Bàn di chuyển CNC so với Giàn

Giới thiệu

Điều khiển số máy tính (CNC) đề cập đến việc điều khiển tự động các công cụ gia công như bộ định tuyến, máy tiện, máy mài, v.v., bằng máy tính. CNC đã cách mạng hóa công nghệ sản xuất bằng cách mang lại khả năng lập trình và độ chính xác cao cho các bộ phận và sản phẩm gia công.

Những máy như bộ định tuyến điều khiển số bằng máy tính (CNC) được sử dụng để cắt, khoan và tạo hình gỗ, nhựa và kính, kim loại nhẹ, vật liệu tổng hợp và các vật liệu khác. Chúng rất quan trọng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, bảng hiệu nội thất xây dựng ô tô và những ngành khác.

Hướng dẫn so sánh chi tiết này xem xét sự khác biệt cốt lõi giữa bộ định tuyến CNC bàn di chuyển và giàn thông qua các thông số khác nhau. Chúng ta sẽ thảo luận về các yếu tố chính như thiết kế cơ khí, hiệu suất cắt, độ chính xác, khả năng tương thích vật liệu, yêu cầu bảo trì, ý nghĩa chi phí và tính thân thiện với người dùng để người đọc có thể hiểu rõ hơn về hai thiết kế bộ định tuyến này. Hãy nhìn vào nó.

Hiểu thiết kế CNC

Trước hết, việc hiểu các tính năng chính của hai thiết kế này là rất quan trọng để lựa chọn giữa bàn di chuyển và bộ định tuyến CNC giàn.

Bộ định tuyến bàn di chuyển CNC là gì?

A bàn di chuyển bộ định tuyến CNC bao gồm một giàn cố định và một bàn di chuyển. Giàn cố định được tạo thành từ một hoặc nhiều trục (thường là trục z giữ trục chính và dao cắt). Hệ thống truyền động và dẫn hướng tuyến tính chính xác được sử dụng để di chuyển chi tiết gia công dưới giàn cố định, mang lại chuyển động X-Y.

Lợi ích chính của kiểu thiết kế này là độ cứng tĩnh đặc biệt của nó. Có thể đạt được sự phân bổ lực tối ưu trên vật liệu phôi bằng một giàn cố định. Ngoài ra, có thể có tốc độ tăng tốc/giảm tốc rất cao cũng như tốc độ cắt khi sử dụng nếu có sẵn bệ bàn di chuyển. Trong khi gia công, điều này có nghĩa là vật liệu vẫn đứng yên trên bàn chuyển động trong khi đầu di chuyển lên trên dọc theo trục Z.

Do yêu cầu về không gian thích hợp để di chuyển trong không gian làm việc, máy CNC bàn di chuyển cần diện tích lắp đặt lớn hơn các máy khác. Chúng lý tưởng để xử lý các vật liệu lớn và nặng nhờ khả năng cố định ổn định trên giường di động. Do đó, các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô, xây dựng hoặc đóng tàu liên quan đến các bộ phận lớn sử dụng chúng một cách rộng rãi trong các hoạt động cắt và gia công.

Bộ định tuyến CNC Gantry là gì? 

Trong bộ định tuyến CNC kiểu giàn, bàn được cố định và ổn định trong khi giàn di chuyển dọc theo trục X, Y và Z để đặt dụng cụ cắt ngay phía trên chi tiết gia công. Giàn bao gồm một cấu trúc giống như cây cầu trải rộng trên toàn bộ khu vực làm việc, với chuyển động trên bàn được điều khiển bởi các bộ truyền động tuyến tính hoặc thanh răng và bánh răng có độ chính xác cao.

Bàn cung cấp một chân đế vững chắc để giữ vật liệu gia công trong khi chúng được cắt bằng giàn bay phía trên. Giàn máy CNC chiếm ít không gian lắp đặt hơn khiến chúng trở nên lý tưởng cho những không gian nhỏ. Trong các ứng dụng phay khoan định tuyến gỗ, nhựa, kim loại mềm (ví dụ nhôm), v.v.

Sản xuất đồ nội thất, sản xuất nhạc cụ, nghệ thuật, thiết kế đồ trang sức và viết bảng hiệu trong số những người khác sử dụng các bộ định tuyến như vậy vì chúng có kích thước nhỏ gọn nên tiết kiệm chi phí và linh hoạt. Bộ định tuyến cổng kèm theo được trang bị thêm nắp và vòng đệm giúp giảm rung trong quá trình vận hành, nâng cao độ chính xác.

So sánh nhanh

Dưới đây là so sánh nhanh về sự khác biệt chính giữa thiết kế bàn di chuyển CNC và thiết kế cổng:

Phân tích so sánh

Có hiểu biết cơ bản về bộ định tuyến CNC bàn di chuyển và cổng trục, chúng ta có thể so sánh chúng một cách chi tiết.

Sự khác biệt về cấu trúc

Sự khác biệt chính giữa bộ định tuyến bàn di chuyển và bộ định tuyến giàn nằm ở cấu trúc và cách sắp xếp cơ khí của chúng.

Để giảm bớt độ rung, máy CNC bàn di chuyển có kết cấu giàn rất cứng và nặng. Điều này đạt được bằng cách sử dụng các bộ dẫn hướng chuyển động tuyến tính sử dụng vòng bi tuần hoàn hoặc các đường hộp để mang lại sự chuyển động trơn tru với ma sát thấp của bàn. Bản thân bàn được làm bằng gang dày hoặc thép hàn có khả năng chịu được lực cắt và giảm tiếng ồn.

Mặt khác, bộ định tuyến cổng sử dụng các cầu nhẹ hơn được chế tạo từ các cấu hình nhôm hoặc thép ép đùn được thiết kế để giảm thiểu trọng lượng cũng như giảm chi phí. Chuyển động theo trục X trong khu vực làm việc được cung cấp bởi một cỗ xe di chuyển được trên đó giàn khung tựa vào. Điều này cho phép chuyển động theo trục Y.

Bộ định tuyến cổng có diện tích lắp đặt nhỏ hơn so với các loại máy CNC khác như máy cầu, nhưng khi tham gia vào các dự án cắt hạng nặng, chúng có thể rung do chuyển động của cầu, do đó ảnh hưởng đôi chút đến độ chính xác. Ngược lại, các bộ định tuyến bàn di chuyển không bị rung vì cổng của chúng đứng yên.

Cấu hình thiết kế linh hoạt hơn với máy Gantry so với máy Bàn di chuyển. Việc tối ưu hóa kích thước và bố cục có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tùy chọn như loại đúc hẫng, kèm theo hoặc cổng di chuyển, cùng với các tùy chọn khác. Trong khi đó, dưới giàn chỉ có một mặt phẳng có bố cục cố định mô tả chuyển động diễn ra trên mặt bàn cho các máy công cụ này.

Đặc tính hiệu suất

Các thuộc tính hiệu suất của hai loại bộ định tuyến CNC này bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt về cấu trúc của chúng.

Độ chính xác và độ lặp lại cao là đặc điểm của máy CNC bàn di chuyển. Điều này là do thực tế là chúng có các cổng trục cứng không cho phép rung động, do đó cho phép chúng hoạt động ở tốc độ cắt và tiến dao cao với độ chính xác cao. Ngoài ra, thời gian chu kỳ nhanh của chúng là do chuyển động bàn nhanh.

Do hoạt động ở cường độ cao, bộ định tuyến cổng có thể rung một chút làm giảm độ chính xác. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng nhẹ, chúng có thể sánh ngang hoặc vượt qua độ chính xác và độ chính xác của bàn di chuyển. Cổng kèm theo và các bộ phận chính xác giúp giảm lỗi vị trí dẫn đến hiệu suất tốt.

Bộ định tuyến bàn di chuyển được thiết kế cho các hoạt động sản xuất hàng loạt, nơi cần chất lượng ổn định và gia công có dung sai thấp. Mặt khác, bộ định tuyến Gantry lý tưởng cho các mục đích sử dụng ở mức độ thấp đến trung bình, không yêu cầu độ chính xác cực cao.

Khả năng tương thích vật liệu

Loại vật liệu có thể được gia công hiệu quả cũng phụ thuộc vào việc lựa chọn thiết kế bộ định tuyến CNC.

Một số vật liệu cứng như gỗ cứng, vật liệu tổng hợp, kim loại màu, v.v. yêu cầu máy CNC bàn di chuyển có độ cứng tĩnh và chất lượng giảm rung đủ để cắt chúng. Cây cầu cố định ngăn ngừa bất kỳ tiếng ồn nào khi cắt, do đó làm cho nó trở thành một trong những lựa chọn tốt nhất.

Bộ định tuyến giàn có thể gặp phải một số hiện tượng nhiễu và không chính xác khi gia công các vật liệu cứng hơn, đặc biệt nếu chúng có thiết kế đúc hẫng. Chúng tốt cho các vật liệu mềm hơn như nhựa, gỗ và nhôm, nơi độ rung không nghiêm trọng trong quá trình sản xuất. Cổng kèm theo giúp tăng cường giảm chấn cộng hưởng từ đó cải thiện khả năng tương thích vật liệu.

Có nhiều lý do hơn khiến máy định tuyến CNC để bàn di chuyển sẽ được ưa chuộng hơn các máy khác, đặc biệt là khi cắt các vật liệu dày hoặc dày đặc. Máy giàn phù hợp với nhiệm vụ định tuyến và phay nhẹ hơn với gỗ, nhựa và kim loại tấm.

Ưu và nhược điểm của từng thiết kế 

Bây giờ chúng ta hãy xem xét những ưu điểm và hạn chế cụ thể của bộ định tuyến CNC bàn di chuyển và giàn.

Ưu điểm của bộ định tuyến CNC bàn di chuyển

● Độ rung tối thiểu và độ cứng tĩnh tuyệt vời giúp những máy này phù hợp để cắt ở cường độ cao

● Ngay cả ở tốc độ cao, chúng vẫn có thể duy trì độ chính xác cao cũng như khả năng lặp lại

● Nó được chế tạo với khả năng phân bổ lực đồng đều giúp gia công các vật liệu khó mà không có bất kỳ tiếng ồn nào

● Chúng cũng tốt để sử dụng trên các vật liệu lớn hoặc nặng vì chúng có khả năng cố định ổn định.

● Các thành phần cổng có thể truy cập dễ dàng hơn cho mục đích bảo trì

Nhược điểm của bộ định tuyến CNC bàn di chuyển

● Di chuyển bàn đòi hỏi nhiều không gian lắp đặt hơn

● Kích thước của phong bì làm việc phụ thuộc vào kích thước của bàn

● Đắt hơn bộ định tuyến cổng

● Không phù hợp với yêu cầu gia công nhỏ

Ưu điểm của bộ định tuyến CNC giàn

● Dấu chân nhỏ gọn tiết kiệm không gian lắp đặt

● Một số ví dụ bao gồm- các loại đúc hẫng, kèm theo, v.v.

● Bàn di chuyển có xu hướng rẻ hơn

● Đây là những lý tưởng cho các mảnh có kích thước vừa và nhỏ

● Thiết kế ít phức tạp hơn cho phép nhiều công trình tự làm hơn

Nhược điểm của bộ định tuyến CNC giàn

● Rung động có thể ảnh hưởng đến độ chính xác khi làm việc với vật liệu cứng hơn

● Gia công gỗ nặng đòi hỏi dung sai chặt chẽ sẽ không hoạt động tốt ở đây

● Việc di chuyển giàn làm tăng thêm sự phức tạp cho các vấn đề bảo trì

● Giảm độ cứng hoặc khả năng giảm xóc kém

So sánh chi phí

Thông thường, điều cần cân nhắc là chi phí mua hàng khi quyết định giữa bàn di chuyển và bộ định tuyến CNC giàn. Dưới đây là một số so sánh.

Đầu tư ban đầu

Máy CNC bàn di chuyển ban đầu có giá cao hơn nhiều so với bộ định tuyến giàn. Những máy cấp công nghiệp cỡ lớn như vậy rất tốn kém vì chúng có giàn nặng, dẫn hướng tuyến tính chính xác, hệ thống truyền động để di chuyển bàn, tính năng giảm rung, v.v.

Đối với nhu cầu sản xuất số lượng thấp hơn, Bộ định tuyến Gantry có xu hướng ít tốn kém hơn. So với một bộ định tuyến bàn di chuyển có kích thước tương đương, một máy giàn công xôn có thể có giá thấp hơn đáng kể. Cổng kèm theo có giá cao hơn do có thêm vỏ bọc, vòng đệm và các bộ phận cải tiến.

Trong các ứng dụng gia công và cắt có dung sai rất cao, khoản đầu tư ban đầu vào bộ định tuyến bàn di chuyển sẽ tự mang lại lợi ích về lâu dài. Chúng mang lại giá trị xứng đáng với số tiền bỏ ra vì chúng có thể thực hiện công việc ở mức trung bình với độ chính xác thấp, không giống như các sản phẩm cùng loại.

Chi phí dài hạn

Tuy nhiên, nhìn chung, các bộ định tuyến để bàn di động rẻ hơn xét về tổng chi phí phát sinh theo thời gian do cấu trúc chắc chắn và yêu cầu bảo trì tối thiểu. Giàn cố định giải quyết các vấn đề hao mòn xảy ra khi các bộ phận di chuyển do đó giảm chi phí sửa chữa.

Tuy nhiên, cần nhớ rằng những loại cầu hoặc toa tàu này yêu cầu bảo trì thường xuyên hơn, dẫn đến chi phí dài hạn tăng lên. Các bộ phận di động dễ dàng gặp trục trặc theo thời gian vì chúng bị hao mòn nhanh hơn các bộ phận khác. Ngoài ra, việc thay thế hoặc sửa chữa các hạng mục như hệ thống giá đỡ và bánh răng dẫn hướng tuyến tính, v.v., trên máy Gantry sẽ đắt hơn so với các bàn di chuyển được chế tạo đơn giản hơn.

Qua nhiều năm vận hành các doanh nghiệp với khối lượng sản xuất cao, chi phí trọn đời vẫn thấp hơn so với máy CNC bàn di chuyển, ngay cả khi chúng có giá mua ban đầu cao hơn.

Cân nhắc của người dùng

Sự khác biệt giữa bộ định tuyến CNC bàn di chuyển và giàn cũng bị ảnh hưởng bởi trình độ kỹ năng của người vận hành, cùng với những yếu tố khác.

Trình độ kỹ năng và kinh nghiệm

Để tối đa hóa lợi ích của việc vận hành bộ định tuyến CNC bàn di chuyển, người ta phải có một người có một số kinh nghiệm vận hành máy CNC. Những máy này nhằm mục đích được sử dụng bởi những người dùng có tay nghề cao trong các cơ sở sản xuất do khả năng bảo trì phức tạp, độ chính xác cực cao và các nhiệm vụ công nghiệp nặng.

Mặt khác, tất cả những gì bạn cần là đào tạo cơ bản về cách vận hành bộ định tuyến cổng, cả người nghiệp dư lẫn chuyên gia đều có thể sở hữu. Hơn nữa, chúng có chi phí quản lý thấp hơn do đó các dự án kinh doanh nhỏ như trường học hoặc những người có sở thích không có đủ kinh nghiệm về điều khiển số máy tính có thể đủ khả năng chi trả. Chúng cũng đi kèm với giao diện người dùng thân thiện giúp thao tác dễ dàng hơn nhiều.

Nhu cầu ứng dụng

Cần phải xem xét các yêu cầu ứng dụng cụ thể trước khi lựa chọn giữa hai thiết kế bộ định tuyến này.

Đối với tải trọng cắt đáng kể, tốc độ sản xuất theo giờ cao, phôi lớn hoặc ứng dụng gia công có dung sai thấp; Máy CNC loại giường di động cứng được đánh giá cao. Do đó; Bộ định tuyến bàn di chuyển được coi là những lựa chọn lý tưởng vì chúng mang lại sự ổn định và chính xác cho những tác vụ đòi hỏi tiêu chuẩn hiệu suất cao.

Trong khi việc cắt giảm ở mức độ nhẹ đến trung bình có hiệu quả về mặt chi phí có thể được yêu cầu đối với các bộ phận nhỏ hơn thì loại cổng trục sẽ đưa ra giải pháp. Ngoài ra, chúng có thể được triển khai ở những nơi rất khan hiếm không gian lắp đặt vì chúng linh hoạt phù hợp với các khu vực nhỏ hơn.

Phần kết luận

Đánh giá về độ cứng, độ chính xác, tốc độ, dấu chân, tính dễ sử dụng và chi phí cho thấy các bộ định tuyến CNC bàn di chuyển và giàn có những điểm mạnh khác nhau. Môi trường công nghiệp không thể tìm thấy những công cụ chưa từng có như bộ định tuyến bàn di chuyển dành cho các ứng dụng gia công chính xác hạng nặng. Bộ định tuyến cổng là một lựa chọn dành cho công việc ở mức độ nhẹ đến trung bình với mức chi phí hợp lý.

Theo định nghĩa, không có thiết kế bộ định tuyến CNC nào ưu việt hơn. Do đó, điều này có nghĩa là người dùng phải đánh giá đúng nhu cầu gia công cụ thể của mình về kích thước phôi, vật liệu được sử dụng, độ chính xác cần thiết, khối lượng sản xuất và hạn chế về ngân sách. Do đó, việc biết liệu máy bàn di chuyển hay bộ định tuyến giàn phù hợp nhất cho các ứng dụng của chúng được xác định bằng phân tích này. Người mới bắt đầu nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia để tránh mắc sai lầm khi mua thiết bị CNC.

Cả bộ định tuyến CNC cho bàn di chuyển và cổng trục đều mang lại những lợi ích độc đáo tạo nên sự khác biệt trong các quy trình sản xuất khác nhau diễn ra trên khắp thế giới. Nhờ đó, doanh nghiệp tối ưu hóa năng suất, chất lượng cũng như tối đa hóa lợi tức đầu tư thông qua việc lựa chọn thiết kế phù hợp tùy theo yêu cầu của mình.