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深度解析悬臂结构激光切割机
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深度解析悬臂结构激光切割机

深度解析悬臂结构激光切割机

  • 分类:专业资讯
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  • 来源:
  • 发布时间:2016-06-30 16:44
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【概要描述】激光切割机结构形式多种多样,最常见的是悬臂结构和龙门结构(龙门又可分为若干种,另择时机予以解析),下图左是悬臂结构,右是龙门结构。

深度解析悬臂结构激光切割机

【概要描述】激光切割机结构形式多种多样,最常见的是悬臂结构和龙门结构(龙门又可分为若干种,另择时机予以解析),下图左是悬臂结构,右是龙门结构。

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        激光切割机结构形式多种多样,最常见的是悬臂结构和龙门结构(龙门又可分为若干种,另择时机予以解析),下图左是悬臂结构,右是龙门结构。


那么问题来了:悬臂和龙门,哪种结构好?

 

下图是龙门式激光切割机的实物图。



下图是悬臂式激光切割机的实物图。
 

从用户的角度来看,肯定是悬臂好:
① 悬臂结构,开放性、接近性好,可从三个方向上、下料,操作方便;如采取适当措施,可加工超出机器行程的工件。
② 切割工作台与主机分离,工作台即使受热变形,也不会影响主机精度。
③ 传动系统的丝杠(或齿轮齿条)、导轨等远离切割区,辅以封闭防护,不受烟尘污染,使用寿命长。
④ 只需单电机驱动,无双边同步驱动误差。传动部件(丝杠或齿轮齿条)磨损小,精度高、切割一致性好。
⑤ 因侧向开放,可在工作台上方便地加装旋转机构,用于小型管类工件加工,如上图所示;因工作台与主机分离,故有需要时,大型旋转工作台可与平面工作台进行空间上的互换,实现管材切割、平板切割双功能。

 

        那么,问题又来了:悬臂结构有这么多好处,采用悬臂结构的厂商为什么却不是那么多呢?

 

        这触及悬臂结构的核心问题了。悬臂结构对用户来说有诸多好处,但对于制造商来说,却要解决诸多难题。面对难题,不同厂商作了不同选择。其实早期采用悬臂结构的厂商不在少数;只是近年随着激光切割机进入百米时代(运动速度100m/min),逐渐少了。

 

如下图所示,梁在荷载作用下,会发生变形,称为挠度。悬臂梁本身自重加上在其上移动的Z轴,就是其所受载荷。



        在前百米时代,悬臂梁挠度问题较简单,通过增加梁的横截面积即可解决。百米时代,简单地增加横截面积不仅解决不了问题,还造成新的问题。高运动速度、高加速度、高动态特性,要求减少梁的重量。高加速度带来了动态挠度问题,在悬臂梁远端的切割轨迹发生变形。扬长避短是理性选择,某些厂商放弃了悬臂结构。
 


采用独特的设计和制造技术,可使悬臂结构在百米时代继续葆有其优势。
① 悬臂梁采用专利配方航空材料,重量轻,强度高,刚性好。
② 采用有限元分析设计悬臂鱼腹结构。


下图是鱼腹状悬臂梁与龙门横梁的对比。因众所周知的原因,这里未示出鱼腹的内部构造。悬臂梁截面宽度是龙门梁的2倍。



③ 采用配重设计,重心靠近导轨及驱动齿轮,使悬臂梁具有良好的运动稳定性。


④ 悬臂梁采用预负载加工技术,抵消实际载荷产生的横梁挠度。
⑤ 悬臂梁,可适应高加速度、高运动速度的需要。


目前采用悬臂结构的厂商有意大利普瑞玛、德国通快、上海普睿玛智能科技等公司。
 

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