1. Estrutura e modo de movemento
1.1 Estrutura de pórtico
1) Estrutura básica e modo de movemento
Todo o sistema é como unha "porta". O cabezal de procesamento láser móvese ao longo do feixe "pórtico" e dous motores accionan as dúas columnas do pórtico para que se movan sobre o carril guía do eixe X. O feixe, como compoñente portante, pode alcanzar unha gran carreira, o que fai que o equipo de pórtico sexa axeitado para procesar pezas de gran tamaño.
2) Rixidez e estabilidade estruturais
O deseño de dobre soporte garante que o feixe sexa sometido a tensión uniforme e non se deforme facilmente, garantindo así a estabilidade da saída do láser e a precisión do corte, e pode lograr un posicionamento rápido e unha resposta dinámica para cumprir os requisitos do procesamento de alta velocidade. Ao mesmo tempo, a súa arquitectura xeral proporciona unha alta rixidez estrutural, especialmente ao procesar pezas de gran tamaño e grosas.
1.2 Estrutura en voladizo
1) Estrutura básica e modo de movemento
O equipo en voladizo adopta unha estrutura de viga en voladizo con soporte nun só lado. O cabezal de procesamento láser está suspendido na viga e o outro lado está suspendido, de xeito similar a un "brazo en voladizo". Xeralmente, o eixe X é accionado por un motor e o dispositivo de soporte móvese sobre o carril guía para que o cabezal de procesamento teña un maior rango de movemento na dirección do eixe Y.
2) Estrutura compacta e flexibilidade
Debido á falta de soporte nun lado no deseño, a estrutura xeral é máis compacta e ocupa unha pequena área. Ademais, o cabezal de corte ten un maior espazo operativo na dirección do eixe Y, o que permite lograr operacións de procesamento complexas locais máis profundas e flexibles, axeitadas para a produción de probas de moldes, o desenvolvemento de prototipos de vehículos e as necesidades de produción multivariable e multivariable de lotes pequenos e medianos.
2. Comparación de vantaxes e desvantaxes
2.1 Vantaxes e desvantaxes das máquinas-ferramenta de pórtico
2.1.1 Vantaxes
1) Boa rixidez estrutural e alta estabilidade
O deseño de dobre soporte (unha estrutura composta por dúas columnas e unha viga) fai que a plataforma de procesamento sexa ríxida. Durante o posicionamento e corte a alta velocidade, a saída do láser é moi estable, e pódese conseguir un procesamento continuo e preciso.
2) Ampla gama de procesamento
O uso dunha viga portante máis ancha pode procesar de forma estable pezas cun ancho de máis de 2 metros ou incluso maior, o que é axeitado para o procesamento de alta precisión de pezas de gran tamaño en aviación, automóbiles, barcos, etc.
2.1.2 Desvantaxes
1) Problema de sincronicidade
Dous motores lineais utilízanse para impulsar dúas columnas. Se se producen problemas de sincronización durante o movemento a alta velocidade, a viga pode estar desalineada ou tirar en diagonal. Isto non só reducirá a precisión do procesamento, senón que tamén pode causar danos nos compoñentes de transmisión, como engrenaxes e cremalleiras, acelerar o desgaste e aumentar os custos de mantemento.
2) Gran pegada
As máquinas ferramenta de pórtico son de gran tamaño e normalmente só poden cargar e descargar materiais ao longo da dirección do eixe X, o que limita a flexibilidade da carga e descarga automatizadas e non é axeitado para lugares de traballo con espazo limitado.
3) Problema de adsorción magnética
Cando se emprega un motor lineal para accionar o soporte do eixe X e a viga do eixe Y ao mesmo tempo, o forte magnetismo do motor adsorbe facilmente o po metálico na pista. A acumulación a longo prazo de po e po pode afectar a precisión de funcionamento e a vida útil do equipo. Polo tanto, as máquinas-ferramenta de gama media-alta adoitan estar equipadas con cubertas de po e sistemas de eliminación de po de mesa para protexer os compoñentes da transmisión.
2.2 Vantaxes e desvantaxes das máquinas-ferramenta en voladizo
2.2.1 Vantaxes
1) Estrutura compacta e pegada pequena
Debido ao deseño de soporte dun só lado, a estrutura xeral é máis sinxela e compacta, o que resulta conveniente para o seu uso en fábricas e talleres con espazo limitado.
2) Gran durabilidade e redución dos problemas de sincronización
Empregar un só motor para accionar o eixe X evita o problema de sincronización entre varios motores. Ao mesmo tempo, se o motor acciona remotamente o sistema de transmisión de piñón e cremalleira, tamén pode reducir o problema da absorción de po magnético.
3) Alimentación cómoda e transformación de automatización sinxela
O deseño en voladizo permite que a máquina ferramenta alimente desde múltiples direccións, o que resulta conveniente para o acoplamento con robots ou outros sistemas de transporte automatizados. É axeitado para a produción en masa, ao tempo que simplifica o deseño mecánico, reduce os custos de mantemento e tempo de inactividade e mellora o valor de uso do equipo ao longo do seu ciclo de vida.
4) Alta flexibilidade
Debido á falta de brazos de soporte obstrutivos, nas mesmas condicións de tamaño de máquina-ferramenta, o cabezal de corte ten un maior espazo de operación na dirección do eixe Y, pode estar máis preto da peza e lograr un corte e soldadura finos máis flexibles e localizados, o que é especialmente axeitado para a fabricación de moldes, o desenvolvemento de prototipos e o mecanizado de precisión de pezas pequenas e medianas.
2.2.2 Desvantaxes
1) Rango de procesamento limitado
Dado que a viga transversal portante da estrutura en voladizo está suspendida, a súa lonxitude é limitada (xeralmente non é axeitada para cortar pezas cun ancho superior a 2 metros) e o rango de procesamento é relativamente limitado.
2) Estabilidade insuficiente a alta velocidade
A estrutura de soporte dun só lado fai que o centro de gravidade da máquina ferramenta estea sesgado cara ao lado de soporte. Cando o cabezal de procesamento se move ao longo do eixe Y, especialmente en operacións de alta velocidade preto do extremo suspendido, o cambio no centro de gravidade da viga transversal e o maior par de traballo poden causar vibracións e flutuacións, o que supón un maior desafío para a estabilidade xeral da máquina ferramenta. Polo tanto, a bancada debe ter unha maior rixidez e resistencia ás vibracións para compensar este impacto dinámico.
3. Momentos de aplicación e suxestións de selección
3.1 Máquina ferramenta de pórtico
Aplicable ao procesamento de corte por láser con cargas pesadas, grandes tamaños e requisitos de alta precisión, como a aviación, a fabricación de automóbiles, os moldes grandes e as industrias da construción naval. Aínda que ocupa unha gran área e ten altos requisitos para a sincronización de motores, ten vantaxes obvias en estabilidade e precisión na produción a grande escala e de alta velocidade.
3.2 Máquinas ferramenta en voladizo
É máis axeitado para o mecanizado de precisión e o corte superficial complexo de pezas pequenas e medianas, especialmente en talleres con espazo limitado ou alimentación multidireccional. Ten unha estrutura compacta e alta flexibilidade, ao tempo que simplifica o mantemento e a integración da automatización, proporcionando vantaxes obvias de custo e eficiencia para a produción de probas de moldes, o desenvolvemento de prototipos e a produción de lotes pequenos e medianos.
4. Consideracións sobre o sistema de control e o mantemento
4.1 Sistema de control
1) As máquinas ferramenta de pórtico adoitan depender de sistemas CNC de alta precisión e algoritmos de compensación para garantir a sincronización dos dous motores, garantindo que a viga transversal non se desalinee durante o movemento de alta velocidade, mantendo así a precisión do procesamento.
2) As máquinas-ferramenta en voladizo dependen menos dun control síncrono complexo, pero requiren unha tecnoloxía de monitorización e compensación en tempo real máis precisa en termos de resistencia á vibración e equilibrio dinámico para garantir que non haxa erros debido á vibración e aos cambios no centro de gravidade durante o procesamento con láser.
4.2 Mantemento e economía
1) Os equipos de pórtico teñen unha estrutura grande e moitos compoñentes, polo que o mantemento e a calibración son relativamente complexos. Para o funcionamento a longo prazo requírense medidas estritas de inspección e prevención do po. Ao mesmo tempo, non se pode ignorar o desgaste e o consumo de enerxía causados polo funcionamento con carga elevada.
2) Os equipos en voladizo teñen unha estrutura máis simple, custos de mantemento e modificación máis baixos e son máis axeitados para fábricas pequenas e medianas e necesidades de transformación de automatización. Non obstante, o requisito dun rendemento dinámico de alta velocidade tamén significa que se debe prestar atención ao deseño e mantemento da resistencia ás vibracións e á estabilidade a longo prazo da cama.
5. Resumo
Ten en conta toda a información anterior:
1) Estrutura e movemento
A estrutura do pórtico é similar a unha "porta" completa. Emprega columnas dobres para accionar a viga transversal. Ten maior rixidez e capacidade para manexar pezas de gran tamaño, pero a sincronización e o espazo no chan son cuestións que requiren atención;
A estrutura en voladizo adopta un deseño en voladizo dun só lado. Aínda que o rango de procesamento é limitado, ten unha estrutura compacta e unha alta flexibilidade, o que favorece a automatización e o corte multiángulo.
2) Vantaxes de procesamento e escenarios aplicables
O tipo pórtico é máis axeitado para as necesidades de produción por lotes de gran superficie e pezas grandes e de alta velocidade, e tamén é axeitado para entornos de produción que poden acomodar un gran espazo e ter as condicións de mantemento correspondentes;
O tipo cantilever é máis axeitado para procesar superficies complexas pequenas e medianas, e é axeitado para ocasións con espazo limitado e a busca dunha alta flexibilidade e baixos custos de mantemento.
Segundo os requisitos específicos de procesamento, o tamaño da peza, o orzamento e as condicións de fábrica, os enxeñeiros e fabricantes deben sopesar as vantaxes e as desvantaxes á hora de seleccionar máquinas-ferramenta e elixir o equipo que mellor se adapte ás condicións reais de produción.
Data de publicación: 14 de abril de 2025
