1. Struktura i način kretanja
1.1 Portalna konstrukcija
1) Osnovna struktura i način kretanja
Cijeli sistem je poput "vrata". Glava za lasersku obradu kreće se duž "portalne" grede, a dva motora pokreću dva stuba portala kako bi se kretali po vodilici X-ose. Greda, kao noseća komponenta, može postići veliki hod, što portalnu opremu čini pogodnom za obradu velikih radnih komada.
2) Konstrukcijska krutost i stabilnost
Dizajn dvostruke podupirače osigurava da je snop ravnomjerno napregnut i da se ne deformira lako, čime se osigurava stabilnost laserskog izlaza i tačnost rezanja, te se može postići brzo pozicioniranje i dinamički odziv kako bi se zadovoljili zahtjevi brze obrade. Istovremeno, njegova ukupna arhitektura pruža visoku strukturnu krutost, posebno pri obradi velikih i debelih radnih komada.
1.2 Konzolna konstrukcija
1) Osnovna struktura i način kretanja
Konzolna oprema usvaja strukturu konzolne grede s jednostranom potporom. Laserska obradna glava je obješena na gredu, a druga strana je obješena, slično "konzolnoj ruci". Općenito, X-osu pokreće motor, a uređaj za potporu se pomiče po vodilici tako da obradna glava ima veći raspon kretanja u smjeru Y-ose.
2) Kompaktna struktura i fleksibilnost
Zbog nedostatka potpore s jedne strane u dizajnu, cjelokupna struktura je kompaktnija i zauzima malu površinu. Osim toga, glava za rezanje ima veći operativni prostor u smjeru Y-ose, što omogućuje dublje i fleksibilnije lokalne složene operacije obrade, pogodne za probnu proizvodnju kalupa, razvoj prototipova vozila i potrebe za malom i srednjom serijom viševarijantne i viševarijantne proizvodnje.
2. Poređenje prednosti i nedostataka
2.1 Prednosti i nedostaci portalnih alatnih mašina
2.1.1 Prednosti
1) Dobra strukturna krutost i visoka stabilnost
Dizajn dvostrukog oslonca (struktura koja se sastoji od dva stuba i grede) čini platformu za obradu krutom. Tokom pozicioniranja i rezanja velikom brzinom, laserski izlaz je vrlo stabilan, te se može postići kontinuirana i precizna obrada.
2) Veliki raspon obrade
Upotreba šire nosive grede može stabilno obrađivati radne komade širine veće od 2 metra ili čak i veće, što je pogodno za visokopreciznu obradu velikih radnih komada u avijaciji, automobilima, brodovima itd.
2.1.2 Nedostaci
1) Problem sinhroniciteta
Dva linearna motora se koriste za pogon dva stuba. Ako se pojave problemi sa sinhronizacijom tokom kretanja velikom brzinom, greda može biti pogrešno poravnata ili dijagonalno povučena. To ne samo da će smanjiti tačnost obrade, već može i oštetiti komponente prijenosa kao što su zupčanici i letve, ubrzati habanje i povećati troškove održavanja.
2) Veliki otisak
Portalne mašine su velike i obično mogu utovarivati i istovarati materijale samo duž pravca X-ose, što ograničava fleksibilnost automatizovanog utovara i istovara i nije pogodno za radna mjesta sa ograničenim prostorom.
3) Problem magnetske adsorpcije
Kada se linearni motor koristi za istovremeno pokretanje nosača X-ose i grede Y-ose, jaki magnetizam motora lako apsorbira metalni prah na tračnicama. Dugotrajno nakupljanje prašine i praha može utjecati na preciznost rada i vijek trajanja opreme. Stoga su alatne mašine srednje i visoke klase obično opremljene poklopcima za prašinu i sistemima za uklanjanje prašine sa stola kako bi se zaštitile komponente prijenosa.
2.2 Prednosti i nedostaci konzolnih alatnih mašina
2.2.1 Prednosti
1) Kompaktna struktura i mali otisak
Zbog dizajna s jednostranom potporom, cjelokupna struktura je jednostavnija i kompaktnija, što je pogodno za upotrebu u tvornicama i radionicama s ograničenim prostorom.
2) Velika izdržljivost i smanjeni problemi sa sinhronizacijom
Korištenjem samo jednog motora za pogon X-ose izbjegava se problem sinhronizacije između više motora. Istovremeno, ako motor daljinski pokreće sistem prijenosa sa zupčanikom i letvom, to također može smanjiti problem apsorpcije magnetske prašine.
3) Praktično hranjenje i jednostavna transformacija automatizacije
Konzolni dizajn omogućava alatnoj mašini da se puni iz više smjerova, što je pogodno za spajanje s robotima ili drugim automatiziranim transportnim sistemima. Pogodan je za masovnu proizvodnju, a istovremeno pojednostavljuje mehanički dizajn, smanjuje troškove održavanja i zastoja, te poboljšava upotrebnu vrijednost opreme tokom njenog životnog ciklusa.
4) Visoka fleksibilnost
Zbog nedostatka opstruktivnih potpornih krakova, pod istim uslovima veličine alatne mašine, glava za rezanje ima veći radni prostor u pravcu Y-ose, može biti bliže obratku i postići fleksibilnije i lokalizovanije fino rezanje i zavarivanje, što je posebno pogodno za proizvodnju kalupa, razvoj prototipova i preciznu obradu malih i srednjih obratka.
2.2.2 Nedostaci
1) Ograničeni raspon obrade
Budući da je noseća poprečna greda konzolne konstrukcije ovješena, njena dužina je ograničena (uglavnom nije pogodna za rezanje radnih komada širine veće od 2 metra), a raspon obrade je relativno ograničen.
2) Nedovoljna stabilnost pri velikim brzinama
Jednostrana noseća konstrukcija pomjera težište alatne mašine prema strani oslonca. Kada se obradna glava pomiče duž Y ose, posebno pri operacijama velikim brzinama blizu ovješenog kraja, promjena težišta poprečne grede i veći radni obrtni moment vjerovatno će uzrokovati vibracije i fluktuacije, što predstavlja veći izazov za ukupnu stabilnost alatne mašine. Stoga, krevet mora imati veću krutost i otpornost na vibracije kako bi se ublažio ovaj dinamički uticaj.
3. Prilike primjene i prijedlozi za odabir
3.1 Portalni alatni stroj
Primjenjivo za lasersko rezanje s velikim opterećenjima, velikim dimenzijama i visokim zahtjevima za preciznost, kao što su avijacija, automobilska industrija, veliki kalupi i brodogradnja. Iako zauzima veliku površinu i ima visoke zahtjeve za sinhronizaciju motora, ima očite prednosti u stabilnosti i preciznosti u velikoj i brzoj proizvodnji.
3.2 Konzolne alatne mašine
Pogodniji je za preciznu obradu i složeno površinsko rezanje malih i srednjih obradaka, posebno u radionicama s ograničenim prostorom ili višesmjernim dovodom. Ima kompaktnu strukturu i visoku fleksibilnost, a istovremeno pojednostavljuje održavanje i integraciju automatizacije, pružajući očigledne prednosti u pogledu troškova i efikasnosti za probnu proizvodnju kalupa, razvoj prototipova i proizvodnju malih i srednjih serija.
4. Razmatranja sistema upravljanja i održavanja
4.1 Sistem upravljanja
1) Portalne mašine se obično oslanjaju na visokoprecizne CNC sisteme i algoritme kompenzacije kako bi se osigurala sinhronizacija dva motora, osiguravajući da poprečna greda neće biti pogrešno poravnata tokom kretanja velikom brzinom, čime se održava tačnost obrade.
2) Konzolne alatne mašine se manje oslanjaju na složenu sinhronu kontrolu, ali zahtijevaju precizniju tehnologiju praćenja i kompenzacije u realnom vremenu u smislu otpornosti na vibracije i dinamičke ravnoteže kako bi se osiguralo da neće biti grešaka zbog vibracija i promjena u težištu tokom laserske obrade.
4.2 Održavanje i ekonomičnost
1) Portalna oprema ima veliku strukturu i mnogo komponenti, tako da su održavanje i kalibracija relativno složeni. Za dugotrajan rad potrebne su stroge mjere inspekcije i sprječavanja prašine. Istovremeno, ne mogu se zanemariti habanje i potrošnja energije uzrokovani radom pod velikim opterećenjem.
2) Konzolna oprema ima jednostavniju strukturu, niže troškove održavanja i modifikacije, te je pogodnija za male i srednje fabrike i potrebe automatizacije transformacije. Međutim, zahtjev za dinamičkim performansama velike brzine također znači da se pažnja mora posvetiti dizajnu i održavanju otpornosti na vibracije i dugoročne stabilnosti kreveta.
5. Sažetak
Uzmite u obzir sve gore navedene informacije:
1) Struktura i kretanje
Struktura portala je slična kompletnim "vratima". Koristi dvostruke stubove za pogon poprečne grede. Ima veću krutost i sposobnost rukovanja velikim radnim komadima, ali sinhronizacija i prostor na podu su pitanja koja zahtijevaju pažnju;
Konzolna struktura usvaja jednostrani konzolni dizajn. Iako je raspon obrade ograničen, ima kompaktnu strukturu i visoku fleksibilnost, što pogoduje automatizaciji i rezanju pod više uglova.
2) Prednosti obrade i primjenjivi scenariji
Portalni tip je pogodniji za potrebe velike površine, velikih radnih komada i brze serijske proizvodnje, a pogodan je i za proizvodna okruženja koja mogu primiti veliku površinu poda i imati odgovarajuće uslove održavanja;
Konzolni tip je pogodniji za obradu malih i srednjih, složenih površina, a pogodan je za prilike sa ograničenim prostorom i težnjom za visokom fleksibilnošću i niskim troškovima održavanja.
U skladu sa specifičnim zahtjevima obrade, veličinom obratka, budžetom i fabričkim uslovima, inženjeri i proizvođači trebaju odmjeriti prednosti i nedostatke prilikom odabira alatnih mašina i odabrati opremu koja najbolje odgovara stvarnim proizvodnim uslovima.
Vrijeme objave: 14. april 2025.
