Koje su tri glavne vrste portalnih CNC strojeva?

Kada kupuju portalni CNC stroj, mnogi kupci prvo uspoređuju hod osi, veličinu stola, snagu vretena i CNC upravljanje. Međutim, konstrukcijski dizajn stroja jednako je važan jer utječe na nosivost, prostor na podu, točnost strojne obrade, zahtjeve za instalaciju i ukupnu investiciju.

Portalni CNC strojevi naširoko se koriste za obradu velikih kalupa, baza strojeva, strukturnih dijelova, energetske opreme, zrakoplovnih komponenti i drugih radnih komada koji su preveliki ili teški za standardni vertikalni obradni centar.

Iako proizvođači mogu koristiti različite nazive modela, većina industrijskih portalnih CNC strojeva može se podijeliti u tri praktične strukturne vrste:

• Obradni centri s portalnim-pokretnim nosačima.
• Obradni centri s pokretnim-portalom ili pokretnim-stupovima.
• Visoko{0}}precizni mostni-strojevi tipa portala.

Svaka struktura ima svoje prednosti i ograničenja. Najskuplji stroj nije nužno i najprikladniji. Morate odabrati strukturu u skladu s veličinom obratka, težinom, materijalom, potrebnom preciznošću, procesom obrade i raspoloživim prostorom za radionicu.

Što je portalni CNC stroj?

Portalni CNC stroj veliki je obradni centar izgrađen oko dva okomita stupa i vodoravne poprečne grede. Zajedno, ove komponente tvore strukturu-u obliku portala iznad radnog područja.

Vreteno se pomiče duž poprečne grede i izvodi operacije kao što su glodanje, bušenje, bušenje, narezivanje navoja, razvrtanje i obrada kontura. Ovisno o konfiguraciji stroja, može također koristiti kutne glave, produžne glave ili glave za glodanje s pet-osi za obradu više strana obratka.

U usporedbi s konvencionalnim vertikalnim obradnim centrom, aportalni obradni centarobično pruža:

• Veća omotnica za strojnu obradu
• Veći razmak između stupova
• Veća krutost konstrukcije
• Veća nosivost stola
• Bolja potpora za velike izratke
• Više opcija za više{0}}obradbu
• Veća teška{0}}sposobnost rezanja

Glavna strukturna razlika između portalnih strojeva je koji se dio pomiče tijekom strojne obrade. Stol, okvir portala, poprečna tračnica i sustav vretena mogu se rasporediti drugačije, stvarajući različite karakteristike performansi.

Usporedba tri vrste portalnih CNC strojeva

Fiksni{0}}obradni centar s nosačem

Portalni obradni centar s fiksnom{0}}gredom koristi dva fiksna stupa i stacionarnu poprečnu gredu za formiranje portalnog okvira. Radni stol se obično pomiče uzdužno duž X-osi. Sedlo vretena pomiče se preko grede duž Y-osi, dok se klin ili glava vretena pomiče okomito duž Z-osi.

Ovo je jedna od najčešće korištenih portalnih konstrukcija jer je njen dizajn zreo, praktičan i relativno ekonomičan.

Prednosti portalnog-stroja s fiksnom gredom

Glavna prednost portala s fiksnom{0}}gredom je niža početna investicija.

Budući da stupovi i poprečna greda ostaju nepomični, stroj ne treba pomicati i sinkronizirati cijeli okvir portala. Njegov mehanički dizajn, pogonski sustav, postupak sastavljanja i zahtjevi za upravljanje općenito su manje složeni od onih za veliki pokretni-portalni stroj.

Fiksna struktura također može pružiti dobru krutost za opće operacije glodanja, bušenja, bušenja i grube obrade. Za mnoge proizvođače kalupa i opće tvornice za strojnu obradu nudi odgovarajuću ravnotežu između cijene, krutosti, točnosti i produktivnosti.

Stroj za portal s fiksnom-gredom obično se koristi za obradu:

• Kalupi za brizganje
• Kalup-za tlačni lijev
• Osnove strojeva
• Kućišta mjenjača
• Velike čelične ploče
• Automobilski alati
• Opći mehanički dijelovi
• Srednje{0}}veliki odljevci
• Zavarene konstrukcijske komponente

Ako veličina i težina izratka ostaju unutar relativno stabilnog raspona, ova je struktura često najisplativi-izbor.

Ograničenja portalnog-stroja s fiksnom gredom

Njegovo glavno ograničenje je to što se radni stol i izradak kreću zajedno.

Kako izradak postaje teži, pogonski sustav stroja mora pokretati mnogo veću ukupnu masu. Težina stola, težina učvršćenja i težina izratka utječu na ubrzanje, usporavanje, odgovor na pozicioniranje, opterećenje na vodilici i dugoročnu-mehaničku izvedbu.

Iz tog razloga, nosivost stroja s fiksnom{0}}gredom ne može se procijeniti samo gledanjem dimenzija stola.

Također biste trebali provjeriti:

• Maksimalno dopušteno opterećenje stola
• Zahtjevi raspodjele opterećenja
• Struktura kreveta stroja
• Vrsta i veličina vodilice
• Kuglični vijak ili pogonski kapacitet
• Težište obratka
• Ubrzanje osi X-
• Zahtjevi temelja

Pomični stol također povećava ukupnu duljinu stroja. Krevet mora osigurati dovoljan hod za pomicanje stola duž cijele X-osi.

Na primjer, portalni stroj s približno četiri metra hoda osi X- može zahtijevati ukupnu dužinu instalacije veću od osam metara, ovisno o duljini stola, zaštiti, transporteru strugotine, električnom ormariću i slobodnom prostoru za održavanje.

Stoga biste trebali zatražiti potpuni izgled stroja prije nego potvrdite svoj plan radionice.

Kada biste trebali odabrati portal s fiksnom{0}}gredom?

Obradni centar s portalnim-pokretnim nosačima prikladan je kada:

• Težina vašeg obratka unutar je dopuštenog opterećenja stola
• Duljina obratka nije iznimno velika.
• Imate dovoljno prostora za pomicanje stola.
• Potrebna vam je i sposobnost grube i završne obrade.
• Želite kontrolirati početno ulaganje u stroj.
• Vaša proizvodnja je uglavnom obrada po tri-osi ili 3+2-osi.

Za standardne kalupe, komponente strojeva i srednje{0}}do-velike industrijske dijelove, ovo je obično prva konstrukcija portala koju vrijedi razmotriti.

Obradni centar s pokretnim-stupnim portalom

Obradni centar s pokretnim-stupnim portalom koristi fiksni radni stol dok se stupovi portala i poprečna greda kreću duž X-osi. Sedlo vretena pomiče se preko poprečne grede duž Y-osi, dok se klip vretena pomiče okomito po Z-osi. Budući da obradak ostaje nepomičan tijekom strojne obrade, ova struktura je posebno prikladna za duge, teške ili nepravilno oblikovane komponente.

U usporedbi sa strojem s pokretnim-stolom, portal s pokretnim-stupom ne treba ubrzavati i usporavati obradak zajedno sa stolom. Međutim, stvarna nosivost i dalje ovisi o radnom stolu, temelju, opterećenju poda, strukturi stroja i načinu oslonca obratka.

Prednosti portalnog stroja s pokretnim-stupovima

Glavna prednost pokretnog-stupnog portalnog stroja je njegov fiksni radni stol. Budući da se obradak ne pomiče tijekom obrade, stroj može primiti teže i duže dijelove dok se smanjuje utjecaj težine obratka na pomicanje osi.

Ova struktura također omogućuje fleksibilan utovar i istovar. Dugi obradaci mogu se postaviti izravno na stol, a neki strojevi mogu koristiti odvojene radne zone za obradu i postavljanje obratka. Za dugi hod X-osi, fiksni stol također može smanjiti ukupnu duljinu instalacije u usporedbi s pokretnom-strukturom stola.

Obradni centar s pokretnim-stupnim portalom nudi nekoliko praktičnih prednosti:

• Prikladno za duge i teške izratke
• Nema pomicanja obratka tijekom obrade
• Fleksibilno utovarivanje i potpora obratka
• Dosljedniji odziv osi pod različitim opterećenjima
• Prikladno za produženi hod X-osi
• Mogućnost podijeljenih radnih zona

Zašto je pokretni{0}}stupni portalni stroj skuplji?

Stroj s pokretnim{0}}stupnim portalom općenito košta više jer njegovi stupovi i poprečna greda čine veliki pokretni sklop. Obje strane moraju se kretati točno i ostati sinkronizirane tijekom cijelog hoda osi X-.

Mnogi veliki modeli koriste dvostruke servo motore, dvo-sustave pogona, prijenos-i-zupčanika, linearne vage i elektroničku sinkronizaciju portala. Ako se dvije strane ne pomiču dosljedno, stroj može doživjeti pogrešku skretanja, neravnomjerno opterećenje na vodilici, odstupanje u položaju ili strukturno naprezanje.

Dodatni trošak može doći od:

• Veći servo motori i pogonski sustavi
• Dvo{0}}osna elektronička sinkronizacija
• Visoko{0}}precizni prijenos-i-zupčanika
• Linearna povratna ljestvica
• Zahtjevnija montaža vodilica
• Napredne CNC upravljačke funkcije
• Složeni radovi temeljenja i poravnanja
• Laserska kalibracija na dugim putovanjima

Viša cijena stoga odražava ne samo veću strukturu, već i dodatne zahtjeve za kontrolom, povratnom spregom, instalacijom i kalibracijom.

Tipične primjene pokretnih-stupnih portalnih strojeva

Obradni centri s pokretnim-stupnim portalom uglavnom se odabiru za velike dijelove koji su preteški, dugački ili ih je teško učinkovito pomicati na uobičajenom pokretnom stolu.

Tipične primjene uključuju:

• Željezničke komponente
• Oprema za-energiju vjetra
• Brodograđevne konstrukcije
• Veliki strojni kreveti i okviri
• Dijelovi građevinskih strojeva
• Oprema-za proizvodnju električne energije
• Duge zavarene konstrukcije
• Zrakoplovne konstrukcijske komponente
• Veliki kalupi i kalupi
• Teški industrijski odljevci

Trebali biste razmisliti o obradnom centru s pokretnim-stupnim portalom kada je težina izratka, produženi hod X-osi, fleksibilnost utovara ili pod-radionička iskorištenost prostora važniji od postizanja najniže početne cijene stroja.

Visoko{0}}precizni-mosni portalni stroj

Visoko{0}}precizan most-stroj koristi kruti most ili portalnu strukturu oko radnog područja. Glavna os i pokreti vretena raspoređeni su iznad obratka.

Ovisno o dizajnu, most može ostati fiksan ili se pomicati duž jedne osi. Sedlo vretena, klin, rotacijska glava ili poprečna tračnica dovršavaju ostale pokrete.

Ovi se strojevi često koriste za veliku-brzinu, visoku-preciznost i pet{2}}osnu obradu. Osobito su česti u malim i srednjim-preciznim primjenama, iako su također dostupni i veliki strojevi s mostom-.

Prednosti precizne konstrukcije-tipa mosta

Glavna prednost je mogućnost stvaranja kratkog i relativno simetričnog puta sile između točke rezanja i strukture stroja.

Kada su most, stupovi, baza i sustav osi ispravno dizajnirani, stroj može pružiti dobru krutost, stabilno dinamičko kretanje i kontroliranu deformaciju.

Precizni strojevi-tipa tipa mogu također koristiti:

• Simetrične strukture strojeva
• Vretena-motora velike brzine
• Izravni-pogon rotacijskih osi
• Linearna mjerila
• Visoko{0}}precizne vodilice
• Sustavi hlađenja vretena
• Kuglično hlađenje
• Toplinska kompenzacija
• Kompenzacija volumetrijske točnosti
• Napredne CNC kontrole s pet{0}}osa

Ove konfiguracije pomažu stroju da održi točnost obrisa i kvalitetu površine tijekom složenog više{0}}kretanja po osi.

Ograničenja strojeva tipa Bridge-

Preciznost ne dolazi samo od oblika stroja.

Struktura tipa-mosta obično zahtijeva komponente višeg{1}}razreda, pažljiviju montažu, strožu temperaturnu kontrolu i napredniju kalibraciju. Njegov CNC sustav i rotacijske osi također moraju osigurati potrebnu interpolaciju i performanse pozicioniranja.

Stoga, visoko{0}}precizni-stroj tipa mosta može koštati znatno više od standardnog tro-fiksnog{3}}nosnog portala.

Temelj, temperatura u radionici, alati, uvjeti rezanja, dizajn učvršćenja i sposobnost rukovatelja također mogu utjecati na konačni rezultat strojne obrade.

Tipične primjene

Strojevi-tipa mosta i precizni portalni strojevi naširoko se koriste za:

• Zrakoplovni strukturni dijelovi
• impeleri
• Precizni kalupi
• Složene zakrivljene površine
• Automobilski prototipovi
• Aluminijske komponente
• Medicinski dijelovi
• Energetske komponente
• Brza -mašinska obrada
• Pet{0}}osna više-strojna obrada

Jesu li portalni strojevi iznad šest metara uvijek u pokretu?

Ne uvijek. Kako se hod X-osi i težina izratka povećavaju, pomična-struktura portala postaje praktičnija jer stroj ne treba pomicati jako dugačak i težak izradak. To je razlog zašto mnogi veliki strojevi s dugim hodom X-osi koriste stacionarni stol i pokretni portal.

Međutim, šest metara nije univerzalna tehnička granica.

Neki proizvođači nude pokretne-stolne strojeve s hodom većim od šest metara, dok drugi koriste pokretne-portalne strukture s kraćim hodom. Konačni dizajn ovisi o opterećenju obratka, širini stroja, željenoj točnosti, površini, proizvodnom procesu i inženjerskoj platformi proizvođača.

Ne biste trebali odabrati strukturu samo na temelju duljine osi. Kompletan radni predmet i zahtjevi za strojnu obradu moraju se ocijeniti zajedno.

Kako odabrati pravi portalni CNC stroj

Kako biste odabrali odgovarajuću strukturu portala, počnite s radnim komadom, a ne listom sa specifikacijama stroja.

1. Dimenzije obratka

Potvrdite maksimalnu duljinu, širinu i visinu obratka. Hod stroja mora biti dovoljan, ali također morate provjeriti udaljenost između stupova, udaljenost od-vretena-stola, duljinu alata, visinu učvršćenja i prostor za pričvršćivanje glave.

2. Težina obratka

Težina obratka ima izravan utjecaj na strukturu stola, vodilice, pogone, temelje i opremu za utovar.

Ako je vaš obradak iznimno težak, fiksni-stolni pokretni-pokretni dizajn može biti prikladniji od pokretnog-stolnog stroja.

3. Materijal obratka

Čelik, lijevano željezo, aluminij, titan i kompozitni materijali zahtijevaju različite karakteristike vretena.

Gruba obrada teškog čelika i-lijevanog željeza općenito zahtijeva veći okretni moment i strukturnu krutost. Strojna obrada aluminija i zrakoplovstva može zahtijevati veću brzinu vretena i brže pomicanje osi.

4. Proces obrade

Razjasnite hoće li stroj izvoditi grubu obradu, završnu obradu, bušenje, bušenje, narezivanje, oblikovanje kontura ili više{0}}strojnu obradu.

Stroj optimiziran za teško rezanje možda neće pružiti iste dinamičke performanse kao-precizni stroj visoke brzine.

5. Zahtjevi za točnost

Ne brkajte točnost pozicioniranja stroja s točnošću konačnog dijela.

Točnost dijela također ovisi o alatu, priboru, temperaturi, stanju materijala, parametrima rezanja, programiranju i metodama mjerenja. Prije naručivanja trebate se dogovoriti o standardu prihvaćanja stroja i uvjetima ispitivanja.

Zaključak

CNC strojevi s-stalnom gredom, pokretnim-portalom i preciznim premosnim-strojevima dizajnirani su za različite uvjete proizvodnje. Fiksni-portalni portal obično je isplativ-izbor za standardne velike kalupe i mehaničke komponente unutar kontroliranog raspona težine. Pokretni-portalni stroj prikladniji je za izuzetno teške, dugačke ili-obratke koje je-teško pomicati jer njegov stol ostaje nepomičan. Precizni stroj-mosnog tipa više se fokusira na dinamičke performanse, točnost obrisa, kvalitetu površine i složenu obradu s pet{12}}osi. Prije odabira modela potrebno je usporediti dimenzije obratka, težinu, materijal, toleranciju, proces obrade i raspoloživi prostor za radionicu. Ako navedete svoje crteže dijelova i zahtjeve za proizvodnju, GreatCNC vam može pomoći da usporedite prikladna rješenja portalnih CNC strojeva i odredite koja struktura bolje odgovara vašoj aplikaciji.