Moduláris felépítésű megmunkálógép vázszerkezetének fejlesztése

Development of a Modular Machine Tool Frame Structure

Absztrakt

This study presents the design and development process of the frame structure of an innovative machine concept, which adapts to various customer requirements through the combination of different material removal technologies and a modular architecture. Through a detailed investigation of a welded steel frame CNC gantry milling machine, I identified its structural design shortcomings, and subsequently developed alternative concepts for the frame structure, which were compared against the existing machine frame from multiple perspectives. The results of the finite element analysis showed that the maximum stress and deformation occurring under load remained within the target range, while the modular system incorporating any of the new concepts also satisfies the requirements of manufacturability and installation, owing to the targeted dimensional range, reduced mass, and integrated construction. The selected frame concept underwent further design-for-manufacturing optimization and structural development processes.

Kivonat

Jelen tanulmány egy olyan innovatív gépkonstrukció vázszerkezetének tervezési és fejlesztési folyamatát mutatja be, amely gép különböző anyagleválasztási technológiák ötvözésével és moduláris felépítéssel igazodik a különböző vevői igényekhez. Egy hegesztett acélvázas CNC portálmarógép részletes vizsgálata során feltártam annak konstrukciós hátrányait, majd alternatív koncepciókat készítettem a vázszerkezetre vonatkozóan, amelyeket több szempontból összehasonlítottam a meglévő gépvázzal. A végeselem-analízis eredményei azt mutatták, hogy a terhelés hatására bekövetkező maximális feszültség és alakváltozás a céltartományban maradt, míg az új koncepciók bármelyikét alkalmazó moduláris rendszer a célzott mérettartomány, a kisebb tömeg és az integrált felépítés okán a gyárthatósági és telepítési szempontoknak is eleget tesz. A kiválasztásra került vázkonstrukció további gyártásszempontú optimálási és konstrukciófejlesztési folyamatokon ment keresztül.