تفاوت بین دستگاه های برش لیزری سه بعدی دروازه ای و کنسولی

1. ساختار و حالت حرکت

1.1 ساختار دروازه ای

1) ساختار اصلی و حالت حرکت

کل سیستم مانند یک "در" است. سر پردازش لیزری در امتداد پرتو دروازه ای حرکت می کند و دو موتور دو ستون دروازه را به حرکت در می آورند تا روی ریل راهنمای محور X حرکت کنند. تیر، به عنوان یک جزء باربر، می تواند به یک ضربه بزرگ دست یابد، که باعث می شود تجهیزات دروازه ای برای پردازش قطعات کار با اندازه بزرگ مناسب باشد.

2) استحکام و پایداری سازه

طراحی پشتیبانی دوگانه تضمین می کند که پرتو به طور یکنواخت تحت فشار قرار می گیرد و به راحتی تغییر شکل نمی دهد، در نتیجه ثبات خروجی لیزر و دقت برش را تضمین می کند و می تواند موقعیت سریع و پاسخ دینامیکی را برای برآورده کردن الزامات پردازش با سرعت بالا به دست آورد. در عین حال، معماری کلی آن استحکام ساختاری بالایی را به خصوص هنگام پردازش قطعات کار با اندازه بزرگ و ضخیم فراهم می کند.

1.2 ساختار کنسول

1) ساختار اصلی و حالت حرکت

تجهیزات کنسول از ساختار تیرهای کنسولی با پشتیبانی یک طرفه استفاده می کنند. سر پردازش لیزر بر روی پرتو آویزان است و طرف دیگر آن مانند یک "بازوی کنسول" معلق است. به طور کلی، محور X توسط یک موتور به حرکت در می‌آید و دستگاه پشتیبانی روی ریل راهنما حرکت می‌کند تا سر پردازشگر دامنه حرکتی بیشتری در جهت محور Y داشته باشد.

2) ساختار فشرده و انعطاف پذیری

به دلیل عدم پشتیبانی از یک طرف در طراحی، ساختار کلی جمع و جورتر است و منطقه کوچکی را اشغال می کند. علاوه بر این، سر برش دارای فضای عملیاتی بزرگ‌تری در جهت محور Y است که می‌تواند به عملیات پردازش پیچیده محلی عمیق‌تر و انعطاف‌پذیرتر، مناسب برای تولید آزمایشی قالب، توسعه نمونه اولیه خودرو، و نیازهای تولید چند وجهی و چند متغیره دسته‌ای کوچک و متوسط ​​دست یابد.

2. مقایسه مزایا و معایب

2.1 مزایا و معایب ماشین ابزارهای دروازه ای

2.1.1 مزایا

1) استحکام ساختاری خوب و پایداری بالا

طراحی تکیه گاه دوتایی (سازه ای متشکل از دو ستون و یک تیر) سکوی پردازش را سفت و سخت می کند. در طول موقعیت یابی و برش با سرعت بالا، خروجی لیزر بسیار پایدار است و می توان به پردازش مداوم و دقیق دست یافت.

2) محدوده پردازش بزرگ

استفاده از یک تیر باربر گسترده تر می تواند قطعات کار با عرض بیش از 2 متر یا حتی بزرگتر را به طور پایدار پردازش کند که برای پردازش با دقت بالا قطعات کار با اندازه بزرگ در حمل و نقل هوایی، خودروها، کشتی ها و غیره مناسب است.

2.1.2 معایب

1) مشکل همزمانی

برای راه اندازی دو ستون از دو موتور خطی استفاده می شود. اگر مشکلات همگام سازی در حین حرکت با سرعت بالا رخ دهد، ممکن است پرتو به اشتباه تراز شود یا به صورت مورب کشیده شود. این نه تنها دقت پردازش را کاهش می دهد، بلکه ممکن است باعث آسیب به اجزای انتقال مانند چرخ دنده ها و قفسه ها، تسریع سایش و افزایش هزینه های نگهداری شود.

2) جای پای بزرگ

ابزارهای گنتری اندازه بزرگی دارند و معمولا فقط می توانند مواد را در جهت محور X بارگیری و تخلیه کنند، که انعطاف پذیری بارگیری و تخلیه خودکار را محدود می کند و برای مکان های کاری با فضای محدود مناسب نیست.

3) مشکل جذب مغناطیسی

هنگامی که از یک موتور خطی برای به حرکت درآوردن تکیه گاه محور X و پرتو محور Y به طور همزمان استفاده می شود، مغناطیس قوی موتور به راحتی پودر فلز را در مسیر جذب می کند. تجمع طولانی مدت گرد و غبار و پودر ممکن است بر دقت عملکرد و عمر مفید تجهیزات تأثیر بگذارد. بنابراین، ماشین‌ابزارهای متوسط ​​به بالا معمولاً به پوشش‌های گرد و غبار و سیستم‌های حذف گرد و غبار روی میز برای محافظت از اجزای انتقال مجهز می‌شوند.

2.2 مزایا و معایب ماشین ابزارهای Cantilever

2.2.1 مزایا

1) ساختار فشرده و ردپای کوچک

با توجه به طراحی تک طرفه، ساختار کلی ساده تر و فشرده تر است که برای استفاده در کارخانه ها و کارگاه های با فضای محدود مناسب است.

2) دوام قوی و کاهش مشکلات هماهنگ سازی

استفاده از تنها یک موتور برای راندن محور X از مشکل همگام سازی بین چندین موتور جلوگیری می کند. در عین حال، اگر موتور از راه دور سیستم انتقال رک و پینیون را به حرکت درآورد، می تواند مشکل جذب غبار مغناطیسی را نیز کاهش دهد.

3) تغذیه راحت و تبدیل اتوماسیون آسان

طراحی کنسول به ماشین ابزار اجازه می دهد تا از چندین جهت تغذیه کند، که برای اتصال به روبات ها یا سایر سیستم های انتقال خودکار راحت است. برای تولید انبوه مناسب است، در حالی که طراحی مکانیکی را ساده می کند، هزینه های تعمیر و نگهداری و خرابی را کاهش می دهد و ارزش استفاده از تجهیزات را در طول چرخه عمر آن بهبود می بخشد.

4) انعطاف پذیری بالا

به دلیل عدم وجود بازوهای نگهدارنده انسدادی، در شرایط اندازه ماشین ابزار یکسان، سر برش دارای فضای عملیاتی بزرگ تری در جهت محور Y است، می تواند به قطعه کار نزدیک تر باشد و به برش و جوشکاری ظریف تر انعطاف پذیرتر و موضعی دست یابد، که به ویژه برای ساخت قالب، توسعه نمونه اولیه و ماشینکاری دقیق قطعه کار کوچک و متوسط ​​مناسب است.

2.2.2 معایب

1) محدوده پردازش محدود

از آنجایی که تیر متقاطع باربر سازه کنسول معلق است، طول آن محدود است (به طور کلی برای برش قطعات با عرض بیش از 2 متر مناسب نیست)، و محدوده پردازش نسبتاً محدود است.

2) پایداری ناکافی در سرعت بالا

ساختار پشتیبانی یک طرفه باعث می شود که مرکز ثقل ماشین ابزار به سمت تکیه گاه گرایش پیدا کند. هنگامی که سر پردازش در امتداد محور Y حرکت می کند، به ویژه در عملیات های با سرعت بالا در نزدیکی انتهای معلق، تغییر در مرکز ثقل تیر متقاطع و گشتاور کاری بزرگتر احتمالاً باعث ایجاد لرزش و نوسان می شود و پایداری کلی ماشین ابزار را با چالش بیشتری مواجه می کند. بنابراین، بستر نیاز به استحکام و مقاومت ارتعاشی بالاتری برای جبران این ضربه دینامیکی دارد.

3. مناسبت های درخواست و پیشنهادات انتخاب

3.1 ماشین ابزار دروازه ای

قابل استفاده برای پردازش برش لیزری با بارهای سنگین، اندازه های بزرگ و الزامات دقت بالا مانند حمل و نقل هوایی، ساخت خودرو، قالب های بزرگ و صنایع کشتی سازی. اگرچه مساحت زیادی را اشغال می کند و نیازهای بالایی برای هماهنگ سازی موتور دارد، اما مزایای آشکاری در پایداری و دقت در تولید در مقیاس بزرگ و با سرعت بالا دارد.

3.2 ماشین ابزار دستی

برای ماشینکاری دقیق و برش سطحی پیچیده قطعات کار کوچک و متوسط، به ویژه در کارگاه هایی با فضای محدود یا تغذیه چند جهته مناسب تر است. این ساختار فشرده و انعطاف پذیری بالایی دارد، در حالی که ادغام تعمیر و نگهداری و اتوماسیون را ساده می کند، مزایای هزینه و کارایی آشکاری را برای تولید آزمایشی قالب، توسعه نمونه اولیه و تولید دسته ای کوچک و متوسط ​​ارائه می دهد.

4. سیستم کنترل و ملاحظات نگهداری

4.1 سیستم کنترل

1) ماشین‌آلات دروازه‌ای معمولاً به سیستم‌های CNC با دقت بالا و الگوریتم‌های جبران متکی هستند تا از همگام‌سازی دو موتور اطمینان حاصل کنند و اطمینان حاصل کنند که پرتو متقاطع در حین حرکت با سرعت بالا به هم نخورد و در نتیجه دقت پردازش حفظ شود.

2) ماشین ابزارهای کنسولی کمتر به کنترل همزمان پیچیده متکی هستند، اما از نظر مقاومت در برابر ارتعاش و تعادل دینامیکی به نظارت و فناوری جبرانی دقیق تری در زمان واقعی نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که هیچ خطایی به دلیل لرزش و تغییر در مرکز ثقل در طول پردازش لیزری وجود نخواهد داشت.

4.2 نگهداری و اقتصاد

1) تجهیزات دروازه ای ساختار بزرگ و اجزای زیادی دارند، بنابراین تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون نسبتاً پیچیده است. بازرسی دقیق و اقدامات جلوگیری از گرد و غبار برای عملیات طولانی مدت مورد نیاز است. در عین حال، سایش و مصرف انرژی ناشی از عملیات با بار بالا را نمی توان نادیده گرفت.

2) تجهیزات کنسول دارای ساختار ساده تر، هزینه های نگهداری و اصلاح کمتر است و برای کارخانه های کوچک و متوسط ​​و نیازهای تبدیل اتوماسیون مناسب تر است. با این حال، نیاز به عملکرد دینامیکی با سرعت بالا همچنین به این معنی است که باید به طراحی و نگهداری مقاومت در برابر لرزش و پایداری طولانی مدت بستر توجه شود.

5. خلاصه

تمام اطلاعات فوق را در نظر بگیرید:

1) ساختار و حرکت

ساختار دروازه شبیه به یک "در" کامل است. از ستون های دوتایی برای هدایت تیر متقاطع استفاده می کند. استحکام بالاتری دارد و توانایی رسیدگی به قطعات کار با اندازه بزرگ را دارد، اما هماهنگ سازی و فضای کف مسائلی هستند که نیاز به توجه دارند.

ساختار کنسول از یک طرح کنسول یک طرفه استفاده می کند. اگرچه محدوده پردازش محدود است، اما ساختار فشرده و انعطاف پذیری بالایی دارد که برای اتوماسیون و برش چند زاویه ای مناسب است.

2) مزایای پردازش و سناریوهای قابل اجرا

نوع دروازه ای بیشتر برای قطعات بزرگ، قطعات کار بزرگ و نیازهای تولید دسته ای با سرعت بالا مناسب است و همچنین برای محیط های تولیدی که می توانند فضای کف بزرگ را در خود جای دهند و شرایط نگهداری مربوطه را دارند مناسب است.

نوع Cantilever بیشتر برای پردازش سطوح کوچک و متوسط ​​و پیچیده مناسب است و برای مواردی با فضای محدود و پیگیری انعطاف پذیری بالا و هزینه های نگهداری کم مناسب است.

با توجه به نیازهای پردازش خاص، اندازه قطعه کار، بودجه و شرایط کارخانه، مهندسان و تولیدکنندگان باید مزایا و معایب را هنگام انتخاب ماشین‌ابزار اندازه‌گیری کنند و تجهیزاتی را انتخاب کنند که به بهترین وجه با شرایط تولید واقعی سازگار باشد.