1. Struktur og bevegelsesmodus
1.1 Gantry-struktur
1) Grunnleggende struktur og bevegelsesmodus
Hele systemet er som en "dør". Laserbehandlingshodet beveger seg langs "portal"-strålen, og to motorer driver de to kolonnene i portalen til å bevege seg på X-aksens styreskinne. Bjelken, som en bærende komponent, kan oppnå et stort slag, noe som gjør portalutstyret egnet for bearbeiding av store arbeidsstykker.
2) Strukturell stivhet og stabilitet
Den doble støttedesignen sikrer at strålen blir jevnt belastet og ikke lett deformert, og sikrer dermed stabiliteten til laserutgangen og skjærenøyaktigheten, og kan oppnå rask posisjonering og dynamisk respons for å møte kravene til høyhastighetsbehandling. Samtidig gir dens generelle arkitektur høy strukturell stivhet, spesielt ved bearbeiding av store og tykke arbeidsstykker.
1.2 Cantilever struktur
1) Grunnleggende struktur og bevegelsesmodus
Utkragningsutstyret bruker en utkragende bjelkestruktur med enkeltsidestøtte. Laserbehandlingshodet er opphengt på strålen, og den andre siden er opphengt, på samme måte som en "utkragerarm". Vanligvis drives X-aksen av en motor, og støtteanordningen beveger seg på styreskinnen slik at behandlingshodet har et større bevegelsesområde i Y-aksens retning.
2) Kompakt struktur og fleksibilitet
På grunn av mangelen på støtte på den ene siden i designet, er den generelle strukturen mer kompakt og opptar et lite område. I tillegg har skjærehodet et større arbeidsrom i Y-aksens retning, som kan oppnå mer dyptgående og fleksible lokale komplekse prosesseringsoperasjoner, egnet for produksjon av muggprøver, utvikling av prototyper av kjøretøyer, og små og mellomstore batch multi-variant og multi-variable produksjonsbehov.
2. Sammenligning av fordeler og ulemper
2.1 Fordeler og ulemper med portalmaskiner
2.1.1 Fordeler
1) God strukturell stivhet og høy stabilitet
Den doble støttedesignen (en struktur bestående av to søyler og en bjelke) gjør prosessplattformen stiv. Under høyhastighetsposisjonering og skjæring er laserutgangen svært stabil, og kontinuerlig og presis prosessering kan oppnås.
2) Stort behandlingsområde
Bruken av en bredere bærende bjelke kan stabilt behandle arbeidsstykker med en bredde på mer enn 2 meter eller enda større, noe som er egnet for høypresisjonsbehandling av store arbeidsstykker i luftfart, biler, skip, etc.
2.1.2 Ulemper
1) Synkronisitetsproblem
To lineære motorer brukes til å drive to søyler. Hvis synkroniseringsproblemer oppstår under høyhastighetsbevegelser, kan strålen være feiljustert eller diagonalt trukket. Dette vil ikke bare redusere prosesseringsnøyaktigheten, men kan også forårsake skade på transmisjonskomponenter som gir og stativer, akselerere slitasje og øke vedlikeholdskostnadene.
2) Stort fotavtrykk
Gantry-maskinverktøy er store i størrelse og kan vanligvis bare laste og losse materialer langs X-aksens retning, noe som begrenser fleksibiliteten til automatisert lasting og lossing og er ikke egnet for arbeidsplasser med begrenset plass.
3) Magnetisk adsorpsjonsproblem
Når en lineær motor brukes til å drive X-aksestøtten og Y-aksestrålen samtidig, absorberer motorens sterke magnetisme lett metallpulver på banen. Langsiktig opphopning av støv og pulver kan påvirke driftsnøyaktigheten og levetiden til utstyret. Derfor er middels til høye maskiner vanligvis utstyrt med støvdeksler og bordstøvfjerningssystemer for å beskytte transmisjonskomponenter.
2.2 Fordeler og ulemper med Cantilever maskinverktøy
2.2.1 Fordeler
1) Kompakt struktur og lite fotavtrykk
På grunn av ensidig støttedesign er den generelle strukturen enklere og mer kompakt, noe som er praktisk for bruk i fabrikker og verksteder med begrenset plass.
2) Sterk holdbarhet og reduserte synkroniseringsproblemer
Ved å bruke bare én motor for å drive X-aksen unngår man synkroniseringsproblemet mellom flere motorer. På samme tid, hvis motoren fjernstyrer tannstangtransmisjonssystemet, kan det også redusere problemet med magnetisk støvabsorpsjon.
3) Praktisk fôring og enkel automatiseringstransformasjon
Utkragingskonstruksjonen lar maskinverktøyet mate fra flere retninger, noe som er praktisk for dokking med roboter eller andre automatiserte transportsystemer. Den er egnet for masseproduksjon, samtidig som den forenkler den mekaniske utformingen, reduserer vedlikeholds- og nedetidskostnader, og forbedrer bruksverdien til utstyret gjennom hele livssyklusen.
4) Høy fleksibilitet
På grunn av mangelen på hindrende støttearmer, under samme verktøystørrelsesforhold, har skjærehodet et større arbeidsrom i Y-aksens retning, kan være nærmere arbeidsstykket, og oppnå mer fleksibel og lokalisert finskjæring og sveising, som er spesielt egnet for støpeformproduksjon, prototypeutvikling og presisjonsbearbeiding av små og mellomstore arbeidsstykker.
2.2.2 Ulemper
1) Begrenset behandlingsområde
Siden den bærende tverrbjelken til utkragningskonstruksjonen er opphengt, er lengden begrenset (vanligvis ikke egnet for å kutte arbeidsstykker med en bredde på mer enn 2 meter), og behandlingsområdet er relativt begrenset.
2) Utilstrekkelig høyhastighetsstabilitet
Den ensidige støttestrukturen gjør at tyngdepunktet til maskinen er forspent mot støttesiden. Når prosesseringshodet beveger seg langs Y-aksen, spesielt ved høyhastighetsoperasjoner nær den hengende enden, vil endringen i tyngdepunktet til tverrbjelken og det større arbeidsmomentet sannsynligvis forårsake vibrasjoner og svingninger, noe som utgjør en større utfordring for den generelle stabiliteten til verktøymaskinen. Derfor må sengen ha høyere stivhet og vibrasjonsmotstand for å oppveie denne dynamiske påvirkningen.
3. Søknadsanledninger og valgforslag
3.1 Gantry-maskinverktøy
Gjelder for laserskjæringsbehandling med tung belastning, store størrelser og høye presisjonskrav som luftfart, bilproduksjon, store former og skipsbyggingsindustri. Selv om den opptar et stort område og har høye krav til motorsynkronisering, har den åpenbare fordeler i stabilitet og presisjon i storskala og høyhastighetsproduksjon.
3.2 Utkragende maskinverktøy
Den er mer egnet for presisjonsbearbeiding og kompleks overflateskjæring av små og mellomstore arbeidsstykker, spesielt i verksteder med begrenset plass eller flerveis mating. Den har en kompakt struktur og høy fleksibilitet, samtidig som den forenkler vedlikehold og automasjonsintegrasjon, og gir åpenbare kostnads- og effektivitetsfordeler for produksjon av støpeformprøver, prototypeutvikling og små og mellomstore batchproduksjoner.
4. Kontrollsystem og vedlikeholdshensyn
4.1 Kontrollsystem
1) Gantry-maskinverktøy er vanligvis avhengige av høypresisjons CNC-systemer og kompensasjonsalgoritmer for å sikre synkroniseringen av de to motorene, og sikrer at tverrbjelken ikke vil bli feiljustert under høyhastighetsbevegelser, og dermed opprettholde prosesseringsnøyaktigheten.
2) Cantilever-maskiner er mindre avhengige av kompleks synkronstyring, men krever mer presis sanntidsovervåking og kompensasjonsteknologi når det gjelder vibrasjonsmotstand og dynamisk balanse for å sikre at det ikke blir feil på grunn av vibrasjon og endringer i tyngdepunktet under laserbehandling.
4.2 Vedlikehold og økonomi
1) Portalutstyr har en stor struktur og mange komponenter, så vedlikehold og kalibrering er relativt komplisert. Streng inspeksjon og støvforebyggende tiltak er nødvendig for langvarig drift. Samtidig kan slitasje og energiforbruk forårsaket av høybelastningsdrift ikke ignoreres.
2) Cantilever-utstyr har en enklere struktur, lavere vedlikeholds- og modifikasjonskostnader, og er mer egnet for små og mellomstore fabrikker og automatiseringstransformasjonsbehov. Kravet om høyhastighets dynamisk ytelse betyr imidlertid også at det må tas hensyn til utforming og vedlikehold av sengens vibrasjonsmotstand og langsiktige stabilitet.
5. Sammendrag
Ta all informasjonen ovenfor i betraktning:
1) Struktur og bevegelse
Portalstrukturen ligner på en komplett "dør". Den bruker doble søyler for å drive tverrbjelken. Den har høyere stivhet og evnen til å håndtere store arbeidsstykker, men synkronisering og gulvplass er problemer som trenger oppmerksomhet;
Utkragingsstrukturen vedtar en ensidig utkragerdesign. Selv om behandlingsområdet er begrenset, har det en kompakt struktur og høy fleksibilitet, noe som bidrar til automatisering og flervinklet kutting.
2) Behandlingsfordeler og aktuelle scenarier
Gantry-typen er mer egnet for store arbeidsstykker og høyhastighets batchproduksjonsbehov, og er også egnet for produksjonsmiljøer som kan romme en stor gulvplass og har tilsvarende vedlikeholdsforhold;
Cantilever type er mer egnet for behandling av små og mellomstore, komplekse overflater, og er egnet for anledninger med begrenset plass og jakten på høy fleksibilitet og lave vedlikeholdskostnader.
I henhold til spesifikke behandlingskrav, arbeidsstykkestørrelse, budsjett og fabrikkforhold, bør ingeniører og produsenter veie fordeler og ulemper ved valg av maskinverktøy og velge utstyret som passer best til de faktiske produksjonsforholdene.
Innleggstid: 14-apr-2025
