Stoły X-Y

Po to by wykonać precyzyjne części, system cięcia strumieniem wody i materiału ściernego musi mieć precyzyjny napęd wzdłuż osi X-Y stołu oraz system sterujący ruchem głowicy.

Mamy cztery kategorie stołów:

Montowane do podłogi systemy bramowe
z oddzielnymi stołami roboczymi
Zintegrowane systemy stół/brama
Systemy ze wspornikiem mocowanym do podłogi
z oddzielnymi stołami roboczymi
Zintegrowane systemy stół/wspornik
Cechy wspólne stołów w maszynach wysokiej jakości
Każdy z wymienionych typów ma swoje zalety i wady.

Montowane do podłogi bramy z oddzielnym stołem roboczym

Montowana do podłogi brama z osobnym stołem roboczym jest najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem stosowanym przez producentów maszyn do cięcia wodą. Szkielet konstrukcji, który podtrzymuje system ruchu wzdłuż osi X-Y, jest zamocowany bezpośrednio do podłogi i stoi nad oddzielnym stołem roboczym oraz zbiornikiem łapacza. Dysza lub dysze są zamontowane do suportu, który porusza się wzdłuż przechodzącej nad stołem belki bramy. Belka ta jest podtrzymywana z każdego końca przez system prowadnic i poruszana jest przegubami kulowymi, zespołami mechanizmów zębatkowych lub pasami napędowymi umieszczonymi z obu jej stron. Równoległe mechanizmy prowadzące są napędzane albo przez dwa silniki sprzężone elektronicznie, lub przez pojedynczy silnik, poruszający mechanicznie sprzężony system napędu.

Zalety bramy mocowanej do podłogi z oddzielnym stołem roboczym:

Łatwy do produkowania szeroki zakres wielkości przy podejściu modułowym
Dobrze dostosowana do użycia dysz wielokrotnych do produkcji na dużą skalę
Konstrukcja stół/zbiornik może być prosta pod względem budowy
Dobrze dostosowana do specjalnych konfiguracji stołu potrzebnych do szybkiego podawania materiału (np. zmieniacze wahadłowe), typowych dla operacji produkcyjnych.
Wady bramy mocowanej do podłogi z oddzielnym stołem roboczym:

Wymaga niezwykle starannego ustawienia w swoim miejscu pracy przez wykwalifikowanych techników, po to by mieć pewność, że stół roboczy oraz konstrukcja X-Y są prawidłowo ustawione względem siebie
Dokładność wykonywanych części jest ograniczona, ponieważ istnieje możliwość względnego ruchu i wibracji pomiędzy stołem roboczym a oddzielną strukturą X-Y (w szczególności problemem może być wibracja podłogi)
Na ogólną dokładność systemu wpływa dowolny długoterminowy ruch podłogi; ustawienie musi być okresowo sprawdzane
Ponieważ belka bramy poruszana jest z obydwu stron, musi być użyty bardzo wysokiej jakości system elektroniczny lub mechaniczny, który zapewnia, że oba końce poruszają się prawidłowo i precyzyjnie – gdyż w przeciwnym razie ucierpiałaby na tym dokładność.
Trzeba zwrócić baczną uwagę na analizowanie i właściwe kontrolowanie sposobów wibracji w stole, belce bramy oraz konstrukcji nośnej X-Y. Jest bardzo ważne, by ten typ systemu był oceniony pod względem dynamicznej dokładności testem kulkowym przy pełnej szybkości cięcia lub jakimś innym dynamicznym pomiarem. System może mieć bowiem doskonałą dokładność statyczną, ale wytwarzać bardzo niedokładne części z powodu wibracji.

Zintegrowany system stół/brama

Połączony w całość system stół/brama jest bardzo podobny do poprzednio opisanego tradycyjnego systemu bramowego, z wyjątkiem tego, że prowadnice belki bramowej są zintegrowane ze stołem roboczym. Z tego powodu system ruchu X-Y oraz stół podtrzymujący materiał są częścią tej samej całościowej konstrukcji i niepożądany względny ruch pomiędzy nimi jest wyeliminowany. W systemie tego typu podłoga nie jest istotną częścią struktury systemu. System jest najczęściej dokładniejszy niż ten bardziej tradycyjny z oddzielną bramą i stołem.

Zalety tego systemu:

Dobrze dostosowany do używania wielokrotnych dysz do produkcji masowej
Z natury lepsza dokładność dynamiczna (i stąd potencjalnie lepsza dokładność wykonywanych części) niż systemu z osobną bramą, ponieważ posadzka nie jest częścią konstrukcji i względny, niechciany ruch oraz wibracje pomiędzy stołem i konstrukcją X-Y są wyeliminowane
Kalibracja dokładności systemu może być dokonana u producenta i potem na miejscu, u odbiorcy, nie jest już wymagane jakieś wielkie nastawianie czy dostrajanie
Dla danej wielkości stołu potrzeba mniej miejsca, gdyż zewnętrzna rama nośna jest wyeliminowana
Wady tego systemu:

Droższy w budowie niż tradycyjny system z oddzielną ramą
Konstrukcja stół/zbiornik musi być dosyć skomplikowana, by zapewnić precyzyjne ustawienie szyn bramy
Kładzenie materiału na stół może być trudne, ponieważ może przeszkadzać belka bramy, jeżeli brama nie może być całkowicie usunięta z drogi
Ponieważ belka bramy jest poruszana na obu końcach, więc musi być użyty wysokiej jakości system elektroniczny lub mechaniczny, by zapewnić zgodne i precyzyjne poruszanie się obu końców. W przeciwnym razie ucierpiałaby na tym dokładność
Trzeba bardzo starannie kontrolować wibracje w belce bramy, bo może się obniżyć dokładność dynamiczna

Montowany do podłogi system wspornikowy z oddzielnym stołem roboczym

Ten system wykorzystuje montowaną do podłogi oś X i wspornikową oś Y, montowaną do suportu osi X. Dysza osadzona jest na suporcie osi Y. Stół roboczy jest całkowicie oddzielony od struktury ruchu X-Y.

Zalety montowanego do podłogi systemu wspornikowego z oddzielnym stołem roboczym:

Lepszy dostęp do stołu roboczego, ponieważ zewnętrzna rama lub szyny systemu bramowego są wyeliminowane
Wyeliminowana jest potrzeba używania precyzyjnego systemu podwójnego napędu, wymaganego przez belkę bramy; belka wspornikowa jest poruszana tylko na jednym końcu
Oddzielone stół/zbiornik mogą być proste pod względem konstrukcyjnym i niedrogie
Wady tego systemu:

Oś Y jest ograniczona w długości do około 1,5 metra ze względów konstrukcyjnych
Belka wspornikowa musi być starannie zaprojektowana, po to by kontrolować wibracje, gdyż ucierpieć może dokładność dynamicznego ustawienia położenia. W większych maszynach system tłumienia wibracji na osi Y jest niemal obowiązkowy. Jest bardzo ważne by ten typ maszyn był oceniony pod względem dynamicznej dokładności przy pomocy testu kulkowego lub jakiegoś innego dynamicznego pomiaru. Maszyna może mieć doskonałą dokładność statyczną, ale robić bardzo nieprecyzyjne części z powodu wibracji
Wymaga starannego ustawienia w miejscu pracy przez wykwalifikowanych techników, którzy mogą zagwarantować, że stół roboczy oraz konstrukcja X-Y są prawidłowo zestrojone
Precyzja wykonania części jest ograniczona, z powodu możliwości względnego ruchu oraz wibracji pomiędzy stołem roboczym, a oddzielną strukturą X-Y (w szczególności problemem może być wibracja podłogi)
Na ogólną dokładność systemu może wpływać długoterminowy ruch podłogi; ustawienie musi być okresowo sprawdzane
Nie nadaje się tak dobrze jak belka bramowa do zastosowania dysz wielokrotnych, ale konfiguracje dysz wielokrotnych są możliwe

Zintegrowany system stół/wspornik

Zintegrowany system stół/wspornik posługuje się nieruchomą osią X, która jest strukturalnie połączona w całość z pomocniczym systemem używanym do trzymania ciętego materiału. Wspornikowa oś Y jest przyłączona do suportu osi X.

Zalety systemu stół/wspornik:

Z natury lepsza dokładność dynamiczna (i stąd potencjalnie większa precyzja wykonywanych części) niż w systemach z oddzielną bramą czy wspornikiem, ponieważ podłoga nie jest częścią konstrukcji, więc wyeliminowane są względny niepożądany ruch i wibracje pomiędzy stołem, a strukturą X-Y
Kalibracja dokładności systemu może być przeprowadzona w fabryce i potem na miejscu nie jest wymagane jakieś wielkie nastawianie czy dostrajanie
Dla danej wielkości stołu potrzeba mniej miejsca, gdyż zewnętrzna rama nośna jest wyeliminowana
Lepszy dostęp do stołu roboczego, ponieważ zewnętrzna rama, czy też szyny systemu bramowego są wyeliminowane
Eliminuje potrzebę używania precyzyjnego systemu podwójnego napędu, wymaganego przez belkę bramy – belka wspornikowa poruszana jest tylko na jednym końcu
Wady zintegrowanego systemu stół/wspornik:

Może być droższy w budowie, ponieważ połączona w całość struktura stół/zbiornik może być bardziej skomplikowana
Oś Y jest ograniczona w długości do około 1,5 metra ze względów konstrukcyjnych
Belka wspornikowa musi być starannie zaprojektowana, po to by kontrolować wibracje, gdyż ucierpieć może dokładność dynamicznego ustawienia położenia. W większych maszynach system tłumienia wibracji na osi Y jest niemal obowiązkowy. Jest bardzo ważne by ten typ maszyn był oceniony pod względem dynamicznej dokładności przy pomocy testu kulkowego lub jakiegoś innego dynamicznego pomiaru. Maszyna może mieć doskonałą dokładność statyczną, ale robić bardzo nieprecyzyjne części z powodu wibracji
Nie nadaje się tak dobrze jak belka bramowa do zastosowania dysz wielokrotnych, ale są możliwe konfiguracje dysz wielokrotnych
powrót do góry

Cechy wspólne dla wszystkich maszyn wysokiej jakości

Bez względu na typ systemu, niektóre cechy powinny być wspólne we wszystkich maszynach wysokiej jakości

Precyzyjny ruch X-Y z napędzanymi przez serwomotory precyzyjnie wyszlifowanymi przegubami kulowymi o zerowym luzie oraz precyzyjnie wyszlifowanymi linearnymi prowadnicami, o jakości jak w obrabiarkach
Zintegrowany system tłumienia wibracji dla maszyn, w którym dysza porusza się więcej niż 75 cm wzdłuż krótkiej osi
Moduł pompy który jest całkowicie oddzielony od stołu X-Y oraz systemu kontroli ruchu, by mieć pewność, że żadne wibracje pompy nie są przenoszone na stół lub na dyszę
Dokumentacja producenta o dokładności dynamicznej oraz powtarzalności, na podstawie testu Ball-Bar (kulkowo-prętowego) Renishawa lub innego równoważnego. Powinno się prowadzić badania w co najmniej czterech odległych od siebie punktach stołu X-Y, przy szybkości dyszy co najmniej 250 cm na minutę
Łatwo wymienialne listwy do podtrzymywania materiału
Całkowicie zamknięte prowadnice X-Y oraz przeguby kulowe; mieszki nie powinny mieć poziomych fałd, w których mogą się gromadzić brud oraz odpady
Zapewnienie możliwości szybkiego podnoszenia oraz obniżania poziomu wody w zbiorniku, by móc ciąć materiały pod wodą, minimalizując w ten sposób hałas i kurz

Chcesz szybko powrócić do któregoś z tematów?