1. Struktura in način gibanja
1.1 Portalna struktura
1) Osnovna struktura in način gibanja
Celoten sistem je kot "vrata". Laserska obdelovalna glava se premika vzdolž žarka portala, dva motorja pa poganjata dva stebra portala, da se premikata po vodilu X-osi. Nosilec kot nosilna komponenta lahko doseže velik hod, zaradi česar je portalna oprema primerna za obdelavo obdelovancev velikih dimenzij.
2) Strukturna togost in stabilnost
Dvojna oporna zasnova zagotavlja, da je žarek enakomerno obremenjen in se ne zlahka deformira, s čimer zagotavlja stabilnost laserskega izhoda in natančnost rezanja ter lahko doseže hitro pozicioniranje in dinamičen odziv za izpolnjevanje zahtev visoke hitrosti obdelave. Hkrati njegova celotna arhitektura zagotavlja visoko strukturno togost, zlasti pri obdelavi velikih in debelih obdelovancev.
1.2 Konzolna konstrukcija
1) Osnovna struktura in način gibanja
Konzolna oprema ima strukturo konzolnega nosilca z enostransko podporo. Glava laserske obdelave je obešena na žarek, druga stran pa je obešena, podobno kot "konzolna roka". Na splošno os X poganja motor, podporna naprava pa se premika po vodilni tirnici, tako da ima obdelovalna glava večji obseg gibanja v smeri osi Y.
2) Kompaktna struktura in prilagodljivost
Zaradi pomanjkanja podpore na eni strani v zasnovi je celotna struktura bolj kompaktna in zavzema majhno površino. Poleg tega ima rezalna glava večji delovni prostor v smeri osi Y, s čimer je mogoče doseči bolj poglobljene in prilagodljive lokalne zapletene procese obdelave, primerne za poskusno proizvodnjo kalupov, razvoj prototipov vozil ter majhne in srednje serijske potrebe po več sortah in več spremenljivkah.
2. Primerjava prednosti in slabosti
2.1 Prednosti in slabosti portalnih obdelovalnih strojev
2.1.1 Prednosti
1) Dobra strukturna togost in visoka stabilnost
Dvojna podporna zasnova (struktura, sestavljena iz dveh stebrov in nosilca) naredi obdelovalno ploščad togo. Med visokohitrostnim pozicioniranjem in rezanjem je laserski izhod zelo stabilen in mogoče je doseči neprekinjeno in natančno obdelavo.
2) Velik obseg obdelave
Z uporabo širšega nosilnega nosilca lahko stabilno obdelujemo obdelovance širine več kot 2 metra ali celo več, kar je primerno za visoko natančno obdelavo obdelovancev velikih dimenzij v letalstvu, avtomobilih, ladjah itd.
2.1.2 Slabosti
1) Težava s sinhronostjo
Za pogon dveh stebrov se uporabljata dva linearna motorja. Če pride do težav s sinhronizacijo med premikanjem z veliko hitrostjo, je lahko žarek napačno poravnan ali diagonalno potegnjen. To ne bo le zmanjšalo natančnosti obdelave, ampak lahko povzroči tudi poškodbe komponent menjalnika, kot so zobniki in letve, pospeši obrabo in poveča stroške vzdrževanja.
2) Velik odtis
Portalni stroji so veliki in običajno lahko nalagajo in razkladajo materiale samo vzdolž smeri osi X, kar omejuje prilagodljivost avtomatiziranega nakladanja in razkladanja in ni primerno za delovna mesta z omejenim prostorom.
3) Problem magnetne adsorpcije
Ko se linearni motor uporablja za istočasno poganjanje nosilca osi X in žarka osi Y, močan magnetizem motorja zlahka adsorbira kovinski prah na tiru. Dolgotrajno kopičenje prahu in prahu lahko vpliva na natančnost delovanja in življenjsko dobo opreme. Zato so strojna orodja srednjega do višjega razreda običajno opremljena s pokrovi proti prahu in sistemi za odstranjevanje prahu na mizi za zaščito komponent prenosa.
2.2 Prednosti in slabosti konzolnih obdelovalnih strojev
2.2.1 Prednosti
1) Kompaktna struktura in majhen odtis
Zaradi enostranske podporne zasnove je celotna struktura enostavnejša in bolj kompaktna, kar je primerno za uporabo v tovarnah in delavnicah z omejenim prostorom.
2) Velika vzdržljivost in zmanjšane težave pri sinhronizaciji
Z uporabo samo enega motorja za pogon osi X se izognete težavam s sinhronizacijo med več motorji. Če motor na daljavo poganja sistem prenosa z zobato letvijo, lahko hkrati zmanjša tudi problem magnetne absorpcije prahu.
3) Priročno dovajanje in enostavno preoblikovanje avtomatizacije
Konzolna zasnova omogoča strojnemu orodju podajanje iz več smeri, kar je priročno za priklop z roboti ali drugimi avtomatiziranimi transportnimi sistemi. Primeren je za množično proizvodnjo, hkrati pa poenostavlja mehansko zasnovo, zmanjšuje stroške vzdrževanja in izpadov ter izboljšuje uporabno vrednost opreme v celotnem življenjskem ciklu.
4) Visoka prilagodljivost
Zaradi pomanjkanja obstruktivnih podpornih ročic ima rezalna glava pod enakimi pogoji velikosti obdelovalnega stroja večji delovni prostor v smeri osi Y, lahko je bližje obdelovancu in doseže bolj prilagodljivo in lokalizirano fino rezanje in varjenje, kar je še posebej primerno za izdelavo kalupov, razvoj prototipov in natančno obdelavo majhnih in srednje velikih obdelovancev.
2.2.2 Slabosti
1) Omejen obseg obdelave
Ker je nosilni prečni nosilec konzolne konstrukcije viseč, je njegova dolžina omejena (na splošno ni primeren za rezanje obdelovancev s širino več kot 2 metra), obseg obdelave pa je razmeroma omejen.
2) Nezadostna stabilnost pri visokih hitrostih
Zaradi enostranske podporne strukture je težišče obdelovalnega stroja nagnjeno proti podporni strani. Ko se obdelovalna glava premakne vzdolž osi Y, zlasti pri operacijah z visoko hitrostjo v bližini obešenega konca, bosta sprememba težišča prečnega nosilca in večji delovni navor verjetno povzročila vibracije in nihanja, kar predstavlja večji izziv za splošno stabilnost obdelovalnega stroja. Zato mora imeti postelja večjo togost in odpornost na vibracije, da izravna ta dinamični vpliv.
3. Priložnosti za prijavo in predlogi za izbiro
3.1 Portalni stroj
Uporablja se za lasersko rezanje z velikimi obremenitvami, velikimi velikostmi in zahtevami visoke natančnosti, kot so letalstvo, avtomobilska industrija, veliki kalupi in ladjedelniška industrija. Čeprav zavzema veliko površino in ima visoke zahteve za sinhronizacijo motorja, ima očitne prednosti v stabilnosti in natančnosti v obsežni in hitri proizvodnji.
3.2 Konzolni stroji
Primernejša je za natančno obdelavo in kompleksno površinsko rezanje majhnih in srednje velikih obdelovancev, zlasti v delavnicah z omejenim prostorom ali večsmernim podajanjem. Ima kompaktno strukturo in visoko prilagodljivost, hkrati pa poenostavlja vzdrževanje in integracijo avtomatizacije, kar zagotavlja očitne prednosti glede stroškov in učinkovitosti za poskusno proizvodnjo kalupov, razvoj prototipov ter proizvodnjo majhnih in srednje velikih serij.
4. Nadzorni sistem in vidiki vzdrževanja
4.1 Nadzorni sistem
1) Portalni obdelovalni stroji se običajno zanašajo na visoko natančne sisteme CNC in kompenzacijske algoritme, da zagotovijo sinhronizacijo obeh motorjev, kar zagotavlja, da prečni nosilec med gibanjem pri visoki hitrosti ne bo napačno poravnan, s čimer se ohrani natančnost obdelave.
2) Konzolni obdelovalni stroji se manj zanašajo na zapleteno sinhrono krmiljenje, vendar zahtevajo natančnejše spremljanje v realnem času in tehnologijo kompenzacije v smislu odpornosti na vibracije in dinamičnega ravnotežja, da se zagotovi, da ne bo napak zaradi vibracij in sprememb v težiščnici med lasersko obdelavo.
4.2 Vzdrževanje in ekonomičnost
1) Portalna oprema ima veliko strukturo in veliko komponent, zato sta vzdrževanje in kalibracija relativno zapletena. Za dolgotrajno delovanje so potrebni strogi pregledi in ukrepi za preprečevanje prahu. Obenem ni mogoče prezreti obrabe in porabe energije, ki jo povzroči delovanje z visoko obremenitvijo.
2) Konzolna oprema ima enostavnejšo strukturo, nižje stroške vzdrževanja in spreminjanja ter je primernejša za majhne in srednje velike tovarne ter potrebe po preoblikovanju avtomatizacije. Vendar pa zahteva po dinamični zmogljivosti pri visokih hitrostih pomeni tudi, da je treba pozornost nameniti zasnovi in vzdrževanju odpornosti na vibracije ter dolgoročne stabilnosti postelje.
5. Povzetek
Upoštevajte vse zgornje informacije:
1) Zgradba in gibanje
Struktura portala je podobna popolnim "vratom". Za pogon prečnega nosilca uporablja dvojne stebre. Ima večjo togost in zmožnost rokovanja z velikimi obdelovanci, vendar sta sinhronizacija in prostor na tleh vprašanja, ki zahtevata pozornost;
Konzolna konstrukcija ima enostransko konzolno zasnovo. Čeprav je obseg obdelave omejen, ima kompaktno strukturo in visoko prilagodljivost, kar omogoča avtomatizacijo in večkotno rezanje.
2) Prednosti obdelave in uporabni scenariji
Portalni tip je bolj primeren za velike površine, velike obdelovance in potrebe hitre serijske proizvodnje, primeren pa je tudi za proizvodna okolja, ki lahko sprejmejo veliko tlorisno površino in imajo ustrezne pogoje vzdrževanja;
Konzolni tip je bolj primeren za obdelavo majhnih in srednje velikih, kompleksnih površin in je primeren za priložnosti z omejenim prostorom in prizadevanjem za visoko fleksibilnost in nizke stroške vzdrževanja.
V skladu s posebnimi zahtevami glede obdelave, velikostjo obdelovanca, proračunom in tovarniškimi pogoji bi morali inženirji in proizvajalci pri izbiri obdelovalnih strojev pretehtati prednosti in slabosti ter izbrati opremo, ki najbolj ustreza dejanskim proizvodnim pogojem.
Čas objave: 14. aprila 2025
