Устройство смены инструмента на ЧПУ станке

Cмена инструмента на ЧПУ станке. Преимущества и стоимость

Устройство смены инструмента на ЧПУ станке повышает эффективность производственного процесса, устраняя необходимость вмешательства человека для смены инструмента.

Устройство смены инструмента на станке с ЧПУ — это устройство, которое может хранить различные инструменты в инструментальном магазине и автоматически менять инструменты с помощью короткого G-кода. Это сокращает время машинного цикла, устраняя необходимость вручную менять инструменты для выполнения нескольких задач.

В этой статье подробно рассматриваются устройства смены инструмента с ЧПУ, их типы, преимущества и стоимость.

Что такое устройство смены инструмента на ЧПУ станке?

Shopbot PRSalpha с автоматической сменой инструмента
Shopbot PRSalpha с автоматической сменой инструмента

Устройство смены инструмента с ЧПУ позволяет станку с ЧПУ выполнять различные операции обработки за один проход без необходимости остановки станка для ручной смены режущего инструмента для различных операций.

В результате повышается производительность процесса и устраняются человеческие ошибки, такие как неправильная установка инструмента, которые могут повлиять на качество обработки.

Устройства смены инструмента на ЧПУ станке также известны как автоматические устройства смены инструмента (ATC) и требуют специальных шпинделей ATC , которые облегчают автоматическую смену инструмента.

В зависимости от времени, затрачиваемого на смену инструмента, и емкости инструмента, на рынке доступны различные типы ATC.

Хотя ATC впервые использовались на фрезерных и токарных станках, теперь они доступны почти для каждого станка с ЧПУ.

Например, листогибочные станки теперь интегрированы с системой ATC с ЧПУ, которая настраивает движение пуансонов в соответствии с размером заготовки.

ATC также устанавливаются на листогибочных прессах и состоят из челнока, выбирающего инструменты из инструментальной стойки рядом с листогибочным прессом и размещающего их в нужном месте.

Как правило, система смены инструмента с ЧПУ состоит из следующих узлов.

УзелФункция
Магазин инструментовИндексируемый блок хранения для нескольких инструментов.
Держатели инструментовДля удержания различных инструментов.
Автоматическая смена инструментаУдаляет текущий инструмент из держателей, прикрепленных к шпинделю станка, и заменяет его новым инструментом в соответствии с программой ЧПУ.
Кодовые кольца инструментов и их системДля распознавания точного инструмента по программе.
Основные части устройства смены инструмента с ЧПУ

ATC автоматически выбирает инструмент из магазина в соответствии с программой ЧПУ и вставляет нужный инструмент (установленный в универсальных держателях) в патрон или инструментальный держатель работающего станка с ЧПУ.

Различные держатели инструментов подходят для удержания различных типов режущих инструментов, используемых для различных операций, таких как торцевое фрезерование , фрезерование по профилю, резьбофрезерование, сверление, ратачиваниенарезание резьбы, токарная обработка, и т. д.

Тип держателяЦель
Держатель на оправкеДля удержания фрезы оправочного типа, необходимой для торцевого фрезерования.
Держатель положительного замкаДля удержания хвостовиков
Цанговый держатель с прямым хвостовикомДля крепления инструментов для сверления, развертывания и растачивания.
Цанговые держатели сжатия и растяженияДля удержания инструментов для нарезания резьбы.
Виды резцедержателей и их назначение

По завершении операции инструмент либо возвращается в магазин, либо заменяется по программе ЧПУ.

Типы устройств смены инструмента на ЧПУ станке

Устройство смены инструмента с ЧПУ может быть пяти типов в зависимости от расположения магазина и количества инструментов.

ТипУдерживающая способность инструмента
Система ATC с захватным рычагоммаксимум 32 инструмента
Система ATC с вращающимся барабаном.максимум 30 инструментов
Система ATC с цепным магазиномМинимум 32 и вмещает более 100 инструментов.
Система ATC с дисковым магазиномМинимум 32 и максимум 64 инструмента
Система ATC с турельной головкойМаксимум 8 инструментов.
Устройства смены инструмента с ЧПУ и их вместимость

Система ATC с захватным рычагом

Рычаг захвата, используемый в Index MS52-6
Рычаг захвата, используемый в Index MS52-6

Такая система обычно состоит из рычага захвата и диска с магазином, вмещающим до 32 инструментов.

Инструменты, необходимые для работы, последовательно индексируются перед захватным рычагом, и контроллер ЧПУ программируется соответствующим образом.

Во время операции захват выбирает инструменты на основе индексации, указанной в программе, и возвращает инструмент на то же место после завершения операции.

Конструкция захвата инструмента обычно изготавливается из алюминия, а клеммы для захвата инструментов — из закаленной стали.

Пружинный механизм, приводимый в действие вращением рычага, используется для захвата и освобождения инструмента.

Этот тип устройства смены инструмента обычно используется на многошпиндельных токарных станках, таких как Index MS52-6 .

Система ATC с вращающимся барабаном

Блок автоматической смены инструмента, вмещающий 24 инструмента
Блок автоматической смены инструмента, вмещающий 24 инструмента

Этот тип ATC работает с 30 инструментами (максимум), размещенными в магазине на периферии вращающегося барабана.

Система состоит из кулачкового редуктора, отвечающего за смену инструментов с помощью роликовой передачи и кулачков с рифлеными пластинами.

Благодаря меньшей длине блока и упрощенной конструкции системы УВД на основе вращающихся барабанов имеют более быстрое время работы, лучшую эффективность, а также экономичны.

В результате устройства смены инструмента барабанного типа лучше всего подходят для промышленного применения, где желательна высокая производительность.

Система ATC с цепным магазином

Устройство автоматической смены инструмента цепного типа с поворотным рычагом
Устройство автоматической смены инструмента цепного типа с поворотным рычагом

Цепь используется с инструментальными магазинами, вмещающими не менее 32 инструментов и не более 100.

В зависимости от запрограммированного положения инструмента цепь индексируется непосредственно перед передней бабкой.

Механизм состоит из поворотного рычага, который меняет инструмент и заменяет его новым инструментом из магазина.

В некоторых современных ATC цепного типа нет отдельного устройства для удаления инструментов, и обработка выполняется, когда инструменты остаются установленными на цепи.

Такая компоновка идеальна для тяжелого машиностроения и массового производства, но обычно связана с более высокими затратами на техническое обслуживание и меньшей скоростью поиска инструментов из-за большого количества инструментов.

Система АТС с дисковым магазином

Устройство смены инструмента дискового типа
Устройство смены инструмента дискового типа

Это устройство состоит из большого диска и снабжено захватами инструментов по его периферии.

Он может состоять из нескольких магазинов с захватами, удерживающими инструменты во время и после обработки, и подходит для мелко- и среднесерийного производства.

Индексация инструментов выполняется на основе положения захвата.

Системы ATC с дисковыми магазинами обычно имеют более высокую скорость работы, чем цепные системы, и могут вмещать минимум 32 инструмента и максимум 64 инструмента.

В результате, ATC дискового типа идеально подходят для операций, где требуется большая вместимость инструмента с быстрой сменой инструмента.

Система АТС с револьверной головкой

Устройство смены инструмента револьверного типа на токарном станке
Устройство смены инструмента револьверного типа на токарном станке

Этот тип системы обычно применяется на токарных станках с ЧПУ , таких как револьверные токарные станки , швейцарские токарные станки и т. д., и может вмещать до 8 инструментов.

Система регулируется с помощью пневматического механизма, а инструменты пронумерованы на головке, которая вращается по часовой стрелке.

Система обычно имеет высокую воспроизводимую точность и идеально подходит для небольших токарных операций.

Устройство смены инструмента с револьверной головкой доступно как на токарных станках с ЧПУ, так и на токарных станках с ручным управлением .

В то время как ручные токарные станки включают индексирование инструмента вручную, токарные станки с ЧПУ требуют, чтобы программист ЧПУ работал с программным обеспечением для программирования токарного станка с ЧПУ и выполнял процесс автоматической смены инструмента с помощью G-кода.

Сколько стоит устройство смены инструмента с ЧПУ?

Стоимость устройства смены инструмента с ЧПУ зависит от его типа, мощности и качества.

Небольшое устройство смены инструмента с ЧПУ от китайского бренда может стоить менее 100 долларов и, как правило, подходит для домашнего использования и мелкосерийного производства.

Принимая во внимание, что крупногабаритное промышленное устройство смены инструмента с ЧПУ от известных брендов, таких как HaasCNC, может стоить до 30 000 долларов или даже больше.

Прямой инструментальный магазин на 6 инструментов может стоить около 200–300 долларов и идеально подходит для фрезерных станков с ЧПУ, используемых для деревообработки.

Точно так же ATC дискового типа, совместимый с шаговым двигателем NEMA34 и способный удерживать около 16 инструментов, может стоить около 600 долларов.

С другой стороны, надежные промышленные АТС барабанного и цепного типа вместимостью более 30 инструментов могут стоить более 3000 долларов.

Однако при покупке устройства смены инструмента для профессионального применения важно выбирать известные бренды, поскольку они обеспечивают надежную работу и хорошее послепродажное обслуживание.

Преимущества использования устройства смены инструмента с ЧПУ

Обрабатывающий центр с АТС барабанного типа
Обрабатывающий центр с АТС барабанного типа

Повышает производительность станка с ЧПУ

Автоматическая смена инструментов сокращает время цикла за счет исключения времени, необходимого для ручной обработки, и, таким образом, повышает производительность станка.

В результате устройства смены инструмента с ЧПУ рекомендуются для промышленного применения, где высокая производительность приводит к высокой прибыли.

Снижение трудозатрат

Используя устройства смены инструмента с ЧПУ, станок может автоматически выполнять несколько функций, что устраняет необходимость в операторе для смены инструмента.

Это снижает трудозатраты, а также повышает безопасность цеха за счет сокращения количества несчастных случаев, вызванных ручными ошибками.

Увеличение вместимости инструмента для хранения станка

Магазины инструментов могут хранить от 8 до 100 инструментов в зависимости от типа ATC.

Такое расположение позволяет машине выполнять сложные и сложные операции без частого участия человека.

Лучшая воспроизводимость процессов и качество продукции

Установка ATC исключает вмешательство оператора во время процесса и, таким образом, снижает количество человеческих ошибок и повышает воспроизводимость процесса.

Вышеуказанные факторы повышают качество конечного продукта, полученного в процессе.

Широкий диапазон размеров

ATC доступны в широком диапазоне размеров и типов, из которых вы можете выбрать в зависимости от ваших требований.

Делаем устройства смены инструмента с ЧПУ доступными практически для любого масштаба бизнес-приложений.

Повышение безопасности работников

Включение ATC позволяет операторам ЧПУ контролировать процесс вместо непосредственного участия, что повышает их безопасность.

Как правило, прогаммист ЧПУ отвечает за первоначальную настройку процесса, а оператор ЧПУ обеспечивает соответствующее соблюдение процесса.

Как работает устройство смены инструмента с ЧПУ?

После получения команды смены инструмента через программу сменяемый инструмент перемещается в фиксированное положение, известное как «позиция смены инструмента».

Рычаг ATC поворачивается между револьверной головкой и магазином, поднимая или опуская инструмент из положения смены инструмента.

Захваты с обеих сторон стрелы могут поворачиваться на 90°, благодаря чему инструменты доставляются к передней поверхности револьверной головки.

Один из захватов отвечает за захват старого инструмента из револьверной головки, а другой берет новый инструмент из магазина.

Затем рычаг поворачивается на 180° и устанавливает инструменты в соответствующие положения.

Относительное движение рычага и шпинделя также может иметь несколько вариантов.

Например, в случае пинольного шпинделя шпиндель перемещается к рычажному захвату, чтобы принять или заменить инструмент.

В то время как для обычных шпинделей сам рвчаг совершает движения внутрь и наружу для вставки или извлечения инструментов.

Однако в цепном типе ATC инструменты кодируются либо физически, либо в магазине, загруженном инструментом.

На основе программы, предоставленной контроллеру ЧПУ, двигатель цепного привода вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы расположить инструмент в нужном положении.

Добавление устройства смены инструмента увеличивает сложность программирования ЧПУ , так как требует дополнительных кодов для смены инструмента.

T-коды обычно используются для выбора инструмента. Например, T26 в программе означает выбор инструмента номер 26.

Команда M06 в программе указывает ATC на смену инструмента, и ее необходимо выполнить перед командой T.

Что следует учитывать при эксплуатации ATC.

Длина инструмента

Длина инструмента играет важную роль в безопасной работе АТС.

При использовании инструмента, превышающего стандартную допустимую длину, рекомендуется следить за зазором по оси Z, так как контакт между инструментом и обрабатываемой деталью может повредить приспособление.

В случае, если инструмент заблокирован во время работы, рекомендуется немедленно активировать аварийную остановку, чтобы предотвратить любые повреждения.

Вес инструмента

В ATC максимально допустимый вес инструмента включает в себя вес держателя, цанги и всех их частей.

Индивидуальный вес инструмента всегда меньше допустимого веса.

При превышении допустимого веса устройство смены инструмента может не предвидеть заданный обрабатывающий центр, что приведет к неточности процесса.

Последние мысли

Cмена инструмента на ЧПУ станке заменяет инструмент без участия оператора и, таким образом, сокращает время простоя производства.

Она также улучшает вместимость и гибкость станка, позволяя хранить различные инструменты для различных функций.

Тем не менее, устройство смены инструмента рекомендуется для серийного и массового производства, где критически важны скорость и повторяемость.

ATC револьверного типа подходит для небольших проектов, но применим только к токарным станкам.

Для небольших производств с одной или двумя машинами обычно требуется обоснование затрат на установку и обслуживание АТС.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Сколько времени требуется ATC для смены инструмента?

Время, затрачиваемое диспетчером на смену инструмента, обычно составляет от 3 до 7 секунд.

Почему в магазинном двигателе иногда используется поворотный энкодер?

Включение поворотного энкодера в магазинный двигатель устраняет необходимость в распределительном валу; следовательно, нет времени на остановку, что сокращает время работы АТС.

Что означает «последовательность операций смены инструмента»?

Под последовательностью операции смены инструмента понимается путь, пройденный инструментом от магазина к шпинделю при замене инструмента или наоборот.

Какая польза от команды T в программировании ATC?

Команда T используется для предварительного включения следующего инструмента в операции для оптимизации времени смены инструмента.

Какова стандартная длина инструмента для устройства смены двух манипуляторов ATC?

Стандартная длина инструмента для двухрычажного устройства смены ATC составляет 400 мм.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *