1. Δομή και λειτουργία κίνησης
1.1 Δομή γέφυρας
1) Βασική δομή και τρόπος κίνησης
Όλο το σύστημα είναι σαν μια «πόρτα». Η κεφαλή επεξεργασίας λέιζερ κινείται κατά μήκος της δέσμης «γεγονότος» και δύο κινητήρες οδηγούν τις δύο στήλες της γέφυρας για να κινηθούν στη ράγα οδήγησης του άξονα Χ. Η δοκός, ως φέρον εξάρτημα, μπορεί να επιτύχει μεγάλη διαδρομή, γεγονός που καθιστά τον εξοπλισμό σκελετών κατάλληλο για την επεξεργασία τεμαχίων εργασίας μεγάλου μεγέθους.
2) Δομική ακαμψία και σταθερότητα
Ο σχεδιασμός διπλής στήριξης διασφαλίζει ότι η δέσμη καταπονείται ομοιόμορφα και δεν παραμορφώνεται εύκολα, διασφαλίζοντας έτσι τη σταθερότητα της εξόδου λέιζερ και την ακρίβεια κοπής και μπορεί να επιτύχει γρήγορη τοποθέτηση και δυναμική απόκριση για να καλύψει τις απαιτήσεις επεξεργασίας υψηλής ταχύτητας. Ταυτόχρονα, η συνολική αρχιτεκτονική του παρέχει υψηλή δομική ακαμψία, ειδικά κατά την επεξεργασία τεμαχίων εργασίας μεγάλου μεγέθους και παχιάς.
1.2 Προβολική δομή
1) Βασική δομή και τρόπος κίνησης
Ο εξοπλισμός προβόλου υιοθετεί μια δομή δοκού προβόλου με στήριξη μονής πλευράς. Η κεφαλή επεξεργασίας λέιζερ αναρτάται στη δέσμη και η άλλη πλευρά είναι αναρτημένη, παρόμοια με έναν «πρόβολο βραχίονα». Γενικά, ο άξονας Χ κινείται από έναν κινητήρα και η συσκευή στήριξης κινείται στη ράγα οδήγησης έτσι ώστε η κεφαλή επεξεργασίας να έχει μεγαλύτερο εύρος κίνησης προς την κατεύθυνση του άξονα Υ.
2) Συμπαγής δομή και ευελιξία
Λόγω της έλλειψης στήριξης στη μία πλευρά στο σχέδιο, η συνολική δομή είναι πιο συμπαγής και καταλαμβάνει μια μικρή περιοχή. Επιπλέον, η κεφαλή κοπής έχει μεγαλύτερο χώρο λειτουργίας προς την κατεύθυνση του άξονα Υ, ο οποίος μπορεί να επιτύχει πιο εις βάθος και ευέλικτες τοπικές σύνθετες διαδικασίες επεξεργασίας, κατάλληλες για δοκιμαστική παραγωγή καλουπιών, ανάπτυξη πρωτότυπου οχήματος και ανάγκες παραγωγής μικρής και μεσαίας παρτίδας πολλαπλών ποικιλιών και πολλαπλών μεταβλητών.
2. Σύγκριση πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων
2.1 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των εργαλειομηχανών σκελετών
2.1.1 Πλεονεκτήματα
1) Καλή δομική ακαμψία και υψηλή σταθερότητα
Ο σχεδιασμός διπλής στήριξης (μια δομή που αποτελείται από δύο κολώνες και μια δοκό) καθιστά την πλατφόρμα επεξεργασίας άκαμπτη. Κατά την τοποθέτηση και την κοπή υψηλής ταχύτητας, η έξοδος λέιζερ είναι εξαιρετικά σταθερή και μπορεί να επιτευχθεί συνεχής και ακριβής επεξεργασία.
2) Μεγάλη γκάμα επεξεργασίας
Η χρήση μιας ευρύτερης φέρουσας δοκού μπορεί να επεξεργαστεί σταθερά τεμάχια πλάτους άνω των 2 μέτρων ή και μεγαλύτερο, η οποία είναι κατάλληλη για επεξεργασία υψηλής ακρίβειας τεμαχίων εργασίας μεγάλου μεγέθους σε αερομεταφορές, αυτοκίνητα, πλοία κ.λπ.
2.1.2 Μειονεκτήματα
1) Πρόβλημα συγχρονισμού
Δύο γραμμικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται για την κίνηση δύο στηλών. Εάν παρουσιαστούν προβλήματα συγχρονισμού κατά τη διάρκεια της κίνησης υψηλής ταχύτητας, η δέσμη μπορεί να είναι εσφαλμένη ευθυγράμμιση ή να τραβήξει διαγώνια. Αυτό όχι μόνο θα μειώσει την ακρίβεια επεξεργασίας, αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει ζημιά σε εξαρτήματα μετάδοσης, όπως γρανάζια και βάσεις, να επιταχύνει τη φθορά και να αυξήσει το κόστος συντήρησης.
2) Μεγάλο αποτύπωμα
Οι εργαλειομηχανές Gantry είναι μεγάλου μεγέθους και μπορούν συνήθως να φορτώνουν και να ξεφορτώνουν υλικά μόνο κατά την κατεύθυνση του άξονα Χ, γεγονός που περιορίζει την ευελιξία της αυτόματης φόρτωσης και εκφόρτωσης και δεν είναι κατάλληλο για χώρους εργασίας με περιορισμένο χώρο.
3) Πρόβλημα μαγνητικής προσρόφησης
Όταν χρησιμοποιείται ένας γραμμικός κινητήρας για την κίνηση του στηρίγματος του άξονα Χ και της δέσμης του άξονα Υ ταυτόχρονα, ο ισχυρός μαγνητισμός του κινητήρα απορροφά εύκολα τη μεταλλική σκόνη στην τροχιά. Η μακροχρόνια συσσώρευση σκόνης και σκόνης μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια λειτουργίας και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Επομένως, οι εργαλειομηχανές μεσαίας έως υψηλής ποιότητας είναι συνήθως εξοπλισμένες με καλύμματα σκόνης και συστήματα αφαίρεσης επιτραπέζιας σκόνης για την προστασία των εξαρτημάτων του κιβωτίου ταχυτήτων.
2.2 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των εργαλειομηχανών Cantilever
2.2.1 Πλεονεκτήματα
1) Συμπαγής δομή και μικρό αποτύπωμα
Λόγω του σχεδιασμού στήριξης μονής πλευράς, η συνολική δομή είναι απλούστερη και πιο συμπαγής, κάτι που είναι βολικό για χρήση σε εργοστάσια και εργαστήρια με περιορισμένο χώρο.
2) Ισχυρή αντοχή και μειωμένα προβλήματα συγχρονισμού
Η χρήση μόνο ενός κινητήρα για την οδήγηση του άξονα X αποφεύγει το πρόβλημα συγχρονισμού μεταξύ πολλών κινητήρων. Ταυτόχρονα, εάν ο κινητήρας κινεί εξ αποστάσεως το σύστημα μετάδοσης οδοντωτών τροχών και πινιόν, μπορεί επίσης να μειώσει το πρόβλημα της απορρόφησης της μαγνητικής σκόνης.
3) Βολική τροφοδοσία και εύκολος μετασχηματισμός αυτοματισμού
Ο σχεδιασμός του προβόλου επιτρέπει στην εργαλειομηχανή να τροφοδοτείται από πολλές κατευθύνσεις, κάτι που είναι βολικό για σύνδεση με ρομπότ ή άλλα αυτοματοποιημένα συστήματα μεταφοράς. Είναι κατάλληλο για μαζική παραγωγή, ενώ απλοποιεί τον μηχανικό σχεδιασμό, μειώνει το κόστος συντήρησης και διακοπής λειτουργίας και βελτιώνει την αξία χρήσης του εξοπλισμού καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του.
4) Υψηλή ευελιξία
Λόγω της έλλειψης αποφρακτικών βραχιόνων στήριξης, υπό τις ίδιες συνθήκες μεγέθους εργαλειομηχανής, η κεφαλή κοπής έχει μεγαλύτερο χώρο λειτουργίας στην κατεύθυνση του άξονα Υ, μπορεί να είναι πιο κοντά στο τεμάχιο εργασίας και να επιτύχει πιο ευέλικτη και τοπική λεπτή κοπή και συγκόλληση, η οποία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την κατασκευή καλουπιών, την ανάπτυξη πρωτοτύπων και την κατεργασία ακριβείας μικρού και μεσαίου τεμαχίου.
2.2.2 Μειονεκτήματα
1) Περιορισμένο εύρος επεξεργασίας
Δεδομένου ότι η φέρουσα εγκάρσια δοκός της κατασκευής του προβόλου είναι αναρτημένη, το μήκος της είναι περιορισμένο (γενικά δεν είναι κατάλληλο για κοπή τεμαχίων με πλάτος μεγαλύτερο από 2 μέτρα) και το εύρος επεξεργασίας είναι σχετικά περιορισμένο.
2) Ανεπαρκής σταθερότητα υψηλής ταχύτητας
Η δομή στήριξης μονής όψης κάνει το κέντρο βάρους της εργαλειομηχανής να ωθεί προς την πλευρά στήριξης. Όταν η κεφαλή επεξεργασίας κινείται κατά μήκος του άξονα Υ, ειδικά σε εργασίες υψηλής ταχύτητας κοντά στο αναρτημένο άκρο, η αλλαγή στο κέντρο βάρους της εγκάρσιας δοκού και η μεγαλύτερη ροπή εργασίας είναι πιθανό να προκαλέσουν κραδασμούς και διακυμάνσεις, θέτοντας μεγαλύτερη πρόκληση στη συνολική σταθερότητα της εργαλειομηχανής. Επομένως, το κρεβάτι πρέπει να έχει υψηλότερη ακαμψία και αντοχή σε κραδασμούς για να αντισταθμίσει αυτή τη δυναμική πρόσκρουση.
3. Ευκαιρίες αιτήσεων και προτάσεις επιλογής
3.1 Εργαλειομηχανή Gantry
Ισχύει για επεξεργασία κοπής με λέιζερ με βαριά φορτία, μεγάλα μεγέθη και απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας όπως η αεροπορία, η αυτοκινητοβιομηχανία, τα μεγάλα καλούπια και οι ναυπηγικές βιομηχανίες. Αν και καταλαμβάνει μεγάλη έκταση και έχει υψηλές απαιτήσεις για συγχρονισμό κινητήρα, έχει εμφανή πλεονεκτήματα στη σταθερότητα και την ακρίβεια στην παραγωγή μεγάλης κλίμακας και υψηλής ταχύτητας.
3.2 Εργαλειομηχανές προβόλου
Είναι πιο κατάλληλο για κατεργασία ακριβείας και πολύπλοκη επιφανειακή κοπή μικρού και μεσαίου μεγέθους τεμαχίων, ειδικά σε εργαστήρια με περιορισμένο χώρο ή τροφοδοσία πολλαπλών κατευθύνσεων. Έχει συμπαγή δομή και υψηλή ευελιξία, ενώ απλοποιεί την ενσωμάτωση συντήρησης και αυτοματισμού, παρέχοντας προφανή πλεονεκτήματα κόστους και απόδοσης για δοκιμαστική παραγωγή καλουπιών, ανάπτυξη πρωτοτύπων και παραγωγή παρτίδων μικρού και μεσαίου μεγέθους.
4. Θέματα συστήματος ελέγχου και συντήρησης
4.1 Σύστημα ελέγχου
1) Οι εργαλειομηχανές Gantry συνήθως βασίζονται σε συστήματα CNC υψηλής ακρίβειας και αλγόριθμους αντιστάθμισης για να εξασφαλίσουν τον συγχρονισμό των δύο κινητήρων, διασφαλίζοντας ότι η εγκάρσια δοκός δεν θα είναι λάθος ευθυγραμμισμένη κατά τη διάρκεια της κίνησης υψηλής ταχύτητας, διατηρώντας έτσι την ακρίβεια επεξεργασίας.
2) Οι εργαλειομηχανές Cantilever βασίζονται λιγότερο σε πολύπλοκο σύγχρονο έλεγχο, αλλά απαιτούν πιο ακριβή τεχνολογία παρακολούθησης και αντιστάθμισης σε πραγματικό χρόνο όσον αφορά την αντίσταση στους κραδασμούς και τη δυναμική ισορροπία για να διασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρξουν σφάλματα λόγω κραδασμών και αλλαγών στο κέντρο βάρους κατά την επεξεργασία λέιζερ.
4.2 Συντήρηση και Οικονομία
1) Ο εξοπλισμός Gantry έχει μεγάλη δομή και πολλά εξαρτήματα, επομένως η συντήρηση και η βαθμονόμηση είναι σχετικά περίπλοκα. Απαιτούνται αυστηρά μέτρα επιθεώρησης και πρόληψης της σκόνης για μακροχρόνια λειτουργία. Ταυτόχρονα, η φθορά και η κατανάλωση ενέργειας που προκαλούνται από τη λειτουργία υψηλού φορτίου δεν μπορούν να αγνοηθούν.
2) Ο εξοπλισμός προβόλου έχει απλούστερη δομή, χαμηλότερο κόστος συντήρησης και τροποποίησης και είναι πιο κατάλληλος για μικρά και μεσαία εργοστάσια και ανάγκες μετασχηματισμού αυτοματισμού. Ωστόσο, η απαίτηση για δυναμική απόδοση υψηλής ταχύτητας σημαίνει επίσης ότι πρέπει να δοθεί προσοχή στο σχεδιασμό και τη διατήρηση της αντοχής σε κραδασμούς και της μακροπρόθεσμης σταθερότητας του κρεβατιού.
5. Περίληψη
Λάβετε υπόψη όλες τις παραπάνω πληροφορίες:
1) Δομή και κίνηση
Η δομή του σκελετού είναι παρόμοια με μια πλήρη "πόρτα". Χρησιμοποιεί διπλές κολώνες για την κίνηση της εγκάρσιας δοκού. Έχει μεγαλύτερη ακαμψία και την ικανότητα να χειρίζεται μεγάλα τεμάχια εργασίας, αλλά ο συγχρονισμός και ο χώρος δαπέδου είναι ζητήματα που χρειάζονται προσοχή.
Η δομή του προβόλου υιοθετεί ένα σχέδιο πρόβολου μονής πλευράς. Αν και το εύρος επεξεργασίας είναι περιορισμένο, έχει συμπαγή δομή και υψηλή ευελιξία, η οποία ευνοεί τον αυτοματισμό και την κοπή πολλαπλών γωνιών.
2) Πλεονεκτήματα επεξεργασίας και ισχύοντα σενάρια
Ο τύπος Gantry είναι πιο κατάλληλος για μεγάλες επιφάνειες, μεγάλα τεμάχια εργασίας και ανάγκες παραγωγής παρτίδας υψηλής ταχύτητας, και είναι επίσης κατάλληλος για περιβάλλοντα παραγωγής που μπορούν να φιλοξενήσουν μεγάλο χώρο δαπέδου και έχουν αντίστοιχες συνθήκες συντήρησης.
Ο τύπος προβόλου είναι πιο κατάλληλος για την επεξεργασία μικρού και μεσαίου μεγέθους, πολύπλοκων επιφανειών και είναι κατάλληλος για περιπτώσεις με περιορισμένο χώρο και την επιδίωξη υψηλής ευελιξίας και χαμηλού κόστους συντήρησης.
Σύμφωνα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις επεξεργασίας, το μέγεθος του τεμαχίου εργασίας, τον προϋπολογισμό και τις συνθήκες του εργοστασίου, οι μηχανικοί και οι κατασκευαστές θα πρέπει να σταθμίσουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κατά την επιλογή εργαλειομηχανών και να επιλέξουν τον εξοπλισμό που ταιριάζει καλύτερα στις πραγματικές συνθήκες παραγωγής.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-14-2025
