A fabricação e a usinagem de peças exigem que sejam produzidas com precisão e repetidamente, portanto, as máquinas CNC (controle numérico de computador) são significativas. Os tipos mais utilizados de máquinas CNC são centros de pórtico e usinagem vertical. Em termos dos tipos de aplicações, ambos têm pontos fortes e fracos. Este artigo examina os pontos essenciais de diferença entre essas duas máquinas, a fim de determinar qual é mais adequado para vários requisitos da máquina.
A máquina CNC de pórtico compreende uma viga horizontal pela qual o espaço de trabalho é vasculado e montado em dois suportes laterais. Este feixe inclui um fixo ou acessório da ferramenta de corte, que pode ser movido em três eixos lineares (x, y, z). Isso oferece posicionamento preciso em uma ótima área de trabalho para terminar grandes peças.
Uma máquina CNC de pórtico tem uma moldura parecida com uma ponte chamada pórtico. Esse pórtico possui trilhos que permitem que uma cabeça do eixo se mova da esquerda para a direita e da frente. A cabeça do eixo segura a ferramenta de corte e se move ao longo dos eixos X e Y. A ferramenta de corte é abaixada para cima e para baixo no eixo z para tocar a peça de trabalho. O movimento da cabeça do eixo é controlado precisamente por um computador que segue um caminho programado. Isso permite que a máquina CNC de pórtico corte, perfure e moinho de grandes peças de metal ou madeira com precisão, posicionando com precisão a ferramenta de corte giratória de acordo com as instruções do código CNC carregadas no computador. A construção de pórtico fornece estabilidade para lidar com grandes partes.
Uma característica proeminente é o grande envelope de trabalho. A estrutura da estrutura do pórtico permite o deslocamento linear de vários metros nos eixos X e Y. Esta zona de trabalho de grandes dimensões é adequada para usinar peças extremamente grandes além da capacidade das máquinas típicas do CNC. Em máquinas de pórtico de comprimento prolongado, peças com comprimentos acima de 5 metros podem ser manuseadas.CNC
Outro recurso notável é o acesso de peça desobstruído fornecido pela orientação horizontal. Há um acesso claro sem obstruções em torno da área de trabalho, para que os trabalhadores possam carregar e descarregar facilmente peças muito grandes de todos os lados. Este fluxo de trabalho de Acesso de Acesso a Parte de Parte Múltiplos de Múlituras.
As máquinas CNC de pórtico também estão equipadas com poderosos motores do fuso, geralmente de 10 cavalos de potência a mais de 50 hp. O torque de alto e baixo número desses fusos poderosos permite a remoção agressiva de metal. A construção dinâmica e rígida pode lidar com as forças de corte pesadas exercidas durante intensas operações de perfuração e moagem.
Finalmente, as máquinas CNC de pórtico têm diversas capacidades de usinagem, tornando-as bem correspondentes para aplicações como corte de plasma, corte de jato de água abrasivo, roteamento e moagem. A arquitetura de pórtico fornece estabilidade para usinagem precisa na grande zona de trabalho. As alterações nas ferramentas também permitem a criação de geometrias diferentes de peça usando a mesma máquina.
As máquinas CNC de pórtico são comumente usadas em determinadas aplicações de usinagem que utilizam seus grandes volumes de trabalho e poderosos recursos de corte de metal. As principais categorias de aplicações são:
Muitos tipos de equipamentos e veículos pesados têm peças muito volumosas que excedem o tamanho da cama dos CNCs regulares. As máquinas CNC de pórtico têm zonas de trabalho que combinam com essas dimensões jumbo para usinar peças de metal de grandes dimensões.
Quadros de veículos, corpos, peças de equipamentos agrícolas, seções de casco de navio e componentes de construção estrutural podem ter comprimentos acima de 5 metros. O medidor mais capacidade ao longo dos eixos X e Y das máquinas CNC de pórtico permite a criação de peças de metal tão longas.
A indústria de madeira exige a capacidade de usinar enormes peças de madeira com eficiência. Cozinha e armários de exibição, móveis gigantes, grandes portas de entrada e enquadramento de madeira de construção precisam de envelopes de usinagem abundantes.
O software de nidificação ajuda a otimizar o corte ao usinar várias peças de madeira de folhas de folhas. As máquinas de pórtico têm uma construção robusta e resistente à abrasão para suportar todas as lascas de madeira e poeira criadas.
Processos como corte de arco de plasma e corte de jato de água abrasivo requerem movimentação suave da cabeça de corte ao longo dos eixos x e y para obter padrões curvilíneos no material da placa.
As máquinas CNC de pórtico oferecem o layout e a construção robusta para mover pesos substanciais suavemente nesses eixos laterais quando placas de aço de corte de chamas ou camadas de metal empilhadas a jato de água.
As máquinas CNC de pórtico oferecem grandes faixas de trabalho ao longo dos eixos lineares x, y e z. Isso permite o manuseio de peças de metal ou madeira extra grande que exceda a capacidade dos CNCs típicos. Personalizável para ficar maior.
A estrutura de pórtico reforçada combinada com vigas aéreas grossas e suporta resulta em uma estrutura rígida e rígida. Essa estabilidade dinâmica mantém a precisão ao remover cortes altos de metal.
O layout horizontal permite o carregamento de peças grandes de todos os lados sem impedimentos. Os trabalhadores podem alcançar convenientemente toda a zona de trabalho, melhorando o fluxo de trabalho.
As máquinas CNC de pórtico podem integrar 50 hp ou mais energia do fuso para acionar as ferramentas de corte de grande diâmetro rotacionalmente em torques altos vitais para batidas, chatas e moagem.
· A enorme estrutura ocupa muito espaço para as lojas.
· Alto custo de compra inicial.
· Não é muito versátil para pequenos componentes complexos.
· É limitado na capacidade de corte diagonal.
Um centro de usinagem vertical (VMC) refere -se a uma máquina de controle numérico de computador com um eixo do fuso orientado verticalmente. Isso permite que as operações de usinagem, como moagem, perfuração, tocar, chato, etc., sejam executadas em uma peça de trabalho posicionada horizontalmente.
As principais partes de um VMC incluem os trocadores de ferramentas, revistas de ferramentas, controlador CNC, ferramentas de corte, sistema de refrigeração e as guias do eixo X, Y e Z. A revista de ferramentas permite mudanças automáticas nas ferramentas de corte.
Um centro de usinagem vertical possui um fuso orientado verticalmente acima da tabela de trabalho. A peça de trabalho de metal ou plástico é protegida nesta tabela e pode se mover para frente e para trás no eixo y e entrar no eixo x. A ferramenta de corte é conectada ao eixo de ponta para baixo. Na operação do CNC, a máquina controla com precisão a posição da tabela sob o eixo, permitindo a ferramenta de corte rotativa para mover e perfurar orifícios na peça de trabalho fixa. Para realizar operações de usinagem, o controle do eixo z reduz o cortador de giro na peça de trabalho em profundidades variadas. Os parafusos de chumbo de precisão nos eixos X, Y e Z posicionam a área de trabalho em relação ao cortador seguindo instruções de controle numérico do computador. Esse movimento de 3 eixos permite a usinagem versátil.
A orientação vertical em que o acoplamento do fuso fica acima da tabela de trabalho minimiza a pegada da máquina. Esta arquitetura compacta se encaixa pisos de produção com restrições de espaço.
Uma montagem automatizada do trocador de ferramentas é comumente integrada no gabinete da máquina para trocar as ferramentas de corte, conforme necessário. Reduz o envolvimento manual do operador.
Uma porta fixa ou deslizante sela a área de trabalho. Isso controla lascas de metal soltas/contenção de líquido de arrefecimento e reduz a emissão de ruído no chão da fábrica para um melhor ambiente de trabalho.
Os bicos de refrigeração inteligentes direcionam fluxos de refrigeração de alta pressão para áreas críticas, como a dica de ferramenta e a interface de usinagem através do programa CNC, melhorando o controle de calor e a descarga de chips.
O conjunto do eixo vertical se conecta diretamente ao motor de alto torque sem perda de transmissão mecânica. Isso permite a transferência ideal de energia para o corte pesado.
O design rígido da coluna e a unidade de eixo direta permitem os centros de usinagem vertical para mover, perfurar, futer e aço, alumínio e titânio com precisão com tolerâncias apertadas. Peças aeroespaciais e médicas geralmente especificam requisitos de precisão.
A mudança rápida entre os empregos torna um VMC adequado para a produção de pequenos lotes, em vez de corridas de alto volume. As piscinas de paletes com peças de trabalho na fila permitem fluxos de trabalho automatizados.
Após processos iniciais de fabricação, como fundição ou forjamento, a usinagem vertical realiza refinamentos secundários como acabamento de superfície, perfuração/chato de orifícios e moagem de perfil para concluir os componentes.
De ligas aeroespaciais resistentes, ferro fundido e aços de ferramentas endurecidas a metais não ferrosos mais suaves, as fábricas verticais se adaptam através de velocidades do fuso, mudanças de ferramentas, pressão do líquido de arrefecimento, etc.
O layout vertical onde o eixo fica acima da tabela de trabalho minimiza a pegada da máquina para pisos de loja lotados. Leva menos área do que um centro de usinagem horizontal.
Ter um compartimento de usinagem fechado impede que os detritos, como chips de metal e névoa de líquido de arrefecimento, de dispersar externamente. Isso ajuda a manter a qualidade do ar limpo da loja.
O suporte da coluna para o eixo mais o mínimo de saliência ou cantilever contribui para uma construção rígida. Essa rigidez permite a remoção de material mais agressiva do que as fábricas horizontais no estilo cantilever.
Com um eixo vertical apontando para baixo para a zona de trabalho, as batatas fritas naturalmente caem sem cortar novamente. Os sistemas automáticos de remoção de chips também podem se integrar mais facilmente.
A pequena pegada de um centro de usinagem vertical e o layout metódico do compartimento do compartimento da automação de paletes. O envolvimento do trabalhador é minimizado com o carregamento/descarregamento automatizado de peças de trabalho.
A tabela rotativa indexa cada trabalho voltada para o cortador de usinagem seqüencial sem refixar, diminuindo o tempo de manuseio. Todas as usinas, perfuração e batida necessárias acontecem em uma configuração.
· Viagem X e Y limitada restringe as dimensões máximas da peça
· Limites de eixo vertical para usinagem de peças muito altas
· Maior consumo de energia do que máquinas CNC horizontais
· Não pode lidar com partes extremamente longas
Ao comparar máquinas CNC de pórtico vs. VMCs, alguns fatores -chave a serem analisados são:
As máquinas CNC de pórtico oferecem um grande envelope de trabalho com viagens X-Y de vários metros para lidar com grandes partes. O centro de usinagem vertical viaja no máximo em cerca de 2500 x 1200 mm.
O pórtico usa vigas aéreas grossas, abrangendo suportes pesados para excelente rigidez. Cantilevers e colunas em movimento VMC podem permitir pequenos desvios sob cargas.
Os VMCs se adaptam a materiais e operações variadas, como chato de precisão e contorno. Os pãezinhos se concentram na perfuração/tapagem de alta força ou em grandes partes em uma grande área.
A pegada compacta de um VMC se adapta à automação de paletes de parte. A vasta zona de trabalho da Gantry torna mais difícil integrar a automação de carregamento de peças.
Depois de analisar os diferentes pontos fortes entre as máquinas CNC de pórtico e os centros de usinagem vertical, algumas recomendações gerais podem ser feitas sobre o que é melhor selecionado para requisitos específicos de usinagem:
Se as peças usinadas forem superdimensionadas com uma ou ambas as dimensões que excedem a viagem típica de eixo x de 1500-2000 mm do VMC, moverá-se ao longo dos trilhos x e y estendidos de um pórtico, for mais adequado para posicionamento sob o cortador. Máquinas de pórtico com viagens mais de 5 metros estão prontamente disponíveis.
O pórtico reforçado fornece rigidez para aplicações de corte de metais pesados, onde enormes quantidades de aço, titânio ou ferro fundido precisam de alta remoção de torque. A deflexão é minimizada, apesar das forças de corte dinâmicas.
Se o material trabalhado exigir folga em todos os lados, em vez de fixar fixos, como soldagem de quadros grandes ou estoque de placa de corte de plasma, a orientação horizontal aberta do pórtico facilita o acesso de vários locais.
Quando a utilização do espaço do piso da fábrica precisa de otimizar, a pegada compacta de um VMC que leva menos área do que um sistema de pórtico enlouquecedor permite a embalagem de mais máquinas em metragem quadrada limitada.
Se o processo de produção exigir várias operações de moagem, perfuração e chato em várias faces da peça de trabalho, a indexação de tabela rotativa de centros de usinagem vertical permite a conclusão seqüencial da usinagem integrada em uma configuração de equipamento.
Quando os parâmetros de usinagem exigem tolerâncias apertadas, chato de precisão, contornos complexos ou acabamentos de superfície finos, a rigidez de um VMC e o processador mais rápido se adequam à interpolação rápida e precisa do movimento da ferramenta de corte.
As máquinas CNC de pórtico e os centros de usinagem vertical atendem a funções de usinagem CNC importantes, mas distintas. Suas configurações adequam a aplicações com base nos requisitos da zona de trabalho, rigidez da máquina, necessidades de automação e restrições de espaço para as lojas. Analisar cuidadosamente as especificações e recursos de cada um determinará qual solução se encaixa melhor no seu ambiente de produção.
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