Ba loại máy CNC giàn chính là gì?

Khi mua máy CNC giàn, nhiều người mua trước tiên so sánh hành trình trục, kích thước bàn máy, công suất trục chính và điều khiển CNC. Tuy nhiên, thiết kế kết cấu của máy cũng quan trọng không kém vì nó ảnh hưởng đến khả năng chịu tải, không gian sàn, độ chính xác gia công, yêu cầu lắp đặt và tổng mức đầu tư.

Máy CNC giàn được sử dụng rộng rãi để xử lý các khuôn lớn, bệ máy, bộ phận kết cấu, thiết bị năng lượng, bộ phận hàng không vũ trụ và các phôi khác quá lớn hoặc nặng đối với một trung tâm gia công đứng tiêu chuẩn.

Mặc dù các nhà sản xuất có thể sử dụng các tên model khác nhau, hầu hết các máy CNC giàn công nghiệp có thể được chia thành ba loại cấu trúc thực tế:

• Đã sửa lỗi-các trung tâm gia công giàn dầm.
• Di chuyển-cổng hoặc di chuyển-trung tâm gia công cột.
• Máy giàn loại-cầu có độ chính xác-cao.

Mỗi cơ cấu đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Chiếc máy đắt nhất chưa chắc là chiếc máy phù hợp nhất. Bạn cần chọn cấu trúc theo kích thước phôi, trọng lượng, vật liệu, độ chính xác cần thiết, quy trình gia công và không gian xưởng có sẵn.

Máy CNC giàn là gì?

Máy CNC giàn là một trung tâm gia công lớn được xây dựng xung quanh hai cột dọc và một thanh ngang. Cùng với nhau, các thành phần này tạo thành một cấu trúc hình cổng-trên khu vực làm việc.

Trục xoay di chuyển dọc theo dầm ngang và thực hiện các nguyên công như phay, khoan, doa, tarô, doa và gia công đường viền. Tùy thuộc vào cấu hình máy, máy cũng có thể sử dụng đầu góc, đầu mở rộng hoặc đầu phay năm{1} trục để gia công nhiều mặt của phôi.

So với một trung tâm gia công đứng thông thường,trung tâm gia công giànthường cung cấp:

• Phạm vi gia công lớn hơn
• Khoảng cách rộng hơn giữa các cột
• Độ cứng kết cấu cao hơn
• Khả năng tải bảng lớn hơn
• Hỗ trợ tốt hơn cho phôi lớn
• Nhiều tùy chọn hơn cho gia công nhiều mặt
• Khả năng cắt -nặng hơn

Sự khác biệt về cấu trúc chính giữa các máy giàn là bộ phận nào chuyển động trong quá trình gia công. Hệ thống bàn, khung giàn, thanh ngang và trục chính có thể được bố trí khác nhau, tạo ra các đặc tính hiệu suất khác nhau.

So sánh ba loại máy CNC giàn

Đã sửa lỗi-Trung tâm gia công giàn dầm

Trung tâm gia công giàn dầm-cố định sử dụng hai cột cố định và một dầm ngang cố định để tạo thành khung giàn. Bàn làm việc thường di chuyển dọc theo trục X{2}}. Yên trục xoay di chuyển trên dầm dọc theo trục Y-, trong khi ram hoặc đầu trục xoay di chuyển theo phương thẳng đứng dọc theo trục Z-.

Đây là một trong những cấu trúc giàn được sử dụng rộng rãi nhất vì thiết kế của nó hoàn thiện, thiết thực và tương đối tiết kiệm.

Ưu điểm của máy giàn{0}}cố định

Ưu điểm chính của giàn-dùm tia cố định là mức đầu tư ban đầu thấp hơn.

Do cột và dầm ngang đứng yên nên máy không cần phải di chuyển và đồng bộ toàn bộ khung giàn. Các yêu cầu về thiết kế cơ khí, hệ thống truyền động, quy trình lắp ráp và điều khiển nhìn chung ít phức tạp hơn so với các thiết bị-cổng chuyển động lớn.

Cấu trúc cố định cũng có thể cung cấp độ cứng tốt cho các nguyên công phay, khoan, doa và gia công thô nói chung. Đối với nhiều nhà sản xuất khuôn mẫu và nhà máy gia công nói chung, nó mang lại sự cân bằng phù hợp giữa giá cả, độ cứng, độ chính xác và năng suất.

Máy giàn-dầm cố định thường được sử dụng để xử lý:

• khuôn ép phun
• khuôn đúc-
• Đế máy
• Vỏ hộp số
• Tấm thép lớn
• Dụng cụ ô tô
• Bộ phận cơ khí tổng hợp
• Vật đúc có kích thước trung bình-
• Các thành phần kết cấu hàn

Nếu kích thước và trọng lượng phôi của bạn nằm trong phạm vi tương đối ổn định thì cấu trúc này thường là lựa chọn hiệu quả nhất về mặt chi phí.

Những hạn chế của máy-dầm cố định

Hạn chế chính của nó là bàn làm việc và phôi di chuyển cùng nhau.

Khi phôi trở nên nặng hơn, hệ thống truyền động của máy phải di chuyển tổng khối lượng lớn hơn nhiều. Trọng lượng bàn, trọng lượng của thiết bị cố định và trọng lượng phôi đều ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc, giảm tốc, phản hồi định vị, tải dẫn hướng và-hiệu suất cơ học lâu dài.

Vì lý do này, không thể đánh giá khả năng chịu tải của máy-dầm cố định chỉ bằng cách xem kích thước bảng.

Bạn cũng nên kiểm tra:

• Tải bàn tối đa được phép
• Yêu cầu phân phối tải
• Kết cấu giường máy
• Loại và kích thước đường dẫn
• Ballscrew hoặc công suất ổ đĩa
• Trọng tâm phôi
• Gia tốc trục X-
• Yêu cầu nền tảng

Bàn di chuyển cũng làm tăng tổng chiều dài máy. Giường phải có đủ hành trình để bàn di chuyển dọc theo trục X{1}}hoàn chỉnh.

Ví dụ: một máy giàn có hành trình trục X{0}}xấp xỉ 4 mét có thể yêu cầu chiều dài lắp đặt tổng thể lớn hơn 8 mét, tùy thuộc vào chiều dài bàn máy, bộ phận bảo vệ, băng tải phoi, tủ điện và khoảng cách bảo trì.

Do đó, bạn nên yêu cầu bố trí máy hoàn chỉnh trước khi xác nhận kế hoạch xưởng của mình.

Khi nào bạn nên chọn Giàn-dầm cố định?

Trung tâm gia công giàn dầm-cố định phù hợp khi:

• Trọng lượng phôi của bạn nằm trong tải bàn cho phép
• Chiều dài phôi không quá lớn.
• Bạn có đủ không gian sàn để di chuyển bàn.
• You need both roughing and finishing capability.
• Bạn muốn kiểm soát khoản đầu tư máy ban đầu.
• Quá trình sản xuất của bạn chủ yếu là gia công ba{0}}trục hoặc 3+2-trục.

Đối với các khuôn mẫu tiêu chuẩn, các bộ phận máy và các bộ phận công nghiệp từ{0}}đến{1}}lớn, đây thường là cấu trúc giàn đầu tiên đáng xem xét.

Di chuyển-Trung tâm gia công giàn cột

Trung tâm gia công giàn-cột chuyển động sử dụng một bàn làm việc cố định trong khi các cột giàn và dầm ngang di chuyển dọc theo trục X-. Yên trục xoay di chuyển trên dầm ngang dọc theo trục Y-, trong khi ram trục chính di chuyển theo phương thẳng đứng dọc theo trục Z-. Bởi vì phôi vẫn đứng yên trong quá trình gia công nên cấu trúc này đặc biệt phù hợp với các bộ phận dài, nặng hoặc có hình dạng không đều.

So với máy bàn-chuyển động, giàn cột-chuyển động không cần tăng tốc và giảm tốc phôi cùng với bàn. Tuy nhiên, khả năng chịu tải thực tế vẫn phụ thuộc vào bàn làm việc, móng, tải trọng sàn, kết cấu máy và phương pháp đỡ phôi.

Ưu điểm của máy giàn cột di chuyển{0}}

Ưu điểm chính của-máy giàn cột chuyển động là bàn làm việc cố định. Do phôi không di chuyển trong quá trình gia công nên máy có thể chứa các chi tiết nặng hơn và dài hơn đồng thời giảm ảnh hưởng của trọng lượng phôi lên chuyển động của trục.

Cấu trúc này cũng cung cấp khả năng tải và dỡ hàng linh hoạt. Phôi dài có thể được đặt trực tiếp trên bàn và một số máy có thể sử dụng các vùng làm việc riêng biệt để gia công và thiết lập phôi. Đối với hành trình trục X-dài, bảng cố định cũng có thể giảm tổng chiều dài cài đặt so với cấu trúc bảng-di chuyển.

Trung tâm gia công giàn cột-chuyển động mang lại một số lợi ích thiết thực:

• Thích hợp cho phôi dài và nặng
• Không có chuyển động phôi trong quá trình gia công
• Hỗ trợ tải và phôi linh hoạt
• Phản ứng trục ổn định hơn dưới các tải khác nhau
• Thích hợp cho hành trình trục X-mở rộng
• Tiềm năng cho các khu vực làm việc bị chia cắt

Tại sao máy-cột chuyển động lại đắt hơn?

Máy-cột chuyển động thường có giá cao hơn vì các cột và dầm ngang của nó tạo thành một cụm chuyển động lớn. Cả hai bên phải di chuyển chính xác và luôn đồng bộ trong suốt hành trình trục X-hoàn chỉnh.

Nhiều mô hình lớn sử dụng động cơ servo kép, hệ thống-truyền động kép, hộp số-và-bánh răng nhỏ, thang đo tuyến tính và đồng bộ hóa cổng điện tử. Nếu hai bên không di chuyển ổn định, máy có thể gặp lỗi lệch, tải dẫn hướng không đồng đều, sai lệch vị trí hoặc ứng suất kết cấu.

Chi phí bổ sung có thể đến từ:

• Động cơ servo và hệ thống truyền động lớn hơn
• Đồng bộ hóa điện tử-trục kép
• Hộp số-bánh răng-và-bánh răng có độ chính xác cao
• Phản hồi quy mô tuyến tính
• Việc lắp đặt đường dẫn đòi hỏi khắt khe hơn
• Chức năng điều khiển CNC nâng cao
• Công tác nền móng và căn chỉnh phức tạp
• Hiệu chuẩn laser trong hành trình dài

Do đó, giá cao hơn không chỉ phản ánh cấu trúc lớn hơn mà còn phản ánh các yêu cầu bổ sung về kiểm soát, phản hồi, lắp đặt và hiệu chuẩn.

Các ứng dụng điển hình của-Máy giàn cột di chuyển

-Các trung tâm gia công giàn cột di chuyển chủ yếu được chọn cho các bộ phận lớn quá nặng, dài hoặc khó di chuyển hiệu quả trên bàn di chuyển thông thường.

Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Thành phần đường sắt
• thiết bị năng lượng gió-
• Kết cấu đóng tàu
• Giường và khung máy lớn
• Phụ tùng máy móc xây dựng
• thiết bị phát điện-
• Kết cấu hàn dài
• Thành phần cấu trúc hàng không vũ trụ
• Khuôn và khuôn lớn
• Đúc công nghiệp nặng

Bạn nên cân nhắc sử dụng một-trung tâm gia công giàn cột chuyển động khi trọng lượng phôi, hành trình trục X-mở rộng, khả năng linh hoạt khi tải hoặc việc tận dụng không gian- sàn nhà xưởng quan trọng hơn việc đạt được giá máy ban đầu thấp nhất.

Máy giàn cầu loại-có độ chính xác cao-

Máy loại-cầu có độ chính xác-cao sử dụng cấu trúc cầu hoặc cổng cứng xung quanh khu vực làm việc. Trục chính và chuyển động của trục chính được bố trí phía trên phôi.

Tùy theo thiết kế, cầu có thể đứng cố định hoặc di chuyển dọc theo một trục. Yên trục chính, ram, đầu quay hoặc thanh ngang hoàn thành các chuyển động khác.

Những máy này thường được sử dụng để gia công-tốc độ cao, độ chính xác-cao và gia công năm{2} trục. Chúng đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng có độ chính xác-cỡ vừa và nhỏ, mặc dù các loại máy-cầu lớn cũng có sẵn.

Ưu điểm của cấu trúc loại cầu chính xác{0}}

Lợi ích chính là khả năng tạo ra đường lực ngắn và tương đối đối xứng giữa điểm cắt và cấu trúc máy.

Khi hệ thống cầu, cột, chân đế và trục được thiết kế hợp lý, máy có thể mang lại độ cứng tốt, chuyển động động ổn định và biến dạng được kiểm soát.

Các loại máy-cầu chính xác cũng có thể sử dụng:

• Cấu trúc máy đối xứng
• Trục động cơ tốc độ cao-
• Trục quay truyền động trực tiếp
• Cân tuyến tính
• Hướng dẫn có độ chính xác-cao
• Hệ thống làm mát trục chính
• Làm mát bằng vít bi
• Bù nhiệt
• Bù độ chính xác thể tích
• Điều khiển CNC năm{0}}trục nâng cao

Những cấu hình này giúp máy duy trì độ chính xác của đường viền và chất lượng bề mặt trong quá trình chuyển động nhiều{0}}trục phức tạp.

Hạn chế của máy cầu-loại

Độ chính xác không chỉ đến từ hình dáng của máy.

Cấu trúc kiểu cầu-thường yêu cầu các thành phần-cao cấp hơn, lắp ráp cẩn thận hơn, kiểm soát nhiệt chặt chẽ hơn và hiệu chuẩn nâng cao hơn. Hệ thống CNC và trục quay của nó cũng phải cung cấp hiệu suất nội suy và định vị cần thiết.

Do đó, máy loại-cầu có độ chính xác-cao có thể đắt hơn đáng kể so với giàn trục dầm ba-cố định{3}}trục tiêu chuẩn.

Nền móng, nhiệt độ xưởng, dụng cụ, điều kiện cắt, thiết kế đồ gá và khả năng của người vận hành cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả gia công cuối cùng.

Ứng dụng điển hình

Máy-cầu và giàn trục chính xác được sử dụng rộng rãi cho:

• Bộ phận cấu trúc hàng không vũ trụ
• Cánh quạt
• Khuôn mẫu chính xác
• Bề mặt cong phức tạp
• Nguyên mẫu ô tô
• Linh kiện nhôm
• Bộ phận y tế
• Thành phần năng lượng
• Gia công khuôn tốc độ cao-
• Gia công nhiều mặt-trục-năm

Máy giàn trên sáu mét có luôn là loại chuyển động không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Khi hành trình-trục X và trọng lượng phôi gia tăng, cấu trúc giàn-chuyển động trở nên thiết thực hơn vì máy không cần phải di chuyển phôi quá dài và nặng. Đây là lý do tại sao nhiều máy lớn có hành trình trục X{4}}dài sử dụng bàn cố định và giàn chuyển động.

Tuy nhiên, sáu mét không phải là ranh giới kỹ thuật chung.

Một số nhà sản xuất cung cấp-máy bàn di chuyển có hành trình trên 6 mét, trong khi những nhà sản xuất khác sử dụng cấu trúc-cổng di chuyển với chiều dài hành trình ngắn hơn. Thiết kế cuối cùng phụ thuộc vào tải phôi, chiều rộng máy, độ chính xác mong muốn, không gian sàn, quy trình sản xuất và nền tảng kỹ thuật của nhà sản xuất.

Bạn không nên chọn cấu trúc chỉ dựa trên chiều dài trục. Các yêu cầu phôi và gia công hoàn chỉnh phải được đánh giá cùng nhau.

Làm thế nào để chọn đúng máy CNC giàn

Để chọn cấu trúc giàn phù hợp, hãy bắt đầu với phôi thay vì bảng thông số kỹ thuật của máy.

1. Kích thước phôi

Xác nhận chiều dài, chiều rộng và chiều cao tối đa của phôi. Hành trình của máy phải vừa đủ nhưng bạn cũng cần kiểm tra khoảng cách giữa các cột, khoảng cách trục xoay-đến{2}}bàn, chiều dài dụng cụ, chiều cao cố định và không gian gắn đầu.

2. Trọng lượng phôi

Trọng lượng phôi có ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc bàn, thanh dẫn hướng, bộ truyền động, móng và thiết bị tải.

Nếu phôi của bạn cực kỳ nặng thì thiết kế giàn-bàn di chuyển{1}}cố định có thể phù hợp hơn so với máy bàn-chuyển động.

3. Vật liệu phôi

Vật liệu thép, gang, nhôm, titan và composite yêu cầu các đặc tính trục chính khác nhau.

Gia công thô thép nặng và gang-thường yêu cầu mô-men xoắn và độ cứng kết cấu cao hơn. Gia công nhôm và hàng không vũ trụ có thể yêu cầu tốc độ trục chính cao hơn và chuyển động trục nhanh hơn.

4. Quy trình gia công

Làm rõ liệu máy sẽ thực hiện gia công thô, hoàn thiện, khoan, doa, tarô, tạo đường viền hay gia công nhiều mặt.

Máy được tối ưu hóa để cắt nặng có thể không cung cấp hiệu suất động giống như máy có độ chính xác-tốc độ cao.

5. Yêu cầu về độ chính xác

Đừng nhầm lẫn độ chính xác định vị của máy với độ chính xác của chi tiết cuối cùng.

Độ chính xác của bộ phận cũng phụ thuộc vào dụng cụ, đồ gá, nhiệt độ, tình trạng vật liệu, thông số cắt, lập trình và phương pháp đo. Trước khi đặt hàng, bạn nên đồng ý về tiêu chuẩn nghiệm thu của máy và các điều kiện kiểm tra.

Phần kết luận

Các máy CNC loại-dầm cố định, giàn{1}}chuyển động và cầu chính xác-được thiết kế cho các điều kiện sản xuất khác nhau. Giàn-dầm cố định thường là lựa chọn-hiệu quả về mặt chi phí cho các khuôn lớn tiêu chuẩn và các bộ phận cơ khí trong phạm vi trọng lượng được kiểm soát. Máy{7}}cổng chuyển động phù hợp hơn với các phôi gia công cực kỳ nặng, dài hoặc khó{8}}để{9}}di chuyển vì bàn của nó vẫn đứng yên. Máy loại cầu chính xác{11}}tập trung nhiều hơn vào hiệu suất động, độ chính xác của đường viền, chất lượng bề mặt và gia công năm{12} trục phức tạp. Trước khi chọn mô hình, bạn nên so sánh kích thước phôi, trọng lượng, vật liệu, dung sai, quy trình gia công và không gian xưởng sẵn có. Nếu bạn cung cấp các yêu cầu về bản vẽ và sản xuất bộ phận của mình, GreatCNC có thể giúp bạn so sánh các giải pháp máy CNC cổng trục phù hợp và xác định cấu trúc nào phù hợp hơn với ứng dụng của bạn.