Lazer gücünü artırmadan takım tezgahı işleme verimliliği nasıl artırılır?

Geçmişte, lazer gücünü artırmak, işleme verimliliğini artırmanın en doğrudan ve etkili yolu olarak görülüyordu. Ancak 60.000 watt'lık lazer kesim makinesinin piyasaya sürülmesinin ardından sektör, gücün sınırına ulaşıp ulaşmadığı konusunda tartışma başlattı.

Sektör uzmanları, 60.000 watt'ın halihazırda plazma ve alevle kesmenin yerini alacak kapasiteye sahip olduğuna inanıyor. Güçteki daha fazla artış, kesme verimliliğine ve kapasitesine çok fazla katkıda bulunmaz, bunun yerine kullanıcı maliyetlerini ve enerji tüketimini artıracaktır. Ancak endüstriyel alanda verimlilik arayışının sonu yoktur. Eğer güç tavana ulaşmışsa işleme verimliliğini artırmak için başka hangi yollar kullanılabilir?

Hızlanmayı iki katına çıkarmak için karbon fiber çapraz kirişlerin tanıtılması

Çapraz kirişin portal tipi bir takım tezgahının temel bileşenlerinden biri olduğu iyi bilinmektedir. Çapraz kirişin statik ve dinamik özellikleri, takım tezgahının genel performansını belirler ve takım tezgahının işleme verimliliği, doğruluğu ve stabilitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Şu anda, takım tezgahı kirişleri metallerden, çoğunlukla çelik ve alüminyum alaşımlı dökümlerden yapılmaktadır.

Çelik çapraz kirişler iyi stabilite ve yüksek hassasiyet avantajlarına sahiptir, ancak yüksek ağırlıkları genellikle düşük hız gereksinimleri olan takım tezgahlarına uygulanır. Yüksek hız ve yüksek ivme elde etmek için motorların çok büyük güç ve torkla eşleştirilmesi gerekir. Dinamik özellikler sınırı aştığında performansı daha da iyileştirmek mümkün değildir. Çapraz kirişin ağırlığını azaltmak için insanlar alüminyum alaşımlı çapraz kirişler kullanmaya başladı, ancak alüminyum kirişlerin ağırlığı hala çok büyük ve hız ve ivmelenmedeki iyileşme sınırlı. Alüminyum alaşımlı malzemeler ayrıca düşük modüle sahiptir, yumuşaktır, deformasyona yatkındır ve büyük bir termal genleşme katsayısına sahiptir, bu nedenle doğruluk sıcaklık değişikliklerinden kolayca etkilenir. Bu nedenle alüminyum alaşımlı kirişlerin sıklıkla her 3-6 ayda bir yeniden ayarlanması gerekir.

Lazer gücünü istiflemeden takım tezgahlarının işleme verimliliği nasıl artırılabilir?

Karbon fiber çapraz kirişin ağırlığı çelik olanın 1/4 ila 1/5'i, alüminyum alaşımlı olanın ise 1/2 ila 1/3'üdür. Bu hafif malzeme, takım tezgahının hareket hızının ve ivmelenmesinin daha da arttırılmasını mümkün kılar. Bazı lazer makinesi üreticileri, hassas kesim makinelerinde olağan 0,8g-1g olan ivmeyi 2g'ye çıkaran ve aynı zamanda mikron seviyesinden mikron altı seviyeye kadar hassasiyeti artıran karbon fiber çapraz kirişleri piyasaya sürdü.

Karbon fiber çapraz kirişler maliyetleri de düşürebilir mi?

Hızın iyileştirilmesine ek olarak, karbon fiber çapraz kirişler makinenin genel maliyetini de azaltabilir. Hafif olmaları nedeniyle karbon fiber çapraz kirişler küçük ataletlere sahiptir ve dişli kremayer ve motorlara olan gereksinimleri büyük ölçüde azaltır. Bu aynı zamanda makine yatağının hafifletilmesine de olanak sağlar. Daha önce de belirtildiği gibi, yüksek hız ve yüksek ivme elde etmek için çelik kirişler ve alüminyum kirişler çok büyük güç ve torka sahip motorlara ihtiyaç duyar. Ancak karbon fiber çapraz kirişler sayesinde aynı hızlanma performansı korunurken yatak, dişli kremayer ve motor maliyetleri etkili bir şekilde azaltılabilir. Sıradan motorlar da 1g hızlanmaya ulaşabilir ve hassasiyet büyük ölçüde geliştirilebilir.

Dahası, daha yüksek hız ve ivme, endüstriyel alanın ebedi arayışıdır. Çelik kirişler veya alüminyum kirişler kullanılırsa, hızlanmayı artırmak çoğu zaman hassasiyeti feda eder ve hassasiyeti artırmak da çoğu zaman hızlanmayı feda eder. İkisinin aynı anda başarılması zordur. Hassasiyeti ve hızlanmayı aynı anda geliştirmek için çok daha güçlü motorlar, dişli çubuklar vb. satın alınması gerekir ve artan maliyetler, bunun için ödeme yapmak istemeyen kullanıcı için yaratılan değeri bile aşabilir.

Karbon fiber çapraz kirişler hızlanmayı başarıyla iyileştirme olasılığını büyük ölçüde artırır ve maliyeti de çelik kirişlerden veya alüminyum kirişlerden çok daha düşüktür. Bu nedenle, bazı üreticiler tamamen karbon fiber çapraz kirişleri benimsemiş ve metal kirişleri tamamen terk etmiştir.

Son kullanıcılar için karbon fiber çapraz kirişler de maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir. Takım tezgahı ivmesi 1g'den 2g'ye çıkarıldığında, bu, kullanıcının bir makine satın almak için yalnızca biraz daha fazla harcama yapması gerektiği, ancak geçmişte iki makine satın alma etkisine ulaşarak makinenin değerini büyük ölçüde artırabileceği anlamına gelir. tüm makine. Aynı zamanda daha hafif çapraz kiriş, ana hareketli yükleri taşıyan kılavuz rayların ve dişli kremayerlerin daha az yıpranacağı ve bunların servis ömrünün ve ekipmanın servis ömrünün büyük ölçüde uzatılacağı anlamına gelir.

Metal kirişlerin şekillendirme işleminin sıcak işlem olduğunu ve büyük miktarda işlemenin metalin içinde artık gerilim oluşturacağını, bunun zamanla yavaş yavaş serbest kalacağını, kirişin eğrilmesine ve bükülmesine neden olarak ekipmanın hassasiyetini etkileyeceğini belirtmekte fayda var. . Tekrarlanan ısıl işlemler bile bunu ortadan kaldıramaz. Alüminyum alaşımlı çapraz kirişler de yumuşaktır ve deformasyona eğilimlidir; ekipmanın hassasiyetini sağlamak için satış sonrası personel tarafından sık sık ayarlama yapılması gerekir. Ağır çapraz kirişler ayrıca uzun süreli çalışma sırasında motorun aşırı ısınmasına (hatta yanmaya) neden olabilir; bu da şirkete büyük satış sonrası maliyetler getirecek ve kullanıcıların onarım için üretimi durdurmasına neden olacaktır.

Karbon fiber esas olarak, çok az plastik deformasyona sahip ve kopma uzaması yalnızca yaklaşık 2% olan, kırılgan bir inorganik malzeme olan karbondan oluşur. Karbon fiber kompozit malzemeler şekillendirme sonrasında akma veya yorulma yapmaz ve satış sonrası personelin tekrar tekrar ayarlama yapmasına gerek kalmadan yüksek hassasiyeti uzun süre koruyabilir. Daha hafif karbon fiber çapraz kiriş aynı zamanda motorda daha az kayıp oluşmasına neden olur ve neredeyse hiç motor aşırı ısınması meydana gelmez. Bu nedenle, karbon fiber çapraz kirişler şirketlerin satış sonrası maliyetlerden tasarruf etmesine ve kullanıcıların sık sık kesinti yaşamasını önlemesine yardımcı olabilir.

Bununla birlikte, lazer gücündeki artıştan sonra, karmaşık desenleri veya küçük desenleri keserken hıza genellikle ayak uydurulamaz ve ultra yüksek gücün hız avantajı yalnızca nispeten uzun ve yön açısından tutarlı düz çizgiler veya yaylar üzerinde uygulanabilir. Endüstriyel tasarımın gelişmesiyle birlikte, takım tezgahlarının işleme nesneleri daha kavisli ve rafine hale geliyor ve desenler daha karmaşık hale geliyor, bu nedenle yüksek güç, işleme verimliliğini kapsamlı bir şekilde artıramıyor. Önemli olan hâlâ hareket eksenlerinin hızlanmasında ve hızındadır (kirişin hızlanması en kritik ve başarılması zor olanıdır).

Daha ağır çelik çapraz kirişler, hızlanmayı artırmaya çalışırken titreşime neden olmayı kolaylaştırarak performans iyileştirmelerini sınırlandırır. Alüminyum çapraz kirişler ağırlık olarak daha hafiftir ancak malzeme yumuşaktır ve sağlamlıktan yoksundur ve hızlanma sırasındaki titreşim de performans iyileştirmelerini sınırlar. Karbon fiber çapraz kirişler hafiftir, çeliğe yakın sertliğe sahiptir ve malzemedeki titreşim yayılımını metal malzemelere göre çok daha fazla sönümler; bu da hareket sırasında titreşimi azaltmak için faydalıdır. Bu nedenle, karbon fiber çapraz kirişler, yüksek güçlü kesme makinelerinin dinamik performansını önemli ölçüde artırabilir.

Karbon fiber kirişlerin hasara dayanıklılık özellikleri

Portal tipi çapraz kirişler genellikle çift taraflı motorlu sayısal kontrollü senkron sürücüyü kullanır. Kontrol sistemi arızaları veya harici çarpışmalarla karşılaşıldığında, iki taraflı tahrik motorları senkronize olmayabilir, bu da çapraz kirişte sıkışmaya ve ciddi bükülme deformasyonuna neden olabilir. Metal malzemeler plastik deformasyona uğradığından, büyük bir deformasyon meydana geldiğinde, orijinal durumuna geri döndürülemeyen kalıcı bir deformasyon olacak ve makine, kiriş değiştirilene kadar durmaya zorlanacaktır.

Ancak karbon fiberin plastik deformasyonu yoktur. Bu nedenle, malzeme büyük bir dış kuvvet nedeniyle büyük bir deformasyona uğrasa bile, dahili bir hasar olmadığı sürece, karbon fiber kompozit malzeme, kuvvet kaldırıldıktan sonra kalıcı bir deformasyon olmadan orijinal durumuna geri dönebilir. Bu özellik metal malzemelerden çok daha üstündür, bu nedenle dayanıklı ve stabil esnekliğe sahip, bozulmayan elastik bileşenler (titreşim tablası yay plakaları gibi) için karbon fiber kompozit malzemeler de kullanılır. Yüksek hızlı takım tezgahlarında kullanıldığında, çapraz kirişin deformasyonuna neden olan çarpışmalar veya dengesiz iki taraflı tahrik sıkışması gibi ciddi kazalar meydana gelse bile, çapraz kiriş orijinaline geri dönebileceği için kaza çözüldükten sonra hassasiyet korunabilir. durum.