Centrum obróbcze Gantry – kompletny przewodnik

Jeśli planujesz zakup centrum obróbczego portalowego, nie kupuj sprzętu przed przeczytaniem tego poradnika.

Pomoże Ci zrozumieć, czym jest maszyna, jej strukturą, komponentami, zaletami, ruchami osi i zastosowaniami.

Pod koniec tego przewodnika będziesz mieć wszystkie informacje, które pozwolą Ci wybrać idealną maszynę bramową do Twoich zastosowań.

Co to jest centrum obróbcze bramowe

Centrum obróbcze bramowe to przede wszystkim CNC(Komputerowe sterowanie numeryczne) kontrolowany typ maszyny. Przeznaczona jest do precyzyjnej i wydajnej obróbki dużych i ciężkich detali. Składa się przede wszystkim z ramy suwnicy poruszającej się wzdłuż osi X, wrzeciona zdolnego do ruchu w Yand Zaxes oraz stołu roboczego.

Struktura i elementy centrum obróbczego bramowego

Gantry Machining Center przeznaczone jest do precyzyjnej obróbki dużych i skomplikowanych detali. Aby umożliwić tę funkcjonalność, znajdziesz następujące krytyczne komponenty i elementy konstrukcyjne:

· Rama bramowa

Rama suwnicy składa się z belki/mostu suwnicy i kolumn. Belka/mostek suwnicy jest poziomy i umieszczony centralnie na całym stole roboczym. W zależności od projektu most może być nieruchomy lub mieć możliwość poruszania się w osi X.

Kolumny zapewniają wsparcie i stabilność suwnicy. Są to pionowe wsporniki po obu stronach stołu roboczego, które zabezpieczają belkę suwnicy na miejscu.

· Stół do pracy

Stół roboczy podtrzymuje obrabiany przedmiot podczas jego obróbki. Zwykle stacjonarny, niektóre konstrukcje pozwalają na jego ruch wzdłuż osi X.

· Wrzeciono

Wrzeciono składa się z głowicy i silnika, które decydują o jego funkcjonalności. W głowicy wrzeciona znajduje się właściwe wrzeciono, które obraca narzędzie tnące i może poruszać się wzdłuż osi Y i Z. Silnik jest źródłem mocy wrzeciona, umożliwiając wykonywanie operacji skrawania przy zmianie momentu obrotowego i prędkości.

· Magazyn narzędzi

Centrum obróbcze Gantry wykorzystuje różne narzędzia skrawające, aby uzyskać pożądany projekt przedmiotu obrabianego. Narzędzia te przechowywane są w magazynie narzędzi. Stąd maszyna może automatycznie inicjować wymianę narzędzi podczas pracy, redukując przestoje i zwiększając wydajność.

· Straż i ogrodzenia

Centrum Obróbcze Gantry składa się z osłon i obudów zapewniających bezpieczne środowisko pracy, chroniąc operatora przed latającymi odłamkami. Funkcje te chronią również maszynę przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak kurz i ciała obce, które mogą spowodować uszkodzenie.

· System sterowania

Centrum obróbcze bramowe sterowane CNC wykorzystuje skomputeryzowany system sterowania do kierowania operacjami. Ten system sterowania składa się z wielu elementów, takich jak sterownik CNC, interfejs człowiek-maszyna (HMI) i systemy sondujące.

Sterownik CNC steruje ruchem komponentów i innymi operacjami maszyny, interpretując dane CAD/CAM. Za pośrednictwem interfejsu człowiek-maszyna (HMI) użytkownicy mogą wprowadzać polecenia, monitorować proces obróbki i dokonywać niezbędnych regulacji. Systemy sondujące automatycznie mierzą i wyrównują obrabiany przedmiot, zapewniając precyzję i skrócony czas konfiguracji.

· Układ chłodzenia i smarowania

Układ chłodzenia i smarowania jest podzielony na dwie części: układ chłodzenia i układ smarowania. Układ chłodziwa zapewnia chłodzenie ciepła generowanego w wyniku interakcji narzędzia tnącego i przedmiotu obrabianego, wydłużając żywotność narzędzia. Układ smarowania zmniejsza zużycie ruchomych elementów i części maszyny.

· System zarządzania wiórami

Złożoność projektów w centrum obróbczym Gantry skutkuje dużą produkcją wiórów. System zarządzania wiórami usuwa te metalowe wióry za pomocą przenośnika wiórów, które w przeciwnym razie mogłyby spowodować uszkodzenie porządku w miejscu pracy.

Zalety portalowych centrów obróbczych

Dzięki kilku znaczącym zaletom, Gantry Centra Obróbcze idealnie nadają się do zastosowań przemysłowych, szczególnie tam, gdzie występują duże i ciężkie przedmioty obrabiane. Poniżej przedstawiono niektóre kluczowe zalety:

· Wysoka precyzja i dokładność

Sztywna konstrukcja suwnicy zapewnia doskonałą stabilność, kluczową dla zachowania wysokiej precyzji podczas operacji obróbczych. Zapewnia to redukcję wibracji, dzięki czemu narzędzie tnące zachowuje swoją dokładność podczas operacji z dużą prędkością.

· Obsługa dużych detali

Bramowe centra obróbcze mogą obsługiwać duże i ciężkie przedmioty, które byłyby trudne w przypadku konwencjonalnych maszyn CNC. W rezultacie zastosowanie bramowego centrum obróbczego poprawia wydajność, zmniejszając potrzebę wykorzystywania wielu maszyn i konfiguracji.

· Wszechstronność

Za pomocą suwnicowego centrum obróbczego można wykonywać wiele operacji, takich jak gwintowanie, frezowanie, wytaczanie i wiercenie. Ponadto posiadanie magazynu narzędzi pozwala na automatyczną wymianę narzędzi, umożliwiając szybkie przezbrojenia podczas przechodzenia z jednej operacji do drugiej.

· Zwiększone bezpieczeństwo

Korzystanie z portalowych centrów obróbczych jest bezpieczne, biorąc pod uwagę liczne środki bezpieczeństwa, takie jak obudowy, osłony i systemy zautomatyzowane. Otoczenie maszyny obudowami i osłonami chroni operatorów przed latającymi odłamkami i ruchomymi częściami. Z drugiej strony zautomatyzowane systemy zmniejszają potrzebę ręcznych interwencji, minimalizując ryzyko obrażeń w miejscu pracy.

· Wydajność i produktywność

Ponieważ można obrabiać duże komponenty w jednym ustawieniu, znacznie skraca się czas przezbrajania, co w konsekwencji zwiększa produktywność. Co więcej, prowadzenie operacji sterowanych numerycznie CNC pozwala na ciągłe operacje i zwiększa wydajność poprzez ograniczenie interwencji ręcznej.

· Wytrzymałość i trwałość

Wytrzymała konstrukcja portalowych centrów obróbczych pozwala na tolerancję na trudy występujące przy obróbce dużych i ciężkich detali. Dodatkowo zdolność tych maszyn do wytrzymywania dużych obciążeń bez utraty wydajności sprawia, że nadają się one do wymagających zastosowań przemysłowych.

· Integracja zaawansowanych technologii

Maszyna ta integruje systemy sondujące, które przeprowadzają automatyczny pomiar i ustawienie przedmiotu obrabianego z dużą dokładnością. Ponadto czujniki służą do monitorowania parametrów operacyjnych, takich jak temperatura i wibracje, w czasie rzeczywistym, co pozwala na optymalizację procesu.

Ruchy osi

Ruchy osi w nich centra obróbczesą integralną częścią ich skutecznego działania podczas obróbki detali o różnych konstrukcjach. Zrozumienie tych ruchów jest niezwykle istotne, ponieważ zapewniają one dużą precyzję wykonania operacji.

• Oś X

Ruch ten polega na ruchu suwnicy lub stołu roboczego na boki i zależy od konstrukcji maszyny. Praca wzdłuż osi x polega na pozycjonowaniu narzędzia tnącego wzdłuż szerokości obrabianego przedmiotu.

• Oś Y

Ruch w płaszczyźnie wzdłużnej wyznacza oś Y, zazwyczaj w przód i w tył. Typowo, głowica wrzeciona wykonuje ruch wzdłuż tej osi, zwykle za pomocą narzędzia skrawającego, wzdłuż długości przedmiotu obrabianego. Konstrukcja suwnicy wspiera ten ruch, zapewniając stabilność i precyzję na dużych dystansach.

• Oś Z

Ruch wzdłuż osi Z obejmuje ruch pionowy głowicy wrzeciona (w górę i w dół), co pozwala uzyskać wysokiej jakości cięcia i wykończenie powierzchni. Ruch wzdłuż tej osi pozwala na ustawienie narzędzia tnącego na różnych wysokościach względem obrabianego przedmiotu. Ma to wpływ na kontrolę głębokości podczas operacji skrawania.

1. Oś obrotowa

Istnieją trzy warianty osi obrotowych: osie A, B i C.

The Oś A ruch definiuje obrót wokół osi X. Pozwala to na nachylenie przedmiotu obrabianego, ułatwiając wykonywanie skomplikowanych geometrii i podcięć, zapewniając dostęp do różnych kątów.

Dla Oś B, ruch definiuje się jako obrót wokół osi Y. Umożliwia to przechylenie głowicy wrzeciona, co zwiększa możliwości obróbki skomplikowanych kształtów i kątów.

Ruch obrotowy wokół osi Z definiuje ruch w Oś C. Dzięki temu wrzeciono lub stół roboczy może się obracać, dostosowując się do skomplikowanych operacji obróbczych, takich jak toczenie lub frezowanie wieloosiowe.

Rodzaje portalowych centrów obróbczych

Chociaż istnieje kilka odmian konstrukcyjnych suwnicowych centrów obróbczych, dostosowanych do konkretnych potrzeb i zastosowań związanych z obróbką, można wyróżnić dwa podstawowe typy.

• Naprawiono suwnicę

W tym typie konstrukcja suwnicy jest nieruchoma, a stół roboczy może poruszać się wzdłuż osi X. Posiadanie nieruchomej suwnicy zapewnia wysoką sztywność i stabilność, która jest niezbędna przy precyzyjnej obróbce, zwłaszcza dużych i ciężkich detali.

• Ruchoma suwnica

W tym przypadku stół roboczy jest nieruchomy, podczas gdy sama brama porusza się, zwykle wzdłuż osi X. Posiadanie ruchomej suwnicy pozwala na obróbkę dużych i skomplikowanych części bez przesuwania przedmiotu obrabianego. Ten typ portalowego centrum obróbczego jest bardziej oszczędny pod względem przestrzennym.

Ograniczenia i wyzwania bramowych centrów obróbczych

Chociaż funkcjonalnie portalowe centra obróbcze są nienaganne, stwarzają kilka ograniczeń technicznych, takich jak:

• Początkowa inwestycja wymagana w przypadku bramowych centrów obróbczych jest znacznie wyższa w porównaniu z konwencjonalnymi maszynami CNC.
• Ponadto portalowe centra obróbcze zajmują zazwyczaj dużą powierzchnię i wymagają znacznej powierzchni.
• Cechy i elementy bramowych centrów obróbczych sprawiają, że są to maszyny złożone w obsłudze, wymagające specjalistycznej konserwacji i szkoleń.
• Portalowe centra obróbkowe ze względu na swoje rozmiary i możliwości zużywają znaczną ilość energii.
• Konfigurowanie portalowych centrów obróbczych do nowych zadań może być czasochłonne ze względu na rozmiar i złożoność obrabianych przedmiotów.

Zastosowania portalowych centrów obróbczych

 

Uniwersalność i możliwości bramowych centrów obróbczych pozwala na ich zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Maszyny te mogą obsługiwać duże i złożone elementy z dużą precyzją w następujących obszarach:

• Przemysł lotniczy: Bramowe centra obróbcze są wykorzystywane do obróbki elementów samolotów, takich jak grodzie, sekcje kadłuba i części silnika, w tym łopatki turbin.
• Branża motoryzacyjna: Duże formy i matryce używane do formowania części samochodowych, bloków silnika i elementów podwozia są wykonywane przy użyciu portalowych centrów obróbczych.
• Sektor energetyczny: Bramowe centra obróbcze wykorzystywane są do produkcji turbin, generatorów i sprzętu wiertniczego dla przemysłu naftowego i gazowego.
• Ciężkie maszyny i sprzęt: Maszyny budowlane, takie jak dźwigi i koparki, elementy maszyn przemysłowych i sprzęt górniczy.
• Przemysł stoczniowy: Obróbka mechaniczna części statków, takich jak kadłuby, układy napędowe i duży sprzęt pokładowy takich jak dźwigi i wyciągarki.
• Produkcja narzędzi i matryc: Duże formy, takie jak te stosowane do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, matryce stosowane w operacjach tłoczenia i formowania.

Wniosek

Gantry Machining Center to potężna i wszechstronna maszyna charakteryzująca się wyjątkową wydajnością podczas pracy z dużymi i ciężkimi przedmiotami. Jest zatem godną inwestycją w przypadku poszukiwania niezastąpionego ciężkiego sprzętu produkcyjnego niezależnie od branży.

Więcej zasobów:

Frezarka CNC bramowa – Źródło: TSINFA