Centru de prelucrare CNC Gantry: definiție, structură, tipuri și ghid de selecție

Atunci când o piesă de prelucrat nu se mai potrivește confortabil pe un centru de prelucrare vertical tipic, atelierele de mașini încep de obicei să compare echipamentele portal. Bazele de matriță mari, cadrele de mașină și părțile structurale grele necesită mai mult decât o masă mai mare: au nevoie de un cadru de mașină care poate face față dimensiunii, greutății și forțelor de tăiere fără a pierde precizia. Un centru de prelucrare CNC prin portal rezolvă acest lucru prin sprijinirea axului pe o structură de pod deasupra capului, în timp ce piesa de prelucrat stă pe o masă mare de sub ea. Ca rezultat, mașina poate freza, găuri, file și găuri piese mari într-o singură configurație, cu rigiditatea pe care o cere dimensiunea piesei.

Înainte de a alege unul, vă ajută să înțelegeți ce este de fapt un centru de prelucrare tip portal, cum funcționează structura și ce configurații sunt cele mai potrivite pentru ce lucrări.

Ce este un centru de prelucrare CNC Gantry?

Un centru de prelucrare cu portic CNC este o mașină-uneltă controlată de computer, construită în jurul unui cadru portal: două coloane verticale susțin o traversă orizontală care se întinde pe masa de lucru. Capul arborelui se deplasează de-a lungul traversei pentru deplasarea axei Y și se ridică și coboară pentru deplasarea axei Z, în timp ce mișcarea axei X poate proveni fie de la masa care se mișcă sub portal, fie de la deplasarea portalului peste o masă staționară.

Acest aranjament este fundamental diferit de un centru de prelucrare vertical, unde axul este purtat de o coloană mobilă în spatele mesei. Într-o mașină tip portal, forțele de tăiere trec direct prin traversă și coloane în podea, ceea ce conferă structurii o rigiditate statică și dinamică ridicată. Această rigiditate contează atunci când prelucrați piese mari din oțel, cavități adânci sau materiale dure, deoarece deformarea este inamicul preciziei și al finisării suprafeței.

Termenul acoperă o familie largă de mașini. Este posibil să vedeți, de asemenea, nume precum mori cu portal, centre de prelucrare tip punte sau centre de prelucrare cu două coloane. Toate împărtășesc același principiu de bază: axul este susținut de sus, iar piesa de prelucrat este poziționată dedesubt.

Caracteristici structurale cheie

• Un cadru de portic deasupra capului cu două coloane portante și o traversă care poartă șaua și capul fusului.
• O masă de lucru mare, dimensionată pentru a susține piesele grele, menținând în același timp întreaga suprafață superioară accesibilă de către ax.
• Capacitate multi-proces într-o singură mașină, inclusiv frezare, găurire, filetare și găurire cu un schimbător automat de scule.
• Axe de rotație opționale în masă sau capul arborelui pentru poziționare 3 2 sau conturare completă pe cinci axe.

Cum funcționează structura portalului

Într-un centru de prelucrare tip portal cu masă fixă, piesa de prelucrat este prinsă de masă și rămâne pe loc în timpul prelucrării. Grinda transversală se deplasează în X, șaua se deplasează peste traversa în Y și capul axului se deplasează în Z. Acest design se potrivește pieselor foarte grele, deoarece mutarea unei piese de prelucrat de mai multe tone nu este nici rapidă, nici precisă.

Într-un design cu masă mobilă, structura portalului rămâne fixă, iar masa se mișcă în X. Această configurație este adesea folosită pentru piese de prelucrat mai scurte și mai ușoare, unde deplasarea mesei oferă o mai bună accesibilitate și o îndepărtare mai simplă a așchiilor. Design-urile cu stâlpi mobile merg cu un pas mai departe: întregul ansamblu stâlp și traversă se deplasează de-a lungul patului mașinii, ceea ce este practic pentru piese foarte lungi, cum ar fi șine, cadre și profile structurale.

Schimbările de scule sunt gestionate de un schimbător automat de scule (ATC). Mașina returnează scula curentă în magazie, preia următoarea unealtă și reia tăierea fără implicarea operatorului, astfel încât un program lung poate prelucra o mare parte de la început până la sfârșit. În configurațiile cu cinci axe, masa se poate roti și înclina, sau capul axului însuși conține axele rotative, permițând instrumentului să atingă unghiuri compuse care sunt esențiale pentru matrițe adânci și componente aerospațiale complexe.

Variante cheie de design

Centrele de prelucrare tip portal nu sunt o singură configurație. Odată ce știi ce să cauți, poți potrivi designul cu piesa și procesul real.

Tabel fix vs. Tabel în mișcare vs. Coloană în mișcare

Mașinile cu masă fixă țin piesa nemișcată și mișcă portalul. Acest lucru este de preferat atunci când piesa de prelucrat este foarte grea sau când dimensiunea acesteia îngreunează mișcarea mesei. Mașinile cu masă mobilă mută piesa în X și sunt de obicei mai compacte, ceea ce reduce spațiul și costurile. Mașinile cu coloane mobile transportă întregul portal de-a lungul patului mașinii, ceea ce maximizează spațiul de lucru pentru componentele lungi.

Configurații cu două coloane și pod

Mașinile cu două stâlpi folosesc două coloane verticale conectate printr-o traversă rigidă. Cu cât deschiderea traversei este mai largă, cu atât designul său devine mai important, deoarece un fascicul lung se poate devia sub propria greutate și sub sarcinile de tăiere. O turnare bine cu nervuri cu ghidaje preîncărcate menține axa Y precisă pe toată lățimea. Pentru plăci largi și rame grele, a Centru de prelucrare cu portal cu două coloane ZNLM8030 distribuie sarcina simetric si ofera stabilitatea pe care o necesita astfel de piese.

Custom LM8030 Reglarea vitezei cu frecvență variabilă Centru de prelucrare prin portic Suppli Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd este furnizori China personalizat LM8030 de reglare a vitezei de frecvență variabilă Centru de prelucrare cu portic și LM8... Vizualizare produs →

Configurații cu trei axe, 3 2 și cinci axe

Modelele de bază poziționează axul în X, Y și Z și mașinează caracteristici plane sau prismatice. Prelucrarea 3 2 adaugă o masă sau un cap rotativ indexabil, astfel încât piesa să poată fi înclinată la unghiuri compuse, ceea ce reduce setările și îmbunătățește accesul la scule. Mașinile complete cu cinci axe mută axele rotative simultan cu axele liniare, ceea ce este necesar pentru suprafețele sculptate.

Versiuni pentru sarcini grele și de mare viteză

Modelele pentru sarcini grele folosesc fusuri mai mari, ghidaje mai largi și piese turnate armate pentru a susține tăieturi adânci în oțel și fontă. Versiunile de mare viteză schimbă un anumit cuplu de tăiere cu viteze mai mari ale arborelui și viteze rapide de avans, care se potrivesc prelucrării aluminiului și trecerilor de finisare.

Ce poate face un centru de prelucrare cu portic

Centrele de prelucrare tip portal nu se limitează la o singură operațiune. Cu sculele și sistemul de control potrivit, o singură mașină poate efectua frezare frontală, frezare a profilului, găurire, filetare, alezarea, alezarea și, cu interpolare pe cinci axe, prelucrarea conturului 3D. Piesele de prelucrat tipice includ baze mari de matriță, scule pentru caroserie auto, componente pentru echipamente energetice, structuri de mașini-unelte și părți structurale aerospațiale.

În multe cazuri, o mașină portal înlocuiește mai multe mașini mai mici, deoarece poate gestiona întregul plic al piesei fără repoziționare. Acest lucru reduce timpul de manipulare și evită erorile de configurare care se acumulează atunci când o piesă de prelucrat este transferată între operații.

Când piesa include suprafețe sculptate, o mașină cu cinci axe este calea practică. The ZNLM2214 Centru de prelucrare tip portal cu 5 axe împerechează o traversă de 1,4 metri cu axe rotative, permițând axului să atingă unghiuri compuse într-o singură prindere. Această abordare scurtează timpul ciclului și îmbunătățește consistența pe piesele complexe.

Personalizat LM2214 Cursa axa Z prelungită Centru de prelucrare cu portic Furnizori, Factor Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd este furnizori China personalizat LM2214 de călătorie a axei Z prelungit centru de prelucrare cu portic și LM2214 axa Z ... Vizualizare produs →

Centre de prelucrare cu portic vs. verticale vs. orizontale

Pentru a decide dacă o mașină portal merită investiția, comparați-o cu celelalte două configurații comune ale centrului de prelucrare.

Centrele de prelucrare verticale rămân implicite pentru piesele compacte în care contează o amprentă mai mică și un cost de capital mai mic. Centrele de prelucrare orizontale excelează la prelucrarea mai multor fețe ale unei piese în formă de cub, deoarece piesa poate fi indexată pe o masă rotativă. Centrele de prelucrare cu portal preiau locul unde piesele nu se potrivesc sau sunt prea grele pentru a fi deplasate în siguranță, pe alte mașini. Dacă vă decideți între o mașină verticală și o mașină portal, articolul nostru anterior despre diferența dintre centrele de prelucrare orizontale și verticale explică mai în profunzime variațiile de axă și de aspect.

Selectarea unui centru de prelucrare cu portic

Selecția începe cu piesa de prelucrat, nu cu mașina. Definiți anvelopa piesei, greutatea, materialul și operațiunile necesare înainte de a compara specificațiile.

1. Plicul piesei de prelucrat și dimensiunea mesei. Masa trebuie să fie suficient de mare pentru a susține piesa cu alocație pentru dispozitivele de prindere.
2. Deplasarea axei. Cursarea X stabilește lungimea maximă a piesei, cursa Y depinde de deschiderea traversei, iar cursa Z stabilește distanța maximă a sculei și adâncimea de găurire.
3. Sarcina maximă a mesei. Piesele grele necesită o masă rigidă și ghidaje dimensionate pentru sarcină.
4. Puterea și viteza axului. Cuplu mare la turații mici se potrivește cu oțel și fontă; RPM mai mare ajută la aluminiu și la finisare.
5. Numărul de axe. Trei axe sunt suficiente pentru lucrul prismatic; găurile unghiulare sau suprafețele conturate au nevoie de 3 2 sau capacitatea totală de cinci axe.
6. Capacitatea magaziei de scule. O revistă mai mare acceptă o funcționare mai lungă nesupravegheată.
7. Tip ghidaj. Căile de cutie oferă o amortizare mai mare pentru tăierea grea; Ghidajele liniare cu role asigură o accelerare mai rapidă și o frecare mai mică.
8. Control CNC și software. Verificați compatibilitatea cu sistemul dumneavoastră CAM, în special pentru traseele sculelor cu cinci axe.
9. Specificații de precizie. Comparați precizia poziționării și repetabilitatea și întrebați cum sunt măsurate acele valori.
10. Spațiu de pardoseală și fundație. Mașinile cu portic mari au nevoie de o fundație solidă și spațiu suficient pentru întreținere.

Pentru piesele de prelucrat solicitante, cu condiții de tăiere agresive, un cadru armat nu este negociabil. The Centru de prelucrare tip portal ZNLM4025 pentru sarcini grele folosește o structură transversală și stâlp mai grea pentru a susține tăieturi adânci în componente mari fără a pierde stabilitatea geometrică.

Personalizat LM4025 Centru de prelucrare portal cu temperatură constantă controlată Furnizori, Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd este furnizori din China personalizat LM4025 cu temperatură constantă controlată de centre de prelucrare portic și LM4025 ... Vizualizare produs →

Luați în considerare și costul total de proprietate. O mașină tip portal costă mai mult decât un centru de prelucrare vertical la fel de specificat, dar poate elimina mai multe setări, poate reduce manipularea manuală și poate aduce lucrări interne cu piese mari, ceea ce modifică calculul rentabilității investiției.

De ce contează rigiditatea și calitatea mașinii

Structura portalului este la fel de bună ca turnarea și asamblarea din spatele acesteia. Un cadru fără nervuri interne adecvate se flexează sub sarcini mari, iar precizia întregului sistem are de suferit. De aceea, centrele de prelucrare cu portic serioase sunt construite din fontă sau oțel sudate bine îmbătrânite, cu secțiuni transversale grele și suporturi de ghidare stabile termic.

Atunci când evaluați un furnizor, întrebați cât de mult din procesul de fabricație este realizat în interior. Un producător care își controlează propria turnătorie, prelucrare și asamblare poate gestiona calitatea patului, stâlpilor și traversei de la început și poate răspunde mai flexibil cerințelor personalizate. În practică, aceste controale se manifestă în stabilitatea mașinii sub sarcină, consistența pieselor finite și fiabilitatea programelor de livrare.

Final Takeaway

Un centru de prelucrare CNC tip portal este alegerea potrivită atunci când piesele de prelucrat sunt prea mari, prea grele sau prea complexe pentru un centru de prelucrare standard. Cadrul său deasupra capului oferă rigiditatea și stabilitatea necesare pentru prelucrarea precisă a pieselor mari, iar opțiunile cu cinci axe permit prelucrarea geometriilor complexe într-o singură configurație.

Începeți procesul de selecție cu o definiție clară a anvelopei piesei, a greutății, a proceselor și a obiectivelor de precizie. Apoi alegeți între o mașină compactă cu masă mobilă, un model greu de masă fixă ​​și o configurație cu cinci axe bazată pe aceste cerințe. În cele din urmă, comparați furnizorii cu atenție asupra structurii, calității ghidajelor și capacității de producție, deoarece acești factori determină cât de bine își păstrează mașina specificațiile pe parcursul anilor de serviciu.