Lúč vysokorýchlostného portálového zariadenia slúži ako najkritickejší pohyblivý nosný prvok-v celom prenosovom reťazci. Sú na ňom namontované lineárne motory, lineárne váhy a posuvné moduly. Nepretržite sa pohybuje vysokou rýchlosťou pri dlhých zdvihoch, znáša dynamické zaťaženie a zachováva presnosť polohovania na úrovni mikrónov-. Mnoho výrobcov portálových zariadení už dlho používa liatinové nosníky alebo nosníky z hliníkovej zliatiny, no napriek tomu trpia tepelnou rozťažnosťou, dynamickými deformáciami a zosilnenými vibráciami pri vysokej-rýchlosti štartovania-stop a nepretržitej prevádzke. S dlhoročnými skúsenosťami v oblasti výskumu a vývoja v oblasti ultra-presných minerálnych komponentov, UNPARALLELED Group aplikuje presnú žulu na hlavný prenosový lúč vysokorýchlostných{10} portálov. Využíva prirodzené materiálové výhody kameňa na prelomenie-prekážok s vysokou rýchlosťou, ktoré tradičné kovové trámy len ťažko dokážu prekonať.
1. Nízka tepelná deformácia: Potlačenie referenčného posunu prevodovky počas nepretržitej-rýchlej prevádzky
Počas dlhej{0}}hodinovej prevádzky vysokorýchlostných-portálov nepretržitá práca lineárnych motorov a trenie klzných prvkov neustále vytvára teplo. Kovové lúče vedú teplo rýchlo a teplo sa rýchlo šíri cez celý lúč. Malé zmeny teploty spôsobujú zjavnú expanziu, kontrakciu a deformáciu ohybom. Akonáhle sa nosník deformuje, referencia lineárnych mierok a vodiacich koľajníc inštalovaných na nosníku sa posunie, čo priamo spôsobí chyby polohovania, ktoré sa hromadia s časom obrábania. Presná žula má oveľa nižší koeficient tepelnej rozťažnosti ako liatina a zliatina hliníka spolu s pozoruhodnou tepelnou zotrvačnosťou. Lokálne teplo generované motormi a vodiacimi koľajnicami sa nebude šíriť rýchlo do celého nosníka. Zmena rozmerov lúča je pomalá a nepatrná. Vo fáze obrábania nosníka UNPARALLELED vykonáva tepelnú simuláciu podľa skutočných tepelných bodov portálov a optimalizuje štruktúru prierezu nosníkov, aby ďalej znížila ohybovú deformáciu spôsobenú lokálnym teplotným rozdielom. Aj keď zariadenie beží nepretržite vysokou rýchlosťou po dlhú dobu, presný žulový lúč udržuje stabilnú prenosovú referenciu, znižuje posun čítania lineárnych mierok a zaručuje presnosť opakovania polohovania pri dlhých zdvihoch. Táto výhoda je obzvlášť dôležitá pre{12}}veľkoformátové laserové spracovanie, vŕtanie dosiek plošných spojov a portálové zariadenia na obrábanie veľkých optických komponentov.
2. Vysoká tuhosť a nízka dynamická deformácia: Znížte deformáciu v ohybe pri vysokej-rýchlosti štartovania-zastavovania
Keď sa posúvač vysokorýchlostného portálu rýchlo zrýchľuje a spomaľuje na oboch koncoch zdvihu, na nosník pôsobí striedavé zotrvačné zaťaženie. Nosníky z hliníkovej zliatiny majú nízku hmotnosť, ale nedostatočnú tuhosť a sú náchylné na elastické vychýlenie pri vysokej-rýchlosti cúvania. Liatinové nosníky majú slušnú tuhosť, no napriek tomu veľkú vlastnú-hmotnosť, čo zvyšuje zaťaženie lineárnych motorov, zvyšuje spotrebu energie a zosilňuje konštrukčný vplyv hnacej sily. Presná žula vyvažuje vysoký modul pružnosti a nízku hustotu. Dosahuje vysokú tuhosť a nízku hmotnosť pri rovnakom-rozmere prierezu. UNPARALLELED optimalizuje rozloženie dutín a výstuh nosníkov prostredníctvom simulácie konečných prvkov na zlepšenie ohybovej a torznej odolnosti a zároveň zníženie hmotnosti. Keď sa posúvač spustí a zastaví vysokou rýchlosťou, okamžitá výchylka lúča je riadená na minimálny rozsah. Nezhorší rovnobežnosť vodiacich koľajníc v dôsledku ohýbania nosníka. Ľahký žulový nosník tiež znižuje zaťaženie lineárnych motorov, zlepšuje rýchlosť odozvy a umožňuje vyššiu akceleráciu posuvu pre portálové vybavenie, čím sa vyrovnáva vysoký-výkon a presnosť pohybu.
3. Vysoké tlmenie na zníženie vibrácií: Blokujte zosilnenie vibrácií vo vnútri prevodového reťazca
Ako hlavný prenosový nosič pôsobí lúč ako kľúčová dráha pre prenos vibrácií. Do lúča sa prenesie náraz pohybu sklíčok, sila motora a rezné vibrácie. Kovové materiály majú nízke tlmenie. Vibračná energia môže byť len ťažko absorbovaná samotným materiálom. Vibrácie sa odrážajú a prekrývajú pozdĺž lúča, spúšťajú štrukturálnu rezonanciu a zosilňujú sa na sane a koniec nástroja, prípadne vytvárajú stopy chvenia po obrábaní. Husté kryštálové rozhrania vo vnútri žuly môžu rozptýliť energiu vibrácií a jej tlmiaci výkon prevyšuje kovové materiály. Keď vibrácie vstúpia do žulového lúča, amplitúda rýchlo klesá a zabraňuje kontinuálnemu zosilňovaniu rezonancie vo vnútri prevodového reťazca. UNPARALLELED vykonáva modálnu analýzu pre každý žulový lúč a upravuje štruktúru lúča tak, aby sa jeho prirodzená frekvencia vyhla pracovnému frekvenčnému pásmu obrábacích strojov a zabránila rezonancii zo zdroja. Montážne referenčné povrchy vodiacej koľajnice a lineárnej stupnice na nosníku sú dokončené pomocou nano{8}}úrovňového lapovania, ktoré je zladené s technológiou zabudovaného puzdra. Pri vysokofrekvenčnom vratnom pohybe zostávajú vložené konštrukcie stabilné bez uvoľnenia a vyhýbajú sa sekundárnym zdrojom vibrácií, čím zaisťujú hladký pohyb prevodového systému.
4. Stabilita materiálu voči starnutiu: Geometrická presnosť sa pri dlhej prevádzke ľahko nezníži
Liatinové nosníky trpia zvyškovým napätím po odlievaní a opracovaní. Zvyškové napätie sa po uvedení do prevádzky uvoľňuje pomaly. O mesiace alebo roky neskôr sa nosník postupne krúti a priamosť a rovnobežnosť vodiacich koľajníc sa pomaly zhoršuje. Vyžaduje sa demontáž a opätovné{3}}kalibrovanie, čo vedie k vysokým nákladom na údržbu. Hliníková zliatina má tendenciu trpieť stresovou únavou pri striedavom zaťažení. Presná žula vzniká geologickou kryštalizáciou v priebehu stoviek miliónov rokov. Samotná surovina nemá žiadne liatie napätie. Po rezaní, vŕtaní a lapovaní prechádzajú žulové trámy UNPARALLELED dlhodobému-starnutiu v stoji v dielni izolovanej od konštantnej-teploty a vibrácií{10}}, aby sa úplne uvoľnilo zvyškové napätie spôsobené obrábaním. Hotové nosníky si zachovávajú stabilný geometrický stav. Nebudú sa pomaly krútiť pri dlhodobom-vysokorýchlostnom vratnom pohybe{14}}. Montážna referencia vodiacich koľajníc a lineárnych váh zostáva stabilná po dlhú dobu, čím sa výrazne znižuje frekvencia demontáže a kalibrácie zariadenia a predlžuje sa životnosť presnosti.
5. Proces montáže sa prispôsobuje prenosovým modulom a zaručuje montážnu referenciu pre vodiace lišty a lineárne váhy
Presnosť prenosu-portálov v konečnom dôsledku závisí od kvality montážnych referenčných plôch pre vodiace koľajnice a lineárne stupnice na nosníku. Žulový nosník je možné integrálne lapovať, aby vytvoril súvislé, vysoko presné referenčné plochy a zabezpečil rovnobežnosť dvoch lineárnych vodiacich koľajníc. Na rozdiel od kovových častí, ktoré sú náchylné na deformáciu lokálneho napätia, referenčný povrch žuly si po lapovaní zachováva dobrú konzistenciu. UNPARALLELED využíva prispôsobené riešenia vložených objímok pre veľký počet montážnych otvorov na nosníkoch, čím optimalizuje rozstup otvorov, vzdialenosť od okraja a systém lepenia. Pri striedavom zaťažení pri vysoko-frekvenčnom vratnom pohybe šmýkadiel majú vložené objímky dostatočnú-pevnosť vytiahnutia a neuvoľnia sa ani neposunú. Dokončovanie a kontrola celého lúča prebieha v dielni izolovanej od konštantných -teplotných vibrácií{10}}. Metrologické zariadenie s vysledovateľnou kalibráciou sa používa na detekciu priamosti a rovnobežnosti, čím sa zabezpečuje, že dodávaný lúč môže priamo niesť lineárne motory, lineárne váhy a zostavy posuvných prevodov, čím sa znižuje náročnosť kompletnej montáže stroja.
Záver
Hlavná prenosová časť vysoko{0}}portálového zariadenia kladie na nosníky viacero prísnych požiadaviek: tepelnú stabilitu, rovnováhu medzi tuhosťou a hmotnosťou, potláčanie vibrácií a-dlhodobú rozmerovú stabilitu. Tradičné kovové trámy sotva dokážu uspokojiť všetky tieto ukazovatele súčasne. Vďaka nízkej tepelnej deformácii, vysokej tuhosti pri nízkej hmotnosti, vysokému zníženiu tlmenia vibrácií a stabilnému starnutiu sa presné žulové trámy perfektne hodia do pracovných podmienok s dlhým-zdvihom a{5}}vysokofrekvenčným štartom-zastavenia vysokorýchlostných-portálov. UNPARALLELED Group neustále optimalizuje štruktúru, zabudovaný proces a systém kontroly žulových trámov. Poskytuje stabilné a spoľahlivé súčiastky nesúce zaťaženie-jadra pre vysokorýchlostné portálové zariadenia v oblasti laserového spracovania, polovodičov, presných foriem a iných priemyselných odvetví, čím odomyká maximálnu kapacitu obrábania vysokorýchlostných{12}}portálových strojov.