Original title: Stavebnicový systém CNC portálových frézovacích obráběcích strojů
Translated title: Modular system of CNC gantry milling machine tools
Authors: Kalivoda, Petr ; Marek, Tomáš (referee) ; Marek, Jiří (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Diplomová práce se zabývá návrhem stavebnicového systému CNC portálových frézovacích obráběcích strojů. V úvodní části je proveden rozbor současného stavu řešené problematiky se zaměřením na konstrukční koncepce portálových obráběcích center typu spodní gántry, horní gántry a posuvný stůl. Na základě analýzy 153 obráběcích strojů od světových i českých vý-robců jsou porovnány hlavní stavební uzly, používané materiály nosných soustav, lineární po-suvové soustavy, vřeteníky, rotační osy a opční technologické uzly. Následně je pomocí meto-diky Brněnské konstrukční školy a systémového přístupu navržen stavebnicový systém umož-ňující rekonfigurovatelnost portálových obráběcích strojů. Součástí práce je návrh optimální konstrukční varianty šestiosého CNC portálového frézovacího centra se spodním gantry urče-ného primárně pro obrábění kovů. Pro vybranou variantu jsou provedeny základní konstrukční návrhy, návrhy lineárních vedení, pohonů a kuličkových šroubů, zjednodušený MKP výpočet deformací nosné soustavy v prostředí ANSYS a tvorba technické dokumentace vybraných kon-strukčních skupin. Výsledky výpočtů ukázaly nedostatečnou tuhost příčníku a identifikovaly oblasti vhodné pro další konstrukční optimalizaci. Práce dále obsahuje technicko-ekonomické zhodnocení navrženého řešení a doporučení pro další rozvoj stavebnicového systému CNC por-tálových obráběcích strojů. This thesis deals with the design of a modular system for CNC gantry milling machines. The introductory section provides an analysis of the current state of the field, focusing on the design concepts of gantry machining centers of the lower gantry, upper gantry, and sliding table types. Based on an analysis of 153 machine tools from global and Czech manufacturers, the main structural components, materials used in the support structure, linear feed systems, spindle he-ads, rotary axes, and optional technological components are compared. Subsequently, using the methodology of the Brno School of Design and a systems approach, a modular system is pro-posed that enables the reconfigurability of gantry-type machine tools. The thesis includes a de-sign of an optimal structural variant of a six-axis CNC gantry-type milling center with a bottom gantry, intended primarily for metal machining. For the selected variant, basic structural de-signs, designs of linear guides, drives, and ball screws are carried out, along with a simplified FEM calculation of the support structure’s deformations in the ANSYS environment and the creation of technical documentation for selected structural assemblies. The calculation results revealed insufficient stiffness of the crossbeam and identified areas suitable for further structu-ral optimization. The thesis also includes a technical and economic evaluation of the proposed solution and recommendations for the further development of a modular system of CNC gantry machine tools.
Keywords: ANSYS; CNC machine tool; FEM analysis; gantry milling center; lower gantry; modu-lar system; modular design; reconfigurability; sliding table; support structure; upper gantry; welded structure; ANSYS; CNC obráběcí stroj; horní gántry; MKP analýza; modularita konstrukce; nosná soustava; portálové frézovací centrum; posuvný stůl; rekonfigurovatelnost; spodní gántry; stavebnicový systém; svařovaná konstrukce

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/259927

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-776319


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses