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.

Вам может также понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Срок проверки reCAPTCHA истек. Перезагрузите страницу.