeellä kiinteä pöytä voi myös lyhentää asennuksen kokonaispituutta liikkuvaan-pöytärakenteeseen verrattuna.
Liikkuva{0}}pylväspukkikoneistuskeskus tarjoaa useita käytännön etuja:
- Soveltuu pitkille ja painaville työkappaleille
- Ei työkappaleen liikettä koneistuksen aikana
- Joustava lastaus ja työkappaleen tuki
- Tasaisempi akselivaste erilaisilla kuormituksilla
- Soveltuu pidennetylle X--akselille
- Mahdollisuus jaetuille työalueille
Miksi liikkuva{0}}pylväspukkikone on kalliimpi?
Liikkuva{0}}pylväspukkikone maksaa yleensä enemmän, koska sen pilarit ja poikkipalkki muodostavat suuren liikkuvan kokoonpanon. Molempien puolien tulee kulkea tarkasti ja pysyä synkronoituina koko X--akselin iskun ajan.
Monet suuret mallit käyttävät kaksoisservomoottoria, kaksois{0}}käyttöjärjestelmää, hammastanko-ja-hammaspyörävaihteistoa, lineaarivaakoja ja elektronista portaalisynkronointia. Jos molemmat puolet eivät liiku johdonmukaisesti, koneessa voi ilmetä kääntövirhe, ohjaustien epätasainen kuormitus, paikannuspoikkeama tai rakenteellinen jännitys.
Lisäkustannukset voivat johtua:
- Suuremmat servomoottorit ja käyttöjärjestelmät
- Kaksiakselinen{0}}elektroninen synkronointi
- Erittäin{0}}tarkka hammastanko-ja-hammaspyörävaihteisto
- Lineaarisen mittakaavan palaute
- Vaativampi opasteiden asennus
- Edistyneet CNC-ohjaustoiminnot
- Monimutkaiset perustus- ja linjaustyöt
- Laserkalibrointi pitkillä matkoilla
Korkeampi hinta ei siis heijasta vain suurempaa rakennetta vaan myös lisäohjaus-, palaute-, asennus- ja kalibrointivaatimuksia.
Liikkuvien{0}}pylväspukkikoneiden tyypillisiä sovelluksia
Liikkuva{0}}pylväspukkityöstökeskukset valitaan pääasiassa suurille osille, jotka ovat liian raskaita, pitkiä tai vaikeasti siirrettävissä tehokkaasti perinteisellä liikkuvalla pöydällä.
Tyypillisiä sovelluksia ovat:
- Rautatien komponentit
- Tuuli{0}}voimalaitteet
- Laivanrakennusrakenteet
- Isot konesängyt ja rungot
- Rakennuskoneiden osat
- Sähköntuotantolaitteet-
- Pitkät hitsatut rakenteet
- Ilmailun rakenneosat
- Suuret muotit ja kuoleet
- Raskaat teollisuusvalut
Sinun tulisi harkita liikkuvaa-pylväspukkityöstökeskusta, kun työkappaleen paino, laajennettu X-akselin liike, kuormituksen joustavuus tai työpajan lattian-käyttö on tärkeämpää kuin koneen alhaisimman alkuhinnan saavuttaminen.
High{0}}Precision Bridge-Type Gantry Machine
Korkean-tarkkuussilta--tyyppinen kone käyttää jäykkää siltaa tai portaalirakennetta työalueen ympärillä. Pääakseli ja karan liikkeet on järjestetty työkappaleen yläpuolelle.
Suunnittelusta riippuen silta voi pysyä kiinteänä tai liikkua yhtä akselia pitkin. Karan satula, painin, pyörivä pää tai poikkikisko täydentää muut liikkeet.
Näitä koneita käytetään usein suureen-nopeuteen, korkeaan-tarkkuuteen ja viiden-akselin koneistukseen. Ne ovat erityisen yleisiä pienissä ja keskikokoisissa-tarkkuussovelluksissa, vaikka suuria silta{5}}tyyppisiä koneita on myös saatavilla.
Precision Bridge{0}}-tyyppisen rakenteen edut
Suurin hyöty on kyky luoda lyhyt ja suhteellisen symmetrinen voimapolku leikkauspisteen ja koneen rakenteen välille.
Kun silta, pilarit, pohja ja akselijärjestelmä on suunniteltu oikein, kone voi tarjota hyvän jäykkyyden, vakaan dynaamisen liikkeen ja hallitun muodonmuutoksen.
Tarkkuussilta{0}}tyyppiset koneet voivat myös käyttää:
- Symmetrinen koneen rakenteet
- Nopeat{0}}moottorin karat
- Suoravetoiset{0}}pyörivät akselit
- Lineaariset asteikot
- Erittäin{0}}tarkkaat opasteet
- Karan jäähdytysjärjestelmät
- Palloruuvin jäähdytys
- Lämpökompensointi
- Volumetrisen tarkkuuden kompensointi
- Edistyneet viiden{0}}akselin CNC-ohjaimet
Nämä kokoonpanot auttavat konetta säilyttämään ääriviivojen tarkkuuden ja pinnan laadun monimutkaisen moniakselisen liikkeen aikana.
Bridge-{0}}tyyppikoneiden rajoitukset
Tarkkuus ei johdu pelkästään koneen muodosta.
Silta-tyyppinen rakenne vaatii yleensä korkealaatuisempia-komponentteja, huolellisempaa kokoonpanoa, tiukempaa lämmönhallintaa ja edistyneempää kalibrointia. Sen CNC-järjestelmän ja pyörivien akseleiden on myös tarjottava vaadittu interpolointi- ja paikannussuorituskyky.
Siksi korkean-tarkkuussilta-tyyppinen kone voi maksaa huomattavasti enemmän kuin tavallinen kolmi-akselinen kiinteä-palkkilaituri.
Perustus, konepajan lämpötila, työkalut, leikkausolosuhteet, kiinnitysrakenne ja käyttäjän ominaisuudet voivat myös vaikuttaa lopulliseen koneistustulokseen.
Tyypilliset sovellukset
Silta{0}}tyyppisiä ja tarkkuuspukkikoneita käytetään laajalti:
- Ilmailun rakenneosat
- Juoksupyörät
- Tarkkuusmuotit
- Monimutkaiset kaarevat pinnat
- Autojen prototyypit
- Alumiinikomponentit
- Lääketieteelliset osat
- Energiakomponentit
- Nopea{0}}meistikoneistus
- Viiden-akselin moni-pintojen koneistus
Ovatko yli kuuden metrin pukkikoneet aina liikkuvia?
Ei aina. Kun X-akselin liike ja työkappaleen paino kasvavat, liikkuvasta-portaalista tulee käytännöllisempi, koska koneen ei tarvitse siirtää kovin pitkää ja painavaa työkappaletta. Tästä syystä monet suuret koneet, joissa on pitkä X-akselin liike, käyttävät kiinteää pöytää ja liikkuvaa portaalia.
Kuusi metriä ei kuitenkaan ole yleinen tekninen raja.
Jotkut valmistajat tarjoavat liikkuvia{0}}pöytäkoneita, joiden liikematka on yli kuusi metriä, kun taas toiset käyttävät liikkuvia{1}}portaalirakenteita lyhyemmillä kulkupituuksilla. Lopullinen suunnittelu riippuu työkappaleen kuormituksesta, koneen leveydestä, halutusta tarkkuudesta, lattiatilasta, tuotantoprosessista ja valmistajan suunnittelualustasta.
Älä valitse rakennetta pelkästään akselin pituuden perusteella. Koko työkappale ja koneistusvaatimukset on arvioitava yhdessä.
Kuinka valita oikea Gantry CNC-kone
Oikean portaalirakenteen valitsemiseksi aloita työkappaleesta koneen teknisten tietojen sijaan.
1. Työkappaleen mitat
Vahvista työkappaleen suurin pituus, leveys ja korkeus. Koneen liikeradan on oltava riittävä, mutta sinun on myös tarkistettava pylväiden välinen etäisyys, karan-etäisyys pöydästä-, työkalun pituus, kiinnikkeen korkeus ja pään kiinnitystila.
2. Työkappaleen paino
Työkappaleen painolla on suora vaikutus pöydän rakenteeseen, ohjauskiskoihin, käyttöihin, perustukseen ja kuormauslaitteisiin.
Jos työkappaleesi on äärimmäisen painava, kiinteä{0}}pöydänsiirto-pukkirakenne voi olla sopivampi kuin liikkuva-pöytäkone.
3. Työkappaleen materiaali
Teräs, valurauta, alumiini, titaani ja komposiittimateriaalit vaativat erilaisia kara-ominaisuuksia.
Raskas teräksen ja valuraudan rouhinta{0}} vaatii yleensä suurempaa vääntömomenttia ja rakenteellista jäykkyyttä. Alumiinin ja ilmailun työstö voi vaatia suuremman karan nopeuden ja nopeamman akselin liikkeen.
4. Koneistusprosessi
Selvitä, suorittaako kone rouhinta, viimeistely, poraus, poraus, kierteitys, ääriviivaus tai moni{0}}pintatyöstö.
Kovaan leikkaamiseen optimoitu kone ei välttämättä tarjoa samaa dynaamista suorituskykyä kuin nopea{0}}tarkkuuskone.
5. Tarkkuusvaatimukset
Älä sekoita koneen paikannustarkkuutta lopullisen osan tarkkuuteen.
Osan tarkkuus riippuu myös työkaluista, kiinnikkeistä, lämpötilasta, materiaalin kunnosta, leikkausparametreista, ohjelmoinnista ja mittausmenetelmistä. Ennen tilaamista tulee sopia koneen vastaanottostandardista ja testausehdoista.
FAQ
K: Mitkä ovat portaalin CNC-koneiden päätyypit?
V: Kolme yleistä tyyppiä ovat kiinteät-keilan liikkuvat-pöytäkoneet, liikkuvat-pukkikiinteät-pöytäkoneet ja korkean-tarkkuussilta-tyyppiset koneet.
K: Mikä on yleisin portaalin CNC-rakenne?
V: Kiinteää -palkkia liikkuvaa-pöytärakennetta käytetään laajalti, koska se tarjoaa kypsän suunnittelun, käytännöllisen koneistussuorituskyvyn ja suhteellisen edullisen hinnan.
K: Mikä portaalikone sopii erittäin raskaille työkappaleille?
V: Liikkuva{0}}pukkikone, jossa on kiinteä pöytä, on yleensä sopivampi, koska koneen ei tarvitse siirtää painavaa työkappaletta koneistuksen aikana.
K: Onko liikkuvassa{0}}pukkikoneessa rajoittamaton kantavuus?
V: Ei. Se tukee raskaampia osia kuin monet liikkuvat{1}}pöytäkoneet, mutta sen kapasiteettia rajoittavat silti pöytä, perustus, lattian kuormitus, työkappaleen tuki ja koneen rakenne.
K: Mikä portaalikone tarjoaa suurimman tarkkuuden?
V: Tarkkuussilta-tyyppinen tai viisi-akselinen portaali voi tarjota suuren tarkkuuden, mutta todellinen suorituskyky riippuu myös lämmönsäädöstä, palautejärjestelmistä, karan suunnittelusta, kokoonpanosta ja kalibroinnista.
K: Onko liikkuva{0}}pukkikone kalliimpi?
V: Se on yleensä kalliimpaa, koska se voi vaatia kaksoisasemaa, elektronista synkronointia, lineaarisia asteikkoja, tarkkuusteline{0}}ja-hammaspyöräjärjestelmiä ja monimutkaisempaa asennusta.
Johtopäätös
Kiinteä-palkki, liikkuva-portaali ja tarkkuussilta--tyyppiset CNC-koneet on suunniteltu erilaisiin valmistusolosuhteisiin. Kiinteä-puomipukki on yleensä kustannustehokas valinta tavallisille suurille muotteille ja mekaanisille komponenteille hallitulla painoalueella. Liikkuva-pukkikone sopii paremmin erittäin raskaille, pitkille tai vaikeasti-siirrettäville-työkappaleille, koska sen pöytä pysyy paikallaan. Tarkkuussilta{11}}tyyppinen kone keskittyy enemmän dynaamiseen suorituskykyyn, ääriviivojen tarkkuuteen, pinnan laatuun ja monimutkaiseen viiden{12}}akselin koneistukseen. Ennen mallin valintaa kannattaa vertailla työkappaleen mittoja, painoa, materiaalia, toleranssia, koneistusprosessia ja käytettävissä olevaa työpajatilaa. Jos annat osapiirustus- ja tuotantovaatimukset, GreatCNC voi auttaa sinua vertailemaan sopivia portaali-CNC-koneratkaisuja ja määrittämään, mikä rakenne sopii paremmin sovellukseesi.
