1. Estructura i mode de moviment
1.1 Estructura de pòrtic
1) Estructura bàsica i mode de moviment
Tot el sistema és com una "porta". El capçal de processament làser es mou al llarg del feix del "pòrtic" i dos motors condueixen les dues columnes del pòrtic per moure's al rail guia de l'eix X. La biga, com a component de càrrega, pot aconseguir una gran carrera, cosa que fa que l'equip de pòrtic sigui adequat per processar peces de gran mida.
2) Rigidesa i estabilitat estructurals
El disseny de doble suport garanteix que el feix estigui tensat uniformement i no es deformi fàcilment, assegurant així l'estabilitat de la sortida del làser i la precisió de tall, i pot aconseguir un posicionament ràpid i una resposta dinàmica per satisfer els requisits del processament d'alta velocitat. Al mateix temps, la seva arquitectura general proporciona una gran rigidesa estructural, especialment quan es processen peces de gran mida i gruixudes.
1.2 Estructura en voladís
1) Estructura bàsica i mode de moviment
L'equip voladís adopta una estructura de bigues voladís amb suport d'un sol costat. El capçal de processament làser està suspès al feix i l'altre costat està suspès, de manera similar a un "braç en voladís". En general, l'eix X és accionat per un motor i el dispositiu de suport es mou sobre el rail guia de manera que el capçal de processament tingui un rang de moviment més gran en la direcció de l'eix Y.
2) Estructura compacta i flexibilitat
A causa de la manca de suport en un costat del disseny, l'estructura general és més compacta i ocupa una petita àrea. A més, el capçal de tall té un espai operatiu més gran en la direcció de l'eix Y, que pot aconseguir operacions de processament complexes locals més profundes i flexibles, adequades per a la producció d'assaig de motlles, desenvolupament de prototips de vehicles i necessitats de producció multivarietal i multivariable en lots petits i mitjans.
2. Comparació d'avantatges i inconvenients
2.1 Avantatges i desavantatges de les màquines-eina de pòrtic
2.1.1 Avantatges
1) Bona rigidesa estructural i alta estabilitat
El disseny de doble suport (una estructura formada per dues columnes i una biga) fa que la plataforma de processament sigui rígida. Durant el posicionament i el tall d'alta velocitat, la sortida làser és altament estable i es pot aconseguir un processament continu i precís.
2) Gran rang de processament
L'ús d'un feix de càrrega més ampli pot processar de manera estable peces de treball amb una amplada de més de 2 metres o fins i tot més gran, que és adequat per al processament d'alta precisió de peces de gran mida en aviació, automòbils, vaixells, etc.
2.1.2 Inconvenients
1) Problema de sincronicitat
S'utilitzen dos motors lineals per accionar dues columnes. Si es produeixen problemes de sincronització durant el moviment a gran velocitat, el feix pot estar desalineat o estirat en diagonal. Això no només reduirà la precisió del processament, sinó que també pot causar danys als components de la transmissió, com ara engranatges i cremalleres, accelerar el desgast i augmentar els costos de manteniment.
2) Gran petjada
Les màquines-eina de pòrtic són de grans dimensions i normalment només poden carregar i descarregar materials al llarg de la direcció de l'eix X, cosa que limita la flexibilitat de la càrrega i descàrrega automatitzada i no és adequada per a llocs de treball amb espai limitat.
3) Problema d'adsorció magnètica
Quan s'utilitza un motor lineal per conduir el suport de l'eix X i el feix de l'eix Y al mateix temps, el fort magnetisme del motor adsorbeix fàcilment la pols metàl·lica a la pista. L'acumulació a llarg termini de pols i pols pot afectar la precisió de funcionament i la vida útil de l'equip. Per tant, les màquines-eina de gamma mitjana a alta solen estar equipades amb cobertes de pols i sistemes d'eliminació de pols de taula per protegir els components de la transmissió.
2.2 Avantatges i inconvenients de les màquines-eina en voladís
2.2.1 Avantatges
1) Estructura compacta i petita empremta
A causa del disseny de suport d'un sol costat, l'estructura general és més senzilla i compacta, la qual cosa és convenient per al seu ús en fàbriques i tallers amb espai limitat.
2) Forta durabilitat i problemes de sincronització reduïts
L'ús d'un sol motor per conduir l'eix X evita el problema de sincronització entre diversos motors. Al mateix temps, si el motor condueix de forma remota el sistema de transmissió de cremallera i pinyó, també pot reduir el problema de l'absorció de pols magnètica.
3) Alimentació còmoda i transformació d'automatització fàcil
El disseny en voladís permet que la màquina-eina s'alimenti des de múltiples direccions, cosa que és convenient per acoblar-se amb robots o altres sistemes de transport automatitzats. És adequat per a la producció en massa, alhora que simplifica el disseny mecànic, redueix els costos de manteniment i temps d'inactivitat i millora el valor d'ús de l'equip al llarg del seu cicle de vida.
4) Alta flexibilitat
A causa de la manca de braços de suport obstructius, en les mateixes condicions de mida de la màquina-eina, el capçal de tall té un espai operatiu més gran en la direcció de l'eix Y, pot estar més a prop de la peça i aconseguir un tall i una soldadura més flexibles i localitzats, especialment adequats per a la fabricació de motlles, desenvolupament de prototips i mecanitzat de precisió de peces petites i mitjanes.
2.2.2 Inconvenients
1) Interval de processament limitat
Com que la barra transversal de càrrega de l'estructura en voladís està suspesa, la seva longitud és limitada (generalment no és apta per tallar peces de treball amb una amplada de més de 2 metres) i el rang de processament és relativament limitat.
2) Insuficient estabilitat a alta velocitat
L'estructura de suport d'un sol costat fa que el centre de gravetat de la màquina-eina estigui esbiaixat cap al costat de suport. Quan el capçal de processament es mou al llarg de l'eix Y, especialment en operacions d'alta velocitat prop de l'extrem suspès, és probable que el canvi en el centre de gravetat de la biga transversal i el parell de treball més gran provoquin vibracions i fluctuacions, cosa que suposa un major repte per a l'estabilitat general de la màquina-eina. Per tant, el llit ha de tenir una major rigidesa i resistència a les vibracions per compensar aquest impacte dinàmic.
3. Ocasions d'aplicació i suggeriments de selecció
3.1 Màquina-eina de pòrtic
Aplicable al processament de tall per làser amb càrregues pesades, grans mides i requisits d'alta precisió, com ara l'aviació, la fabricació d'automòbils, grans motlles i les indústries de construcció naval. Tot i que ocupa una gran superfície i té uns requisits elevats per a la sincronització del motor, té avantatges evidents en estabilitat i precisió en la producció a gran escala i alta velocitat.
3.2 Màquines-eina en voladís
És més adequat per al mecanitzat de precisió i el tall de superfície complex de peces petites i mitjanes, especialment en tallers amb espai limitat o alimentació multidireccional. Té una estructura compacta i una alta flexibilitat, alhora que simplifica el manteniment i la integració de l'automatització, proporcionant avantatges evidents de cost i eficiència per a la producció d'assaig de motlles, desenvolupament de prototips i producció de lots petits i mitjans.
4. Sistema de control i consideracions de manteniment
4.1 Sistema de control
1) Les màquines-eina de pòrtic solen confiar en sistemes CNC d'alta precisió i algorismes de compensació per garantir la sincronització dels dos motors, assegurant que la travessa no s'alinearà durant el moviment a alta velocitat, mantenint així la precisió del processament.
2) Les màquines-eina en voladís es basen menys en un control síncron complex, però requereixen una tecnologia de compensació i monitorització en temps real més precisa en termes de resistència a les vibracions i equilibri dinàmic per garantir que no hi hagi errors a causa de la vibració i els canvis en el centre de gravetat durant el processament làser.
4.2 Manteniment i Economia
1) L'equip de pòrtic té una gran estructura i molts components, de manera que el manteniment i el calibratge són relativament complexos. Es requereixen mesures d'inspecció i prevenció de pols estrictes per al funcionament a llarg termini. Al mateix temps, no es pot ignorar el desgast i el consum d'energia causat per l'operació d'alta càrrega.
2) Els equips en voladís tenen una estructura més senzilla, menors costos de manteniment i modificació i són més adequats per a fàbriques petites i mitjanes i necessitats de transformació d'automatització. Tanmateix, el requisit d'un rendiment dinàmic d'alta velocitat també significa que s'ha de prestar atenció al disseny i al manteniment de la resistència a la vibració i l'estabilitat a llarg termini del llit.
5. Resum
Tingueu en compte tota la informació anterior:
1) Estructura i moviment
L'estructura del pòrtic és similar a una "porta" completa. Utilitza columnes dobles per conduir la travessa. Té una major rigidesa i la capacitat de manejar peces de gran mida, però la sincronització i l'espai al sòl són problemes que necessiten atenció;
L'estructura en voladís adopta un disseny en voladís d'un sol costat. Tot i que el rang de processament és limitat, té una estructura compacta i una gran flexibilitat, que afavoreix l'automatització i el tall multi-angle.
2) Avantatges del processament i escenaris aplicables
El tipus de pòrtic és més adequat per a grans superfícies, peces de treball grans i necessitats de producció per lots d'alta velocitat, i també és adequat per a entorns de producció que poden acomodar un gran espai i tenen les condicions de manteniment corresponents;
El tipus voladís és més adequat per processar superfícies complexes de mida petita i mitjana, i és adequat per a ocasions amb espai limitat i per a la recerca d'alta flexibilitat i baixos costos de manteniment.
D'acord amb els requisits de processament específics, la mida de la peça, el pressupost i les condicions de fàbrica, els enginyers i els fabricants haurien de valorar els avantatges i els inconvenients a l'hora de seleccionar màquines-eina i triar l'equip que millor s'adapti a les condicions de producció reals.
Hora de publicació: 14-abril-2025
