Controle Numérico Computadorizado (CNC) refere-se ao controle automatizado de ferramentas de usinagem como roteadores, tornos, retificadoras, etc., usando computadores. O CNC revolucionou a tecnologia de fabricação ao trazer recursos altamente precisos e programáveis para usinagem de peças e produtos.
Máquinas como roteadores controlados numericamente por computador (CNC) são utilizadas no corte, perfuração e modelagem de madeiras, plásticos e vidros, metais leves, compósitos entre outros materiais. Eles são importantes em indústrias como aeroespacial, sinalização de móveis para construção automotiva, entre outras.
Este guia comparativo detalhado examina as principais diferenças entre os roteadores CNC de mesa móvel e de pórtico por meio de vários parâmetros. Discutiremos fatores-chave como projeto mecânico, desempenho de corte, precisão, compatibilidade de materiais, requisitos de manutenção, implicações de custo e facilidade de uso para que os leitores possam entender melhor esses dois designs de roteador. Vamos dar uma olhada nisso.
Em primeiro lugar, compreender as principais características desses dois designs é vital para escolher entre uma mesa móvel e uma fresadora CNC de pórtico.
A roteador CNC de mesa móvel é composto por um pórtico fixo e uma mesa móvel. O pórtico estacionário é composto por um ou mais eixos, normalmente o eixo z que segura o fuso e a fresa. Guias lineares de precisão e sistemas de acionamento são usados para mover a peça de trabalho sob o pórtico estacionário, o que proporciona movimento X-Y.
O principal benefício deste tipo de design é a sua excepcional rigidez estática. É possível obter uma distribuição otimizada de forças em todo o material da peça com um pórtico estacionário. Além disso, pode haver taxas de aceleração/desaceleração muito altas, bem como velocidades de corte em uso, se uma plataforma de mesa móvel estiver disponível. Durante a usinagem, isso significa que o material permanece estacionário na mesa móvel enquanto o cabeçote se move para cima ao longo do eixo Z.
Devido à necessidade de espaço adequado para movimentação na área de trabalho, as máquinas CNC de mesa móvel precisam de áreas de instalação maiores do que outras. São ideais para manusear materiais grandes e pesados devido à fixação estável na base móvel. Assim, indústrias como aeroespacial, automotiva, construção ou construção naval que lidam com peças grandes utilizam-nas amplamente em suas operações de corte e usinagem.
Nas fresadoras CNC estilo pórtico, a mesa é fixa e estável enquanto o pórtico se move ao longo dos eixos X, Y e Z para colocar a ferramenta de corte logo acima da peça de trabalho. O pórtico é composto por uma estrutura em forma de ponte que se estende por toda a área de trabalho, com o movimento na mesa sendo acionado por acionamentos lineares ou de cremalheira e pinhão de alta precisão.
A mesa fornece uma base rígida para segurar os materiais de trabalho enquanto eles são cortados usando um pórtico suspenso. Máquinas CNC de pórtico ocupam menos espaço de instalação, tornando-os ideais para espaços pequenos. Em aplicações de fresagem, furação, fresagem, madeira, plásticos, metais macios (por exemplo, alumínio), etc.
Fabricação de móveis, produção de instrumentos musicais, artes, design de joias e escrita de sinalização, entre outros, empregam esses roteadores, uma vez que são compactos em tamanho, sendo econômicos e versáteis. Roteadores de pórtico fechados equipados com tampas e vedações extras ajudam a reduzir as vibrações durante a operação, aumentando também a precisão.
Aqui está uma comparação rápida das principais diferenças entre a mesa móvel CNC e os designs de pórtico:
Parâmetro | Mesa Móvel | Pórtico |
Estrutura | Pórtico estacionário, mesa móvel | Pórtico móvel, mesa fixa |
Rigidez | Excelente, vibração mínima | Moderado, pode vibrar sob carga |
Precisão | Muito alto, mesmo em altas velocidades | Moderada, a vibração afeta a precisão |
Adequação do material | Materiais duros como metais, compósitos | Materiais mais macios como madeira, plástico |
Pegada | Maior, precisa de espaço para movimentação da mesa | Pegada compacta e menor |
Custo | Mais caro | Menor custo de propriedade |
Facilidade de uso | Precisa de operadores qualificados | Curva de aprendizado mais curta |
Tendo um conhecimento básico de mesa móvel e roteadores CNC de pórtico, podemos compará-los em detalhes.
A principal diferença entre os roteadores de mesa móvel e de pórtico está em sua estrutura mecânica e disposição.
Para diminuir a vibração, as máquinas CNC de mesa móvel possuem construções de pórtico muito rígidas e resistentes. Isso é conseguido usando guias de movimento linear que empregam rolamentos de esferas recirculantes ou formas de caixa para fornecer movimento suave de baixo atrito das mesas. A mesa em si é feita de ferro fundido espesso ou aço soldado que resiste às forças de corte e amortece as vibrações.
Por outro lado, os roteadores de pórtico empregam pontes mais leves construídas com perfis extrudados de alumínio ou aço, projetadas para minimizar o peso e também reduzir custos. O movimento do eixo X na zona de trabalho é fornecido por um carro móvel sobre o qual repousa o pórtico. Isso permite o movimento do eixo Y.
Os roteadores de pórtico têm uma área de instalação menor em comparação com outros tipos de máquinas CNC, como máquinas de ponte, mas quando envolvidos em projetos de corte pesados, eles podem vibrar devido ao movimento da ponte, afetando levemente a precisão. Em contraste com isso, os roteadores de mesa móvel não sofrem vibrações porque seus pórticos estão estacionários.
As configurações de projeto são mais flexíveis com máquinas Gantry em comparação com máquinas de mesa móvel. A otimização de tamanho e layout pode ser feita utilizando opções como tipo cantiléver, fechado ou pórtico móvel, entre outras. Enquanto isso, sob o pórtico há apenas um plano onde um layout fixo descreve o movimento que ocorre sobre uma mesa para essas máquinas-ferramentas.
Os atributos de desempenho desses dois tipos de fresas CNC são influenciados por suas diferenças estruturais.
Alta precisão e repetibilidade são características das máquinas CNC de mesa móvel. Isso se deve ao fato de possuírem pórticos rígidos que não permitem vibrações, permitindo-lhes trabalhar em altas velocidades de corte e avanços com altos níveis de precisão. Além disso, seus tempos de ciclo rápidos são atribuídos ao movimento rápido da mesa.
Devido a operações pesadas, os roteadores de pórtico podem vibrar um pouco, causando redução na precisão. No entanto, para aplicações leves, eles podem igualar ou superar a precisão e exatidão da mesa móvel. Pórticos fechados e componentes de precisão ajudam a reduzir erros de posicionamento, levando a um bom desempenho.
Os roteadores de mesa móvel são projetados para atividades de produção em massa onde há necessidade de qualidade consistente e usinagem de baixa tolerância. Os roteadores Gantry, por outro lado, são ideais para usos de serviços baixos a médios que não exigem um nível extremamente alto de precisão.
O tipo de materiais que podem ser usinados com eficácia também depende da escolha do projeto da fresadora CNC.
Alguns materiais duros, como madeira dura, compósitos, metais não ferrosos, etc., requerem uma máquina CNC de mesa móvel que tenha rigidez estática e qualidades de amortecimento de vibrações suficientes para cortá-los. A ponte estacionária evita qualquer vibração durante o corte, tornando-a uma das melhores escolhas.
Os roteadores de pórtico podem sofrer algumas vibrações e imprecisões ao usinar materiais mais duros, especialmente se tiverem designs cantilever. Eles são bons para materiais mais macios, como plásticos, madeiras e alumínio, onde as vibrações não são críticas em seu processo de fabricação. Pórticos fechados ajudam a melhorar o amortecimento de ressonância, melhorando assim a compatibilidade do material.
Existem mais razões pelas quais os roteadores CNC de mesa móvel seriam preferidos a outras máquinas, especialmente ao cortar materiais grossos ou densos. As máquinas de pórtico são adequadas para tarefas mais leves de fresagem e fresagem com madeira, plásticos e chapas metálicas.
Agora vamos examinar as vantagens e limitações específicas dos roteadores CNC de mesa móvel e de pórtico.
● Vibração mínima e excelente rigidez estática tornam essas máquinas adequadas para cortes pesados
● Mesmo em altas velocidades, eles podem manter sua alta precisão e repetibilidade
● É feito com uma distribuição uniforme de força que auxilia na usinagem de materiais difíceis sem qualquer trepidação
● Eles também são bons para uso em materiais grandes ou pesados porque possuem fixação estável
● Os componentes do pórtico são mais acessíveis para fins de manutenção
● O movimento da mesa requer mais espaço de instalação
● O tamanho do envelope de trabalho depende das dimensões da mesa
● Mais caro que roteadores de pórtico
● Não adequado para pequenos requisitos de usinagem
● O tamanho compacto economiza espaço de instalação
● Alguns exemplos incluem tipos em balanço, fechados, etc.
● Os de mesa móvel tendem a ser mais baratos
● São ideais para peças pequenas e médias
● Projetos menos complexos permitem mais construções do tipo “faça você mesmo”
● As vibrações podem afetar a precisão ao trabalhar com materiais mais duros
● Carpintaria pesada que exige tolerâncias restritas não funcionará bem aqui
● Mover o pórtico adiciona complexidade aos problemas de manutenção
● Rigidez reduzida ou baixa capacidade de amortecimento
Normalmente, uma consideração é o custo de compra ao decidir entre mesa móvel e roteadores CNC de pórtico. Aqui estão algumas comparações.
As máquinas CNC de mesa móvel custam muito mais inicialmente do que os roteadores de pórtico. Essas máquinas industriais de grande porte são caras porque possuem um pórtico pesado, guias lineares de precisão, sistemas de acionamento para mover a mesa, recursos de amortecimento de vibrações, etc.
Para necessidades de produção de menor volume, os Roteadores Gantry tendem a ser mais baratos. Em comparação com uma fresadora de mesa móvel de tamanho igual, uma máquina de pórtico cantilever pode custar consideravelmente menos. Os pórticos fechados têm preços mais altos devido ao gabinete adicional, às vedações e aos componentes aprimorados.
Em aplicações de corte e usinagem com tolerâncias muito altas, o investimento inicial em roteadores de mesa móvel se paga no longo prazo. Eles oferecem uma boa relação custo-benefício, pois podem realizar trabalhos médios com baixa precisão, ao contrário de seus equivalentes.
Porém, em média, os roteadores de mesa móvel são mais baratos em termos de custos gerais incorridos ao longo do tempo devido à sua construção sólida e aos requisitos mínimos de manutenção. O pórtico estacionário resolve os problemas de desgaste que ocorrem à medida que as peças se movem, reduzindo assim as despesas de reparo.
Contudo, deve ser lembrado que estes tipos de pontes ou carruagens requerem manutenção mais frequente, o que conduz a custos acrescidos a longo prazo. As avarias são facilmente experimentadas pelas peças móveis com o tempo, uma vez que se desgastam mais rapidamente do que outros componentes. Além disso, a substituição ou reparo de itens como guias lineares, sistemas de pinhão e cremalheira, etc., é mais caro em máquinas de pórtico do que em mesas móveis construídas mais simples.
Ao longo de muitos anos de gestão de negócios com elevados volumes de produção, os custos de vida útil permanecem mais baixos em comparação com máquinas CNC de mesa móvel, mesmo que tenham preços de compra iniciais mais elevados.
A diferença entre roteadores CNC de mesa móvel e pórtico também é influenciada pelo nível de habilidade do operador, entre outros.
Para maximizar os benefícios de operar uma fresadora CNC de mesa móvel, é necessário possuir uma pessoa que tenha alguma experiência na operação de máquinas CNC. Essas máquinas destinam-se ao uso por usuários qualificados em configurações de fabricação devido à sua manutenção complexa, extrema precisão e tarefas industriais pesadas.
Por outro lado, tudo o que você precisa é de treinamento básico sobre como operar roteadores de pórtico, que podem pertencer tanto a amadores quanto a especialistas. Além disso, eles têm custos de gerenciamento mais baixos, portanto, pequenos empreendimentos, como escolas ou amadores que não têm experiência suficiente com controle numérico computadorizado, podem comprá-los. Eles também vêm com interfaces de usuário amigáveis que tornam as operações muito mais fáceis.
É necessário considerar os requisitos específicos da aplicação antes de selecionar entre esses dois designs de roteador.
Para cargas de corte substanciais, altas taxas de produção por hora, peças grandes ou aplicações de usinagem de baixa tolerância; Máquinas CNC tipo cama móvel rígida são altamente sugeridas. Consequentemente; roteadores de mesa móvel são vistos como opções ideais, pois proporcionam estabilidade e precisão para tarefas que exigem alto padrão de desempenho.
Embora o corte econômico de serviços leves a médios possa ser necessário para peças menores, os tipos de pórtico oferecem uma solução. Também podem ser implantados onde o espaço para instalação é muito escasso, porque cabem de forma flexível em áreas menores.
A avaliação da rigidez, precisão, velocidade, área ocupada, facilidade de uso e custo revela que a mesa móvel e os roteadores CNC de pórtico têm pontos fortes diferentes. Os ambientes industriais não conseguem encontrar ferramentas incomparáveis, como os roteadores de mesa móvel para aplicações de usinagem de precisão pesada. Os roteadores de pórtico são uma opção para trabalhos leves a médios com baixo custo.
Não existe um design de roteador CNC superior por definição. Isto significa, portanto, que os usuários devem avaliar adequadamente suas necessidades específicas de usinagem em termos de tamanho da peça, materiais utilizados, precisão necessária, volumes de produção e restrições orçamentárias. Assim, saber se uma máquina de mesa móvel ou um roteador de pórtico é mais adequado para suas aplicações é determinado por esta análise. Os iniciantes devem consultar profissionais para não cometer erros na compra de equipamentos CNC.
Tanto os roteadores CNC de mesa móvel quanto os de pórtico oferecem benefícios exclusivos que fazem a diferença em vários processos de fabricação que ocorrem em todo o mundo. Consequentemente, as empresas otimizam a produtividade e a qualidade, bem como maximizam o retorno do investimento através da seleção do design certo, dependendo das suas necessidades.
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