Cos'è una macchina da taglio con struttura a portale e come funziona?

Introduzione alla macchina da taglio con struttura a portale

Il presente articolo illustra le caratteristiche di una macchina da taglio con struttura a portale e il suo funzionamento.

Definizione di "struttura a portale"

Una struttura a portale è definita come "una qualsiasi delle varie infrastrutture a campata, ad esempio la struttura a ponte di alcune gru". In altre parole, è una struttura che ricopre ad arco un'area. Come per le gru a portale, il termine è spesso utilizzato per descrivere una struttura che si muove su ruote, spesso su un percorso costituito da una serie di binari paralleli.

Perché utilizzare una struttura a portale?

La maggior parte delle macchine progettate per il taglio di lastre di acciaio piane utilizza un design a portale perché costituisce un modo semplice per spostare le torce da taglio in un sistema di coordinate X-Y. Il sistema di binari su cui si sposta la struttura a portale costituisce un asse, solitamente l'asse X. La struttura a portale costituisce l'altro asse, solitamente l'asse Y. Grazie alla motorizzazione di ciascun asse e alla coordinazione simultanea del movimento dei due assi, è possibile spostare una torcia in qualsiasi schema necessario per ritagliare sagome da lamiere d'acciaio. Pertanto, un design a portale si presta al taglio sagomato CNC (controllo numerico computerizzato), che utilizza principalmente un sistema di coordinate X-Y per la programmazione delle parti.

Design di una macchina da taglio con struttura a portale

Una macchina da taglio con struttura a portale si sposta su un sistema di binari lungo l'asse X; tale struttura può essere installata sul pavimento, su un piedistallo o talvolta integrata sul lato di un tavolo. I binari sono progettati per fornire un movimento preciso della macchina e sono sufficientemente robusti da sostenere il peso dell'intera macchina e di tutte le apparecchiature montate su di essa. A seconda delle dimensioni della macchina, questi binari possono essere semplici come una piccola striscia di metallo o complessi come un sistema di rotaie lineari con cuscinetti a sfera a ricircolo oppure di grandi dimensioni come le rotaie di un treno.

Una macchina da taglio con struttura a portale sarà inoltre dotata di un sistema di guida sull'asse Y, montato sulla struttura a ponte. Il sistema di guida sull'asse Y sarà solitamente di dimensioni inferiori rispetto al binario dell'asse X, poiché deve sostenere solo il peso di un piccolo carrello e un utensile da taglio, non dell'intera struttura a portale. Le macchine con struttura a portale possono avere un carrello portautensili o più carrelli portautensili. A volte i carrelli portautensili sono dotati ciascuno del proprio motore di azionamento che li sposta sull'asse Y, a volte sarà presente un solo motore che aziona l'asse Y e tutti i carrelli portautensili saranno collegati da una fascia d'acciaio, un tirante, una fune metallica o un dispositivo meccanico simile.

Le strutture a portale possono essere di numerose dimensioni. Alcune macchine dispongono di un'area di taglio di 60 x 60 cm. Altri sistemi possono avere un'ampiezza di quasi 30 metri, con sistemi di binari altrettanto lunghi.

Tipi di macchine senza struttura a portale

Le macchine da taglio a fiamma sono state progettate anni fa principalmente come apparecchiature "a sbalzo", con l'impiego di rilevatori foto-ottici per seguire i modelli di linee. Una macchina a sbalzo è dotata di due binari distanziati tra loro, ma la trave si estende oltre i binari su un lato, con una torcia a tubo mobile che trasporta gli utensili da taglio. Alcuni modelli a sbalzo sono attualmente ancora disponibili. Tuttavia, con l'evoluzione della tecnologia CNC e delle apparecchiature, la macchina a sbalzo è in gran parte caduta in disuso e al suo posto viene utilizzata quella con struttura a portale.

Un altro design utilizzato spesso per le macchine a getto d'acqua è la struttura "a ponte volante". Un ponte volante ha un aspetto simile alla struttura a portale, ma con uno dei binari laterali interrotto. Si tratta in effetti di una macchina a sbalzo con i due binari accostati tra loro, spesso montati su un unico tubo d'acciaio. Mediante questa disposizione, un binario sostiene il peso dall'alto, mentre l'altro contrasta la coppia dal peso della trave dell'asse Y. A causa dell'elevato carico applicato ai binari di un ponte volante, in genere si tratta di binari lineari di precisione con cuscinetti a sfera a ricircolo. Alcune aziende hanno costruito macchine a ponte volante per il taglio termico, ma tali apparecchiature non sono popolari come le strutture a portale.