Portálové systémy sú len také presné ako konštrukcia, ktorá ich nesie. V zariadeniach na manipuláciu s polovodičmi, pohybových platformách XY a vysokorýchlostných{1}}automatizačných linkách je portálový nosník a jeho podpornézákladňa granitového strojaurčiť, či systém opakovane drží pozíciu pri rýchlostiach a zrýchleniach, ktoré si vyžaduje moderná automatizácia. S rastúcimi požiadavkami na priepustnosť a sprísňovaním tolerancií čoraz viac výrobcov zariadení ustupuje od zváraných oceľových portálových rámov a smeruje k žulovému - materiálu, ktorý ponúka tuhosť-k{3}}váhu a vibráciám, ktoré vysoko{4}}rýchlostné a-precízne pohybové systémy skutočne potrebujú.
Tento článok sa zaoberá tým, prečo je žula čoraz viac špecifikovaná pre portálové konštrukcie v automatizačných zariadeniach, aké technické faktory sú dôležité pri výbere vlastného komponentu žulového portálu a ako surovina dodávateľa a schopnosť obrábania priamo ovplyvňuje, či konečná konštrukcia spĺňa špecifikácie.
Prečo sú portálové konštrukcie obzvlášť citlivé na základný materiál
Portálová os sa zvyčajne pohybuje vyššou rýchlosťou a častejšími zmenami smeru ako statická platforma, čo znamená, že konštrukcia pod ňou podlieha opakovanému dynamickému zaťaženiu, nielen statickej hmotnosti. V tomto kontexte sú najdôležitejšie tri typy správania:
Tuhosť pri dynamickom zaťažení. Portálový nosník alebo základňa, ktorá sa pri zrýchlení aj mierne ohýba, spôsobuje chybu polohovania, ktorá sa spája s nástrojom alebo snímačom. Vysoký pomer tuhosti žuly-k-hmotnosti pomáha obmedziť túto deformáciu v porovnaní s ľahšími oceľovými konštrukciami podobných rozmerov.
Doba ustálenia vibrácií. Každý cyklus spustenia-zastavenie vyvoláva vibrácie. Pretože žula má silné vnútorné tlmenie, vibrácie po každom pohybe klesajú rýchlejšie, čo skracuje čas usadzovania a môže zlepšiť celkový čas cyklu -, čo je významný faktor v automatizačných zariadeniach, kde sa priepustnosť meria v sekundách, nie v minútach.
Tepelná konzistencia v celej štruktúre. Motory, pohony a blízke technologické zariadenia generujú teplo v portálovom systéme nerovnomerne. Nízka a relatívne rovnomerná tepelná rozťažnosť žuly pomáha konštrukcii zostať geometricky konzistentnejšou, keď sa podmienky prostredia menia v dôsledku zmeny výroby.
Tieto vlastnosti sú dôvodom, prečo sa komponenty žulových portálov, žulové metrologické základne a žulové strojové základne objavujú v systémoch CMM, v zariadeniach na vŕtanie a kontrolu dosiek plošných spojov, na optických a laserových platformách a čoraz častejšie v novej -energetickej a batériovej{1}}automatizácii.
Žula vs. zváraná oceľ pre portálové konštrukcie
Oceľové portálové rámy zostávajú bežné, najmä tam, kde náklady a rýchlosť výroby majú prednosť pred maximálnou presnosťou. Porovnanie uvedené nižšie načrtáva praktické kompromisy,-ktoré zvažujú inžinieri, keď aplikácia vyžaduje vyššiu presnosť určovania polohy alebo dlhodobejšiu-stabilitu.
| Faktor | Presná žula | Zváraná oceľ | Odlievanie minerálov |
|---|---|---|---|
| Pomer-k-hmotnosti | Vysoká | Stredná, závisí od konštrukcie rebrovania | Vysoká |
| Tlmenie vibrácií | Výborne | Dobrá, často potrebuje dodatočné tlmenie | velmi dobre |
| Dlhodobá{0} rozmerová stabilita | Veľmi vysoká, nie je potrebná úľava od stresu | Vyžaduje si{0}}zváranie po-stresovom odľahčení | Vysoká |
| Rovnomernosť tepelnej rozťažnosti | Nízke a konzistentné | Vyššie zvarové zóny sa môžu správať odlišne | Nízka |
| Flexibilita dizajnu pre veľké-rozpätia jednotlivých kusov | Závisí od veľkosti kamenného bloku a kapacity obrábania | Vysoké, jednoduchšie na výrobu zložitých tvarov | Stredná, závisí od veľkosti formy |
| Najlepšie-aplikácie | Vysoká{0}}presnosť a vysoká{1}}opakovateľnosť portálových osí | Automatizácia s nižšou presnosťou-citlivej na náklady | Hybridné presné/nákladové aplikácie |
Ani jeden materiál nie je kategoricky lepší - správna voľba závisí od triedy presnosti, rýchlostného profilu a rozpočtu konkrétneho automatizačného systému.
Technický príklad: Určenie portálovej základne pre vysokorýchlostnú -inšpekčnú linku
Zvážte typickú požiadavku na špecifikáciu od automatizačného integrátora, ktorý buduje vysokorýchlostnú optickú inšpekčnú linku: os portálu sa musí pohybovať po pevnej dĺžke zdvihu pri definovanom zrýchlení, musí mať stanovenú toleranciu rovinnosti a priamosti naprieč dráhou pohybu, akceptovať montážne vzory pre lineárne motory a kódovače na konkrétnych pozíciách a musí sa zmestiť do vymedzenej stopy popri zariadení proti prúdu a po prúde.
V praxi tento druh žiadosti závisí od viac než len od samotného výkresu. Dodávateľ potrebuje surový kamenný blok dostatočne veľký na to, aby vyrobil portálovú základňu ako jeden kus, a nie ako kĺbovú zostavu, pretože spoje spôsobujú potenciálne nerovnosti v rovinnosti a tuhosti presne na miestach, kde na presnosti pohybu záleží najviac. Dodávateľ tiež potrebuje obrábacie zariadenie schopné udržať špecifikovanú rovinnosť a rovnobežnosť po celej dĺžke-dielu s dlhým formátom a kontrolné zariadenie s vysledovateľnou kalibráciou na overenie týchto tolerancií pred odoslaním komponentov -, nielen ich nárokovať na údajovom liste.
Toto je bod, v ktorom sa inžiniersky výkres zákazníka zmení na výrobné rozhodnutie: môže byť základ vyrobený ako jeden súvislý kus v rámci uvedenej tolerancie na zariadení, ktoré má dodávateľ skutočne na podlahe.
Výrobná škála za vlastnými žulovými komponentmi
UNPARALLELED® má ústredie v Jinane v Číne s logistickým prístupom cez prístav Qingdao, ktorý podporuje medzinárodnú prepravu hotových žulových komponentov a zostáv. Spoločnosť prevádzkuje dve továrne s kombinovanou plochou približne 200 000 m², spolu s vyhradeným skladom surového-kameňa s rozlohou približne 20 000 m² na podporu konzistentného zásobovania materiálom pre zákazkové objednávky.
Pri portálových a iných dlho{0}}formátových štruktúrach je často limitujúcim faktorom obrábanie jedného-kusu. Zariadenia UNPARALLELED® sú schopné spracovať jednotlivé obrobky až do približne 100 ton, 20 metrov na dĺžku, 4 000 mm na šírku a 1 000 mm na hrúbku - relevantné pre veľkoformátové portálové nosníky, predĺžené-plošiny s pohyblivou štruktúrou a viacosové systémy, kde nie je prijateľný{12} spoj.
Precízna montáž a finálna kontrola prebiehajú v oblastiach s regulovanou klímou{0}}a vlhkosťou-, vrátane vyhradeného čistého prostredia pre montáž žulových komponentov, čo pomáha obmedziť teplotné odchýlky a odchýlky častíc, ktoré by inak mohli ovplyvniť výsledky merania počas konečného lapovania a overovania.
Výber materiálu: Prečo záleží na hustote a zdroji
Žula je prírodný materiál a nie každý kameň má rovnakú výkonnosť, keď je opracovaný s presnosťou na toleranciu. Kameň s nižšou-hustotou alebo nekonzistentný kameň je náchylnejší na mikroštrukturálne variácie, ktoré môžu ovplyvniť dlhodobé-zachovanie rovinnosti a odolnosť proti opotrebeniu -, čo je skutočný problém pre komponent, u ktorého sa očakáva, že si zachová toleranciu počas rokov nepretržitého pohybu.
UNPARALLELED® pracuje s čiernou žulou s vysokou{0}}hustotou pri približne 3 100 kg/m³, ktorá je špeciálne vybraná pre stabilitu v presných a metrologických aplikáciách. V prípade akéhokoľvek vlastného projektu základne granitového stroja alebo portálového komponentu je rozumné - a odporúča sa - opýtať sa priamo dodávateľa, aká hustota a kvalita kameňa sa uvádza, a nie akceptovať „žulu“ ako nediferencovanú riadkovú položku.
Systémy kontroly, sledovateľnosti a kvality
Nároky na toleranciu komponentu portálu sú len také dôveryhodné ako proces kontroly, ktorý sa za nimi skrýva. Inšpekčný pracovný postup UNPARALLELED® využíva nástroje od uznávaných metrologických dodávateľov vrátane Mahr, Mitutoyo, WYLER a Renishaw, pričom sledovateľnosť kalibrácie je udržiavaná prostredníctvom uznávaných kalibračných orgánov -, čo zákazníkom poskytuje zdokumentovaný základ pre údaje o rovinnosti, rovnobežnosti a priamosti v kontrolnej správe.
UNPARALLELED® funguje podľa systémov riadenia ISO 9001, ISO 14001 a ISO 45001 spolu s príslušnými certifikátmi CE-pre príslušné produktové rady. Politika kvality spoločnosti jasne stanovuje, že podnikanie v oblasti presnosti nemôže byť nikdy príliš náročné, a jej deklarovaný záväzok voči zákazníkom - žiadne podvádzanie, žiadne zatajovanie, žiadne zavádzanie - odráža skôr prístup k poskytovaniu presných údajov o materiáloch a kontrolách než optimistických marketingových údajov.
Aplikácie nad rámec portálových systémov
Rovnaká schopnosť obrábania a kontroly žuly podporujúca vlastné portálové komponenty sa vzťahuje aj na širšiu škálu presných žulových komponentov a nástrojov na meranie žuly, vrátane:
CMM žulové základy a konštrukčné komponenty
Žulové povrchové dosky, pravítka, štvorce a rovnobežky
Manipulačné a kontrolné plošiny s polovodičmi
Lineárny motor a XY stolové plošiny
Základy zariadení na optické a laserové spracovanie
Nové-štruktúry energetických batérií a presných lakovacích zariadení
Každá aplikácia kladie iné požiadavky na tuhosť, tlmenie a tepelné správanie, a preto by špecifikácia portálu a základne mala vychádzať zo skutočného profilu pohybu zariadenia a operačného prostredia a nie zo štandardnej katalógovej veľkosti.
Požiadajte o vlastnú cenovú ponuku
Ak váš projekt vyžaduje vlastný žulový portálový komponent, žulovú základňu CMM alebo inú presnú žulu metrologickú základňu, spoločnosť UNPARALLELED® môže skontrolovať vaše technické požiadavky a poskytnúť inžiniersku-cenovú ponuku. Odošlite svoje výkresy, tolerancie, rozmery, podmienky zaťaženia a požiadavky na aplikáciu a náš technický tím vám odpovie s odporúčaniami materiálu, uskutočniteľnosťou výroby a formálnou RFQ.