Quan es compra una màquina CNC de pòrtic, molts compradors primer comparen el recorregut de l'eix, la mida de la taula, la potència de l'eix i el control CNC. Tanmateix, el disseny estructural de la màquina és igual d'important perquè afecta la capacitat de càrrega, l'espai del sòl, la precisió de mecanitzat, els requisits d'instal·lació i la inversió total.
Les màquines CNC de pòrtic s'utilitzen àmpliament per processar motlles grans, bases de màquines, peces estructurals, equips energètics, components aeroespacials i altres peces massa grans o pesades per a un centre de mecanitzat vertical estàndard.
Tot i que els fabricants poden utilitzar diferents noms de models, la majoria de màquines CNC de pòrtic industrial es poden dividir en tres tipus estructurals pràctics:
- Centres de mecanitzat de pòrtic-bigues fixes.
- Centres de mecanitzat de-pòrtics o de-columnes en moviment.
- Màquines de pòrtic tipus pont-d'alta precisió-.
Cada estructura té els seus propis avantatges i limitacions. La màquina més cara no és necessàriament la més adequada. Heu de seleccionar l'estructura segons la mida de la peça, el pes, el material, la precisió requerida, el procés de mecanitzat i l'espai disponible al taller.
Què és una màquina CNC de pòrtic?
Una màquina CNC de pòrtic és un gran centre de mecanitzat construït al voltant de dues columnes verticals i una travessa horitzontal. Junts, aquests components formen una estructura en forma de portal-a l'àrea de treball.
L'eix es mou al llarg de la travessa i realitza operacions com ara fresat, trepat, mandrinat, roscat, escariat i mecanitzat de contorns. Depenent de la configuració de la màquina, també pot utilitzar capçals angulars, capçals d'extensió o capçals de fresat de cinc-eixos per mecanitzar diversos costats d'una peça.
En comparació amb un centre de mecanitzat vertical convencional, acentre de mecanitzat de pòrticnormalment ofereix:
- Un sobre de mecanitzat més gran
- Major distància entre columnes
- Major rigidesa estructural
- Major capacitat de càrrega de la taula
- Millor suport per a peces de treball grans
- Més opcions per al mecanitzat multi-cara
- Major capacitat de-tall pesat
La principal diferència estructural entre les màquines de pòrtic és quina peça es mou durant el mecanitzat. La taula, el marc del pòrtic, el rail transversal i el sistema de cargols es poden organitzar de manera diferent, creant diferents característiques de rendiment.
Comparació dels tres tipus de màquines CNC de pòrtic
|
Tipus de màquina |
Component mòbil principal |
Taula de treball |
Avantatge principal |
Limitació principal |
Aplicacions típiques |
|
Pòrtic de bigues-fix |
La taula de treball es mou al llarg de l'eix X-, mentre que el cargol es mou al llarg dels eixos Y- i Z- |
Taula de treball en moviment |
Estructura madura, menor cost de compra, bona rigidesa i manteniment més fàcil |
Càrrega limitada de la taula; requereix més espai d'instal·lació perquè la taula es mou longitudinalment |
Bases de motlles, components de màquines, plaques grans, eines d'automòbil i mecanitzat general{0}}de peces grans |
|
Moviment-Column Gantry |
Les columnes i la travessa es mouen al llarg de l'eix X-, mentre que l'eix es mou al llarg dels eixos Y- i Z- |
Taula de treball fixa |
Apte per a peces llargues i pesades; ofereix una càrrega flexible i una gran capacitat de càrrega |
Major cost; La sincronització de la unitat-dual i el posicionament d'-eix llarg requereixen una tecnologia més avançada |
Peces de ferrocarril, equips energètics, estructures de construcció naval, bastidors de màquines grans i components industrials pesats |
|
Pont-Tipus Gantry |
El capçal de l'eix i el sistema d'eix es mouen per sobre de l'àrea de mecanitzat |
Normalment una taula de treball fixa |
Alta rigidesa, precisió de mecanitzat, resposta dinàmica i qualitat superficial |
Major cost de l'equip i requisits més estrictes de configuració, calibratge, fonamentació i control de temperatura |
Peces aeroespacials, motlles de precisió, impulsors, superfícies complexes, prototips i mecanitzat de cinc-eixos |
Centre de mecanitzat de-biga de pòrtic fix
Un centre de mecanitzat de pòrtic de -biga fixa utilitza dues columnes fixes i una travessa estacionària per formar el marc del pòrtic. La taula de treball normalment es mou longitudinalment al llarg de l'eix X-. La cadira del cargol es mou a través de la biga al llarg de l'eix Y-, mentre que el pistón o el cap del cargol es mou verticalment al llarg de l'eix Z-.
Aquesta és una de les estructures de pòrtic més utilitzades perquè el seu disseny és madur, pràctic i relativament econòmic.
Avantatges d'una màquina de pòrtic de -biga fixa
El principal avantatge d'un pòrtic-fix és la seva inversió inicial més baixa.
Com que les columnes i la travessa romanen estacionàries, la màquina no necessita moure's i sincronitzar tot el marc del pòrtic. El disseny mecànic, el sistema d'accionament, el procés de muntatge i els requisits de control són generalment menys complexos que els d'una gran màquina de pòrtic mòbil-.
L'estructura fixa també pot proporcionar una bona rigidesa per a operacions generals de fresat, perforació, perforació i desbast. Per a molts fabricants de motlles i fàbriques de mecanitzat general, ofereix un equilibri adequat entre preu, rigidesa, precisió i productivitat.
Normalment s'utilitza una màquina de pòrtic de bigues fixes-per processar:
- Motlles d'injecció
- Motlles-de fosa a pressió
- Bases de la màquina
- Carcassa de la caixa de canvis
- Grans plaques d'acer
- Eines d'automoció
- Parts mecàniques generals
- Càstings-mitjans
- Components estructurals soldats
Si la mida i el pes de la peça es mantenen dins d'un rang relativament estable, aquesta estructura sovint és l'opció més rendible-.
Limitacions d'una màquina de pòrtic de-biga fixa
La seva principal limitació és que la taula de treball i la peça es mouen junts.
A mesura que la peça es fa més pesada, el sistema d'accionament de la màquina ha de moure una massa total molt més gran. El pes de la taula, el pes del dispositiu i el pes de la peça afecten l'acceleració, la desacceleració, la resposta de posicionament, la càrrega de la guia i el rendiment mecànic-a llarg termini.
Per aquest motiu, la capacitat de càrrega d'una màquina de-biga fixa no es pot avaluar només mirant les dimensions de la taula.
També hauríeu de comprovar:
- Càrrega màxima permesa de la taula
- Requisits de distribució de càrrega
- Estructura del llit de la màquina
- Tipus i mida de la guia
- Cargol de boles o capacitat d'accionament
- Centre de gravetat de la peça
- Acceleració de l'eix -X
- Requisits de la fundació
La taula mòbil també augmenta la longitud total de la màquina. El llit ha de proporcionar prou recorregut perquè la taula es mogui al llarg de l'eix X-complet.
Per exemple, una màquina pòrtic amb aproximadament quatre metres de recorregut de l'eix X-pot requerir una longitud total d'instal·lació de més de vuit metres, depenent de la seva longitud de taula, protecció, transportador d'encenalls, armari elèctric i espai de manteniment.
Per tant, hauríeu de sol·licitar un disseny complet de la màquina abans de confirmar el vostre pla de taller.
Quan hauríeu de triar un pòrtic de bigues-fix?
Un centre de mecanitzat de pòrtic de-bigues fixes és adequat quan:
- El pes de la peça es troba dins de la càrrega permesa de la taula
- La longitud de la peça no és molt gran.
- Teniu prou espai per al moviment de la taula.
- Necessiteu capacitat de desbast i d'acabat.
- Voleu controlar la inversió inicial de la màquina.
- La vostra producció és principalment mecanitzat de tres-eixos o 3+2-eixos.
Per a motlles estàndard, components de màquines i peces industrials mitjanes--grans, aquesta sol ser la primera estructura de pòrtic que val la pena tenir en compte.
Centre de mecanitzat de-columna pòrtic mòbil
Un centre de mecanitzat de pòrtic de-columnes mòbils utilitza una taula de treball fixa mentre les columnes de pòrtic i la barra transversal es desplacen al llarg de l'eix X-. La cadira de l'eix es mou a través de la travessa al llarg de l'eix Y-, mentre que l'eix de l'eix es mou verticalment al llarg de l'eix Z-. Com que la peça roman estacionària durant el mecanitzat, aquesta estructura és especialment adequada per a components llargs, pesats o de forma irregular.
En comparació amb una màquina de-taula mòbil, un pòrtic de-columna mòbil no necessita accelerar i desaccelerar la peça juntament amb la taula. Tanmateix, la capacitat de càrrega real encara depèn de la taula de treball, la base, la càrrega del sòl, l'estructura de la màquina i el mètode de suport de la peça.
Avantatges d'una màquina de pòrtic de-columna mòbil
El principal avantatge d'una màquina de pòrtic de-columna mòbil és la seva taula de treball fixa. Com que la peça no es mou durant el mecanitzat, la màquina pot acomodar peces més pesades i més llargues alhora que redueix la influència del pes de la peça en el moviment de l'eix.
Aquesta estructura també proporciona una càrrega i descàrrega flexibles. Les peces llargues es poden col·locar directament a la taula i algunes màquines poden utilitzar zones de treball separades per a la mecanització i la configuració de la peça. Per a un recorregut llarg de l'eix X-, la taula fixa també pot reduir la longitud total d'instal·lació en comparació amb una estructura de taula-mòbil.
Un centre de mecanitzat de pòrtic de-columnes mòbils ofereix diversos avantatges pràctics:
- Apte per a peces llargues i pesades
- Sense moviment de la peça durant el mecanitzat
- Càrrega flexible i suport de peça
- Resposta de l'eix més consistent sota diferents càrregues
- Adequat per a desplaçaments extensos de l'eix -X
- Potencial de zones de treball dividides
Per què és més cara una màquina de pòrtic de-columnes mòbils?
Una màquina de pòrtic de-columnes mòbils en general costa més perquè les seves columnes i la barra transversal formen un gran conjunt mòbil. Els dos costats han de viatjar amb precisió i romandre sincronitzats durant tot el traç de l'eix X-.
Molts models grans utilitzen servomotors dobles, sistemes d'accionament dual-, transmissió de cremallera-i-pinyons, escales lineals i sincronització electrònica de pòrtic. Si els dos costats no es mouen de manera coherent, la màquina pot experimentar errors de guiñada, càrrega desigual de la guia, desviació de posicionament o tensió estructural.
El cost addicional pot provenir de:
- Servomotors i sistemes d'accionament més grans
- Sincronització electrònica de -doble eix
- Transmissió de-cremallera-i-pinyó d'alta precisió
- Retroalimentació a escala lineal
- Instal·lació de guies més exigents
- Funcions avançades de control CNC
- Treball complex de fonamentació i alineació
- Calibració làser en viatges llargs
Per tant, el preu més alt reflecteix no només l'estructura més gran, sinó també els requisits addicionals de control, retroalimentació, instal·lació i calibratge.
Aplicacions típiques de màquines de pòrtic de-columnes mòbils
Els centres de mecanitzat de pòrtic de-columnes mòbils es seleccionen principalment per a peces grans massa pesades, llargues o difícils de moure de manera eficient en una taula mòbil convencional.
Les aplicacions típiques inclouen:
- Components del ferrocarril
- Equips d'energia eòlica{0}
- Estructures de construcció naval
- Grans llits de màquines i marcs
- Peces de maquinària de construcció
- Equips de generació{0}}d'energia
- Estructures llargues soldades
- Components estructurals aeroespacials
- Motlles i matrius grans
- Fundicions industrials pesades
Hauríeu de tenir en compte un centre de mecanitzat de pòrtic de-columnes mòbils quan el pes de la peça, el desplaçament de l'eix X-extens, la flexibilitat de càrrega o la utilització de l'espai del taller-és més important que aconseguir el preu inicial més baix de la màquina.
Màquina de pòrtic tipus-pont-de gran precisió
Una màquina de tipus -pont-d'alta precisió utilitza un pont rígid o una estructura de portal al voltant de l'àrea de treball. Els moviments de l'eix principal i del cargol es disposen per sobre de la peça de treball.
Depenent del disseny, el pont pot romandre fix o moure's al llarg d'un eix. El selló del cargol, el ram, el capçal giratori o el rail transversal completen els altres moviments.
Aquestes màquines s'utilitzen sovint per a mecanitzats d'alta-velocitat, alta-precisió i cinc-eixos. Són particularment habituals en aplicacions de precisió-petites i mitjanes, tot i que també estan disponibles màquines de tipus pont-grans.
Avantatges d'una estructura de tipus pont de precisió-
El principal avantatge és la capacitat de crear un camí de força curt i relativament simètric entre el punt de tall i l'estructura de la màquina.
Quan el pont, les columnes, la base i el sistema d'eix estan dissenyats correctament, la màquina pot proporcionar una bona rigidesa, un moviment dinàmic estable i una deformació controlada.
Les màquines de tipus pont-de precisió també poden utilitzar:
- Estructures de màquines simètriques
- Motors d'{0}}alta velocitat
- Eixos rotatius d'accionament directe-
- Escales lineals
- Guies{0}}d'alta precisió
- Sistemes de refrigeració del cargol
- Refrigeració de cargol de boles
- Compensació tèrmica
- Compensació de precisió volumètrica
- Controls CNC de cinc -eixos avançats
Aquestes configuracions ajuden la màquina a mantenir la precisió del contorn i la qualitat de la superfície durant el moviment complex de diversos-eixos.
Limitacions de les màquines de tipus Bridge-
La precisió no prové només de la forma de la màquina.
Una estructura de tipus pont-normalment requereix components de grau superior-, un muntatge més acurat, un control tèrmic més estricte i una calibració més avançada. El seu sistema CNC i eixos rotatius també han de proporcionar el rendiment d'interpolació i posicionament requerit.
Per tant, una màquina de tipus pont-d'alta precisió- pot costar molt més que un pòrtic de bigues fixes de tres-eixos- estàndard.
La base, la temperatura del taller, les eines, les condicions de tall, el disseny de l'aparell i la capacitat de l'operador també poden afectar el resultat final del mecanitzat.
Aplicacions típiques
Les màquines de pòrtic de precisió i tipus pont-s'utilitzen àmpliament per a:
- Parts estructurals aeroespacials
- Impulsors
- Motlles de precisió
- Superfícies corbes complexes
- Prototips d'automoció
- Components d'alumini
- Parts mèdiques
- Components energètics
- Mecanitzat-de matriu d'alta velocitat
- Mecanitzat de cinc-eixos-caras múltiples
Les màquines de pòrtic de més de sis metres sempre es mouen?
No sempre. A mesura que augmenten el recorregut de l'eix X-i el pes de la peça, una estructura de pòrtic-mòbil esdevé més pràctica perquè la màquina no necessita moure una peça molt llarga i pesada. És per això que moltes màquines grans amb un recorregut llarg de l'eix X-utilitzen una taula estacionària i un pòrtic mòbil.
Tanmateix, sis metres no és un límit tècnic universal.
Alguns fabricants ofereixen màquines de-taula mòbil amb un recorregut superior als sis metres, mentre que altres utilitzen estructures de pòrtic-mòbil amb recorreguts més curts. El disseny final depèn de la càrrega de la peça, l'amplada de la màquina, la precisió desitjada, l'espai, el procés de producció i la plataforma d'enginyeria del fabricant.
No hauríeu de seleccionar l'estructura només en funció de la longitud de l'eix. La peça completa i els requisits de mecanitzat s'han d'avaluar conjuntament.
Com triar la màquina CNC de pòrtic adequada
Per seleccionar l'estructura de pòrtic adequada, comenceu amb la peça de treball en lloc del full d'especificacions de la màquina.
1. Dimensions de la peça
Confirmeu la longitud, l'amplada i l'alçada màximes de la peça. El recorregut de la màquina ha de ser suficient, però també heu de comprovar la distància entre columnes, la distància entre l'eix-a-la taula, la longitud de l'eina, l'alçada de l'aparell i l'espai de fixació del cap.
2. Pes de la peça
El pes de la peça té una influència directa en l'estructura de la taula, les guies, els accionaments, la base i l'equip de càrrega.
Si la vostra peça és molt pesada, un disseny de pòrtic-taula mòbil-fix pot ser més adequat que una màquina-de taula mòbil.
3. Material de la peça
L'acer, el ferro colat, l'alumini, el titani i els materials compostos requereixen diferents característiques del cargol.
El desbast d'acer pesat i de ferro colat-generalment requereix un parell de torsió i una rigidesa estructural més elevats. El mecanitzat d'alumini i aeroespacial pot requerir una velocitat més alta del cargol i un moviment de l'eix més ràpid.
4. Procés de mecanitzat
Aclareix si la màquina durà a terme el desbast, l'acabat, el trepat, el mandrinat, el roscat, el contorn o el mecanitzat de diverses-caras.
És possible que una màquina optimitzada per a talls pesats no ofereixi el mateix rendiment dinàmic que una màquina de precisió{0}}alta.
5. Requisits de precisió
No confongueu la precisió de posicionament de la màquina amb la precisió de la part final.
La precisió de les peces també depèn de l'eina, els accessoris, la temperatura, l'estat del material, els paràmetres de tall, la programació i els mètodes de mesura. Abans de fer la comanda, heu d'acordar l'estàndard d'acceptació de la màquina i les condicions de prova.
PMF
P: Quins són els principals tipus de màquines CNC de pòrtic?
R: Els tres tipus habituals són les màquines de taules fixes-bigues mòbils-, les màquines de taules fixes-mòbils de pòrtic- i les màquines de tipus pont-d'alta-precisió.
P: Quina és l'estructura CNC de pòrtic més comuna?
R: L'estructura de la taula mòbil-biga fixa- s'utilitza àmpliament perquè ofereix un disseny madur, un rendiment de mecanitzat pràctic i un preu relativament econòmic.
P: Quina màquina de pòrtic és adequada per a peces de treball molt pesades?
R: Una màquina de pòrtic-mòbil amb una taula estacionària és generalment més adequada perquè la màquina no necessita moure la peça pesada durant el mecanitzat.
P: Una màquina de-pòrtic mòbil té capacitat de càrrega il·limitada?
R: No. Pot suportar peces més pesades que moltes màquines de-taula mòbil, però la seva capacitat encara està limitada per la taula, la base, la càrrega del sòl, el suport de la peça i l'estructura de la màquina.
P: Quina màquina de pòrtic ofereix la màxima precisió?
R: Un pòrtic de -pont de precisió o de cinc- eixos pot proporcionar una gran precisió, però el rendiment real també depèn del control tèrmic, els sistemes de retroalimentació, el disseny del cargol, el muntatge i el calibratge.
P: És més cara una màquina-mòbil de pòrtic?
R: En general, és més car perquè pot requerir unitats duals, sincronització electrònica, bàscules lineals, sistemes de cremallera-i-de precisió i una instal·lació més complexa.
Conclusió
Les màquines CNC de tipus-biga fixa,-mòbil i pont-de precisió estan dissenyades per a diferents condicions de fabricació. Un pòrtic-fix de biga sol ser una opció rendible-per a motlles grans estàndard i components mecànics dins d'un rang de pes controlat. Una màquina de pòrtic-mòbil és més adequada per a peces extremadament pesades, llargues o de--moure difícils perquè la seva taula roman estacionària. Una màquina de tipus pont de precisió-se centra més en el rendiment dinàmic, la precisió del contorn, la qualitat de la superfície i el mecanitzat complex de cinc-eixos. Abans d'escollir un model, hauríeu de comparar les dimensions de la peça, el pes, el material, la tolerància, el procés de mecanitzat i l'espai disponible al taller. Si proporcioneu els vostres requisits de dibuix i producció de peces, GreatCNC us pot ajudar a comparar solucions de màquines CNC de pòrtic adequades i determinar quina estructura s'adapta millor a la vostra aplicació.
