Table mobile CNC vs portique

Introduction

La commande numérique par ordinateur (CNC) fait référence au contrôle automatisé d'outils d'usinage tels que des routeurs, des tours, des meuleuses, etc., à l'aide d'ordinateurs. La CNC a révolutionné la technologie de fabrication en apportant des capacités hautement précises et programmables pour l'usinage de pièces et de produits.

Des machines telles que les routeurs à commande numérique par ordinateur (CNC) sont utilisées pour la coupe, le perçage et le façonnage du bois, du plastique et du verre, des métaux légers, des composites, entre autres matériaux. Ils sont importants dans des secteurs tels que l'aérospatiale, la signalisation de meubles de construction automobile, entre autres.

Ce guide comparatif détaillé examine les principales différences entre les routeurs CNC à table mobile et à portique à travers divers paramètres. Nous discuterons de facteurs clés tels que la conception mécanique, les performances de coupe, la précision, la compatibilité des matériaux, les exigences de maintenance, les implications en termes de coûts et la convivialité afin que les lecteurs puissent mieux comprendre ces deux conceptions de routeurs. Examinons-le.

Comprendre les conceptions CNC

Tout d’abord, il est essentiel de comprendre les caractéristiques clés de ces deux conceptions pour choisir entre une table mobile et un routeur CNC à portique.

Qu'est-ce qu'un routeur à table mobile CNC ?

A Routeur CNC à table mobile composé d'un portique fixe et d'une table mobile. Le portique fixe est composé d'un ou plusieurs axes, normalement l'axe z qui maintient la broche et la fraise. Des guides linéaires et des systèmes d'entraînement de précision sont utilisés pour déplacer la pièce à travailler sous le portique stationnaire, qui offre un mouvement X-Y.

Le principal avantage de ce type de conception est sa rigidité statique exceptionnelle. Il est possible d'obtenir une répartition optimisée de la force sur le matériau de la pièce à usiner avec un portique stationnaire. En outre, les taux d'accélération/décélération ainsi que les vitesses de coupe peuvent être très élevés si une plate-forme à table mobile est disponible. Pendant l'usinage, cela signifie que le matériau reste stationnaire sur la table mobile tandis que la tête monte le long de l'axe Z.

En raison de leur besoin d'espace suffisant pour se déplacer dans l'espace de travail, les machines CNC à table mobile nécessitent des zones d'installation plus grandes que les autres. Ils sont idéaux pour manipuler des matériaux volumineux et lourds grâce à leur fixation stable sur le lit mobile. Ainsi, les industries telles que l'aéronautique, l'automobile, le bâtiment ou la construction navale traitant de pièces de grande taille les utilisent largement dans leurs opérations de découpe et d'usinage.

Qu'est-ce qu'un routeur CNC à portique ? 

Dans les routeurs CNC de type portique, la table est fixe et stable tandis que le portique se déplace le long des axes X, Y et Z pour placer l'outil de coupe juste au-dessus de la pièce à travailler. Le portique comprend une structure en forme de pont qui s'étend sur toute la zone de travail, le mouvement sur la table étant entraîné par des entraînements linéaires ou à crémaillère de haute précision.

La table fournit une base rigide pour maintenir les matériaux de travail pendant qu'ils sont coupés à l'aide d'un portique volant au-dessus. Machines CNC à portique occupent moins d'espace d'installation, ce qui les rend idéaux pour les petits espaces. Dans le bois, les plastiques, les métaux mous (par exemple l'aluminium), les applications de perçage, de fraisage, etc.

La fabrication de meubles, la production d'instruments de musique, les arts, la conception de bijoux et l'écriture d'enseignes, entre autres, utilisent de tels routeurs car ils sont compacts en termes de taille, ce qui les rend rentables et polyvalents. Les toupies à portique fermées équipées de couvercles et de joints supplémentaires aident également à réduire les vibrations pendant le fonctionnement, améliorant également la précision.

Comparaison rapide

Voici une comparaison rapide des principales différences entre les conceptions de table mobile CNC et de portique :

Analyse comparative

Ayant une compréhension de base des routeurs CNC à table mobile et à portique, nous pouvons les comparer en détail.

Différences structurelles

La principale différence entre les toupies à table mobile et les toupies à portique réside dans leur structure et leur disposition mécaniques.

Pour réduire les vibrations, les machines CNC à table mobile ont des constructions à portique très rigides et robustes. Ceci est obtenu en utilisant des guides de mouvement linéaire utilisant des roulements à recirculation de billes ou des boîtiers pour assurer un mouvement fluide et à faible friction des tables. La table elle-même est constituée de fonte épaisse ou d'acier soudé qui résiste aux forces de coupe et amortit les vibrations.

D'autre part, les routeurs à portique utilisent des ponts plus légers construits à partir de profilés en aluminium ou en acier extrudés conçus pour minimiser le poids et réduire les coûts. Le déplacement selon l'axe X dans la zone de travail est assuré par un chariot mobile sur lequel repose le portique. Cela permet un mouvement sur l’axe Y.

Les routeurs à portique ont une zone d'installation plus petite que d'autres types de machines CNC comme les machines à pont, mais lorsqu'ils sont engagés dans des projets de coupe lourds, ils peuvent vibrer en raison du mouvement du pont, affectant ainsi légèrement la précision. Contrairement à cela, les toupies à table mobile ne subissent pas de vibrations car leurs portiques sont fixes.

Les configurations de conception sont plus flexibles avec les machines à portique qu'avec celles à table mobile. L'optimisation de la taille et de la disposition peut être effectuée à l'aide d'options telles que le type en porte-à-faux, fermé ou à portique mobile, entre autres. Pendant ce temps, sous le portique, il n'y a qu'un seul plan où une disposition fixe décrit le mouvement se déroulant sur un plateau pour ces machines-outils.

Caractéristiques de performances

Les attributs de performances de ces deux types de routeurs CNC sont influencés par leurs différences structurelles.

Une précision et une répétabilité élevées sont des caractéristiques des machines CNC à table mobile. Cela est dû au fait qu'ils disposent de portiques rigides qui ne permettent pas les vibrations, ce qui leur permet de travailler à des vitesses de coupe et des avances élevées avec des niveaux de précision élevés. De plus, leurs temps de cycle rapides sont attribués au mouvement rapide de la table.

En raison des opérations intensives, les toupies à portique peuvent vibrer un peu, entraînant une précision réduite. Cependant, pour les applications légères, ils peuvent égaler ou surpasser la précision et l'exactitude de la table mobile. Les portiques fermés et les composants de précision aident à réduire les erreurs de position, conduisant à de bonnes performances.

Les toupies à table mobile sont conçues pour les activités de production de masse où une qualité constante et un usinage à faible tolérance sont nécessaires. Les toupies à portique, quant à elles, sont idéales pour les utilisations légères à moyennes qui ne nécessitent pas un niveau de précision extrêmement élevé.

Compatibilité des matériaux

Le type de matériaux pouvant être usinés efficacement dépend également du choix de la conception du routeur CNC.

Certains matériaux durs tels que le bois dur, les composites, les métaux non ferreux, etc. nécessitent une machine CNC à table mobile qui possède une rigidité statique et des qualités d'amortissement des vibrations suffisantes pour les couper. Le pont stationnaire empêche tout broutage lors de la coupe, ce qui en fait l'un des meilleurs choix.

Les toupies à portique peuvent souffrir de vibrations et d'imprécisions lors de l'usinage de matériaux plus durs, en particulier si elles sont conçues en porte-à-faux. Ils conviennent aux matériaux plus mous tels que les plastiques, le bois et l'aluminium où les vibrations ne sont pas critiques dans leur processus de fabrication. Les portiques fermés aident à améliorer l'amortissement de la résonance, améliorant ainsi la compatibilité des matériaux.

Il existe d'autres raisons pour lesquelles les routeurs CNC à table mobile seraient préférés aux autres machines, en particulier lors de la découpe de matériaux épais ou denses. Les machines à portique conviennent aux tâches de fraisage et de fraisage plus légères avec du bois, des plastiques et des tôles.

Avantages et inconvénients de chaque conception 

Examinons maintenant les avantages et les limites spécifiques des routeurs CNC à table mobile et à portique.

Avantages des routeurs CNC à table mobile

● Les vibrations minimales et l'excellente rigidité statique rendent ces machines adaptées aux coupes intensives.

● Même à des vitesses élevées, ils peuvent conserver leur haute précision ainsi que leur répétabilité.

● Il est fabriqué avec une répartition uniforme de la force qui facilite l'usinage de matériaux difficiles sans aucun broutage.

● Ils conviennent également à une utilisation sur des matériaux volumineux ou lourds car ils sont dotés d'une fixation stable.

● Les composants du portique sont plus accessibles à des fins de maintenance

Inconvénients des routeurs CNC à table mobile

● Le mouvement de la table nécessite plus d'espace d'installation

● La taille de l'enveloppe de travail dépend des dimensions de la table

● Plus cher que les routeurs à portique

● Non adapté aux petits besoins d'usinage

Avantages des routeurs CNC à portique

● L'encombrement compact permet d'économiser de l'espace d'installation

● Quelques exemples incluent les types en porte-à-faux, fermés, etc.

● Déplacer ceux de table a tendance à être moins cher

● Ils sont idéaux pour les pièces de petite à moyenne taille

● Des conceptions moins complexes permettent davantage de constructions à faire soi-même

Inconvénients des routeurs CNC à portique

● Les vibrations peuvent affecter la précision lorsque vous travaillez avec des matériaux plus durs

● Le travail du bois intensif nécessitant des tolérances serrées ne fonctionnera pas bien ici

● Le déplacement du portique ajoute de la complexité aux problèmes de maintenance

● Rigidité réduite ou mauvaise capacité d’amortissement

Comparaison des coûts

Le coût d’achat est généralement pris en compte lors du choix entre les routeurs CNC à table mobile et les routeurs CNC à portique. Voici quelques comparaisons.

Investissement initial

Les machines CNC à table mobile coûtent au départ beaucoup plus cher que les routeurs à portique. De telles machines de grande taille de qualité industrielle sont coûteuses car elles disposent d'un portique lourd, de guides linéaires de précision, de systèmes d'entraînement pour déplacer la table, de fonctionnalités d'amortissement des vibrations, etc.

Pour les besoins de production en petit volume, les routeurs Gantry ont tendance à être moins chers. Par rapport à une toupie à table mobile de même taille, une machine à portique en porte-à-faux peut coûter considérablement moins cher. Les portiques fermés sont proposés à des prix plus élevés en raison de l'enceinte supplémentaire, des joints et des composants améliorés.

Dans les applications de découpe et d'usinage à très haute tolérance, l'investissement initial dans des toupies à table mobile est rentabilisé à long terme. Ils offrent un bon rapport qualité-prix car ils peuvent effectuer des travaux moyens avec une faible précision, contrairement à leurs homologues.

Coûts à long terme

Cependant, en moyenne, les toupies à table mobile s'avèrent moins chères en termes de coûts globaux au fil du temps en raison de leur construction solide et de leurs besoins d'entretien minimes. Le portique fixe résout les problèmes d'usure qui surviennent lors du déplacement des pièces, réduisant ainsi les dépenses de réparation.

Cependant, il ne faut pas oublier que ces types de ponts ou de wagons nécessitent un entretien plus fréquent, ce qui entraîne une augmentation des coûts à long terme. Les dysfonctionnements sont facilement ressentis par les pièces mobiles avec le temps, car elles s'usent plus rapidement que les autres composants. De plus, le remplacement ou la réparation d'éléments tels que les guides linéaires, les systèmes à crémaillère et pignon, etc., sont plus coûteux sur les machines à portique que sur les tables mobiles de construction plus simple.

Après de nombreuses années d'exploitation d'entreprises avec des volumes de production élevés, les coûts de durée de vie restent inférieurs à ceux des machines CNC à table mobile, même si leurs prix d'achat initiaux sont plus élevés.

Considérations utilisateur

La différence entre les routeurs CNC à table mobile et à portique est également influencée par le niveau de compétences de l'opérateur, entre autres.

Niveau de compétence et expérience

Afin de maximiser les avantages de l'exploitation d'un routeur CNC à table mobile, il faut posséder une personne ayant une certaine expérience dans l'utilisation de machines CNC. Ces machines sont destinées à être utilisées par des utilisateurs expérimentés dans des installations de fabrication en raison de leur maintenance complexe, de leur extrême précision et de leurs tâches industrielles lourdes.

D’un autre côté, tout ce dont vous avez besoin est une formation de base sur la façon d’utiliser les routeurs à portique qui peuvent appartenir aussi bien aux amateurs qu’aux experts. De plus, leurs coûts de gestion sont inférieurs et les petites entreprises telles que les écoles ou les amateurs qui n'ont pas suffisamment d'expérience en matière de commande numérique par ordinateur peuvent se les permettre. Ils sont également dotés d’interfaces utilisateur conviviales qui facilitent grandement les opérations.

Besoins des applications

Il est nécessaire de prendre en compte les exigences spécifiques de l'application avant de choisir entre ces deux conceptions de routeur.

Pour des charges de coupe importantes, des cadences de production horaires élevées, des pièces de grande taille ou des applications d'usinage à faible tolérance ; Les machines CNC à lit mobile rigide sont fortement suggérées. Par conséquent; Les routeurs à table mobile sont considérés comme des options idéales car ils offrent stabilité et précision pour les tâches qui nécessitent un niveau de performance élevé.

Alors qu'une découpe rentable de travaux légers à moyens peut être nécessaire pour des pièces plus petites, les types à portique offrent une solution. Ils peuvent également être déployés là où l'espace d'installation est très limité car ils s'intègrent de manière flexible dans des zones plus petites.

Conclusion

L'évaluation de la rigidité, de la précision, de la vitesse, de l'encombrement, de la facilité d'utilisation et du coût révèle que les routeurs CNC à table mobile et à portique ont des atouts différents. Les environnements industriels ne peuvent pas trouver d'outils inégalés comme les toupies à table mobile pour les applications d'usinage de précision lourdes. Les routeurs à portique sont une option pour les travaux légers à moyens sensibles aux coûts.

Il n’existe pas de conception de routeur CNC supérieure par définition. Cela signifie donc que les utilisateurs doivent évaluer correctement leurs besoins spécifiques en matière d'usinage en termes de taille de pièce, de matériaux utilisés, de précision requise, de volumes de production et de contraintes budgétaires. Ainsi, savoir si une machine à table mobile ou une toupie à portique est la plus adaptée à leurs applications est déterminé par cette analyse. Les débutants devraient consulter des professionnels afin d'éviter de commettre des erreurs lors de l'achat d'équipement CNC.

Les routeurs CNC à table mobile et à portique offrent des avantages uniques qui font la différence dans divers processus de fabrication en cours dans le monde. Par conséquent, les entreprises optimisent la productivité et la qualité tout en maximisant le retour sur investissement en sélectionnant la bonne conception en fonction de leurs besoins.