Automatinės CNC frezavimo staklės su įrankių keitikliu kiekvienam biudžetui

Apibrėžimas

Automatinis įrankių keitiklis yra įrenginys, skirtas įrankiams perkelti, pakrauti ir iškrauti tarp veleno ir įrankių dėtuvės. Automatinis įrankių keitiklis yra pilnas ATC pavadinimas CNC apdirbime.

Automatiniai įrankių keitikliai užtikrina CNC staklių nuolatinį veikimą, tai yra, po kiekvieno proceso pabaigos naujas įrankis, naudojamas kitame procese, automatiškai pakeičiamas į veleną, o velenas paima įrankį, o įrankių keitimas paprastai atliekamas koordinuotai manipuliatoriaus, dėtuvės ir veleno veiksmais.

Lyginant su daugiaašiais CNC frezavimo staklėmis, ATC sistemai reikia tik vieno veleno galvinėje dalyje, o veleno komponentai yra pakankamai tvirti, kad atitiktų įvairaus tikslaus apdirbimo reikalavimus. Be to, įrankių dėtuvėje galima laikyti daug įrankių, skirtų sudėtingų detalių daugiapakopiam apdirbimui, o tai gali žymiai pagerinti staklių pritaikomumą ir apdirbimo efektyvumą. ATC sistema susideda iš 2 dalių: įrankių dėtuvės ir automatinio įrankių keitimo įtaiso. Ji turi 2 pagrindinius privalumus: pirma, rezervuojamas tik vienas velenas, o tai naudinga siekiant supaprastinti veleno struktūrą ir pagerinti veleno tvirtumą; antra, bibliotekoje galima saugoti daug skirtingų tipų ir funkcijų frezavimo antgalių, todėl patogu atlikti įvairias sudėtingas ir daugiapakopes apdorojimo procedūras.

Automatinis įrankių keitiklis sudarytas iš įrankių dėtuvės, įrankių pasirinkimo sistemos, įrankių keitimo mechanizmo ir kitų dalių, o jo konstrukcija yra sudėtingesnė. Jis atsakingas už antgalio perkėlimą tarp dėtuvės ir veleno, naudojamo antgalio stūmimą ant veleno ir pakeisto antgalio grąžinimą į viduje esančią dėtuvę. Nors šis keitimo metodas nėra toks paprastas kaip ankstesnis, jis leidžia išvengti dėtuvės ir veleno judėjimo keičiant įrankį, o jį pakeičia automatinis įrankių keitiklis. Tokiu būdu sumažinamas mechaninių komponentų judėjimo diapazonas, keitimas atliekamas greičiau, o konstrukcijos išdėstymas taip pat yra lankstesnis.

Veikimo principas

Automatinėje įrankių keitimo sistemoje įrenginys, kuris vykdo įrankių perkėlimą, pakrovimą ir iškrovimą tarp dėtuvės ir veleno, vadinamas įrankių keitikliu. Yra du įrankiai keičiami: santykinis dėtuvės ir veleno judėjimas arba manipuliatorius. Įrenginys, kuris naudoja santykinį dėtuvės ir veleno judėjimą įrankiui keisti, keičiant įrankį, pirmiausia turi grąžinti panaudotą įrankį į dėtuvę, o tada išimti naują įrankį iš dėtuvės. Šių dviejų veiksmų negalima atlikti vienu metu, o įrankių keitimo laikas gali būti ilgesnis.

Tačiau manipuliatoriaus įrankių keitiklis keitimo metu gali vienu metu sugriebti, pakrauti ir iškrauti antgalius iš veleno ir dėtuvės, todėl keitimo laikas dar labiau sutrumpėja. Įrankių keitimo metodas naudojant robotą yra plačiausiai naudojamas. Taip yra todėl, kad manipuliatorius yra lankstus keičiant, greitas ir paprastos konstrukcijos. Manipuliatorius gali atlikti veiksmų seriją, pavyzdžiui, sugriebti – ištraukti – sukti – įdėti – grąžinti. Siekiant išvengti antgalio kritimo, judantis manipuliatoriaus žnyplės turi savaiminio fiksavimo mechanizmą.

Savybės ir pranašumai

Didelės galios automatinis įrankių keitiklio velenas pasižymi geru paleidimo našumu ir dideliu sukimo momentu, todėl galima visapusiškai išnaudoti didelio greičio ir efektyvumo privalumus. Jame naudojamas Japonijoje pagamintas didelio sukimo momento servo variklis, pasižymintis mažu triukšmu, dideliu greičiu ir dideliu padėties nustatymo tikslumu. Įrengtas unikalus įrankių dėtuvės dėklas leidžia bet kada pakeisti reikiamus frezos antgalius. Įrankių keitimas trunka tik kelias sekundes. Standartinėje įrankių dėtuvėje yra 8 įrankiai, o didesnės talpos įrankių dėtuvę galima pritaikyti pagal poreikį.

išlaidos

ATC (automatinio įrankių keitimo) CNC frezavimo staklės kaina gali labai skirtis priklausomai nuo staklės specifikacijų, dydžio, funkcijų ir prekės ženklo, paprastai svyruoja nuo maždaug $10,800 iki daugiau $100,000. Pradinio lygio mėgėjiškų ATC CNC frezavimo rinkinių kaina vidutiniškai siekia $12,000, o kai kurie aukštesnės klasės pramoniniai ATC CNC frezavimo stalai su pažangiomis galimybėmis, didesniu darbo plotu ir papildomomis funkcijomis paprastai yra brangesni. Apskritai vidutinė ATC CNC frezavimo staklių su įrankių keitikliu įsigijimo kaina yra apie $16,000. Patartina pasikonsultuoti su konkrečiais gamintojais ar tiekėjais dėl tikslios kainos, atsižvelgiant į jūsų poreikius.

Dauguma medžio apdirbėjų nori turėti ATC CNC frezavimo stakles, tačiau kai kurie iš jų net neįsivaizduoja, kiek kainuoja atnaujinti įprastą CNC stakles su automatiniu įrankių keitimo komplektu. Remiantis... 2025 pramonės CNC rinkos ataskaita, turėsite išleisti papildomai $3,000 iki $8000 $papildomai prie įprastos mašinos, jei norite tai padaryti patys.

Specifikacija

Tipai

Automatiniai įrankių keitikliai skirstomi į 3 įprastus tipus: linijinį, būgninį ir grandininį, juos pristatysime po vieną.

Linijinis tipas

Tai yra linijinio keitiklio tipas, naudojamas dėtuvėms su 4–12 įrankių. Jis pasižymi greitu įrankių keitimu ir paprastu naudojimu.

Būgno tipas

Tai rotacinio keitiklio tipas, dar žinomas kaip CTM tipo ATC ir diskinio tipo ATC. Jis naudojamas dėtuvėms su 8–20 įrankių.

Grandinės tipas

Jis naudojamas vertikalioms CNC staklėms su mažesniu įrankių keitimo greičiu. Jis skirtas dėtuvėms su daugiau nei 30 įrankių, todėl pasižymi geriausia įrankių laikymo talpa.

Kaip pakeisti įrankį CNC apdirbime?

Rotacinio įrankio laikiklis

Rotacinis įrankių laikiklis yra vienas iš paprasčiausių keitiklių, dažniausiai naudojamų CNC tekinimo staklėse. Jis gali būti suprojektuotas įvairių formų, tokių kaip kvadratinis, šešiakampis arba disko tipo ašinis įrankių laikiklis. Ant rotacinio laikiklio atitinkamai montuojami keturi, šeši ar daugiau įrankių, o antgaliai keičiami pagal skaitmeninio valdymo įrenginio instrukcijas. Rotacinio įrankio laikiklis turi būti tvirtas ir standus, kad atlaikytų pjovimo pasipriešinimą grubaus apdirbimo metu. Kadangi tekinimo apdirbimo tikslumas labai priklauso nuo įrankio antgalio padėties, kompiuteriu valdomose tekinimo staklėse įrankio padėtis apdirbimo proceso metu nėra reguliuojama rankiniu būdu, todėl svarbu pasirinkti patikimą padėties nustatymo schemą ir pagrįstą padėties nustatymo struktūrą, kad būtų užtikrintas rotacinis įrankis. Po kiekvieno indeksavimo stovas turi didžiausią įmanomą pakartotinio padėties nustatymo tikslumą (paprastai 0.001-0.005mm). Įprastomis aplinkybėmis sukamojo laikiklio keitimo veiksmas apima laikiklio pakėlimą, laikiklio indeksavimą ir laikiklio spaudimą.

Veleno galvutės keitimas

Špindelio galvutės įrankių keitimas yra gana paprastas įrankių keitimo metodas CNC staklėms su besisukančiais įrankiais. Ši špindelio galvutė iš tikrųjų yra revolverinė įrankių dėtuvė. Yra 2 špindelio galvučių tipai: horizontali ir vertikali. Paprastai revolverinė indeksavimo sistema naudojama špindelio galvutei pakeisti, kad būtų galima automatiškai keisti įrankius. Ant kiekvieno revolverinės galvutės iš anksto įdiegti kiekvienam procesui reikalingi sukamieji įrankiai. Kai duodama įrankių keitimo komanda, kiekviena špindelio galvutė paeiliui pasisuka į apdorojimo padėtį ir įjungiamas pagrindinis judėjimas, kad atitinkamas špindelis suktų antgalį. Kiti špindeliai, esantys ne apdirbimo pozicijose, atjungiami nuo pagrindinio judėjimo. Špindelio įrankių keitimo įtaisas sutaupo daugybę sudėtingų operacijų, tokių kaip automatinis atlaisvinimas, prispaudimas, iškrovimas, pakrovimas ir iškrovimas, taip sutrumpindamas keitimo laiką ir pagerindamas keitimo patikimumą. Tačiau dėl erdvės padėties apribojimo špindelio komponentų konstrukcinis dydis negali būti per didelis, o tai turi įtakos špindelio sistemos standumui. Siekiant užtikrinti špindelio standumą, špindelių skaičius turi būti ribotas, kitaip padidės konstrukcijos dydis. Todėl revolverinė veleno galvutė paprastai tinka tik mašinoms, kurioms taikomi keli procesai ir maži tikslumo reikalavimai, pavyzdžiui, kompiuterinio skaitmeninio valdymo gręžimo ir frezavimo staklėms.

Automatinė įrankių keitimo sistema

Kadangi rotacinis įrankių laikiklis ir revolverinės galvutės tipo keitiklis negali sutalpinti per daug antgalių, jie negali patenkinti sudėtingų detalių apdorojimo poreikių. Todėl ATC CNC staklės dažniausiai naudoja automatinius keitiklius su įrankių dėtuvėmis. Įrenginį su įrankių dėtuve sudaro dėtuvė ir įrankių keitimo mechanizmas, o keitimo procesas yra sudėtingesnis. Visų pirma, visi apdirbimo procese naudojami antgaliai turi būti sumontuoti ant standartinio laikiklio ir, iš anksto sureguliavus dydį už staklių ribų, tam tikru būdu įdėti juos į dėtuvę. Keičiant, pirmiausia pasirinkite antgalį dėtuvėje, tada keitiklis išims antgalį iš dėtuvės arba veleno keitimui, įdės naują antgalį į veleną ir įdės senąjį antgalį atgal į dėtuvę. Dėtuvė yra didelės talpos ir gali būti montuojama šone arba virš galvutės. Kadangi staklių su automatinio įrankių keitimo dėtuve galvutėje yra tik vienas velenas, veleno komponentų standumas turi būti didelis, kad būtų patenkinti tikslaus apdirbimo reikalavimai. Be to, dėtuvėje yra daug bitų, todėl galima atlikti daugiaprocesį sudėtingų dalių apdorojimą, o tai labai pagerina mašinos pritaikomumą ir apdorojimo efektyvumą. ATC sistema su dėtuve tinka gręžimo centrams ir apdirbimo centrams.

Kaip išsirinkti žurnalą ir įrankį?

Įrankių žurnalo tipas

Įrankių dėtuvė naudojama tam tikram frezos antgalių skaičiui rezervuoti, kuriuos manipuliatoriaus pagalba galima pakeisti ant veleno esančiais antgaliais. Yra įvairių tipų dėtuvės, pavyzdžiui, disko tipo dėtuvės ir grandininės tipo dėtuvės. Dėtuvės forma ir talpa turėtų būti nustatomos atsižvelgiant į staklių technologinę apimtį. Diskinėje įrankių dėtuvėje frezos antgalio kryptis sutampa su veleno kryptimi. Keičiant antgalį, veleno dėžė pakyla į tam tikrą padėtį, kad ant veleno esantis antgalis būtų sulygiuotas su apatine dėtuvės padėtimi, o frezos antgalis užfiksuojamas, velenas valdomas kompiuterio, atleidus rankeną, diskinė įrankių dėtuvė juda į priekį, ištraukia frezos antgalį nuo veleno, o tada dėtuvė pasuka kitame procese naudojamą antgalį į veleno padėtį, dėtuvę atgal, įstatant naują antgalį į veleno angą, velenas užfiksuoja laikiklį, veleno dėžė nuleidžiama į darbinę padėtį, įrankio keitimo užduotis baigta ir prasideda kitas procesas. Šio įrankių keitimo įrenginio privalumai yra paprasta konstrukcija, maža kaina ir geras keitimo patikimumas. Trūkumas yra ilgas keitimo laikas, todėl jis tinka apdirbimo centrams su maža dėtuvės talpa. Apdirbimo centrams, kuriems reikalinga didelė dėtuvės talpa, bus naudojama grandininė įrankių dėtuvė. Dėtuvė yra kompaktiškos konstrukcijos ir turi didelę dėtuvės talpą. Grandinės žiedo forma gali būti įvairi, atsižvelgiant į staklių išdėstymą. Forma ir keitimo padėtis taip pat gali būti išsikišusios, kad būtų lengviau keisti. Kai reikia padidinti frezos antgalių skaičių, tereikia padidinti grandinės ilgį, o tai palengvina dėtuvės projektavimą ir gamybą.

Įrankio parinkimo metodas

Dėtuvėje saugoma daug antgalių. Prieš kiekvieną keitimą antgalį reikia pasirinkti. Dažniausiai naudojami įrankių parinkimo metodai yra nuoseklusis metodas ir savavališkasis metodas. Įrankiai į dėtuvės laikiklius įdedami paeiliui, atsižvelgiant į proceso reikalavimus. Apdorojimo metu antgaliai reguliuojami nuosekliai. Apdorojant skirtingus ruošinius, antgalių eilę dėtuvėje reikia iš naujo reguliuoti. Privalumas yra tas, kad dėtuvės pavara ir valdymas yra gana paprasti. Todėl šis metodas tinka automatiniam įrankių keitimui mažose ir vidutinio dydžio kompiuterinėse skaitmeninio valdymo mašinose, kuriose apdorojamos didelės partijos ir nedidelis ruošinių rūšių skaičius. Tobulėjant skaitmeninio valdymo sistemoms, dauguma skaitmeninio valdymo sistemų taiko savavališko įrankių parinkimo metodą, kuris skirstomas į 3 tipų įrankių laikiklių kodavimą, įrankių kodavimą ir atminties tipą.

Įrankių kodavimo metodas

Įrankio arba laikiklio kodą reikia identifikuoti įrankyje arba laikiklyje įrengiant kodo juostą, kuri paprastai koduojama pagal dvejetainio kodavimo principą. Pasirinkimo metodas naudoja specialią įrankio laikiklio struktūrą, o kiekvienas antgalis turi savo kodą, todėl antgalį galima pakartotinai naudoti skirtinguose procesuose, o pakeisto antgalio nereikia dėti atgal į pradinį laikiklį. Didelės talpos dėtuvę galima atitinkamai sumažinti. Tačiau kiekvienas antgalis turi specialų kodavimo žiedą, ilgis pailgėja, jį sunku pagaminti, o dėtuvės ir manipuliatoriaus struktūra tampa sudėtinga. Laikiklio kodavimo metodas yra toks, kad vienas peilis atitinka vieną laikiklį. Iš vieno laikiklio išimti įrankiai turi būti įdėti atgal į tą patį laikiklį. Įrankių paėmimo ir įdėjimo antgaliai yra sudėtingi ir jų keitimas užtrunka ilgai. Šiuo metu atminties metodas plačiai naudojamas apdirbimo centruose. Tokiu būdu laikiklio skaičius ir padėtis dėtuvėje gali būti atitinkamai saugomi CNC sistemos PLC. Įrankio informacija visada saugoma PLC, nepriklausomai nuo to, kuriame laikiklyje įrankis yra įdėtas. Dėtuvėje yra padėties aptikimo įtaisas, kuris gali gauti kiekvieno laikiklio padėties informaciją. Tokiu būdu įrankį galima išimti ir grąžinti kada panorėjus. Dėtuvė taip pat turi mechaninę kilmę, todėl kiekvieną kartą pasirinkus peilį, bus pasirinktas artimiausias peilis.

Programos

ATC CNC frezavimo staklės gali būti naudojamos įvairiose pramonės šakose, tokiose kaip baldų ir namų tobulinimo, medinių dirbinių, spintelių, ekranų, reklamos, muzikos instrumentų ar tiksliųjų instrumentų korpusų apdirbimo pramonėje. O apdorojamos medžiagos daugiausia apima įvairias nemetalines medžiagas, tokias kaip mediena, stiklas, akmuo, plastikas, akrilas ir izoliacinės medžiagos.

Medienos

Namų durys, 3D Banguotų plokščių apdirbimas, spintelių durelės, medžio masyvo durys, amatininkų medinės durys, nedažytos durys, tinkleliai, amatininkų langų gamyba, batų valikliai, žaidimų automatų spintelės ir plokštės, kompiuterių stalai ir skydinių baldų gamyba.

Liejimo gamyba

Jis gali gaminti metalines formas, tokias kaip varis, aliuminis, geležis ir kt., taip pat nemetalines formas, tokias kaip medis, akmuo, plastikas, PVC ir kt.

Reklama ir mėgėjai

Iškabų gamyba, logotipų kūrimas, užrašų kūrimas, akrilo pjovimas, pūslių liejimas ir dekoracijos.

Pramoninė gamyba

Jis gali pagaminti visų rūšių šešėlių ir reljefines skulptūras, kurios plačiai naudojamos amatų ir dovanų pramonėje.

Problemų

CNC frezavimo staklės su automatiniu valdymo pultu (ATC) yra galingiausia kompiuterinio skaitmeninio valdymo staklių klasė. Nors apdirbimo stiprumas ir greitis yra neprilygstami kitiems kompiuterinio skaitmeninio valdymo staklėms, kaip visiškai automatizuota mechaninė įranga, kasdienė patikra ir priežiūra taip pat labai svarbi. CNC frezavimo staklės su įrankių keitikliu visiškai skiriasi nuo įprastų kompiuterinio skaitmeninio valdymo staklių aptikimo ir gedimų diagnostikos metodų.

Mašinos veikimo tikrinimo metodas

Veikimo patikrinimo metodas – tai faktinio mašinos veikimo stebėjimo ir kontrolės metodas, siekiant nustatyti gedimo vietą ir taip atsekti gedimo priežastį. Apskritai kompiuterinio skaitmeninio valdymo mašinų rinkiniuose naudojamos hidraulinės ir pneumatinės valdymo dalys, tokios kaip automatinis įrankių keitiklis, keitimo stalo įtaisas, tvirtinimo ir perdavimo įtaisas ir kt., kurios gali būti naudojamos gedimo priežasčiai nustatyti atliekant judesio diagnostiką.

Būsenos analizės metodas

CNC sistema gali ne tik rodyti gedimų diagnostikos informaciją, bet ir pateikti įvairias diagnostikos būsenas diagnozės adreso ir diagnozės duomenų pavidalu. Pavyzdžiui, kai sistema neteisingai grįžta į atskaitos tašką, galite patikrinti atitinkamo parametro būsenos vertę, kad nustatytumėte gedimo priežastį.

CNC programavimo tikrinimo metodas

CNC programavimo patikros metodas dar vadinamas programos funkcijų bandymo metodu. Tai metodas, skirtas patvirtinti gedimo priežastį sudarant specialų bandymo programos segmentą. Rankinio programavimo metodą galite naudoti sistemos funkcijų (pvz., linijinio padėties nustatymo, apskritiminės interpoliacijos, sriegio pjovimo, įrašytų ciklų, vartotojo makrokomandų programų ir kt.) funkcijų bandymo programai sudaryti ir paleisti bandymo programą, kad patikrintumėte staklės tikslumą ir patikimumą atliekant šias funkcijas, o tada nustatytumėte gedimo priežastį. Paprastai parašoma bandymo programa su instrukcijomis, kaip remontuoti stakles, ir programa paleidžiama įvykus gedimui, siekiant nustatyti, kokia ji yra.

Prietaisų tikrinimo metodas

Prietaisų tikrinimo metodas reiškia įprastų elektrinių prietaisų naudojimą kiekvienos kintamosios ir nuolatinės srovės maitinimo šaltinių grupės įtampai, fazės nuolatinės srovės ir impulsų signalams ir kt. matuoti, siekiant rasti gedimus.

Skaitmeninio valdymo sistemos savidiagnostikos metodas

Skaitmeninio valdymo sistemos savidiagnostika yra diagnostikos metodas, kurio metu naudojama vidinė savidiagnostikos programa arba speciali sistemos diagnostikos programinė įranga, skirta diagnozuoti ir išbandyti pagrindinę sistemos aparatinę įrangą ir valdymo programinę įrangą. Tai daugiausia apima savidiagnostiką įjungus, stebėjimą internetu ir testavimą neprisijungus. CNC staklės naudoja sistemos savidiagnostikos funkciją, kuri gali lengvai parodyti sąsajos signalo būseną tarp sistemos ir kiekvienos dalies bei sužinoti bendrą gedimo vietą. Tai dažniausiai naudojamas gedimų diagnostikos proceso metodas.