Er komt in elke machinewerkplaats een punt waarop een verticaal bewerkingscentrum gewoon niet groot genoeg is. Je werkstuk is 3 meter lang, weegt 8 ton, en het C-frame VMC op de vloer past het niet eens onder de spil - laat staan dat het zonder klapperend kan worden doorgesneden. Dan komt er een portaalfreesmachine in het gesprek.
Maar het kopen van een portaalmolen is niet hetzelfde als het bestellen van een VMC uit een catalogus. De machine is groter, het prijskaartje is groter en de gevolgen van verkeerde specificaties zijn ook groter. Een machine die te klein is, dwingt je om onderdelen midden- opnieuw te bevestigen; een die te licht is, buigt door onder zware sneden en geeft je toleranties die je niet kunt vasthouden. Hier leest u hoe u over de beslissing moet nadenken voordat u iets tekent.
Begin met het werkstuk, niet met de machine
Dit klinkt voor de hand liggend, maar dit is waar de meeste kopers over struikelen. Ze kijken eerst naar de machinespecificaties en proberen een oplossing-om te keren. Doe het andersom.
Trek je drie grootste of zwaarste onderdelen eruit en schrijf op:
Maximale envelop, lengte, breedte, hoogte en vergeet de armatuurhoogte niet. Een onderdeel van 2500 mm op een armatuur van 300 mm heeft een Z- verplaatsing nodig die rekening houdt met beide, plus de gereedschapslengte.
Maximaal gewicht, niet alleen het onderdeel, maar ook het armatuur, de boorkop of grafsteen en elke draaitafel die u eventueel toevoegt. Tabelbelastingswaarden worden meestal gegeven voor gelijkmatig verdeeld gewicht; een geconcentreerde belasting op één hoek kan dat aantal halveren.
Materiaal, gietijzer, constructiestaal, roestvrij staal, titanium, aluminium? De snijkrachten verschillen in een orde van grootte, en dat bepaalt alles, van het spilvermogen tot de kolommassa.
Tolerantie, ruwt u een las voor tot ±0,1 mm, of nabewerkt u een malbasis tot ±0,005 mm? De nauwkeurigheidsklasse die u nodig heeft, bepaalt of lineaire schalen en thermische compensatie het geld waard zijn.
Als vuistregel: als uw onderdelen in welke afmeting dan ook regelmatig groter zijn dan 2.000 mm of meer dan 5.000 kg wegen, is een portaalmachine waarschijnlijk het juiste platform. Daaronder zou een groot C-frame of bridge-type VMC de klus kunnen klaren tegen lagere kosten.
Vaste straal, bewegende straal of bewegende kolom?
Portaalmachines zijn er in drie basisarchitecturen, en de keuze hangt af van hoe u stijfheid inruilt voor flexibiliteit.
Vaste-ligger, de dwarsbalk is stevig aan de twee kolommen vastgeschroefd. Dit is de meest rigide configuratie en de meest voorkomende voor zwaar- werk. Het nadeel is dat de afstand van de tafel tot de balk vast is, waardoor zeer hoge werkstukken een probleem kunnen zijn. Als uw onderdelen voornamelijk vlakke platen, malbasissen of structurele frames zijn, is een machine met vaste- balken meestal de beste keuze.
Als je de-balk beweegt, - beweegt de dwarsbalk op en neer langs de kolommen, waardoor je een variabele Z-speling krijgt. Dit is handig als u een mix van korte en zeer hoge onderdelen gebruikt, of als u een grote hoekkop moet zwaaien. Het bewegende mechanisme verhoogt de kosten en introduceert een potentiële bron van positioneringsfouten. Daarom zijn deze machines doorgaans duurder en iets minder stijf dan een gelijkwaardig model met vaste- vaste balk.
Door de{0}}kolom te verplaatsen, beweegt het portaal zelf langs het bed terwijl de tafel op zijn plaats blijft staan. Dit ontwerp is gebruikelijk op zeer lange machines (6 meter en hoger), waarbij het verplaatsen van een zware tafel onpraktisch zou zijn. Als u een opstelling met twee-pallets heeft, kunt u ook het ene onderdeel laden terwijl de machine het andere snijdt. Het nadeel is dat de vloeroppervlakte - de voetafdruk van de machine in wezen twee keer zo groot is als de X- verplaatsing.
Voor de meeste werkplaatsen die algemene bewerkingen van grote- onderdelen uitvoeren, is een portaal met vaste- balken de beste keuze als het gaat om stijfheid, kosten en betrouwbaarheid.
Spindel: vermogen, koppel en snelheid
De spil is de plek waar het geld het metaal ontmoet, en als je dit verkeerd doet, betekent dit dat je de messen doorbrandt of dat de spil halverwege de- bewerking stopt.
Het vermogen (continue S1-classificatie) is het getal waar u naar moet kijken, niet de piek- of 30-minutenclassificatie. Voor algemeen staal- en gietijzerwerk is 18–22 kW een redelijk uitgangspunt. Als u roestvrij staal of titanium zwaar voorbewerkt, kijk dan naar 30 kW en meer. Aluminiumwinkels kunnen wegkomen met minder vermogen, maar hebben meer snelheid nodig.
Koppel is wat de chip daadwerkelijk afschuift, en wordt met een eenvoudige formule in verband gebracht met vermogen en snelheid: Koppel (Nm)=9,550 × Vermogen (kW) / Snelheid (tpm). Een spil van 22 kW bij 1.500 tpm levert ongeveer 140 Nm - genoeg voor de meeste staalvoorbewerkingen. Als voor uw sneden meer koppel nodig is, wilt u een door een versnellingsbak-aangedreven spindel in plaats van een-directe-aangedreven of elektrische-spindel. Versnellingsbakken ruilen top-eindsnelheid in voor lage-grunt, en dat is precies wat zwaar voorbewerken vereist.
Snelheid is afhankelijk van materiaal en freestype. Voor staal en gietijzer met hardmetalen inzetstukken is 4.000–6.000 tpm voldoende. Voor aluminium hoge-frezen of grafietelektroden heb je 10.000–18.000 tpm nodig, wat meestal een elektro-spindel betekent. Sommige winkels kiezen voor een versnellingsbak met twee-versnellingen om zowel een laag-eindkoppel als een redelijke topsnelheid te krijgen -. Het is een compromis, maar vaak wel een slim compromis.
Taper is eenvoudig: BT40 voor lichter werk, BT50 voor zwaar- werk. Bijna alle grote portaalmachines worden standaard geleverd met BT50 (of CAT50 / HSK-A100), en dat is wat je wilt voor grote werkstukken. De grotere gereedschapshouder is beter bestand tegen doorbuiging en kan meer koppel overbrengen.
Nauwkeurigheid: wat het specificatieblad u niet vertelt
Elke fabrikant vermeldt de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de positionering, maar deze cijfers worden gemeten onder ideale omstandigheden op een warme machine in een-gecontroleerde kamer. Uw werkvloer is waarschijnlijk niet die ruimte.
Wat er eigenlijk toe doet:
Lineaire schalen versus roterende encoders - roterende encoders op de motor tellen het aantal omwentelingen en leiden de positie af; lineaire glazen weegschalen meten rechtstreeks de werkelijke aspositie. Op een machine met een veerweg van 4+ meter kan de thermische uitzetting van de kogelomloopspindel gemakkelijk een fout van 0,03–0,05 mm opleveren. Lineaire schalen elimineren dat. Als u een positioneringsnauwkeurigheid nodig heeft die beter is dan 0,02 mm over de volledige slag, dring dan aan op lineaire schalen met gesloten-lus op alle assen.
Thermische compensatie - de spil, de kogelomloopspindels en het gietstuk worden allemaal warm tijdens een lange looptijd. Zoek naar machines met ingebouwde-in thermische sensoren en compensatie-algoritmen, vooral als u de verlichting-uitlaat of nauwe toleranties hanteert gedurende cycli van meerdere- uur.
Geometrische nauwkeurigheid - haaksheid tussen assen, rechtheid van elke as en pitchfout over de volledige slag. Vraag vóór verzending om het as-inspectierapport (ISO 230-2 of gelijkwaardig). Een machine die geen haaksheid van 0,02 mm over een afstand van 3 meter aankan, levert onderdelen op die niet overeenkomen met uw CMM, ongeacht wat het herhaalbaarheidsgetal zegt.
Ter referentie: een typische portaalfrees uit het midden- bereik levert een positioneringsnauwkeurigheid van ongeveer 0,02–0,03 mm per volledige as en een herhaalbaarheid van ±0,003–0,005 mm. Geavanceerde machines met lineaire schalen en thermische compensatie kunnen de positionering tot 0,01 mm of beter pushen.
Controlesysteem
De besturing is de interface van uw operator met de machine en bepaalt ook welk soort programmering en automatisering u kunt uitvoeren.
FANUC (0i-MF, 31i) is de industriestandaard - betrouwbaar, breed ondersteund en elke CNC-programmeur kent het G--codedialect. Reserveonderdelen zijn bijna overal ter wereld gemakkelijk te verkrijgen. Voor de meeste winkels is dit de veilige keuze.
SIEMENS (828D, 840D sl) heeft de voorkeur in Europa en voor complex multi{2}}-werk, met sterkere kinematische transformatie en betere programmering op de werkvloer. De leercurve is steiler, maar de 840D is moeilijk te verslaan voor vijf- assen of gelijktijdige bewerking.
MITSUBISHI (M80, M800) is gebruikelijk op Taiwanese en Chinese machines en biedt goede prestaties tegen een lagere prijs. Het is capabel, maar heeft een kleinere mondiale servicevoetafdruk dan FANUC.
Als u drie--assig werk uitvoert met door CAM-gegenereerde programma's, zijn deze allemaal geschikt. Als u van plan bent later een roterende as of een kop met vijf--assen toe te voegen, zorg er dan voor dat de besturing dit aankan. - Upgraden van een basisbesturing met drie- naar een vijf--assige--besturing later is duur en soms onmogelijk.
Vergeet de hulpstukken niet
Deze items lijken klein totdat ze ontbreken, en het achteraf aanpassen ervan na levering kost veel meer dan het vooraf specificeren ervan.
Gereedschapsmagazijn - 24 gereedschap is het minimum; 32–40 is beter voor matrijswerk of onderdelen met meerdere- bewerkingen. Kettingmagazijnen bevatten meer gereedschappen dan carrouseltypes en zijn standaard op grotere machines.
Koelvloeistof via-spindel - als u diepe gaten boort of gaten freest, is 20-70 bar koelvloeistof via-spindel niet-onderhandelbaar. Het ruimt spanen op, verlengt de standtijd van het gereedschap en zorgt ervoor dat u sneller kunt doorvoeren.
Spaanbeheer - een portaalmachine die zware sneden in staal maakt, kan 50+ kg spanen per uur produceren. Een schroeftransporteur of scharnierbandtransporteur die spanen automatisch afvoert, is elke cent waard. Een machine zonder machine wordt een arbeids-intensieve opruimnachtmerrie.
Koelsysteem - hogedruk- koelvloeistofpomp, filtratie (minstens 50 micron, bij voorkeur 20 voor afwerking) en een tank die geschikt is voor minimaal 8-10 uur ononderbroken werking.
Automatische gereedschapsmeting en werkstukmeting - bespaart insteltijd en reduceert bedieningsfouten. Op een machine waar een enkele installatie 30+ minuten kan duren, betaalt het meten zichzelf snel terug.
Hoekkoppen / multi{0}}koppen - Als u verticale oppervlakken moet bewerken zonder opnieuw opspannen, kan een haakse-kop of een automatische kopwisselaar een hele tweede bewerking overbodig maken.
Installatie: de verborgen kosten
Een portaalfreesmachine is niet iets dat u uitpakt en aansluit. De machine zelf kan 30 tot 150 ton wegen en heeft een fundering nodig die speciaal voor die belasting is ontworpen. Je hebt waarschijnlijk het volgende nodig:
Een put of pad van gewapend beton, vaak 500-800 mm dik, met wapeningskooien en soms isolatie van de bouwplaat.
Driefasig vermogen bij de juiste stroomsterkte - een spindel van 30 kW plus servo's en koelvloeistofpompen kunnen 80–120 kVA verbruiken.
Perslucht voor gereedschapswissel en pneumatische accessoires.
Een kraan- of takelploeg die 20+ ton kan tillen om de machine op de grond te krijgen.
Een kamer met temperatuurcontrole- als je betaald voor hoge-precisieopties - een schommeling van 5 graden in de omgevingstemperatuur zal een gietstuk van 4 meter met 0,05 mm of meer verplaatsen.
Budget 10-20% van de machineprijs voor fundering, tuigage, stroom en installatie. Als de offerte deze niet bevat, vraag het dan.
Conclusie
Het kiezen van een portaalfreesmachine komt neer op het afstemmen van de structuur, de spil en de nauwkeurigheid van de machine op uw daadwerkelijke werk - en niet op het meest glanzende specificatieblad. Een machine met vaste- balk van 22 kW, BT50, lineaire schalen en een gereedschapsmagazijn voor 32- kan 80% van het bewerkingswerk van grote- onderdelen betrouwbaar verwerken. Voor de overige 20% - vijf- lucht- en ruimtevaartstructuren, ultra-hoge--precieze matrijsbasissen, 10-ton titanium smeedstukken is een machine nodig die speciaal voor die niche is gebouwd, en u betaalt dienovereenkomstig.
