Portal CNC Makinelerinin Üç Ana Türü Nelerdir?

Bir portal CNC makinesi satın alırken, birçok alıcı öncelikle eksen hareketini, tabla boyutunu, iş mili gücünü ve CNC kontrolünü karşılaştırır. Ancak makinenin yapısal tasarımı da aynı derecede önemlidir çünkü yük kapasitesini, taban alanını, işleme doğruluğunu, kurulum gereksinimlerini ve toplam yatırımı etkiler.

Gantry CNC makineleri, büyük kalıpları, makine tabanlarını, yapısal parçaları, enerji ekipmanlarını, havacılık bileşenlerini ve standart bir dikey işleme merkezi için çok büyük veya ağır olan diğer iş parçalarını işlemek için yaygın olarak kullanılır.

Üreticiler farklı model adları kullansa da çoğu endüstriyel portal CNC makinesi üç pratik yapısal tipe ayrılabilir:

• Sabit-kirişli portal işleme merkezleri.
• Hareketli-portal veya hareketli-sütunlu işleme merkezleri.
• Yüksek-hassas köprü-tipi portal makineleri.

Her yapının kendine göre avantajları ve sınırlamaları vardır. En pahalı makine mutlaka en uygun makine değildir. Yapıyı iş parçanızın boyutuna, ağırlığına, malzemesine, gerekli hassasiyete, işleme sürecine ve mevcut atölye alanına göre seçmeniz gerekir.

Portal CNC Makinesi Nedir?

Portal CNC makinesi, iki dikey sütun ve bir yatay kiriş etrafında inşa edilmiş büyük bir işleme merkezidir. Bu bileşenler birlikte çalışma alanı üzerinde portal-şeklinde bir yapı oluşturur.

Mil, kiriş boyunca hareket eder ve frezeleme, delme, delik işleme, kılavuz çekme, raybalama ve kontur işleme gibi işlemleri gerçekleştirir. Makine konfigürasyonuna bağlı olarak, bir iş parçasının birden çok tarafını işlemek için açılı kafalar, uzatma kafaları veya beş-eksenli frezeleme kafaları da kullanılabilir.

Geleneksel bir dikey işleme merkeziyle karşılaştırıldığında,portal işleme merkezinormalde şunları sağlar:

• Daha geniş bir işleme alanı
• Sütunlar arasında daha geniş mesafe
• Daha yüksek yapısal sağlamlık
• Daha fazla tabla yükleme kapasitesi
• Büyük iş parçaları için daha iyi destek
• Çok-yüzlü işleme için daha fazla seçenek
• Daha yüksek ağır-kesme kapasitesi

Portal makineleri arasındaki temel yapısal fark, işleme sırasında hangi parçanın hareket ettiğidir. Masa, portal çerçevesi, çapraz ray ve mil sistemi farklı şekilde düzenlenerek farklı performans özellikleri oluşturulabilir.

Üç Tip Gantry CNC Tezgahının Karşılaştırılması

Sabit-Kirişli Portal İşleme Merkezi

Sabit-kirişli bir portal işleme merkezi, portal çerçevesini oluşturmak için iki sabit sütun ve sabit bir çapraz kiriş kullanır. Çalışma masası genellikle X-ekseni boyunca uzunlamasına hareket eder. İş mili eyeri kiriş boyunca Y-ekseni boyunca hareket ederken, koç veya iş mili kafası Z-ekseni boyunca dikey olarak hareket eder.

Bu, tasarımı olgun, pratik ve nispeten ekonomik olduğundan en yaygın kullanılan portal yapılardan biridir.

Sabit-Kirişli Köprü Makinesinin Avantajları

Sabit-kirişli portalın temel avantajı, daha düşük başlangıç ​​yatırımıdır.

Sütunlar ve kiriş sabit kaldığı için makinenin tüm portal çerçevesini hareket ettirmesine ve senkronize etmesine gerek yoktur. Mekanik tasarımı, tahrik sistemi, montaj süreci ve kontrol gereksinimleri genellikle büyük bir hareketli-köprü makinesininkinden daha az karmaşıktır.

Sabit yapı ayrıca genel frezeleme, delik delme, delik işleme ve kaba işleme operasyonları için iyi bir sağlamlık sağlayabilir. Birçok kalıp üreticisi ve genel işleme fabrikası için fiyat, sağlamlık, doğruluk ve üretkenlik arasında uygun bir denge sunar.

Sabit-kirişli bir portal makinesi genellikle şunları işlemek için kullanılır:

• Enjeksiyon kalıpları
• Basınçlı-döküm kalıpları
• Makine tabanları
• Şanzıman muhafazaları
• Büyük çelik plakalar
• Otomotiv takımları
• Genel mekanik parçalar
• Orta-boyutlu dökümler
• Kaynaklı yapısal bileşenler

İş parçanızın boyutu ve ağırlığı nispeten sabit bir aralıkta kalırsa, bu yapı genellikle-en uygun maliyetli seçimdir.

Sabit-Kirişli Köprü Makinesinin Sınırlamaları

Ana sınırlaması, çalışma tezgahının ve iş parçasının birlikte hareket etmesidir.

İş parçası ağırlaştıkça makinenin tahrik sisteminin çok daha büyük bir toplam kütleyi taşıması gerekir. Tabla ağırlığı, fikstür ağırlığı ve iş parçası ağırlığının tümü, hızlanmayı, yavaşlamayı, konumlandırma yanıtını, kılavuz yolu yüklemesini ve-uzun vadeli mekanik performansı etkiler.

Bu nedenle sabit-kirişli bir makinenin yük kapasitesi yalnızca tabla boyutlarına bakarak değerlendirilemez.

Ayrıca şunları da kontrol etmelisiniz:

• İzin verilen maksimum tabla yükü
• Yük dağıtım gereksinimleri
• Makine yatağı yapısı
• Kılavuz yolu tipi ve boyutu
• Bilyalı vida veya tahrik kapasitesi
• İş parçasının ağırlık merkezi
• X-ekseni ivmesi
• Temel gereksinimleri

Hareketli tabla aynı zamanda toplam makine uzunluğunu da arttırır. Yatak, masanın X-ekseninin tamamı boyunca hareket edebilmesi için yeterli hareketi sağlamalıdır.

Örneğin, yaklaşık dört metre X-ekseni hareketine sahip bir portal makinesi, tabla uzunluğuna, korumasına, talaş konveyörüne, elektrik kabinine ve bakım boşluğuna bağlı olarak sekiz metreden fazla toplam kurulum uzunluğu gerektirebilir.

Bu nedenle atölye planınızı onaylamadan önce eksiksiz bir makine yerleşimi talep etmelisiniz.

Ne Zaman Sabit-Kirişli Köprüyü Seçmelisiniz?

Sabit-kirişli portal işleme merkezi şu durumlarda uygundur:

• İş parçası ağırlığınız izin verilen tabla yükü dahilinde
• İş parçası uzunluğu çok büyük değil.
• Masa hareketi için yeterli zemin alanınız var.
• Hem kaba işleme hem de ince talaş işleme kapasitesine ihtiyacınız var.
• İlk makine yatırımını kontrol etmek istiyorsunuz.
• Üretiminiz esas olarak üç-eksenli veya 3+2-eksenli işlemeden oluşuyor.

Standart kalıplar, makine bileşenleri ve orta{0}}ile-büyük endüstriyel parçalar için bu genellikle dikkate alınmaya değer ilk köprü yapısıdır.

Taşıma-Sütun Köprülü İşleme Merkezi

Hareketli bir-sütunlu portal işleme merkezi, sabit bir çalışma tablası kullanırken, portal sütunları ve çapraz kiriş X-ekseni boyunca hareket eder. İş mili eyeri Y-ekseni boyunca kiriş boyunca hareket ederken iş mili koçu Z-ekseni boyunca dikey olarak hareket eder. İşleme sırasında iş parçası sabit kaldığı için bu yapı özellikle uzun, ağır veya düzensiz şekilli bileşenler için uygundur.

Hareketli bir-tezgah makinesiyle karşılaştırıldığında, hareketli-kolonlu bir portalın iş parçasını tablayla birlikte hızlandırması ve yavaşlatması gerekmez. Ancak gerçek yük kapasitesi hala çalışma tezgahına, temele, zemin yüklemesine, makine yapısına ve iş parçası destekleme yöntemine bağlıdır.

Hareketli-Sütunlu Köprü Makinesinin Avantajları

Hareketli-sütunlu portal makinesinin temel avantajı, sabit çalışma masasıdır. İşleme sırasında iş parçası hareket etmediği için makine, iş parçası ağırlığının eksen hareketi üzerindeki etkisini azaltırken daha ağır ve daha uzun parçaları barındırabilir.

Bu yapı aynı zamanda esnek yükleme ve boşaltma olanağı da sağlar. Uzun iş parçaları doğrudan tabla üzerine yerleştirilebilir ve bazı makineler, işleme ve iş parçası kurulumu için ayrı çalışma bölgeleri kullanabilir. Uzun X-ekseni hareketi için sabit tabla, hareketli tabla yapısına kıyasla toplam kurulum uzunluğunu da azaltabilir-.

Hareketli-sütunlu portal işleme merkezi çeşitli pratik avantajlar sunar:

• Uzun ve ağır iş parçaları için uygundur
• İşleme sırasında iş parçası hareketi yok
• Esnek yükleme ve iş parçası desteği
• Farklı yükler altında daha tutarlı eksen tepkisi
• Uzatılmış X-ekseni hareketi için uygundur
• Bölünmüş çalışma bölgeleri potansiyeli

Hareketli-Sütunlu Köprü Makinesi Neden Daha Pahalıdır?

Hareketli-sütunlu portal makinesinin maliyeti genellikle daha yüksektir çünkü sütunları ve kirişi büyük bir hareketli düzenek oluşturur. Her iki tarafın da doğru şekilde hareket etmesi ve X-ekseni hareketinin tamamı boyunca senkronize kalması gerekir.

Birçok büyük model, çift servo motorlar, çift-sürücü sistemleri, kremayer-ve-pinyonlu şanzıman, doğrusal ölçekler ve elektronik köprü senkronizasyonu kullanır. İki taraf tutarlı bir şekilde hareket etmezse makinede sapma hatası, düzensiz kılavuz yolu yüklemesi, konumlandırma sapması veya yapısal gerilim yaşanabilir.

Ek maliyet aşağıdakilerden kaynaklanabilir:

• Daha büyük servo motorlar ve tahrik sistemleri
• Çift-eksenli elektronik senkronizasyon
• Yüksek-hassas kremayer-ve-pinyon iletimi
• Doğrusal ölçek geri bildirimi
• Daha zorlu kılavuz yolu kurulumu
• Gelişmiş CNC kontrol fonksiyonları
• Karmaşık temel ve hizalama çalışmaları
• Uzun yolculuk boyunca lazer kalibrasyonu

Bu nedenle yüksek fiyat, yalnızca daha büyük yapıyı değil aynı zamanda ek kontrol, geri bildirim, kurulum ve kalibrasyon gereksinimlerini de yansıtır.

Hareketli-Sütunlu Köprü Makinelerinin Tipik Uygulamaları

Hareketli-kolonlu portal işleme merkezleri çoğunlukla çok ağır, uzun veya geleneksel bir hareketli tabla üzerinde verimli bir şekilde hareket ettirilmesi zor olan büyük parçalar için seçilir.

Tipik uygulamalar şunları içerir:

• Demiryolu bileşenleri
• Rüzgar-enerjisi ekipmanı
• Gemi inşa yapıları
• Büyük makine yatakları ve çerçeveleri
• İnşaat makine parçaları
• Güç-üretim ekipmanı
• Uzun kaynaklı yapılar
• Havacılık yapısal bileşenleri
• Büyük kalıplar ve kalıplar
• Ağır endüstriyel dökümler

İş parçası ağırlığı, genişletilmiş X-ekseni hareketi, yükleme esnekliği veya atölye zemini-alanı kullanımının en düşük başlangıç ​​makine fiyatına ulaşmaktan daha önemli olduğu durumlarda, hareketli-sütunlu portal işleme merkezini düşünmelisiniz.

Yüksek-Hassas Köprü-Türü Portal Makinesi

Yüksek-hassasiyete sahip köprü-tipi bir makine, çalışma alanının etrafında sağlam bir köprü veya portal yapısı kullanır. Ana eksen ve iş mili hareketleri iş parçasının üzerinde düzenlenir.

Tasarıma bağlı olarak köprü sabit kalabilir veya bir eksen boyunca hareket edebilir. İş mili eyeri, şahmerdan, döner kafa veya çapraz ray diğer hareketleri tamamlar.

Bu makineler genellikle yüksek-hız, yüksek-doğruluk ve beş-eksenli işleme için kullanılır. Büyük köprü-tipi makineler de mevcut olmasına rağmen, özellikle küçük ve orta-ölçekli hassas uygulamalarda yaygındırlar.

Hassas Köprü{0}}Türü Yapısının Avantajları

Ana fayda, kesme noktası ile makine yapısı arasında kısa ve nispeten simetrik bir kuvvet yolu oluşturabilme yeteneğidir.

Köprü, kolonlar, taban ve eksen sistemi uygun şekilde tasarlandığında makine iyi bir sağlamlık, kararlı dinamik hareket ve kontrollü deformasyon sağlayabilir.

Hassas köprü-tipi makineler ayrıca şunları kullanabilir:

• Simetrik makine yapıları
• Yüksek-hızlı motor iş milleri
• Doğrudan-tahrikli döner eksenler
• Doğrusal ölçekler
• Yüksek-doğruluklu kılavuzlar
• Mil soğutma sistemleri
• Vidalı soğutma
• Termal telafi
• Hacimsel doğruluk telafisi
• Gelişmiş beş-eksenli CNC kontrolleri

Bu yapılandırmalar, karmaşık çok-eksenli hareket sırasında makinenin kontur doğruluğunu ve yüzey kalitesini korumasına yardımcı olur.

Köprü-Tipi Makinelerin Sınırlamaları

Hassasiyet yalnızca makinenin şeklinden kaynaklanmaz.

Köprü-tipi bir yapı normalde daha yüksek-dereceli bileşenler, daha dikkatli montaj, daha sıkı termal kontrol ve daha gelişmiş kalibrasyon gerektirir. CNC sistemi ve döner eksenleri de gerekli enterpolasyon ve konumlandırma performansını sağlamalıdır.

Bu nedenle, yüksek-hassasiyetli köprü-tipi bir makine, standart üç-eksenli sabit-kirişli portaldan çok daha pahalı olabilir.

Temel, atölye sıcaklığı, takımlama, kesme koşulları, fikstür tasarımı ve operatör kapasitesi de nihai işleme sonucunu etkileyebilir.

Tipik Uygulamalar

Köprü-tipi ve hassas portal makineleri aşağıdaki amaçlarla yaygın olarak kullanılır:

• Havacılık yapısal parçaları
• Pervaneler
• Hassas kalıplar
• Karmaşık kavisli yüzeyler
• Otomotiv prototipleri
• Alüminyum bileşenler
• Tıbbi parçalar
• Enerji bileşenleri
• Yüksek-hızlı kalıp işleme
• Beş-eksenli çok-yüz işleme

Altı Metrenin üzerindeki Portal Makineleri Daima Hareketli Tipte mi?

Her zaman değil. X-ekseni hareketi ve iş parçası ağırlığı arttıkça, hareketli-köprü yapısı daha pratik hale gelir çünkü makinenin çok uzun ve ağır bir iş parçasını hareket ettirmesine gerek kalmaz. Uzun X-ekseni hareketine sahip birçok büyük makinenin sabit bir masa ve hareketli bir köprü kullanmasının nedeni budur.

Ancak altı metre evrensel bir teknik sınır değildir.

Bazı üreticiler altı metrenin üzerinde hareket mesafesine sahip hareketli-masa makineleri sunarken, diğerleri daha kısa hareket uzunluklarına sahip hareketli-köprü yapıları kullanır. Nihai tasarım, iş parçası yüküne, makine genişliğine, istenen hassasiyete, taban alanına, üretim sürecine ve üreticinin mühendislik platformuna bağlıdır.

Yapıyı sadece eksen uzunluğuna göre seçmemelisiniz. İş parçasının tamamı ve işleme gereksinimleri birlikte değerlendirilmelidir.

Doğru Portal CNC Makinesi Nasıl Seçilir

Doğru portal yapısını seçmek için makinenin teknik özellikler sayfası yerine iş parçasıyla başlayın.

1. İş Parçası Boyutları

Maksimum iş parçası uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini onaylayın. Makine hareketinin yeterli olması gerekir, ancak aynı zamanda sütunlar arasındaki mesafeyi, iş mili--masa mesafesini-, takım uzunluğunu, fikstür yüksekliğini ve kafa bağlantı alanını da kontrol etmeniz gerekir.

2. İş Parçası Ağırlığı

İş parçası ağırlığının tabla yapısı, kılavuzlar, tahrikler, temel ve yükleme ekipmanı üzerinde doğrudan etkisi vardır.

İş parçanız son derece ağırsa, sabit-tablolu hareketli-köprü tasarımı, hareketli-tezgahlı makineden daha uygun olabilir.

3. İş Parçası Malzemesi

Çelik, dökme demir, alüminyum, titanyum ve kompozit malzemeler farklı iş mili özellikleri gerektirir.

Ağır çelik ve dökme demirde kaba işleme{0} genellikle daha yüksek tork ve yapısal sağlamlık gerektirir. Alüminyum ve havacılık işleme, daha yüksek iş mili hızı ve daha hızlı eksen hareketi gerektirebilir.

4. İşleme Süreci

Makinenin kaba işleme, son işlem, delme, delik işleme, kılavuz çekme, kontur işleme veya çok-yüzlü işleme işlemlerini gerçekleştirip gerçekleştirmeyeceğini netleştirin.

Ağır kesim için optimize edilmiş bir makine, yüksek-hızlı hassas bir makineyle aynı dinamik performansı sağlayamayabilir.

5. Doğruluk Gereksinimleri

Makine konumlandırma hassasiyetini son parça doğruluğuyla karıştırmayın.

Parça doğruluğu aynı zamanda takımlara, fikstürlere, sıcaklığa, malzeme durumuna, kesme parametrelerine, programlamaya ve ölçüm yöntemlerine de bağlıdır. Sipariş vermeden önce makine kabul standardı ve test koşulları üzerinde anlaşmaya varmalısınız.

Çözüm

Sabit-kiriş, hareketli-köprü ve hassas köprü-tipi CNC makineleri, farklı üretim koşulları için tasarlanmıştır. Sabit-kirişli bir köprü, kontrollü bir ağırlık aralığındaki standart büyük kalıplar ve mekanik bileşenler için genellikle-uygun maliyetli bir seçimdir. Hareketli-portal makine, tablası sabit kaldığı için son derece ağır, uzun veya taşınması-zor-iş parçaları için daha uygundur. Hassas köprü-tipi bir makine, dinamik performansa, kontur doğruluğuna, yüzey kalitesine ve karmaşık beş{12}eksenli işlemeye daha fazla odaklanır. Bir model seçmeden önce iş parçası boyutlarını, ağırlığını, malzemesini, toleransını, işleme sürecini ve mevcut atölye alanını karşılaştırmalısınız. Parça çiziminizi ve üretim gereksinimlerinizi sağlarsanız GreatCNC, uygun portal CNC makinesi çözümlerini karşılaştırmanıza ve hangi yapının uygulamanıza daha iyi uyduğunu belirlemenize yardımcı olabilir.