Avtomatski CNC rezkalniki z menjalnikom orodij za vsak žep

Definicija

Samodejni menjalnik orodij je naprava za prenos, nalaganje in razkladanje orodij med vretenom in magazinom orodij. Samodejni menjalnik orodij je polno ime za ATC v CNC obdelavi.

Kompleti za avtomatsko menjavo orodij poganjajo CNC stroj z neprekinjenim delovanjem, kar pomeni, da se po vsakem zaključku postopka novo orodje, uporabljeno v naslednjem postopku, samodejno zamenja z vretenom, vreteno pa prevzame orodje, menjava orodij pa se običajno izvede z usklajenim delovanjem manipulatorja, magazina in vretena.

V primerjavi z večvretenskimi CNC rezkalniki potrebuje ATC v glavi le eno vreteno, komponente vretena pa imajo zadostno togost, da izpolnjujejo zahteve različnih natančnih obdelav. Poleg tega lahko orodni magazin shrani veliko število orodij za večstopenjsko obdelavo kompleksnih delov, kar lahko znatno izboljša prilagodljivost in učinkovitost obdelave obdelovalnih strojev. Sistem ATC je sestavljen iz dveh delov: orodnega magazina in naprave za samodejno menjavo orodij. Ima dve glavni prednosti: prva je, da je rezervirano samo eno vreteno, kar je koristno za poenostavitev strukture vretena in izboljšanje togosti vretena; druga je, da je v knjižnici mogoče shraniti veliko število rezkarjev različnih vrst in funkcij, kar omogoča priročno izvajanje različnih kompleksnih in večstopenjskih postopkov obdelave.

Komplet avtomatiziranega menjalnika orodij je sestavljen iz magazina za orodje, sistema za izbiro orodja, mehanizma za menjavo orodja in drugih delov, njegova struktura pa je bolj zapletena. Odgovoren je za prenos nastavka med magazinom in vretenom, potiskanje nastavka, ki ga je treba uporabiti, na vreteno in nato pošiljanje zamenjanega nastavka nazaj v magazin. Čeprav ta metoda menjave ni tako preprosta kot prejšnja, preprečuje premikanje magazina in vretena med menjavo orodja in jo nadomešča avtomatizirani menjalnik orodij. Na ta način se zmanjša obseg gibanja mehanskih komponent, menjava se izvede hitreje, zasnova pa je tudi bolj prilagodljiva.

Delovna Načelo

V sistemu za avtomatsko menjavo orodij se naprava, ki izvaja prenos ter nalaganje in razkladanje orodja med magazinom in vretenom, imenuje menjalnik orodij. Obstajata dva načina za menjavo orodij: relativno gibanje magazina in vretena ter manipulator. Naprava, ki uporablja relativno gibanje magazina in vretena za menjavo orodja, mora najprej vrniti rabljeno orodje v magazin pri menjavi orodja in nato vzeti novo orodje iz magazina. Teh dveh dejanj ni mogoče izvesti hkrati, čas menjave orodja pa se podaljša.

Vendar pa lahko menjalnik orodij manipulatorja med menjavo hkrati zagrabi, naloži in razklada nastavke v vretenu in magazinu, zato se čas menjave dodatno skrajša. Najpogosteje uporabljena metoda menjave orodij z robotom. To je zato, ker je manipulator prilagodljiv pri menjavi, hiter v delovanju in preproste strukture. Manipulator lahko izvede vrsto dejanj, kot so prijemanje - vlečenje - obračanje - vstavljanje - vračanje. Da se prepreči padec nastavka, je premična kremplja manipulatorja opremljena s samozaklepnim mehanizmom.

Značilnosti in prednosti

Uporabljeno je visokozmogljivo vreteno za avtomatski menjalnik orodij z dobro zagonsko zmogljivostjo in velikim navorom, kar omogoča, da se v celoti izkoristijo prednosti visoke hitrosti in večje učinkovitosti stroja. Uporablja servo motor z visokim navorom, izdelan na Japonskem, ki ima prednosti nizkega hrupa, visoke hitrosti in visoke natančnosti pozicioniranja. Opremljen je z edinstvenim zalogovnikom orodij, ki omogoča menjavo potrebnih rezkarjev po želji. Menjava orodja traja le nekaj sekund. Standardni zalogovnik orodij ima 8 orodij, prilagoditi pa ga je mogoče tudi z večjim zalogovnikom orodij.

stroški

Cena CNC rezkalnega stroja ATC (samodejni menjalnik orodij) se lahko zelo razlikuje glede na specifikacije, velikost, funkcije in znamko stroja, običajno od približno $10,800 do več $100,000. Začetni kompleti hobi ATC CNC rezkarjev stanejo povprečno $12,000, medtem ko so nekatere višje industrijske mize za rezkalne stroje ATC CNC z naprednimi zmogljivostmi, večjimi delovnimi površinami in dodatnimi funkcijami običajno dražje. Skupno gledano je povprečni strošek nakupa rezkalnega stroja ATC CNC z menjalnikom orodij približno $16,000. Za natančne cene glede na vaše potrebe je priporočljivo, da se posvetujete s posameznimi proizvajalci ali dobavitelji.

Večina lesarjev si želi imeti CNC usmerjevalnik ATC, vendar nekateri nimajo pojma, koliko stane nadgradnja običajnega CNC stroja s kompletom za avtomatski menjalnik orodij. Glede na poročilo o trgu industrijskih CNC strojev za leto 2026 boste morali porabiti dodatnih ... $3,000 do $8,000 poleg običajnega stroja, če želite to narediti sami.

Tehnični podatki

Vrste

Avtomatski menjalniki orodij so razdeljeni na 3 običajne tipe: linearni, bobnasti in verižni, ki jih bomo predstavili enega za drugim.

Linearni tip

To je vrsta linijskega menjalnika, ki se uporablja za magazine s 4 do 12 orodji. Odlikuje ga hitra menjava orodij in enostavna uporaba.

Tip bobna

To je vrsta rotacijskega menjalnika, znanega tudi kot ATC tipa CTM in ATC diskovnega tipa. Uporablja se za nabiralnike z 8 do 20 orodji.

Vrsta verige

Uporablja se za vertikalne CNC stroje z nižjo hitrostjo menjave orodij. Zasnovan je za magazine z več kot 30 orodji, kar pomeni največjo nosilnost orodij.

Kako zamenjati orodje pri CNC obdelavi?

Držalo rotacijskega orodja

Rotacijski nosilec orodja je eden najpreprostejših menjalnikov, ki se pogosto uporablja v CNC stružnicah. Lahko je zasnovan v različnih oblikah, kot so kvadratni, šestkotni ali diskasti aksialni nosilec orodja. Na rotacijskem nosilcu so nameščena štiri, šest ali več orodij, nastavki pa se menjajo v skladu z navodili numeričnega krmilnega sistema. Rotacijski nosilec orodja mora imeti dobro trdnost in togost, da prenese upor pri rezanju med grobo obdelavo. Ker je natančnost struženja v veliki meri odvisna od položaja konice orodja, se pri računalniško numerično krmiljenih stružnicah položaj orodja med obdelavo ne nastavlja ročno, zato je bolj pomembno izbrati zanesljivo shemo pozicioniranja in razumno strukturo pozicioniranja, da se zagotovi rotacijsko orodje. Po vsakem indeksiranju ima nosilec največjo možno natančnost ponavljajočega se pozicioniranja (običajno 0.001-0.005mm). V normalnih okoliščinah spreminjanje vrtljivega držala vključuje dvigovanje držala, indeksiranje držala in pritiskanje držala.

Menjava glave vretena

Menjava orodja v vretenski glavi je relativno preprosta metoda menjave orodja pri CNC strojih z vrtljivimi orodji. Ta vretenska glava je pravzaprav revolverski magazin za orodja. Obstajata dve vrsti vretenskih glav: vodoravna in navpična. Običajno se indeksiranje revolverja uporablja za zamenjavo vretenske glave, da se doseže avtomatska menjava orodja. Na vsakem vretenu revolverja so predhodno nameščena rotacijska orodja, potrebna za vsak postopek. Ko je izdan ukaz za menjavo orodja, se vsaka vretenska glava po vrsti obrne v obdelovalni položaj in vklopi se glavno gibanje, tako da ustrezno vreteno poganja rezilo, da se vrti. Druga vretena v neobdelovalnih položajih so odklopljena od glavnega gibanja. Naprava za menjavo orodja v vretenu prihrani vrsto zapletenih operacij, kot so samodejno odvijanje, vpenjanje, razkladanje, nalaganje in razkladanje, s čimer se skrajša čas menjave in izboljša zanesljivost menjave. Vendar pa zaradi omejenega prostora konstrukcijska velikost komponent vretena ne sme biti prevelika, kar bi vplivalo na togost sistema vretena. Da bi zagotovili togost vretena, je treba število vreten omejiti, sicer se bo konstrukcijska velikost povečala. Zato je glava vretena z revolverjem običajno primerna le za stroje z malo procesi in nizkimi zahtevami glede natančnosti, kot so računalniško numerično krmiljeni vrtalni in rezkalni stroji.

Sistem za avtomatsko menjavo orodij

Ker rotacijski menjalnik orodij in revolverska glava ne moreta namestiti preveč nastavkov, ne moreta zadostiti potrebam obdelave kompleksnih delov. Zato CNC stroji ATC večinoma uporabljajo avtomatske menjalnike z nabojniki za orodje. Naprava z nabojnikom za orodje je sestavljena iz nabojnika in mehanizma za menjavo orodja, postopek menjave pa je bolj zapleten. Najprej je treba vse nastavke, ki se uporabljajo v procesu obdelave, namestiti na standardno držalo in jih po predhodni nastavitvi velikosti zunaj stroja na določen način vstaviti v nabojnik. Pri menjavi najprej izberite nastavek v nabojniku, nato pa ga menjalnik vzame iz nabojnika ali vretena za zamenjavo, v vreteno vstavi nov nastavek in starega vrne v nabojnik. Nabojnik ima veliko kapaciteto in ga je mogoče namestiti na stran ali nad glavo glave. Ker je v glavi stroja z nabojnikom za samodejno menjavo orodja samo eno vreteno, mora biti togost komponent vretena visoka, da se izpolnijo zahteve za natančno obdelavo. Poleg tega je število bitov v magazinu veliko, zato je mogoče izvajati večprocesno obdelavo kompleksnih delov, kar močno izboljša prilagodljivost in učinkovitost obdelave stroja. Sistem ATC z magazinom je primeren za vrtalne centre in obdelovalne centre.

Kako izbrati revijo in orodje?

Vrsta orodnega magazina

Rezalnik orodij se uporablja za shranjevanje določenega števila rezkarjev, ki jih je mogoče zamenjati z rezkarji na vretenu s pomočjo manipulatorja. Obstajajo različne vrste rezalnikov, kot so diskasti in verižni rezalniki. Oblika in prostornina rezalnikov morata biti določeni glede na tehnološki obseg stroja. V rezalniku diskastih orodij je smer rezkarja v isti smeri kot vreteno. Pri menjavi rezkarja se ohišje vretena dvigne v določen položaj, tako da je rezkar na vretenu poravnan s spodnjim položajem rezalnika in je rezkar vpet. Vreteno krmili računalnik. Spustite ročaj, rezalnik diskastih orodij se premakne naprej, izvleče rezkar na vretenu. Nato rezalnik zavrti rezkar, ki se uporablja v naslednjem postopku, v položaj, poravnan z vretenom. Rezalnik se nato premakne nazaj, nov rezkar se vstavi v luknjo vretena, vreteno se vpne v držalo, ohišje vretena se spusti v delovni položaj, menjava orodja je končana in naslednji postopek se začne. Prednosti te naprave za menjavo orodja so preprosta konstrukcija, nizki stroški in dobra zanesljivost menjave. Slabost je dolg čas menjave, zato je primeren za obdelovalne centre z majhno kapaciteto magazina. Za obdelovalne centre, ki zahtevajo veliko kapaciteto magazina, se uporablja verižni magazin za orodje. Magazin ima kompaktno strukturo in veliko kapaciteto magazina. Oblika verižnika se lahko izdela v različne vrste glede na postavitev stroja. Oblika in položaj menjave se lahko tudi izbočita, da se olajša menjava. Ko je treba povečati število rezkalnih nastavkov, je potrebno le povečati dolžino verige, kar olajša načrtovanje in izdelavo magazina.

Metoda izbire orodja

V magazinu je shranjenih veliko nastavkov. Pred vsako menjavo je treba izbrati nastavek. Pogosto uporabljeni metodi izbire orodja vključujeta zaporedno metodo in poljubno metodo. Orodja se v držala magazina vstavljajo po vrsti glede na zahteve procesa. Obdelava je namenjena zaporednemu prilagajanju nastavkov. Pri obdelavi različnih obdelovancev je treba vrstni red nastavkov v magazinu ponovno prilagoditi. Prednost je v tem, da sta pogon in krmiljenje magazina relativno preprosta. Zato je ta metoda primerna za samodejno menjavo orodij v majhnih in srednje velikih numerično krmiljenih strojih z velikimi serijami obdelave in majhnim številom vrst obdelovancev. Z razvojem numeričnih krmilnih sistemov večina numeričnih krmilnih sistemov uporablja metodo poljubne izbire orodja, ki je razdeljena na 3 vrste: kodiranje držala orodja, kodiranje orodja in tip pomnilnika.

Metoda kodiranja orodij

Kodo orodja ali držala je treba prepoznati z namestitvijo kodne vrstice na orodje ali držalo, ki je običajno kodirana po načelu binarnega kodiranja. Metoda izbire uporablja posebno strukturo držala orodja, pri čemer ima vsak bit svojo kodo, zato se lahko bit ponovno uporabi v različnih procesih in zamenjanega bitja ni treba vračati v prvotno držalo. Velikozmogljiv magazin se lahko ustrezno skrajša. Vendar ima vsak bit poseben kodirni obroč, dolžina se podaljša, je težje izdelati, struktura magazina in manipulatorja pa postane zapletena. Metoda kodiranja držala je, da en nož ustreza enemu držalu. Orodja, odstranjena iz enega držala, je treba vstaviti nazaj na isto držalo. Bitovi za izbiro in namestitev so nerodni in trajajo dolgo časa, da se zamenjajo. Trenutno se metoda pomnilnika pogosto uporablja v obdelovalnih centrih. Na ta način se lahko številka in položaj držala v magazinu ustrezno shranita v PLC CNC sistema. Informacije o orodju so vedno shranjene v PLC-ju, ne glede na to, v katero vpenjalo je orodje nameščeno. Magazin je opremljen z napravo za zaznavanje položaja, ki lahko pridobi informacije o položaju vsakega držala. Na ta način je mogoče orodje po želji vzeti ven in vrniti. Magazin ima tudi mehansko izhodišče, tako da se vsakič, ko je izbran nož, izbere najbližji nož.

Aplikacije

CNC rezkalni stroji ATC se lahko uporabljajo v številnih panogah, kot so pohištvo in izboljšave doma, lesena obrt, omare, zasloni, oglaševanje, industrija glasbil ali obdelava ohišij preciznih instrumentov. Materiali, ki jih je mogoče obdelati, vključujejo predvsem različne nekovinske materiale, kot so les, steklo, kamen, plastika, akril in izolacijski materiali.

Lesno

Domača vrata, 3D Obdelava valovitih plošč, vrata omar, vrata iz masivnega lesa, vrata za obrtniška dela, vrata brez barve, zasloni, izdelava oken za obrtniška dela, čistilniki čevljev, omare in plošče za igralne avtomate, računalniške mize in izdelava pohištva iz plošč.

Izdelava plesni

Izdeluje lahko kovinske kalupe, kot so baker, aluminij, železo in drugo, pa tudi nekovinske kalupe, kot so les, kamen, plastika, PVC in drugo.

Oglaševanje in hobisti

Izdelava napisov, izdelava logotipov, napisov, izrezovanje akrila, blister oblikovanje in dekoracije.

Industrijska proizvodnja

Izdeluje lahko vse vrste senčnih skulptur in reliefnih skulptur, ki se pogosto uporabljajo v obrti in darilni industriji.

Odpravljanje težav

CNC usmerjevalnik z ATC je najzmogljivejša klasifikacija strojev z računalniškim numeričnim krmiljenjem. Čeprav sta moč in hitrost obdelave neprimerljivi z drugimi stroji z računalniškim numeričnim krmiljenjem, sta kot popolnoma avtomatizirana mehanska oprema zelo potrebna tudi dnevni pregled in vzdrževanje. CNC usmerjevalnik z menjalnikom orodij se popolnoma razlikuje od metod odkrivanja in diagnosticiranja napak običajnih strojev z računalniškim numeričnim krmiljenjem.

Metoda pregleda delovanja stroja

Metoda pregleda delovanja je metoda opazovanja in spremljanja dejanskega delovanja stroja za določitev položaja okvare in s tem sledenje vzroku napake. Na splošno kompleti računalniško numerično krmiljenih strojev uporabljajo hidravlične in pnevmatske krmilne dele, kot so avtomatski menjalnik orodij, naprava za menjalno mizo, vpenjalna in prenosna naprava itd., ki jih je mogoče uporabiti za ugotavljanje vzroka napake z diagnozo gibanja.

Metoda analize stanja

CNC sistem ne more samo prikazati informacij o diagnozi napak, temveč tudi zagotoviti različna stanja diagnoze v obliki naslova diagnoze in diagnostičnih podatkov. Na primer, ko se sistem napačno vrne na referenčno točko, lahko preverite vrednost stanja ustreznega parametra, da ugotovite vzrok napake.

Metoda preverjanja CNC programiranja

Metoda preverjanja CNC programiranja se imenuje tudi metoda preizkusa funkcij programa. To je metoda za potrditev vzroka napake s sestavljanjem posebnega segmenta testnega programa. Z metodo ročnega programiranja lahko sestavite program za preizkus funkcij za sistemske funkcije (kot so linearno pozicioniranje, krožna interpolacija, rezanje navojev, standardni cikli, uporabniški makro programi itd.) in zaženete testni program, da preverite natančnost in zanesljivost stroja pri izvajanju teh funkcij ter nato ugotovite vzrok napake. Običajno je testni program napisan z navodili za popravilo stroja in se zažene, ko pride do napake, da se ugotovi, za kaj gre.

Metoda pregleda instrumentov

Metoda pregleda instrumentov se nanaša na uporabo običajnih električnih instrumentov za merjenje napetosti vsake skupine izmeničnih in enosmernih napajalnikov, faznih enosmernih in impulznih signalov itd., da se odkrijejo napake.

Metoda samodiagnoze numeričnega krmilnega sistema

Samodiagnoza numeričnega krmilnega sistema je diagnostična metoda, ki uporablja notranji program za samodiagnozo ali posebno diagnostično programsko opremo sistema za samodiagnozo in testiranje ključne strojne opreme znotraj sistema in krmilne programske opreme sistema. Vključuje predvsem samodiagnozo ob vklopu, spletno spremljanje in testiranje brez povezave. CNC stroj uporablja funkcijo samodiagnoze sistema, ki lahko enostavno prikaže stanje vmesniškega signala med sistemom in vsakim delom ter ugotovi splošno lokacijo napake. To je najpogosteje uporabljena metoda v postopku diagnosticiranja napak.